コンピュータ断層撮影で地球の歴史を数百万年さかのぼる

あるホルシュタイン岩の堆積スラブについて、コンピュータ断層撮影を用いて化石の含有量を調査することになりました。最新のCT技術は、誰も予想していなかった結果をもたらしました。

地球科学、とりわけ古生物学は、地球の過去に対する知見や、数百万年に渡る私たちの生息地の変化に関する興味深い情報を提供してくれます。はるか昔に絶滅した可能性のある種は、現在とはまったく異なる環境や植生の中で、人類の夜明けよりずっと前の生命の姿を描き出しています。恐竜の発見だけでなく、私たちの惑星が受けた劇的な変化を証明するマイクロメートル単位の化石もまたさらに、私たちの想像力を刺激するはずです。そして私たちは、科学者がすでに得ている知見と、私たちの未来についての結論に驚嘆します。

ハンブルクにあるライプニッツ生物多様性変化解析研究所の古生物学部門代表であるDr. Ulrich Kotthoffと、ハンブルク大学の微古生物学部、Foraminifera.eu Lab、およびLIBの研究者チームが、このほどコメット・エクスロン・アプリケーション・ファクトリーを訪れ、今日のX線技術が彼らの研究にどのような効果をもたらすかについて視察しました。主にシュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州東部に分布する砂岩であるホルシュタイン岩の堆積スラブについて、コンピュータ断層撮影を用いて化石の含有量を調査することになりました。

これまで、こうした調査は主に岩石を破壊することで実現されてきましたが、その場合には、含まれている化石も損傷するリスクが常に伴います。したがって、必要な解像度を達成できる装置であれば、非破壊検査は魅力的な代替手段となります。実際、新しい技術の可能性は、その時点では誰も予想していなかった結果をもたらすことがあります：大型の巻き貝のほかに、ミリメートルサイズの有孔虫の殻の蓄積さえも見えるようになりました。有孔虫は、海洋や塩性湿地のような海洋生息地に生息する単細胞生物です。発見された最古の有孔虫は約5億4000万年前のものです。科学者たちは、有孔虫の殻からそれぞれの環境条件のわずかな変化を読み取ることができ、それによって気候や海洋の進化をはるか昔にさかのぼることができます。

研究者らが持ち込んだ化石プレートは、高解像度コンピュータ断層撮影システムFF35 CTでスキャンされました。プレートの三次元概観が、Vistaソフトウェアの QuickScanモードで、従来の円形軌道を使用して生成されました。生成された3Dデータセットのボクセルサイズは50 µmで、研究者たちに使い慣れた解像度でテスト対象物内部の最初の知見をもたらしました。

進歩するX線技術の可能性は、科学に刺激的な知見をもたらすと同時に、未来への期待を高めます。Dr. Ulrich Kotthoffは意欲的です：


「私や同僚にとって最も驚きだったのは、かなり大きな巻き貝のほかに有孔虫の殻を認識できたことです。岩石を破壊することなくこれらの微化石を研究できる可能性に加えて、岩石中の微化石の体積割合を決定できることは興味深いことです。さらに高い解像度が達成されれば、有孔虫のより正確な判定が実際に可能になるでしょう。さらに進めば、他の場所からの同じ岩石の一部をいくつか調べて、有孔虫と巻き貝の密度がすべての場所で同様であるか、または地域的な違いがあるかについて確認することができるでしょう。最高の場合、微化石がより正確に特定されれば、かつての水深も推測できるでしょう。」

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