Non-traditional applications of fire in fossil preparation
Plain Language Abstract
Before fossils can be studied, they must be dug up from the ground in the field and cleaned of rock in a laboratory. While buried, fossils are subject to up to hundreds of millions of years of geological processes, including enormous pressure, faulting, and weathering. Weathering allows the specimens to be exposed, but also results in broken fossils and unstable sediment. Sometimes, plants grow roots through and around fossils for stability, and also leach minerals from the ground, which can weaken the specimen and make it more difficult to safely extract from the rock. Fossils, which may include plants, bones, shells, teeth, or footprints, are often collected in a plaster and burlap cast called a field jacket. This field jacket stabilizes and protects the fossils until they can be exposed in controlled laboratory conditions. Normal procedures involve using saws and utility knives to remove the plaster, but these can cause damage to very delicate specimens. Likewise, roots growing through bone and rock may cause cracks in the bone to grow, or even create new breaks. In this project, we experimented with the use of fire to help burn away the burlap and plant material from field jackets, and we found that if done carefully, this technique can help to safely expose fossils. Any use of fire near specimens brings inherent risk, so this method is only used when more conventional techniques will cause damage.
Resumen en Español
Aplicaciones no tradicionales del fuego en la preparación de fósiles
Los fósiles se han recolectado del campo en cubiertas de campo de yeso y arpillera durante más de un siglo. Estas chaquetas sostienen y protegen los fósiles contenidos hasta que puedan exponerse en condiciones controladas en el laboratorio. La naturaleza desafiante del trabajo de campo y las complicaciones causadas por el tiempo limitado, el clima adverso o la escasez de suministros a menudo producen carcasas subóptimas que son menos protectoras o resultan difíciles de quitar. A menudo, el crecimiento de la vegetación a través de rocas y fósiles o sedimentos poco consolidados compromete la estabilidad del contenido de estas carcasas. En tales casos, los métodos tradicionales de remoción de la escayola o yeso y preparación de fósiles pueden causar daño o destrucción de los fósiles en su interior. Experimentamos con la aplicación controlada de llamas para quemar los materiales orgánicos de las carcasas de campo para facilitar la extracción más segura de fósiles de saurópodos del Cretácico Superior de Madagascar. Para quitar la carcasa de campo, se aplicó acetona a la arpillera como acelerante y luego se encendió con un soplete de propano. Combinado con el rayado de un cuchillo, esto hizo que la carcasa se debilitara lentamente hasta el punto de ser flexible y permitiera una extracción segura. También se aplicó llama directa a las raíces de las plantas que se infiltraron en el bloque para eliminarlas sin causar vibraciones y daños mecánicos dentro de la muestra. La experimentación mostró que con el monitoreo, las temperaturas no alcanzaron niveles que dañen las muestras por choque térmico o decoloración. Las aplicaciones posteriores de estas técnicas demuestran que se pueden aplicar de forma segura cuando las muestras se destruirían utilizando métodos más conservadores.
Palabras clave: preparación fósil; conservación; métodos de campo; fuego; métodos paleontológicos
Traducción: Francesco Gascó (Grupo de Biología Evolutiva, UNED y Sociedad Española de Paleontología)
Résumé en Français
In progress
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
Ungewöhnliche Anwendungen von Feuer bei der Fossilienpräparation
Seit mehr als einem Jahrhundert werden Fossilien aus dem Feld in Gips- und Sackleinen-Schutzhüllen gesammelt. Diese Ummantelungen stützen und schützen die enthaltenen Fossilien, bis sie unter kontrollierten Bedingungen im Labor freigelegt werden können. Die schwierigen Bedingungen bei der Feldarbeit und Komplikationen, die durch Zeitdruck, schlechtes Wetter oder Lieferengpässe verursacht werden, führen oft zu suboptimalen Ummantelungen, die weniger schützend oder schwer zu entfernen sind. Oft beeinträchtigt Pflanzenwachstum durch Gestein und Fossilien hindurch oder schlecht konsolidierte Sedimente die Stabilität des Hüllen-Inhalts. In solchen Fällen können herkömmliche Methoden der Schutzhüllenentfernung und Fossilpräparation zu einer Beschädigung oder Zerstörung der darin befindlichen Fossilien führen. Wir haben mit einer kontrollierten Flamme experimentiert, um organische Materialien aus Ummantelungen wegzubrennen und damit eine sicherere Extraktion von Sauropodenfossilien aus der späten Kreide von Madagaskar zu ermöglichen. Um die Ummantelung zu entfernen, wurde Aceton als Beschleuniger auf Sackleinen aufgetragen und dann mit einem Propangasbrenner entzündet. Zusammen mit dem Einritzen mit einem Universalmesser führte dies dazu, dass die Schutzhülle langsam geschwächt wurde, bis sie biegsam war und sicher entfernt werden konnte. In die Ummantelung eingedrungene Pflanzenwurzeln wurden mit einer direkten Flamme entfernt, ohne das Exemplar zu bewegen oder mechanisch zu beschädigen. Experimente zeigten, dass die Temperaturen keine Werte erreichten, die die Proben durch Thermoschock oder Verfärbung beschädigen würden. Nachfolgende Anwendungen dieser Techniken zeigen, dass sie sicher angewendet werden können, wenn die Proben sonst mit konservativeren Methoden zerstört würden.
Schlüsselwörter: Fossilpräparation; Konservation; Feldmethoden; Feuer; paläontologische Methoden
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
Nietradycyjne zastosowania ognia w preparacji skamieniałości
Skamieniałości zbierano od ponad stulecia w czasie prac terenowych i zabezpieczano w gipsowo-jutowych opakowaniach. Opakowania takie podtrzymują i chronią zawarte w nich skamieniałości, dopóki nie zostaną one odsłonięte w kontrolowanych warunkach w laboratorium. Trudny charakter prac terenowych i komplikacje spowodowane ograniczonym czasem, niesprzyjającą pogodą lub niedoborem dostaw często powodują, że opakowania są nieoptymalne, mniej skuteczne lub trudne do usunięcia. Często przerost roślinności poprzez skały i skamieniałości lub słabo skonsolidowane osady zagraża stabilności zawartości. W takich przypadkach tradycyjne metody usuwania osłony i preparowania skamieniałości mogą spowodować uszkodzenie lub zniszczenie zawartości. Eksperymentowaliśmy z kontrolowanym stosowaniem płomienia w celu wypalenia materiałów organicznych z opakowań, aby ułatwić bezpieczniejsze wydobycie skamieniałości zauropodów z późnej kredy na Madagaskarze. W celu usunięcia opakowania, na płótno nakładano aceton jako przyspieszacz, a następnie podpalano go palnikiem propanowym. W połączeniu z perforacją nożem spowodowało to, że opakowanie powoli słabło do uzyskania elastyczności, co umożliwiało bezpieczne zdejmowanie. Bezpośredni płomień zastosowano również do korzeni roślin przenikających osłonę, aby usunąć je bez powodowania wibracji i uszkodzeń mechanicznych w próbce. Eksperymenty wykazały, że przy monitorowaniu temperatury nie osiągnęły poziomów, które mogłyby uszkodzić próbki poprzez szok termiczny lub odbarwienie. Kolejne zastosowania tych technik pokazują, że można je bezpiecznie stosować w przypadkach, gdy próbki mogłyby zostać zniszczone przy użyciu bardziej konserwatywnych metod.
Słowa kluczowe: preparat kopalny; ochrona; metody terenowe; ogień; metody paleontologiczne
Translator: Krzysztof Stefaniak
Russian
Нетрадиционные возможности применения огня при препарировании ископаемых
Окаменелости на протяжении более века собирали в полевых условиях, заключая в гипс и оборачивая мешковиной. Эта защитная оболочка поддерживает и защищает содержащиеся в ней окаменелости до тех пор, пока они не будут подвергнуты воздействию в контролируемых условиях в лаборатории. Сложный характер полевых работ и сложности, вызванные ограниченным временем, неблагоприятной погодой или нехваткой поставок, часто приводят к созданию некачественных оболочек, которые хуже защищают окаменелости, к тому же их трудно снять. Часто рост растительности через камни и окаменелости или рыхлые отложения ставят под угрозу стабильность содержимого оболочки. В таких случаях традиционные методы удаления оболочки и подготовки окаменелостей могут вызвать повреждение или разрушение окаменелостей, содержащихся внутри. Мы экспериментировали с контролируемым применением пламени для сжигания органических материалов с оболочек, созданных в поле, чтобы обеспечить более безопасное извлечение ископаемых остатков зауроподов из позднего мела Мадагаскара. Чтобы снять оболочку, на мешковину наносили ацетон, а затем поджигали пропановой горелкой. В сочетании с царапинами, нанесенными ножом, это привело к тому, что оболочка постепенно отделялась и ее можно было безопасно снять. Прямое пламя применялось к корням растений, проникающим сквозь оболочку, чтобы удалить их, не вызывая механических повреждений внутри образца. Эксперименты показали, что при мониторинге температуры можно избежать повреждения образцов в результате теплового шока или обесцвечивания. Последующее применение этих методов демонстрирует их безопасность по сравнению с использованием более консервативных методов.
Ключевые слова: препарирование ископаемых; сохранение; полевые методы; огонь; палеонтологические методы
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Ukrainian
Нетрадиційні застосування вогню під час препарування скам’янілостей
Скам’янілості протягом більше ніж століття збирали у польових умовах, використовуючи для їх пакування гіпс і загортаючи у мішковину. Ця захисна оболонка підтримує і захищає фосилії, що в ній містяться, до тих пір, поки вони не можуть бути опрацьовані у контрольованих умовах в лабораторії. Складний характер польових робіт та ускладнення, спричинені обмеженим часом, несприятливою погодою або нестачею поставок, часто призводять до створення неякісних оболонок, які гірше захищають скам’янілості. Часто ріст рослинності через гірські породи та скам’янілості або пухкі відклади ставлять під загрозу стабільність вмісту захисної оболонки. У таких випадках традиційні методи видалення оболонки та підготовки скам’янілостей можуть призвести до пошкодження або знищення фосилій, що містяться всередині. Ми експериментували з контрольованим застосуванням полум’я для випалювання органічних матеріалів із оболонок, зроблених у польових умовах, з метою безпечнішого видобування викопних решток завроподів із пізньої крейди Мадагаскару. Для зняття оболонки ацетон наносили на мішковину, а потім підпалювали пропановим пальником. У поєднанні з подряпинами, зробленими ножем, це призвело до того, що оболонка повільно відділялася і її можна було безпечно зняти. Пряме полум’я також застосовувалось до коріння рослин, що проникають крізь захисну оболонку, щоб видалити їх, не викликаючи механічних пошкоджень зразка. Експерименти показали, що при моніторингу температури можна уникнути пошкодження зразків у результаті теплового шоку або зміни кольору. Подальше застосування цих методів показує їх безпечність порівняно з використанням більш консервативних методів.
Ключові слова: препарування фосилій, збереження; польові методи; вогонь; палеонтологічні методи
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Chinese
火在化石标本制备过程中的非传统应用
一个多世纪以来, 人们一直在用石膏和麻布护套从野外采集化石。这些护套支撑和保护所包裹的化石, 直到它们可以在实验室的受控条件下打开。野外工作本身所具有的挑战性以及由于时间、恶劣天气或供给短缺等因素通常会导致保护性较差或室内难以分离的不太令人满意的护套。植物在岩石和化石中的生长或固结很差的沉积物通常会损害包裹内容物的稳定性。在这种情况下, 传统的包装去除和化石制备方法可能会损坏或破坏内部的化石。我们试验了应用控制火焰来烧掉护套中的有机物, 以更安全地分离出采自马达加斯加晚白垩世的蜥脚类恐龙化石。为了去除护套，我们用丙酮作为燃烧加速剂应用于粗麻布，然后用丙烷火炬点燃燃烧, 再助以𠝹刀刻划, 这导致护套慢慢变弱到柔韧点, 并最终被安全移除。对渗入护套的植物根也可直接用火焰以将其移除, 而不会对标本造成振动和机械损伤。实验表明, 通过监测, 温度没有达到会因热冲击或变色而损坏标本的高度。后续应用表明当用更传统方法会导致标本损坏时, 这些技术则可以安全地使用。
关键词：化石制备；保护; 野外方法；火;古生物学方法
Translator: Hongshan Wang
