Preparación de fósiles

La maceración ácida es una técnica para extraer microfósiles orgánicos de una matriz rocosa circundante mediante ácido . Se puede utilizar ácido clorhídrico o ácido acético para extraer fósiles fosfáticos , como los pequeños fósiles con concha , de una matriz carbonatada . El ácido fluorhídrico también se utiliza en maceraciones ácidas para extraer fósiles orgánicos de rocas silicatadas . La roca fosilífera se puede sumergir directamente en el ácido, o se puede aplicar una película de nitrato de celulosa ( disuelta en acetato de amilo ), que se adhiere al componente orgánico y permite que la roca se disuelva a su alrededor. ^{[ 2 ]}

La técnica de extracción de película es un método para recuperar fósiles de compresión carbonáceos para su estudio mediante microscopía de luz transmitida. Se aplica un ácido a la superficie de la roca para eliminar la matriz, dejando el tejido carbonáceo sobresaliendo. (Las superficies que no se van a eliminar pueden recubrirse con cera (por ejemplo, vaselina o grasa). Esto se suele lograr colocando la roca boca abajo en un ácido diluido y en constante agitación, para que cualquier residuo pueda ser eliminado. A continuación, se aplica nitrocelulosa sobre la superficie fosilífera y, una vez seca, se puede despegar de la roca o disolverla en ácido fluorhídrico . ^{[ 3 ]}

El método fue desarrollado por John Walton , en colaboración con Reitze Gerben Koopmans, en 1928 como un método para obtener secciones delgadas seriadas sin el tiempo, el costo y la pérdida de material que implica la disolución de la roca. ^{[ 4 ]} En 1930 se informó una mejora del método, utilizando gelatina (con glicerina y formalina ) en lugar de celulosa , y es especialmente adecuado para muestras más grandes. ^{[ 5 ]} Este método basado en soluciones fue reemplazado en gran medida por el uso de láminas de película preformadas, similares a las que se usan en transparencias para retroproyector; se puede usar nitrato de celulosa y acetato de celulosa, aunque este último es preferible. ^{[ 6 ]} Al humedecer la superficie posterior de la película con acetato, la película se vuelve más lábil y hace un mejor contacto con el material. La lámina se puede lavar con ácido para eliminar cualquier matriz restante antes de montarla en un portaobjetos con resina para su posterior estudio. ^{[ 7 ]} El método es algo destructivo, ya que el grabado ácido utilizado para eliminar la matriz de la roca también puede destruir algunos detalles más finos; la efervescencia causada por la reacción del ácido con la matriz rompe el material celular menos resistente. ^{[ 7 ]} Un segundo pelado sin grabado adicional, un "peelado por desgarro", eliminará cualquier pared celular que sea paralela a la superficie y que de otro modo se destruiría al ser sometida al ácido. ^{[ 7 ]}

Los detalles de la aplicación moderna del método se pueden encontrar en la referencia ( ^{[ 8 ]} ). Incluso la técnica más reciente tiene algunas desventajas; la más notable es que los fósiles más pequeños que puedan estar entre las paredes celulares se eliminarán con el ataque ácido y solo se pueden recuperar mediante la preparación de una sección delgada. ^{[ 9 ]}

Para montar las láminas para microscopía, es necesario seguir una serie de pasos: ^{[ 7 ]}

• Se humedece un portaobjetos con acetona y se coloca encima una nueva capa de acetato . La acetona permite que el acetato se adhiera al portaobjetos, manteniendo un buen contacto por succión. Posteriormente, este acetato se disolverá, lo que permitirá cortar secciones de la muestra montada en resina para su observación mediante microscopía electrónica de transmisión.
• Se aplica una fina capa de resina epoxi, cubriendo el acetato y extendiéndola sobre el portaobjetos. Esto servirá para fijar la preparación al portaobjetos una vez disuelto el acetato subyacente.
• Se engrasa un plato de vidrio y se presiona sobre él el lado liso de una cáscara.
• La cara rugosa de esta lámina se cubre con  resina epoxi calentada (55 °C) y se presiona sobre el portaobjetos previamente preparado. Después de unos 45 minutos, se retira la placa de vidrio y se deja que la resina, aún caliente, se cure.
• La preparación se lava con acetona y ácido para eliminar cualquier residuo, que de otro modo produciría artefactos ópticos al ser analizada mediante imágenes.

Las muestras recuperadas mediante extracción de película son propensas a arrugarse, especialmente si la superficie a despegar no está perfectamente lisa; si la acetona se acumula, puede provocar que el acetato se arrugue. ^{[ 8 ]}

La técnica de transferencia es un método para estabilizar y preparar fósiles mediante su incrustación parcial en resinas plásticas (por ejemplo, epoxi o poliéster ) con el fin de preservar la posición del fósil una vez eliminada la matriz rocosa. Ejemplos notables de esta técnica son los fósiles conservados en esquisto bituminoso (como los de la mina Messel ) u otros sustratos que se deterioran en condiciones atmosféricas, o los fósiles conservados en carbonatos solubles en ácido (como los de la Formación Santana ). ^{[ 10 ]} Esta técnica destaca por ofrecer preparaciones exquisitas de gran valor científico y de exhibición, ya que la zona expuesta queda protegida por la matriz antes de la preparación, mientras que los fósiles inicialmente expuestos suelen sufrir daños por la eliminación mecánica inadecuada del sedimento o cuando el plano de fractura se extiende a través del fósil. Esto permite preservar detalles microscópicos en la superficie del fósil. ^{[ 11 ]}

El método fue desarrollado por Harry Toombs y A. E. Rixon del Museo Británico en 1950 ^{[ 12 ]} , quienes introdujeron la técnica para extraer fósiles de peces de carbonatos solubles en ácido. Esta técnica permitió la preparación de fósiles delicados, fragmentados o inestables mediante la eliminación de prácticamente toda la matriz rocosa circundante. La preparación resultante conserva la posición de todas las partes del fósil tal como se conservaron en él. Si bien el método desarrollado por Toombs y Rixon requiere resinas plásticas, también se han utilizado otras sustancias, como una mezcla de tiza molida y cera de abejas ^{[ 13 ] .}

Si bien el método original se desarrolló para tratar fósiles liberados de la matriz mediante ácido, su aplicación más conocida es a los fósiles del pozo de Messel . Estos fósiles, conocidos por su exquisita conservación, incluyendo tejidos blandos, contornos corporales e incluso el brillo del color en las alas de los escarabajos, son notoriamente difíciles de preservar. Los fósiles en sí son planos, a veces como una película sobre la superficie de las capas de roca. El esquisto bituminoso contiene un 40 % de agua. Cuando una losa se desprende de la roca circundante, pronto se seca y se agrieta. ^{[ 14 ]} Una losa con un fósil perfecto se convertirá en un montón de escombros en pocas horas, destruyendo el fósil con él. Este fue el destino de numerosos fósiles de Messel hasta que se comenzó a aplicar la técnica de transferencia en la década de 1970.

Para preservar los fósiles una vez extraídos de la roca, es necesario transferirlos de la superficie rocosa a una superficie artificial duradera. Además, se debe reponer el agua que contiene el fósil.

Una vez que la losa que contiene el fósil se separa de la roca, se sumerge en agua para evitar que se agriete. Esto implica envolverla en plástico y, a veces, en papel de periódico húmedo. Mientras está húmeda, se limpia y se realizan todos los preparativos necesarios para su traslado. ^{[ 15 ]}

Una vez listo para su traslado, el fósil (pero no la roca circundante) se seca con un secador de pelo. En cuanto el fósil empieza a aclararse (señal de secado), se le aplica una laca soluble en agua. La laca penetrará en el hueso y otros restos orgánicos, pero no en la pizarra, ya que esta es impermeable a las soluciones acuosas.

Una vez que la laca se ha secado, se construye un marco de arcilla para modelar sobre la superficie rocosa alrededor del fósil. Se vierte una resina epoxi de dos componentes sobre el marco, formando así la nueva superficie artificial para el fósil. La composición de la resina es importante, ya que deberá penetrar en el fósil para fortalecerlo aún más y adherirlo a la nueva superficie. Esto se puede controlar variando la viscosidad de la resina. ^{[ 11 ]}

Una vez fraguada la resina epoxi, se da la vuelta a la losa y se comienza la preparación desde la pizarra en la parte posterior. Capa a capa, se retira la pizarra bituminosa con un cepillo y un bisturí. Al llegar al fósil, se aplica más laca y pegamento para estabilizarlo aún más. Al finalizar el trabajo, se han eliminado todos los restos de pizarra bituminosa; solo queda el fósil sobre la losa de resina epoxi. ^{[ 16 ]}

Las propiedades físicas contrastantes de la roca y el fósil son esenciales para el éxito de esta técnica. Los restos orgánicos del fósil son porosos e higroscópicos, mientras que la roca que contiene petróleo no lo es. Por lo tanto, la laca puede penetrar en los fósiles, pero no en la roca, lo que permite al preparador "adherir" el fósil a la losa artificial sin adherirlo simultáneamente a la pizarra.