Een dwarsdoorsnede van Pycnodonte vesicularis

[FossilDude]

De tweede stap was het on de microscoop bekijken van de lengte-doorsnedes van onze Pycnodonte specimens. Het doel was simpelweg om te kijken (a) hoe de schelpen zijn opgebouwd, en (b) of we onder de gewone microscoop eventueel al problemen als rekristallisatie kunnen herkennen.

Op deze eerste microscoopfoto's (beeldbreedte ~0.7 mm; sorry voor de slechte kwaliteit) zien jullie de kenmerkende afwisseling van gefolieerde en vesiculaire lagen (foto's 1-3) en een detail-opname van de een van de vesiculaire lagen (foto 4). In de richting van het ligament-veld van de Pycnodontes lijken de vesiculaire lagen grotendeels te verdwijnen (foto's 5-7). Op de 5e foto (beeldbreedte 0.2 mm) zie je mooi hoe de lagen met gefolieerde calciet gegroeid zijn. De laatste foto (beeldbreedte ~2 mm) is een doorsnede van en stuk van de slot-lijn van één van de specimens.

-wordt vervolgd-

[Bewerkt door FossilDude op 11-09-2017 om 14:06 NL]

[FossilDude]

Bij deze eerste beoordeling kwamen we meteen al wat problemen tegen.

Hoewel over het algemeen de poriën in de vesiculaire lagen niet zijn opgevuld, wat een goed teken is, toonden de microscoop-opnames toch hier en daar wat sporen van rekristallisatie (zie foto 1). Ook toonden de plekken waar er boorgaten in de schelpen zitten (waarschijnlijk van polychaete wormen) interessante mineraal-afzettingen (foto 2).

Beide ontdekkingen bleken interessante consequenties voor ons onderzoek te hebben.

-wordt vervolgd-

[hubertus68]

Hoi Johan,

interessant. Maar ik wou even een tussenvraag stellen, om het thema iets "plastischer" te maken:
Doelt het onderzoek op de effecten, die externe invloeden (klimaat, destructie door wormen, sponzen etc., waterdruk, watertemperatuur etc.)op het kristalisatieproces hadden? Of zit ik daar mis mee?

Ik heb trouwens een interessante Pycnodonte met vreemde texturen op de binnenkant, die eventueel door kristalisatie ontstaan zijn. Geinteresseert? Dan stuur het stuk graag op.


Beste Groeten,
Oliver

[FossilDude]

Hoi Oliver,

In principe is de bedoeling van het onderzoek om te kijken of fossiele schelpen van Pycnodonte te gebruiken zijn om seizoenaleit en seizoenaliteits-veranderingen te reconstrueren. Op dit moment is eigenlijk nog heel weinig bekend over hoe de seizoenen er bijvoorbeeld in het Krijt-tijdperk uitzagen. We proberen dus de veranderingen in temperatuur, zoutgehalte en chemie van het zeewater doorheen het jaar, vastgelegd in de chemie van de groeilagen van de schelp, te achterhalen.

Echter, om tot dat punt te komen moeten we eerst achterhalen hoe de schelp groeide, en óf de kalk van onze Pycnodontes nog goed genoeg bewaard is gebleven om überhaupt dingen als temperatuur en chemie van het zeewater te kunnen reconstrueren, en bij uitbreiding, hoe dit te achterhalen is.

Ik twijfel trouwens een beetje of die structuren op de binnenkant van jouw Pycnodonte inderdaad door kristallisatie ontstaan zijn. Hou dit specimen in ieder geval nog maar even vast. We zijn nu nog in het begin-stadium van dit project, en moeten nog even kijken hoe we het verder gaan uitbreiden.

Groet,
Johan

[Bewerkt door FossilDude op 12-09-2017 om 14:11 NL]

[FossilDude]

Bij de eerste analyses onder de microscoop bleek dat de originele vesiculaire structuur in onze Pycnodonte specimens grotendeels intact te zijn.

Om te kijken hoe de gelaagdheden doorheen de schelp ontwikkelden hebben we 1 specimen in een micro-CT scanner gelegd. Het resultaat zien jullie hier (A en B). De CT-scanner kan de verschillen in dichtheid, ontstaan door de afwisseling van dichte, gefolieerde lagen met de poreuze, vesiculaire lagen, herkennen.

Ook konden we op deze manier een inschatting maken van wat de porositeit van zulke schelpen is (D en E). De resultaten tonen aan dat de vesiculaire lagen bijzonder poreus zijn. Dit betekent dat ze dus over het algemeen niet zijn opgevuld met secundair calciet (en dat de kalk dus waarschijnlijk grotendeels origineel is), maar het betekent ook dat eventueel porie-water in de sedimenten vrij door dit soort schelpen kan bewegen (wat wel problemen met de chemische samenstelling kan zorgen).

- wordt vervolgd -

[FossilDude]

Ik zag dat de CT-scan niet zo goed uitkwam in de vorige afbeelding, dus heb m maar even gecropt.

[Bewerkt door FossilDude op 14-09-2017 om 12:43 NL]

[Frederik]

Boeiend! Is er geen invloed van de epoxy op de resultaten? Gezien er toch wel wat porositeit is.

[FossilDude]

Frederik schreef:
Is er geen invloed van de epoxy op de resultaten? Gezien er toch wel wat porositeit is.

Hoi Frederik,

De Araldite epoxy heeft een viscositeit die hoog genoeg is dat deze niet in de schelp stroomt. Wel zien we dat in sommige van de grootste boorgaten hars is gestroomd. Maar van daar uit heeft het zich niet verspreid door de vesiculaire lagen.

Chemisch is Araldite epoxyhars behoorlijk 'schoon', waardoor er geen chemische 'vervuiling' optreed.

Groet,
Johan

[FossilDude]

Het is voor ons onderzoek belangrijk om te weten of de kalk van onze schelpen nog origineel is, of dat er rekristallisatie heeft plaatsgevonden, waardoor het chemisch signaal verloren is gegaan. Daarom bestond de volgende stap uit een methode die kathode-luminescentie genoemd wordt.

Kathode-luminescentie is een methode waarbij je met een (16-20 kV) elektronenkanon op het materiaal schiet. De elektronen laden zo veel energie in het materiaal,dat het materiaal zelf energie gaat uitzenden. Een deel van deze energie wordt in de vorm van licht uitgezonden. Dit is wat we kathodo-luminescentie noemen. De golflengte (=kleur) van dit licht hangt af van de kristal-structuur van de kalk én van de aanwezigheid van eventuele andere elementen.

Onze kathode-luminescentie analyse laat zien dat de gefolieerde kalk van onze schelpen weinig licht uitzend. Dit betekend dat de originele calciet-kristallen hoogstwaarschijnlijk bewaard zijn gebleven. De vesiculaire kalk daarentegen licht geel/oranje op (Foto's 1&2), wat duidt op rekristallisatie.

De omgeving van het scharnier van de schelp, waar de vesiculaire kalk grotendeels afwezig is (Foto's 3&4), lijkt dus de beste plek om toekomstige chemische analyses te doen. Foto 6 laat een compilatie van de het hele scharnier van één van de specimens zien. Het lijkt er wel op dat enkele milimeters van het scharnier af hier en daar wat 'vervuiling' (=insluitingen van sediment?) heeft plaatsgevonden. Dit is te zien aan de vage oranje-rode vlekken in foto's 3,4 en 6. Bij het bemonsteren zullen we deze delen moeten proberen te ontwijken.

De kathode-luminescentie toont ook wederom aan dat de plekken waar er boorgaten in de schelp zitten gekenmerkt worden door rekristallisatie en vervuiling (foto 5).

[Bewerkt door FossilDude op 18-09-2017 om 17:42 NL]

[Masterofearth]

Hey Johan gaaf om te zien! Mooie techniek. Ik ga er van uit dat de originele kristallen door het organisme gevormd een andere kristal structuur hebben dan de calciet die bij rekristallisatie is gevormd en dat je daardoor de verschillen ziet? Of zijn het de onzuiverheden en andere elementen in de calciet die voor de verschillen zorgen, net zoals de element verschillen bij zirkoon zonaties.

groet,

Pim