蔡司革新成像科技 Airyscan——让您的共聚焦超高分辨成像

3D X射线显微镜在重新发现詹姆斯敦项目上发挥了重大作用

Mark Riccio使用蔡司3D X射线显微镜揭开了詹姆斯敦坟墓的神秘面纱

随着3D成像技术的日益成熟,研究人员正试图寻找独特的的方式来展开他们的工作。为了辨识四具葬于十七世纪的遗体,重新发现詹姆斯敦项目的考古学家与康奈尔大学的技术专家,使用蔡司无损高分辨率X射线显微镜扫描制作了遗骸隐藏部分的3D图像。

詹姆斯敦发掘现场

特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

几年前,在弗吉尼亚州詹姆斯敦附近,考古学家在一座始建于1608年的古老教堂下发掘到了四个坟墓遗址。经年累月,遗留下来的只有骨骸、密封棺材的钉子以及一对文物。经证实,正是这对文物揭开了坟墓主人的秘密。 

其中,一个是置于棺材顶部的密封银盒子,另一个则只有少量藏于土里的精致银丝线。这些文物究竟有何寓意?为了探知真相,考古学家首先得揭晓葬于地下长眠者的身份,但他们不想因此而破坏文物。

 

现场发掘的大块泥土,其中隐藏着一件文物

特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

重新发现詹姆斯敦项目的高级管理员Michael Lavin与资深考古学家David Givens,联系了康奈尔生物科技资源中心计算机断层扫描实验室的研究工程师与主任Mark Riccio,帮助他们一同解开秘密。

Mark Riccio将藏有神秘文物的盒子放置在蔡司Xradia 520 Versa内进行检测

特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

Lavin, Givens and Riccio通过扫描发现了银色丝质线,以及嵌于坟墓遗址厚厚尘土中的银色残片。令他们惊讶的是,他们辨识出这些丝线是一位军官的丝质花纹银边饰带的一部分。一旦辨识清楚了花纹的构造,他们便立即查阅了那个时代的绘画作品,从而缩小佩有相似花纹标志的男士范围。

X射线显微镜显示出挖掘出的大块泥土中的精致银色文物。

特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

蔡司Xradia X射线显微镜系统能进行高分辨率的3D重构,不损坏文物的同时显示土块内部银色文物的确切位置。

特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

Riccio说道:“给我一个物品,我能破译出它的X射线数据集,但我却不能够充分了解它。然而,和考古学家一起,情况就大不相同了,他们能够提出具体的问题。和他们一起工作,我们不仅能够解决他们提出的问题,还可以辨别出饰带的主人。”结果是令人震惊的,设备提供了极其详细的图像,从而确认此物是一条带有等级象征意义的饰带。这座坟墓被认为是William West上尉的,同样,一名军官拥有这样一条饰带也是合情合理的。

在詹姆斯敦第一座教堂圣坛下墓区的最南部,考古学家们偶然发掘到了一件含有诸多银丝线、丝绸残余和银色小亮片的物品。由于此物品太易碎,而不能进行挖掘,因此包裹这件文物的整块黄土被移到了康奈尔大学的微米CT实验室,在蔡司Xradia520 Versa下进行3D扫描。视频无法观看?点击此处

整个团队使用康奈尔的蔡司Xradia 520 Versa制作了600nm\ voxel超高分辨率的3D数据集。通过专业的可变化聚焦光学扫描仪能够定位和扫描30cm高、30cm直径大的样品内微小子区域。由于绝大多数的设备通常在他们所提供分析样品的规格上有严格的限制,并且聚焦光学检测的样品非常稀有易损而不能被切片或者损害的样品,例如化石、博物馆标本或如坟墓遗物的外来材料,因而此设备的这项功能使它变得与众不同了

康奈尔的高分辨率计算机断层分析成像CT实验室中,Mark Riccio以及蔡司Xradia Versa。特别鸣谢重新发现詹姆斯敦基金会提供的照片(2015年)

文物法医鉴定分析及重大档案研究表明,埋葬在教堂圣坛下的四具遗骸分别是批评家、John Smith的对手Gabriel Archer上尉,死于1610年战斗美国土著的William West上尉,第一位英国圣公会Robert Hunt牧师,高级军官、首位埋葬在美国的英国骑士Ferdinando Wainman爵士。

关于重新发现詹姆斯敦基金会

重新发现詹姆斯敦基金会旨在支持历史古迹詹姆斯敦的维护、教育和考古学研究。詹姆斯敦是首批定居美国的英国人居住点,三种不同的文化——本土美洲文化、欧洲文化以及非洲文化一齐汇聚于此,奠定了现代美国社会的基础。

关于康奈尔大学生物科技资源中心成像实验室

生物科技资源中心成像实验室的资源和服务包括高分辨率X射线计算机断层扫描(CT)、流式细胞仪、激光共聚焦显微镜、光学显微镜、多光子显微镜、激光捕获显微切割技术、生物发光成像、高分辨率超声成像、荧光分光光度法、图像可视化和分析软件。该设施还提供了咨询项目设计、仪器使用、和图像数据分析和可视化,并提供教育讲习班和培训。

 

该篇文章的文字与材料部分出现在3dprint.com网页上。若未做特别说明,文中的影像资料均承蒙重新发现詹姆斯敦基金会提供。在此,诚挚感谢Mark Riccio(康奈尔大学BRC成像实验室)和Te Edwards(3dprint.com)原文的支持。