Учёные создали в лаборатории аналог янтаря для изучения сохранения окаменелостей

Исследователи из Филдовского музея в Чикаго и Фонда научного прогресса сообщили, что созревание сосновой смолы, заключённой в осадочную породу, даёт твёрдое прозрачное вещество, близко имитирующее природный копал и янтарь по внешнему виду, текстуре и химическому составу.

Янтарь и копал — это окаменевшие древесные смолы, которые ценны за способность сохранять хрупкие остатки растений и животных на протяжении миллионов лет. Поскольку включения в янтаре и копале чрезвычайно редки, а любой отбор проб необратимо разрушает уникальные образцы, деструктивный химический анализ для них не применяется.

Создание лабораторного аналога смолы дало бы материал, который можно использовать для таких разрушающих тестов. Сначала разработав и проверив методы анализа на синтетическом аналоге, учёные смогут понять, какие тесты наиболее эффективны и каких результатов ожидать.

В новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные нагревали и подвергали давлению свежую сосновую смолу, заключённую в глину, чтобы имитировать и ускорить естественные химические процессы превращения смолы в копал и янтарь.

Смолу собрали с одной горной сосны (Pinus mugo) и двух сосен обыкновенных (Pinus sylvestris) в Чикагском ботаническом саду. Образцы спрессовали в таблетки из бентонитовой глины под давлением от 159 до 241 бар и нагревали при температуре от 130°C до 150°C в течение 19–41 часа.

Цифровая световая микроскопия показала, что созревшая смола превратилась из непрозрачного бледно-белого материала в хрупкие прозрачные массы жёлто-оранжево-коричневого цвета. Микроскопия выявила раковистый излом, линии течения, двулучепреломление в скрещенных поляризаторах и внутренние воздушные полости.

Инфракрасная спектроскопия зафиксировала химические изменения в смоле, включая снижение сигнала карбонильной группы (C=O) при 1700 см⁻¹. Эта же картина наблюдается в природном копале и эоценовом балтийском янтаре, что указывает на схожее химическое старение. Эти спектральные изменения соответствуют потере летучих терпеноидов и возможной полимеризации или сшиванию оставшихся дитерпеноидных соединений.

Результаты показывают, что лабораторные условия привели к потере летучих и нестабильных компонентов в окружающий осадок, при этом сохранив и химически изменив стабильные компоненты смолы. Эксперимент позволил получить твёрдый прозрачный материал из влажной, липкой и иногда ароматной древесной смолы.

Хотя полученная смола демонстрирует черты, типичные для копала и янтаря, она может не быть химически идентичной, особенно в отношении полимеризации. Будущие эксперименты будут уточнять параметры температуры и давления и изучать смолы из таксонов, известных полимеризуемыми дитерпеноидами, чтобы достичь большего сходства с природным янтарём.