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《原子光谱学》：恐龙(滕氏嘉年华龙)化石首张大面积微聚焦X射线荧光元素分布图

首张大面积微米分辨率恐龙化石X射线荧光元素分布图(艺术图)

伯格曼与沃格里乌斯首次将同步辐射技术用到始祖鸟化石的“原位、无损、高分辨率”化学成像研究

滕氏嘉年华龙微聚焦X射线荧光光谱扫描研究现场(大连星海古生物化石博物馆)

滕氏嘉年华龙(整体)及其化学元素分布图

滕氏嘉年华龙尾部骨骼及其羽毛组织的化学元素分布图

嘉年华龙头骨、后腿和腰带部位的Ca和Sr元素分布图。箭头指示部位为骨骼损伤造成Ca元素的流失

滕氏嘉年华龙前爪部位的化学元素分布图。注意：恐龙化石的骨质爪与爪鞘化学成分不同

据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：对动、植物化石形态结构的研究，可以获得古代生命演化的重要信息，是古生物学研究的最重要途径之一。近年来，随着显微谱学技术的快速发展及其在地球科学中的拓展应用，对古生物化石同时开展形态结构和化学成分研究，既能获得更全面的生物学信息，又能获得化石骨骼和软组织(例如羽毛等)及其围岩的“原始化学组成和埋藏环境”等相关信息。

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、地质与地球物理研究所与大连星海古生物化石博物馆合作，采用大面积微聚焦X射线荧光光谱技术，对一具长度超过1米的带羽毛恐龙化石标本-滕氏嘉年华龙(Jianianhualongtengi)，开展了整体无损的立体扫描，获得第一幅大面积微米分辨率的恐龙骨骼、组织(包括羽毛)和围岩的化学元素分布全景图像。相关研究成果以封面文章的形式发表在国际专业期刊《原子光谱学》(AtomicSpectroscopy)上，地质与地球物理研究所李金华研究员为论文第一作者，古脊椎动物与古人类研究所的裴睿副研究员为论文共同第一作者，徐星研究员为论文通讯作者。

年，德国物理学家伦琴(WilhelmRontgen)用一种穿透力很强的射线，为自己的夫人拍下了人类第一张手部骨骼的照片，他把这种神秘的光命名为X-射线，自此开启了医学影像和X-射线结晶学的革命。年，一种“高亮度、高准直性”的X射线，在美国通用电气公司的电子同步加速器中被首次观察到，因而得名“同步辐射”。20年后，这种最初不受高能物理学家欢迎的同步辐射光源，开始受到实验物理学家的青睐，被用来开展其它光源无法实现的许多前沿科学研究。

年，美国斯坦福同步辐射光源(SLAC)的实验室科学家尤.伯格曼(UweBergmann)与英国曼彻斯特大学的地球化学教授罗伊·沃格里乌斯(RoyAWogelius)合作，利用SLAC的同步辐射快速扫描X射线荧光技术(SRS-XRF)，对发现自德国索伦霍芬的始祖鸟化石进行初步研究，获得了微米分辨率的元素分布图，从而开启了利用同步辐射光源，对珍贵的鸟类和恐龙等化石标本开展无损和原位研究的序幕。

过去的十年，伯格曼和沃格里乌斯带领的研究团队，陆续利用同步辐射X射线相关技术，对包括始祖鸟、圣贤孔子鸟和玉门甘肃鸟等化石开展更深入研究，通过辨别这些化石骨骼和软体组织(尤其是羽毛)的特征化学元素，在微观层面深入分析羽毛化石保存的生物学信息，为古代生命的生物化学研究打开一扇窗，也为了解这些鸟类的生活习性及其埋藏环境提供信息。近年来，来自法国和中国等国家的多个古生物研究团队，也加入了该研究行列。

同步辐射光源为珍贵古生物化石样品研究提供了一种“快速、高效、无损”的形貌和化学研究途径。然而，开展同步辐射分析需要将样品运送到相应的同步辐射实验室，这对一些尺寸较小的样品(比如尺寸小于十几厘米)不是问题，然而对于一些尺寸超过三四十厘米、且特别珍贵(通常还有可能属于国家保护级别的)的古生物化石标本，长距离运输和办理进出海关相关手续都是难以想象的。此外，目前能对几十厘米大小样品开展原位、无损分析的同步辐射实验室为数不多，测试机会难以获得。

滕氏嘉年华龙是一种生活在距今约1.25亿年早白垩世热河生物群中的带羽毛的恐龙，目前由大连星海古生物化石博物馆收藏。年，徐星研究员领导的一个国际研究团队研究发现，滕氏嘉年华龙具有较长的尾部和强壮的后肢,具有四翼恐龙和鸟类不对称羽毛特征，是首个被报道具有不对称羽毛印痕的伤齿龙类。滕氏嘉年华龙的发现，进一步完善了研究者对于鸟类起源和早期演化的认知(Xuetal.,NatCommun8,().

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