远未灭绝 — 鹦鹉螺化石的拉曼成像

2021年3月

世界上少有东西能像史前生物那样引人遐思。时值假期，一个小男孩来到英格兰南部的莱姆里吉斯镇（也就是现在的世界文化遗产侏罗纪化石遗址）玩耍，他不停地寻找化石，不仅仅是为了打发时间，更重要的是，这个过程令人兴奋又着迷。它是通往另一个世界的桥梁。那里曾经是一个真实的世界，就存在于我们所站的位置，只是时隔太过久远，如今已令人难以置信。

当然，拉曼成像早已成为判定地质断面内的无机物和矿物成分的一项成熟技术。它具有区分多种物质的特异性。多年来，拉曼成像的速度越来越快，丰富了大块样品的分析信息和表现方式。最近这项技术新添了聚焦追踪功能（如雷尼绍的LiveTrack™），能够精确地分析复杂的表面形貌。现在，无需切片和打磨就可以分析矿物学和古生物学样本，有助于揭示关于天然材料特性的更多信息。

分析鹦鹉螺化石

我使用具有LiveTrack功能的StreamLine^TM拉曼成像技术，分析了一块出自莱姆里吉斯（Black Ven）的鹦鹉螺化石。鹦鹉螺是一种软体生物，现已绝迹。虽然外形与贝壳类相似，但它们实际上与乌贼和章鱼等蛸亚纲的关系更为密切。由于它们极具特点的外形特征，人们戏称它们为“蛇石”。训练有素的化石搜寻者一眼就能从大量的岩石和卵石中认出鹦鹉螺化石。

我从这个样本中采集到了一百多万张光谱。通过StreamLine拉曼数据，以及结合WiRE软件的遮蔽功能生成的化学图像，识别出多种不同的物质。这些数据显示，这块化石及其周围的物质由硫化铁和碳酸钙组成。除了显示不同物质的详细图像外，还揭示了结晶度和应力的细微变化。这些都是对照3D表面形貌图像发现的，其中硫化铁的结晶度和应力特性与地貌（隔膜）密切相关。低结晶度硫化铁对应于隔膜的谱峰，位置变化范围为3.5 cm^-1（341 cm^‑1谱带）。硫化铁压应力对应于隔膜谱峰出现的边缘（隔膜最大曲率区域），其变化范围为339.11 cm^-1至343.10 cm^-1。

通常，鹦鹉螺的壳上有螺纹。螺纹主要有三种，与它们生活的年代相关。在此例中我们发现，螺纹发出的荧光增强与存在碳酸钙有关。因此相对于白光图像提高了对比度。

这些详细的化学和特性信息展示了拉曼数据在了解真实世界样本方面的价值，而且无需制备样本。利用雷尼绍的LiveTrack技术，可以结合表面形貌查看这些数据，以令人难以置信的程度展示物质的详细信息。

下次踩在沙滩上时，不妨想想自己脚下可能藏着的化石，以及使用雷尼绍的拉曼设备可以进行什么样的详细研究。