Starker Laser für zarte Fossilien

News: Starker Laser für zarte Fossilien

Fossilien geben Aufschluß über das Leben auf unserem Planeten, wie es lange vor unserer Zeit war. Diese Relikte zu finden, ist schon schwierig genug. Sie dann noch unbeschadet zu isolieren, ist eine langwierige und oft auch schwierige Aufgabe. Wertvolle, zerbrechliche Fossilien von dem Stein zu befreien, der sie Millionen von Jahre verborgen hat, könnte mit Hilfe eines Lasers bald wesentlich einfacher und schneller von der Hand gehen. Der Laser arbeitet nicht allein, sondern kombiniert mit einem Kontrollsystem, so daß der Stein zerstört, das Fossil aber geschützt wird.

Lowell Wood und seine Mitarbeiter vom Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornien, arbeiten eigentlich an militärischen Projekten. Die Idee, Fossilien vom Gestein zu befreien, hatten sie in ihrer Freizeit. Die Wissenschaftler wollten ein Kontroll-System für einen Laser entwickeln, das den Laserstrahl, der sich durch einen Stein schneidet, in dem Moment abschaltet, in welchem er auf ein Fossil trifft.

Das Resultat könnte ein Segen für Paläontologen sein, denn heutzutage werden Fossilien von Hand gereinigt. Das ist eine langwierige und anspruchsvolle Aufgabe, besonders dann, wenn die Knochen weicher sind als der Stein, der sie umgibt. "Einen kleinen Säugetierschädel zu präparieren, kann volle zwei Monate in Anspruch nehmen", sagt Pete Reser vom New Mexico Museum of Natural History and Science. An einem kompletten Dinosaurier-Skelett arbeiten 20 Menschen ein volles Jahr.

Die Forscher aus Livermore verwendeten einen starken Infrarot-Laser mit Lichtpulsen von 100 Femtosekunden Dauer. Die Pulszeiten sind so kurz, daß die Oberfläche praktisch die gesamte Energie absorbiert und Mikrometer für Mikrometer verdampft. Durch diesen Vorgang wird keine Wärme an das darunter liegende Material abgegeben, es werden also keine weiteren Schichten zerstört.

Um kontrollieren zu können, welches Material der Laser gerade durchschneidet, zeichneten die Wissenschaftler das Emissionsspektrum der Dampfwolke auf. "So konnten wir in Echtzeit die chemische Zusammensetzung des verdampften Materials ermitteln und feststellen, ob wir gerade Matrix abtragen oder schon auf Knochen gestoßen sind", sagt Wood während einer Tagung der Society for Vertebrate Paleontology im Oktober 1999. Der Laser wurde sofort gestoppt, sobald die Sensoren Phosphor detektierten, ein Element, das selten in Stein, aber reichlich in Knochen enthalten ist. Die neue Technik wurde in Denver vorgestellt.

"Es würde sich großartig für Mikropräparationen eignen, wie zum Beispiel winzige mesozoische Schädelknochen, oder für Fälle, bei denen es schwierig ist, das Fossil von der Matrix zu unterscheiden", meint Reser. Bisher haben Wood und seine Mitarbeiter lediglich gezeigt, daß das System zwischen Stein und Knochen unterscheiden kann, doch sie hoffen, schon bald mit der Präparation von Fossilien beginnen zu können.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 29.7.1999
"DNA-Schnelltest für Fossilien"

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