Ученые узнали, изменились ли раковины ископаемых моллюсков за миллионы лет

Особенности кристаллографической текстуры минералов в ископаемых раковинах моллюсков выявила команда ученых из Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН и Тульского областного краеведческого музея, 16 сентября сообщает пресс-служба ОИЯИ.

Минералы, из которых древние моллюски строили свои раковины, расскажут ученым, в каком мире они жили около 165 млн лет назад.

Участники этой научной группы два лета подряд ходили в экспедиции для сбора раковин различных моллюсков, отмечая условия захоронения найденных образцов, чтобы затем изучить их кристаллографическую текстуру (распределение ориентаций кристаллов в исследуемом объекте).

Реконструированные условия обитания вымерших животных и растений помогают при этом понять, как различные факторы повлияли на кристаллографическую текстуру раковин.

В основном коллектив изучает текстуру раковин ископаемых и современных моллюсков, но также и других морских животных, таких как кораллы и брахиоподы. Особое внимание в настоящее время они уделяют исследованию раковин двустворчатого моллюска юрского периода Gryphaea dilatata.

Старший научный сотрудник научно-экспериментального отдела нейтронных исследований конденсированных сред Лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка (ЛНФ) ОИЯИ, он же сотрудник Палеонтологического института РАН Алексей Пахневич рассказал о трудностях при поиске образцов для таких исследований:

«Нужен материал определенной массы и размера, поскольку существующие методы не позволяют изучать слишком маленькие объекты».

Сбор образцов ископаемых моллюсков проводился в Тверской, Тульской и Орловской областях. Подготовленные образцы были отправлены в ЛНФ ОИЯИ, поскольку, как пояснил Пахневич, «на территории России только в Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ есть возможность измерить кристаллографическую текстуру объектов с помощью метода нейтронной дифракции».

Этот метод позволяет получить более полное представление о кристаллографической текстуре всей раковины, в то время как другими методами можно получить информацию лишь о текстуре небольших поверхностных участков, отметил Алексей Пахневич.

Для исследований использовался текстурный дифрактометр СКАТ исследовательского ректора ИБР-2. Кроме того, в ЛНФ образцы изучались методами рентгеновской дифракции, а в Палеонтологическом институте — методом рентгеновской микротомографии.

Полученные данные позволили ученым определить минеральный состав раковин и узнать распределение в них ориентации кристаллов кальцита.

Миллионы лет нахождения в слоях горных пород могли изменить состав многих раковин, в которых одни минералы были замещены другими. Поэтому участники исследования выясняли, как такой процесс отразился на кристаллографической текстуре раковин.

Исследование показало, что замещения не произошло — структура не изменилась почти у всех отобранных образцов, при том что возраст некоторых составлял около 165 млн лет. На текстуру не повлияли ни различные условия жизни этих организмов (давление, температура и глубина обитания), ни условия их захоронения.

Таким образом, учеными было установлено, что кристаллографическая текстура является устойчивым параметром, на который можно опираться, чтобы понять, как на кристаллическом уровне были устроены организмы миллионы лет назад.

Ученые намерены продолжить изучение этого вопроса, чтобы убедиться в достоверности этого вывода. С этой целью Алексей Пахневич его коллега старший научный сотрудник ЛНФ Дмитрий Николаев уже отправились в экспедицию в Ярославскую область.

Другим важным результатом проделанной работы коллектива стало обнаружение перекристаллизации поверхностного слоя раковины одного образца — единственного случая изменения в текстуре и микроструктуре раковин моллюсков, выявленного этой группой, и ставшего первым в мире, обнаруженным в ходе изучения кристаллографической текстуры.

Как отмечают участники исследования, «замеченная в кристаллографической текстуре перекристаллизация позволяет подойти к решению вопроса об изменениях раковинного вещества за миллионы лет еще с одной стороны».

Ученые увидели, как перекристаллизация отражается на кристаллографической текстуре, что поможет уточнить, сохранилась ли текстура минерального вещества раковины за миллионы лет в исходном состоянии, такой, какой она была при жизни моллюска.

Результаты исследования были представлены в статье «Кристаллографическая текстура минерального вещества в раковинах двустворчатых моллюсков Gryphaea dilatata Sowerby», опубликованной в журнале MDPI Biology.