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Microestructura fósil mediante perfilometría 3D

MICROESTRUCTURA FÓSIL

UTILIZANDO LA PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

DUANJIE LI, Doctor

INTRODUCCIÓN

Los fósiles son los restos conservados de rastros de plantas, animales y otros organismos enterrados en sedimentos bajo antiguos mares, lagos y ríos. El tejido blando del cuerpo suele descomponerse tras la muerte, pero las conchas duras, los huesos y los dientes se fosilizan. A menudo se conservan rasgos superficiales de microestructura cuando se produce la sustitución mineral de las conchas y huesos originales, lo que permite conocer la evolución del tiempo y el mecanismo de formación de los fósiles.

IMPORTANCIA DE UN PERFILÓMETRO 3D SIN CONTACTO PARA EL EXAMEN DE FÓSILES

Los perfiles 3D del fósil nos permiten observar las características detalladas de la superficie de la muestra fósil desde un ángulo más cercano. La alta resolución y precisión del perfilómetro NANOVEA pueden no ser perceptibles a simple vista. El software de análisis del perfilómetro ofrece una amplia gama de estudios aplicables a estas superficies únicas. A diferencia de otras técnicas como los palpadores, el NANOVEA Perfilómetro 3D sin contacto mide las características de la superficie sin tocar la muestra. Esto permite preservar las verdaderas características de la superficie de ciertas muestras fósiles delicadas. Además, el perfilómetro portátil modelo Jr25 permite realizar mediciones en 3D en yacimientos fósiles, lo que facilita sustancialmente el análisis y la protección de los fósiles tras la excavación.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio se utiliza el perfilómetro NANOVEA Jr25 para medir la superficie de dos muestras fósiles representativas. Se escaneó y analizó toda la superficie de cada fósil para caracterizar sus rasgos superficiales, que incluyen la rugosidad, el contorno y la dirección de la textura.

NANOVEA

Jr25

FÓSIL DE BRAQUIÓPODO

La primera muestra fósil presentada en este informe es un fósil de braquiópodo, procedente de un animal marino que tiene "válvulas" (conchas) duras en sus superficies superior e inferior. Aparecieron por primera vez en el periodo Cámbrico, hace más de 550 millones de años.

La vista en 3D del escáner se muestra en la FIGURA 1 y la vista en falso color se muestra en la FIGURA 2. 

FIGURA 1: Vista en 3D de la muestra fósil de braquiópodo.

FIGURA 2: Vista en falso color de la muestra fósil de braquiópodo.

A continuación, se retiró la forma general de la superficie para investigar la morfología local de la superficie y el contorno del fósil de braquiópodo, como se muestra en la FIGURA 3. Ahora puede observarse una peculiar textura de surco divergente en la muestra de fósil de braquiópodo.

FIGURA 3: Vista de falso color y vista de líneas de contorno tras la eliminación del formulario.

Se extrae un perfil de línea de la zona texturada para mostrar una vista transversal de la superficie fósil en la FIGURA 4. El estudio de la altura del escalón mide las dimensiones precisas de las características de la superficie. Los surcos poseen una anchura media de ~0,38 mm y una profundidad de ~0,25 mm.

FIGURA 4: Estudios del perfil de línea y de la altura de paso de la superficie texturizada.

FÓSIL DE TALLO DE CRINOIDEO

La segunda muestra fósil es un fósil de tallo de Crinoideo. Los crinoideos aparecieron por primera vez en los mares del Cámbrico Medio, unos 300 millones de años antes de los dinosaurios. 

 

La vista 3D del escáner se muestra en la FIGURA 5 y la vista en falso color se muestra en la FIGURA 6. 

FIGURA 5: Vista en 3D de la muestra de fósiles de crinoideos.

En la FIGURA 7 se analizan la isotropía y la rugosidad de la textura superficial del fósil de tallo de Crinoideo. 

 Este fósil tiene una dirección de textura preferencial en el ángulo cercano a 90°, lo que conduce a la isotropía de textura de 69%.

FIGURA 6: Vista en falso color del Tallo de crinoideo muestra.

 

FIGURA 7: Isotropía y rugosidad de la textura superficial del tallo fósil de Crinoideo.

En la FIGURA 8 se muestra el perfil 2D a lo largo de la dirección axial del tallo fósil de Crinoideo. 

El tamaño de los picos de la textura superficial es bastante uniforme.

FIGURA 8: Análisis del perfil 2D del fósil de tallo de Crinoideo.

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, estudiamos exhaustivamente las características de la superficie en 3D de un fósil de tallo de braquiópodo y crinoideo utilizando el perfilómetro portátil sin contacto NANOVEA Jr25. Demostramos que el instrumento puede caracterizar con precisión la morfología 3D de las muestras fósiles. Las interesantes características de la superficie y la textura de las muestras se analizan posteriormente. La muestra de braquiópodo posee una textura de surco divergente, mientras que el fósil de tallo de crinoideo muestra una isotropía de textura preferente. Los detallados y precisos escaneados 3D de la superficie resultan ser herramientas ideales para que paleontólogos y geólogos estudien la evolución de la vida y la formación de los fósiles.

Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos disponibles en el software de análisis. Los perfilómetros NANOVEA miden prácticamente cualquier superficie en campos como los semiconductores, la microelectrónica, la energía solar, la fibra óptica, la automoción, la industria aeroespacial, la metalurgia, el mecanizado, los revestimientos, la industria farmacéutica, la biomedicina, el medio ambiente y muchos otros.

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