Die Geowissenschaften und insbesondere die Paläontologie gewähren uns Einblicke in die Vergangenheit unserer Erde und liefern spannende Informationen über die Veränderungen unseres Lebensraums vor Millionen von Jahren. Möglicherweise längst ausgestorbene Arten zeichnen ein Bild des Lebens weit vor der Morgendämmerung der Menschheit in einer Umwelt und Vegetation, die sich drastisch von der heutigen unterscheidet. Nicht nur Dinosaurierfunde sollten unsere Fantasie anregen, sondern vielmehr Fossilien im Mikrometerbereich, die belegen, welche drastischen Veränderungen unser Planet durchlaufen hat. Und wir staunen über die Erkenntnisse, die Wissenschaftler bereits gewonnen haben, und deren Schlussfolgerungen für unsere Zukunft.

Dr. Ulrich Kotthoff, Leiter der Paläontologie am Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) in Hamburg, und ein Forscherteam der Abteilung für Mikropaläontologie der Universität Hamburg, des Foraminifera.eu Lab und des LIB besuchten kürzlich die Comet Yxlon Application Factory, um herauszufinden, was die moderne Röntgentechnik für ihre Forschung leisten kann. Eine Gesteinsplatte aus dem Holstein-Sandstein – einem spezifischen, vornehmlich in Ostholstein vorkommenden Sandstein – sollte mittels Computertomographie auf ihren Fossilgehalt untersucht werden.

Bisher wurden solche Untersuchungen hauptsächlich durch Zerstörung des Gesteins durchgeführt, was jedoch immer das Risiko birgt, auch die darin enthaltenen Fossilien zu beschädigen. Daher ist eine zerstörungsfreie Untersuchung eine attraktive Alternative, sofern das Gerät die erforderliche Auflösung erreichen kann. Tatsächlich konnten neue technologische Möglichkeiten Ergebnisse liefern, die in diesem Moment niemand erwartet hatte: Neben den größeren Schnecken wurde sogar eine Ansammlung millimetergroßer Foraminiferen-Gehäuse sichtbar. Foraminiferen sind einzellige Organismen, die in marinen Lebensräumen wie Ozeanen oder Salzwiesen vorkommen. Die ältesten gefundenen Foraminiferen sind rund 540 Millionen Jahre alt. Wissenschaftler können aus ihren Gehäusen kleinste Veränderungen der jeweiligen Umweltbedingungen ablesen und so weit in die Klima- und Ozeanevolution zurückblicken.

Mit dem ZoomScan aus dem VistaX-Paket konnte die Detailerkennbarkeit um den Faktor 10 gesteigert werden. Bei einer geringen Voxelgröße von nur 7 µm ließen sich nun millimetergroße Gehäuse von Foraminiferen in unerwarteter Anreicherung im Gestein nachweisen.

Abb. 4–6: Der VistaX ZoomScan „öffnet neue Horizonte“ – millimetergroße Foraminiferen neben den Schneckengehäusen.

Viel schneller durchzuführen ist jedoch der im VistaX Pro Package enthaltene LayerScan, eine Computerlaminografie-Technologie von Comet Yxlon, die hochauflösende Schichten flacher Bauteile ohne die Notwendigkeit einer 360°-Rotation erstellt. LayerScan erreichte dabei eine Voxelgröße von 5 µm.

Der direkte Vergleich im Maßstab:

Abb. 8: Vista QuickScan im Vergleich zu VistaX ZoomScan

Abb. 9: Vista QuickScan im Vergleich zu VistaX Pro LayerScan

Die Möglichkeiten der fortschreitenden Röntgentechnologie liefern spannende Einblicke für die Wissenschaft und wecken zugleich Erwartungen für die Zukunft. Dr. Ulrich Kotthoff ist begeistert:

„Das Überraschendste für mich und meine Kollegen war die Möglichkeit, Foraminiferengehäuse neben den deutlich größeren Schnecken zu erkennen. Neben der Option, diese Mikrofossilien zerstörungsfrei im Gestein zu untersuchen, ist es faszinierend, ihren Volumenanteil am Gestein bestimmen zu können. Bei einer noch höheren Auflösung wäre sogar eine präzisere Bestimmung der Foraminiferen möglich. Im nächsten Schritt könnten wir weitere Stücke desselben Gesteins von anderen Fundorten untersuchen, um zu sehen, ob die Dichte von Foraminiferen und Schnecken an allen Standorten ähnlich ist oder ob es regionale Unterschiede gibt. Im besten Fall könnten wir bei einer genaueren Identifizierung der Mikrofossilien auch Rückschlüsse auf die ehemalige Wassertiefe ziehen.“

In der Forschung gibt es zahlreiche Fragen. Mit unseren Entwicklungen streben wir kontinuierlich danach, Ihnen dafür brillante Werkzeuge an die Hand zu geben.