Billede af en 5, 000 år gammel mineraliseret fiber fra det arkæologiske sted Gonur-Depe (Turkmenistan) ved synkrotronbaseret røntgenmikrotomografi. Det falske farvebillede viser, at fiberen har bevaret en organisk karakter (blå) og har på overfladen kobbersilikater (grønne), som spillede en stor rolle for dens konservering og jordforbindelser (rød). Kredit:Corentin Reynaud
Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Frankrig har løst mysteriet om, hvordan tekstiler fossiler via mineralisering. I deres papir udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences , gruppen beskriver et væld af værktøjer og teknikker, de brugte til at analysere fossiliserede tekstiler, og hvad de lærte.
Tidligere forskning har vist, at tekstiler (stof eller vævet stof) kan undergå fossilisering via en mineraliseringsproces - og dermed kan bevares i tusinder af år. Men indtil nu, processen, hvorved det sker, er ikke blevet forstået. For at lære mere, forskerne brugte en lang række værktøjer til at studere processen.
Arbejdet involverede først at indhente prøver - nogle kom fra udgravningssteder i det nære østen, mens resten blev fundet på Louvre-museet. I begge tilfælde prøverne var cirka 5, 000 år gammel. Næste, holdet gik i gang med at bruge semikvantitativ synkrotron røntgenmikrotomografi, nanoskala infrarød billeddannelse og harmonisk generering mikroskopi til at studere prøverne ved meget høj rumlig opløsning - fra nano til mikroskala. Det gav dem også mulighed for at samle en fysisk-kemisk sekvens af begivenheder, der førte til bevarelse.
Forskerne fandt ud af, at der var tre hovedstadier i fossiliseringsprocessen. Først og fremmest, vand transporterede antimikrobielle metalkationer fra nærliggende metaller, da de korroderede, sammen med opløste stoffer i jorden. Dette forhindrede tekstilerne i at bryde ned. I anden fase, de opløste stoffer og kationer blev absorberet af fibrene, hvilket fik dem til at svulme op, og som resulterede i skabelsen af en uorganisk skorpe, fører til cellulosenedbrydning. I sidste fase, fibrene gennemgik en langsom silicificeringsproces, der involverede kondensering af kiselholdige forbindelser.
Mineraliseret tekstilfragment på overfladen af en tynd kobberbaseret plade fra Nausharo-stedet (Kachi-Bolan-regionen, Balochistan, Pakistan), stammer fra første halvdel af det 3. årtusinde f.Kr. Væveteknikken, en afbalanceret almindelig vævning, er direkte identificerbar. Tekstilfibrene viser samtidig en mineralsk karakter med forskellige tætte kobberforbindelser og en organisk signatur afledt af den originale cellulose. Kredit:Christophe Moulhérat
Opdagelsesprocessen afslørede også nogle af de nødvendige betingelser for tekstilfossilisering; den fremmeste blandt dem var, at de skulle begraves med noget lavet af metal - tilstedeværelsen af den helt rigtige mængde vand er en anden forudsætning.
Falsk farverepræsentation af et SHG mikroskopibillede af en 4, 000 år gammelt bundt af hørfibre, der stammer fra et tekstil på overfladen af en vase fra den antikke by Tello i Mesopotamien. Forfatterne fandt, at cellulosemakrofibriller (grønne) undtagelsesvis blev bevaret på plads med korrosion af kobberobjektet, i en mekanisme, der kombinerede mineralisering og sol-gel silicificering. Kredit:Gaël Latour og Mathieu Thoury
Forskerne foreslår, at deres resultater ikke kun viser processen med tekstilfossilisering, men også demonstrere, hvordan billeddannelsesteknikker kan bruges til at lære mere om konserveringsteknikker.
© 2020 Science X Network