Prototaxites

[TStein]

Hallo Michael,

ich habe dir eine PN geschrieben. Wir können ja dann gerne nochmal intern diskutieren, was und wo gemessen werden soll und falls Florian auch noch eine Kostprobe seiner Prototaxiten zur Verfügung stellt, wäre sogar ein Vergleich möglich.

Lg Tino 

[Michael L.]

hallo Tino,

danke für Deine Nachricht aber das ist doch bereit die private Nachricht oder? eine andere habe ich nicht erhalten. Wenn Du die Literatur haben möchtest brauche ich eine e-mail Adresse. Ich habe Florian bereits alles geschickt und angeregt dass mann in den dunklen Banden und im hellen Bereich misst, ansonsten sind ja nur die zellulären Einzelelemte zu finden.

Viele Grüße

Michael

[TStein]

Hallo Michael,

ja, der Kommentar war etwas doppelt-gemoppelt. Ich habe jetzt auch soweit verstanden, dass im Grunde nur die zellulare Grundstruktur zu beobachten ist.
Ich habe deine Probe übrigens gestern erhalten und die Infos dazu. Ich schicke dir noch parallel meine Email-Adresse, für diesbezügliche Literatur.
Mein RAMAN-Mikroskopaufbau ist hier: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=38808.15 ab Beitrag #25 kurz beschrieben und im Beitrag #32 sind auch Bilder. Der Aufbau ist jetzt soweit durchoptimiert, dass es sich nicht vor kommerziellen Raman-Mikroskopen bezüglich Auflösung und Empfindlichkeit verstecken muss.
Auch vergleichbare Kohlenstoff-Signaturen in speziellen kohligen Chondriten und Mikrodiamanten in Ureiliten habe ich bereits messen können, sodass ich davon ausgehe, dass wir bei den Prototaxiten auch etwas Sinnvolles herausbekommen.
Ich würde daher versuchen, morgen die Messungen durchführen, es kann aber auch sein, dass es erst nächste Woche klappt, da dieses Wochenende noch einige Termine anstehen.

Lg Tino   

[Florian D.]

Ich bin gestern auch endlich dazu gekommen, ein Stück Prototaxit an Dich zu schicken. Ich hoffe, mit irgendetwas klappt die Ramanmessung!

Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Nachdem Rolf die Reblaus mir runde Objektträger zugesandt hat, wofür ich Ihm nochmal herzlich danken möchte, konnte ich jetzt auch den Schliff eindecken. Man sieht immerhin sehr schön die Zonierung.
Erstmals habe ich auch ein Vakuumiergerät verwendet, um Blasen im UV-härtenden Eindeckmittel zu reduzieren.
Ich erwarte schon neues Material von Holger Adelmann!



Viele Grüsse
Florian

[TStein]

Hallo in die Runde,

Florian und Michael haben mir freundlicherweise ein Paar angeschliffene Handstücke der Prototaxitenfossilien zugesandt und ich habe sie mit meinem RAMAN-Mikroskop gemessen.
Als erstes die Probe von Florian:


Bild1: XPOL-Übersichtsbild mit 10x/0.3 Objektiv und den markierten Messpositionen 1 und 2


Bild2: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 1


Bild3: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 1 (60s)


Bild4: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 2


Bild5: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 2 (60s)


Bild6: XPOL-Übersichtsbild mit 10x/0.3 Objektiv and Position 3


Bild7: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 3


Bild8: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 2 (60s)

An Position 1 und 3 wurden die dunklen Zwischenräume zwischen den pseudozellularen Strukturen gemessen und enthalten laut Literatur Kohlenstoffreste der Organismen, was auch an den Spektren mit den markanten Peaks bei 1350cm-1 und 1600cm-1 nachzuweisen ist. Die Vergleichsposition 2 ist etwa Mittig in der Pseudozelle und weist keine Kohlenstoffsignatur auf, nur die Signatur des Quarzes.

Die zweite Probe von Michael folgt.

Lg Tino

[TStein]

Und noch die zweite Probe von Michael:


Bild1: XPOL-Übersichtsbild mit 10x/0.3 Objektiv und den markierten Messpositionen 1, 2 und 3


Bild2: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 1


Bild3: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 1 (60s)


Bild4: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 2


Bild5: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 2 (60s)


Bild6: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 3


Bild7: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 2 (60s)


Bild8: XPOL-Detailaufnahme L40x/0.6 Objektiv und markierter Position 5


Bild9: RAMAN-Spektrum mit 150x/0.95 Objektiv an Position 5 (60s)

Mehr dazu morgen.

Lg Tino

[Florian D.]

Super, jetzt kann ich auch die Bilder sehen!
Wenn ich mit dem Artikel von Kouketsu vergleiche, würde ich die max. Metamorphosetemperatur auf etwa 380 Grad schätzen.

Viele Grüsse
Florian

[TStein]

Hallo Florian,

das ging aber schnell.
Ich werte morgen nochmal die exakten Positionen und die FWHM der Peaks aus. Ich denke auch, dass die beiden Proben bei >350°C landen. Ein bisschen schade ist es schon, dass wir recht nahe an der Graphitumwandlungstemperatur liegen. Sonst könnte man noch genauere Rückschlüsse auf die biologische Herkunft der Kohlenstoffreste treffen.

Lg Tino

[hugojun]

Hallo Florian, Tino,
tolle Ergebnisse eurer Untersuchungen.
Wenn ich Fig 2 aus YUIKOUKETSU et al 2014 richtig interpretiere,
kann man die Temperatur auch nach oben abgrenzen.
z.B. > = 340 ° C; < 443 °C, ,,nahe an der Graphitumwandlungstemperatur",
wie Tino schon gesagt hat.
@ Tino:
wie bekommt man denn anhand des Raman Spektrum
Rückschlüsse auf die biologische Herkunft?
LG
Jürgen

[TStein]

Hallo Jürgen,

soweit ich das im von Florian verlinkten Artikel (https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1725382/FULLTEXT01.pdf) verstanden habe, kann man bei nicht so stark metamorphisierten Prototaxitenfunden durch Auswertung der zusammengesetzten D- und G-Peaks (siehe Seite 26, Abb 7) mittels Vergleichsmessung mit rezenten Lebewesen, Rückschlüsse darauf ziehen, ob Eukariotisch, Prokariotisch, Pilze, Flechten usw. Also eigentlich schon recht interessant, was alles geht, vor allem wenn man bedenkt, dass die Fossilien einige 100Mio Jahre alt sind.

Lg Tino 

[TStein]

Und nochmal zum Vergleich die Gegenüberstellung der Spektren + Abzug der Basislinien:


Bild1: Florians-Sample (unbearbeitet)


Bild2: Florians-Sample (Basislinien abgezogen)


Bild3: Michaels-Sample (unbearbeitet)
 

Bild4: Michaels-Sample (Basislinien abgezogen)

Und noch die Auswertung der Peaks.


Tabelle1: Peakpositionen, absolute Peak-Höhen und FWHM

Lg Tino

[Michael L.]

Hallo Tino,

vielen Dank für die tollen Ergebnisse und den Aufwand den Du betrieben hast. Beim ersten flüchtigen Betrachten sind zumindest die dunklen, zellulären Strukturen ziemlich gleich im Spektrum. Hinsichlich der Raman Beurteilung ob biogen oder nicht kann ich noch ein paar Literatur Infos beisteuern, wird aber erst Ende kommender Woche möglich sein.

Viele Grüße

Michael

[Michael L.]

Gruß in die Runde,

inzwischen habe ich mal meine Literaturdatenbank durchforstet und einige Paper zur Raman Spektroskopie gefunden. Einige der Klassiker zur Frage der frühesten Lebensformen kommen vom Altmeister Schopf der die Raman Spektroskopie als ein beweisführendes Instrumentarium verwendete. Schopf, J. William et.al Laser-Raman imagery of Earth`s earliest fossils. Nature Vol 416, 7 March 2002. In der Arbeit werden als dominanten Merkmale der biogenen Raman-Spektren die Schwingungsbanden bei 1.350 cm-1 und 1.600 cm-1, die für kohlenstoffhaltige (kerogene) Materialien charakteristisch sind, genannt. Zur Klärung ob es sich um biogene Herkunft bzw. Strukturen handelt ist natürlich immer eine Kombination aus mikromorphologischen, mineraloptischen und spektroskopischen Methoden notwendig. Vieles in der aktuellen Beweisführung über die "ältesten Fossilien" ist nach wie vor strittig, bei den Prototaxiten ist der strittige Punkt letztendlich ja "nur" die Systematik und morphologischen Rekonstruktion dieser Organismen.

Eine modernes Beispiel zum Einsatz der Raman Spektroskopie bei der Mikrofossilanalyse ist in diesem Paper beschrieben: Xiaodong Shang et. al. Organic composition and diagenetic mineralization of microfossils in the Ediacaran Doushantuo chert nodule by Raman and petrographic analyses. Precambrian Research 314 (2018) 145-159. Ich zitiere hier einfach mal als Übersetzung, nur als Beispiel wie Raman Spektroskopie in diesem Zusammenhang als analytisches Instrumentarium verwendet werden kann: "Wir untersuchten Mikrofossilien und die sie einbettenden Matrixminerale aus Hornsteinknollen in der Ediacaran-Doushantuo-Formation im Gebiet der Jangtse-Schluchten in Südchina mit Hilfe der Raman-Spektroskopie sowie der Durchlicht- und Polarisationsmikroskopie. Die Mikrofossilien bestehen aus organischem kohlenstoffhaltigem Material mit schwacher struktureller Organisation/Ordnung, was auf einen geringen Grad an thermischer Reifung und Alteration hinweist. Die Unterschiede im Raman-Spektrum des kohlenstoffhaltigen Materials zwischen den verschiedenen Teilen (Bläschen/Einschlüsse) der Mikrofossilien zeigen einige Unterschiede in der organischen Zusammensetzung und Struktur ihrerbiologischen Vorläufer. Die mineralischen Phasen der Kieselsäurematrix, die die Mikrofossilien einschließt, werden als Opal-CT, kryptokristalliner Quarz und deren Übergangsphasen erkannt. Insgesamt dokumentieren Raman-Spektralanalysen und petrographische Beobachtungen eine vollständige und kontinuierliche Abfolge der Siliziumdioxid-Phasenumwandlung von Opal-CT zu Quarz. Bei der Rekonstruktion der diagenetischen Geschichte der Sedimente und des Mineralisierungsprozesses von Mikrofossilien in einer lokalisierten Mikroumgebung fiel die Kieselsäure in den Porenwässern bevorzugt an der Peripherie der Mikroorganismen in Form von Opal aus und nahm allmählich ab, als sie sich in stabileren kryptokristallinen Quarz umwandelte. Die
Rekristallisation fand in kryptokristallinem Quarz statt und bildete Körner. In der Nähe einiger Mikrofossilien und in deren abgebauten organischen Fragmenten fiel leicht autigener Fluorapatit aus. Während Apatit um die Organismen und ihre Biostrukturen herum kristallisierte, fiel in den umgebenden Hohlräumen Kieselsäure aus, die den Raum für die potenzielle Apatitkristallisation blockierte. Die Verkieselung und Phosphatierung von Mikrofossilien fand in der mikrobiellen Sulfatreduktionszone (MSR) der Sedimentsäule statt, und beides wurde durch die lokale pH-Änderung infolge der MSR und der Pyritausfällung in der Mikroumgebung vorangetrieben, wodurch die außergewöhnliche Fossilerhaltung in den Doushantuo Hornsteinknollen ermöglicht wurde." Die Beschreibung der Verkieselungsprozesse dürfte ziemlichen Allgemeincharakter haben.

In diesem Zusammenhang auch ganz interessant ist der folgende Abstract: Foucher,F., Westall, F.:Detection of biosignatures in silicified rocks using Raman spectroscopy. EPSC Abstracts Vol. 7 EPSC2012-936 2012 European Planetary Science Congress 2012.

Wer sich weiter mit dieser Materie beschäftigen möchte findet diese und diverse andere Paper im Web.

Viele Grüße Michael

[Florian D.]

Oder man kann damit Fossilien von alten Bienenstöcken unterscheiden:
https://link.springer.com/article/10.1007/s12594-023-2312-2