O tehnologie laser dezvăluie secretele chimice din borcanele lui Charles Darwin
CERCETARE. În depozitele Natural History Museum din Londra, pe rafturi aliniate ca într-o capsulă a timpului, se află borcane sigilate care păstrează specimene colectate în timpul expediției HMS Beagle (1831–1836), unele chiar de către Charles Darwin. De aproape două secole, multe dintre aceste recipiente nu au mai fost deschise.
Problema conservatorilor este delicată: pentru a afla ce lichid se află în interior ar trebui, în mod tradițional, să deschidă borcanul. Însă orice desigilare implică evaporare, contaminare și riscul degradării ireversibile a unor țesuturi fragile. În cazul unor piese istorice unice, intervenția poate însemna pierderea definitivă a integrității științifice.
În fața acestei dileme, o echipă de fizicieni și specialiști în conservare a ales o soluție non-invazivă: utilizarea unei tehnologii laser pentru a „citi” compoziția chimică a lichidului prin sticlă, fără a deschide recipientul.
De ce contează lichidul din borcan
De-a lungul secolelor, conservarea umedă a inclus etanol, metanol, formalină, glicerină și diverse amestecuri cu acizi sau săruri. În secolul al XIX-lea, formaldehida a devenit tot mai utilizată, dar nu a fost niciodată standard unitar. Astăzi, multe borcane arată identic la exterior, dar conțin „cocktailuri” chimice diferite.
Cunoașterea exactă a compoziției este esențială. Ea determină stabilitatea specimenului, condițiile de depozitare, procedurile de siguranță pentru personal și posibilitatea unor analize viitoare, inclusiv moleculare. În timp, lichidele se evaporă sau reacționează cu dopul și sticla, iar formula inițială se modifică. Fără o metodă de analiză non-invazivă, deciziile privind conservarea rămân aproximative.
Cum funcționează metoda SORS
Tehnologia utilizată poartă numele SORS (spectroscopie Raman cu decalaj spațial), o variantă avansată și portabilă a spectroscopiei Raman. Principiul este simplu: un fascicul laser lovește materialul, iar lumina reemisă poartă o „amprentă” spectrală specifică moleculelor prezente.
În cazul borcanelor, sticla generează un semnal puternic care poate masca informația din interior. SORS rezolvă această problemă prin măsurători realizate ușor decalate față de punctul de incidență al laserului. Prin compararea semnalelor și procesare digitală, contribuția sticlei este separată de semnătura lichidului.
Aplicată pe exemplarele asociate epocii lui Darwin, metoda a identificat corect lichidul în aproape 80% dintre cazuri, iar în aproximativ 15% a oferit rezultate parțiale. Doar un număr redus de probe nu au putut fi clasificate cu un grad ridicat de certitudine.
Descoperiri și implicații
Analizele au indicat tipare interesante: multe mamifere și reptile par să fi fost fixate inițial în formalină și ulterior transferate în etanol, în timp ce numeroase nevertebrate sunt conservate în formaldehidă sau soluții tamponate, uneori cu aditivi precum glicerolul.
În mod surprinzător, scanările au oferit informații și despre compoziția sticlei recipientelor, un detaliu relevant pentru stabilitatea pe termen lung. Interacțiunea dintre lichid și sticlă poate influența conservarea, iar înțelegerea ambelor componente permite elaborarea unor protocoale mai precise privind temperatură, lumină și monitorizare.
Un model pentru viitor
La nivel global, se estimează existența a peste 100 de milioane de exemplare conservate în lichid, multe prea fragile pentru a fi deschise frecvent. O metodă portabilă și reproductibilă precum SORS poate transforma practicile de conservare la scară largă, oferind informații esențiale fără a compromite integritatea obiectelor.
Proiectul demonstrează o continuitate simbolică: naturaliștii secolului al XIX-lea au documentat lumea cu instrumentele vremii lor, iar astăzi fizica laserelor și analiza spectrală permit extragerea unor detalii invizibile atunci. În cazul colecțiilor legate de expediția HMS Beagle, aceasta înseamnă că borcanele nu rămân doar relicve istorice, ci devin arhive științifice active, pregătite să susțină noi descoperiri pentru generațiile viitoare.
