科學家創造了實驗室培養的琥珀狀樹脂來研究化石保存 _科學

試驗A由干燥的P.sylvestris樹脂產生。（A）成熟前的樹脂，呈淡白色和不透明。（B）裂開的藥片邊緣，顯示變暗、半透明和易碎。（C）（A）左下角區域的特寫顯示貝殼狀斷裂（箭頭）。（D-G）我們懷疑樹脂可能在熟化過程中從該樣品泄漏到另一個未打開的片劑表面。黃色半透明雙折射表面泄漏，在顯微鏡的（D）平行偏振和（E）交叉偏振設置中顯示出突出的光澤。（D-E）左上角區域的特寫顯示了圓形流線和（F）平行極化和（G）交叉極化的偏好。來源：《科學報告》（2025）。DOI:10.1038/41598-025-89448-5
據美國物理學家組織網（賈斯汀·杰克遜）：芝加哥菲爾德博物館和科學進步基金會報告稱，松樹脂的沉積物包裹成熟會產生一種硬化的半透明物質，在外觀、質地和化學特征上與天然柯巴脂和琥珀非常相似。
琥珀和柯巴脂是化石樹樹脂，因其數百萬年來保存精致的動植物遺骸而備受珍視，為研究人員提供了獨特的過去一瞥。避免了破壞性化學分析，因為琥珀和柯巴石夾雜物非常罕見，任何取樣都會對這些獨特的標本造成不可逆轉的損壞。
創建實驗室制造的樹脂模擬物將提供一種可以犧牲用于破壞性測試的材料。通過首先使用合成類似物來開發和驗證化學分析方法，研究人員可以了解哪些測試最有效以及預期的結果。
之前的研究將化石樹脂的形成描述為揮發性化合物損失和樹脂成分聚合的產物，但實驗室方法缺乏在現實埋藏條件下復制這些過程的能力。
在發表在《科學報告》上的“沉積物中松脂的實驗成熟，以研究合成柯巴脂和琥珀的形成”的研究中，科學家們對包裹在粘土中的新鮮松脂進行加熱和加壓，試圖將其轉化，模仿和加速樹脂在變成柯巴脂和琥珀過程中可能自然經歷的化學過程。
樹脂是從芝加哥植物園的一棵山松（Pinus mugo）和兩棵蘇格蘭松（Pinu sylvestris）中采集的。樣品在159至241巴的壓力下在膨潤土粘土片中壓實，并在130°C至150°C的溫度下加熱19至41小時。
數字光學顯微鏡顯示，成熟的樹脂從不透明的淡灰白色材料轉變為具有黃橙棕色的脆性半透明物質。顯微鏡檢查發現貝殼狀破裂、流線、交叉偏振光下的雙折射和內部氣囊。

為在化石記錄中尋找候選植物次生代謝物制定有趣的假設。它們的成巖作用可以用沉積物包裹的成熟度進行實驗研究。除了這里的樹脂成熟外，我們的方法在模擬碳質壓縮化石方面也取得了成功。來源：《科學報告》（2025）。DOI:10.1038/41598-025-89448-5
紅外光譜顯示樹脂發生了化學變化，包括1700 cm¹處羰基（C=O）信號減少。這種模式也出現在天然柯帕石和始新世波羅的海琥珀中，表明實驗樹脂經歷了類似的化學老化。這些光譜變化與揮發性萜類化合物的損失以及剩余二萜化合物的潛在聚合或交聯相一致。
結果表明，實驗室條件促使揮發性和不穩定成分流失到周圍的沉積物中，同時保留和化學改變了穩定的樹脂成分。該實驗從潮濕、粘稠、有時有香味的樹樹脂中生產出一種硬化、半透明的材料。
雖然所得樹脂表現出典型的柯巴和琥珀的特征，但在化學上可能并不完全相同，特別是在聚合方面。未來的實驗將完善溫度和壓力參數，并探索以可聚合二萜類化合物聞名的分類群中的樹脂來源，以實現更接近天然琥珀的保真度。