By Sarah Widlansky | PCP PIRE Intern
The time between when a fossil is collected in the field and made part of a museum exhibit or research project is filled with many painstaking hours of work called fossil preparation. Fossil preparation is the process of cleaning, stabilizing and repairing a fossil so that it can be safely stored, put on display or studied. This process also requires careful documentation of each stage of preparation. This documentation helps the fossil preparators keep track of how skeletal elements or fragments are associated, which can benefit later stages of preparation and research. Each fossil brings unique challenges to the preparation process. The overall preservation of the fossil, including the type of rock it is found in, any natural alteration experienced before or after burial, and the orientation and overlap of the bones dictates how the preparation will proceed.
In 2011, a fossil dugong was found immediately next to the waters of the Panama Canal within the early Miocene Culebra Formation. Although several pieces of the skeleton were recovered, including the skull, lower jaws and part of the vertebral column and ribs, the bones were encased in a matrix of very hard carbonate concretions and siltstone. Since the fossil was excavated, several people have been involved in the ongoing work of preparing it. The bulk of the rock matrix around the bones was removed using a combination of carbide picks, dissolution in a formic acid bath and microscribes. Microscribes—sometimes referred to as airscribes or microjacks—are handheld pneumatic tools similar to tiny jackhammers. Now that much of the matrix has been removed, the delicate process of exposing details and separating bones begins. To be as careful as possible, we work under a microscope to gently remove the matrix from the fragile bone edges.
Documenting each stage of preparation of the Panama dugong has not been straightforward. Typically, photographs are sufficient to record the relative position of bones and the amount of matrix that has been removed. In this instance, however, photographs have been of limited help because both the bone and matric are dark brown with speckles of gray and lighter shade of brown. This similarity in color combined with the lack of depth in the photos makes it difficult to see the textural differences between the bone and rock.
Consequently, we have been experimenting with a three-dimensional laser scanner to document the preparation process. The computer models of the partially-prepared fossil dugong are uniform in color, but show the textural differences between bone and matrix, and are less expensive to create than a series of physical molds and casts. Additionally, these models are more accurate than a typical scientific illustration and are being used to advance our research on the dugong even while it is still within the stone. Documenting these intermediate steps between discovery and display or publication can further be used in outreach programs and exhibits to lend greater transparency to the detailed work and scientific process underlying paleontological studies.
Por Sarah Widlansky | PCP PIRE Pasante
El tiempo entre cuando un fósil es colectado en el campo y cuando pasa a formar parte de la exhibición o colección de un museo es llenado con varias horas de meticuloso trabajo llamado preparación de un fósil. La preparación de un fósil es el proceso de limpiado, estabilización y reparación de un fósil para que pueda ser guardado sin riesgos, puesto en exhibición o estudiado. Este proceso también requiere de la documentación cuidadosa de cada etapa de la preparación. Esta documentación ayuda a que los preparadores de fósiles registren cómo los elementos óseos o fragmentos están asociados, lo que puede beneficiar posteriores etapas en la investigación e investigación. Cada fósil brinda retos únicos al proceso de preparación. La preservación general de un fósil, incluyendo el tipo de roca en el que es encontrado, cualquier alteración experimentada antes o después del enterramiento, así como la orientación y superposición de los huesos dicta cómo se procederá con la preparación.
En el 2011, el fósil de un dugón fue encontrado en las inmediaciones del Canal de Panamá en el Mioceno medio de la Formación Culebra. A pesar que numerosas piezas del esqueleto fueron recuperadas (incluyendo el cráneo, mandíbula y parte de la columna vertebral y costillas) los huesos estaban encerrados en una matriz muy dura de concreciones de carbonato y limo. Desde que el fósil fue excavado, varias personas estuvieron involucradas en el proceso de preparación del mismo. La mayor parte de la matriz rocosa alrededor de los huesos fue removida usando una combinación de puntas de tungsteno, disolución en baños de ácido fórmico y martillos neumáticos. Ahora que gran parte de la matriz ha sido removida, el delicado proceso de exponer los detalles y separar los huesos comienza. Para ser lo más cauteloso posible, se trabaja bajo un microscopio para remover gentilmente la matriz de los frágiles huesos.
Documentar cada etapa de la preparación del dugón de Panamá no ha sido sencillo. Típicamente, fotografías son suficientes para registrar la posición relativa de los huesos y la cantidad de matriz que ha sido removida. En este caso, sin embargo, las fotografías han sido de limitada ayuda pues tanto los huesos como la matriz son de coloración similar. Esta similitud en el color combinada con la falta de profundidad en las fotos hace difícil ver las diferencias en la textura entre el hueso y la roca.
Consecuentemente, hemos estado experimentando con un escáner laser de tres dimensiones para documentar el proceso de preparación. Los modelos de computadora del dugón fósil en preparación son uniformes en color pero muestran las diferencias de textura entre el hueso y la matriz y son menos costosas de crear que series de moldes y réplicas físicas. Adicionalmente, estos modelos son más precisos que las típicas ilustraciones científicas y son usados para avanzar nuestra investigación en el dugón a pesar de que aún se encuentre en la matriz rocosa. La documentación de estos pasos intermedios entre el descubrimiento y exhibición o publicación puede ser de uso posterior en programas de difusión, exhibiciones o para proveer mayor transparencia al trabajo detallado y proceso científico que descansa bajo los estudios paleontológicos.