Résumés
Différents processus post-mortem peuvent altérer les ossements et limiter l’utilisation de leur composition élémentaire et isotopique comme marqueurs paléo-environnementaux/climatiques, paléo-alimentaires ou encore géochronologiques. De part leur structure complexe et hiérarchisée, les ossements in vivo sont des tissus hétérogènes. La prise en compte de cette hétérogénéité, renforcée au cours de la fossilisation, nécessite l’utilisation de techniques d’analyses adaptées permettant l’étude des variations de structure et de compositions à micro-échelle. De précédents travaux ont montré que des techniques de micro-spectrométrie vibrationnelle telle que la micro-spectrométrie infrarouge pouvait permettre de caractériser les modifications induites par les processus diagénétiques et de déterminer les états de préservation des échantillons fossiles. Dans cette étude, des indices permettant de déterminer la composition d’ossements fossiles ont été acquis en spectrométrie infrarouge et Raman, ceci dans le but de comparer les informations fournies par ces deux techniques. Les micro-spectrométries IR et Raman ont ensuite été appliquées à des échantillons fossiles préparés sous forme de coupes minces ou de lames épaisses. Ces premiers résultats de cartographie obtenus par micro-spectrométrie Raman permettent de mettre en évidence l’apport de cette technique à la compréhension des processus diagénétiques en permettant de déterminer la répartition des principaux composés des ossements fossiles (teneur en collagène, en carbonates, cristallinité de la phase minérale, etc.).
Various post-mortem processes can alter bone materials and then limit the use of their elemental or isotopic composition as markers for palaeo-environmental/climatic, paleodiet, or geochronological studies. Due to their complex and hierarchical structure, in vivo bones correspond to a highly heterogeneous tissue. The study of this heterogeneity, reinforced during fossilization processes, requires the use of adapted analytical techniques to investigate the variation of composition at microscale. Previous works have demonstrated that vibrational spectroscopic techniques like infrared micro-spectroscopy can be used to characterize the modification of composition induced by diagenetic processes and to determine the preservation state of the fossil samples. In this study, some spectral parameters, used to determine the composition of fossil bones, were measured by both infrared and Raman spectroscopy in order to compare the information supplied by these two techniques. Infrared and Raman micro-spectroscopy were then applied to fossil samples prepared as thin sections or polished thick sections. These first results of chemical mapping obtained on fossil bones by Raman micro-spectroscopy are in good agreement with the data obtained by FTIR micro-spectroscopy. These results demonstrated the capacity of this method for the understanding of diagenetic processes by monitoring the main components of fossil bone tissues (carbonates and collagen content, mineral crystallinity, etc.).
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Plan
1. Introduction
2. Matériel et Méthode
Ossements fossiles préparés sous forme de poudre
Ossements fossiles préparés sous forme de coupe mince
Ossement fossile préparé sous forme de coupe épaisse
Paramètres spectraux utilisés pour la caractérisation des échantillons
Cristallinité de la phase minérale
Teneur relative en collagène et carbonates
3. Résultats et Discussion
Échantillons sous forme de poudre
Cristallinité
Teneurs en carbonates et en collagène
Cartographie IR et Raman
Apport de l’imagerie infrarouge et Raman à l’étude des processus diagénétiques
4. Conclusion
Aperçu du texte
1. Introduction
De nombreux processus sont susceptibles de modifier et d’altérer les ossements après la mort. Ces processus, dits taphonomiques, peuvent intervenir dès les premières phases de putréfaction des tissus mous et se prolonger dans l’environnement sédimentaire tout au long de l’enfouissement (diagenèse), sous l’effet combiné de facteurs biologiques et géochimiques (Collins et al., 2002 ; Hedges, 2002). L’étude de ces processus taphonomiques, et de leurs effets sur les assemblages osseux en contexte archéologique et paléontologique, peut constituer une source d’information permettant de reconstituer l’ensemble des évènements intervenus entre la mort de l’animal et la découverte de restes squelettiques, c’est-à-dire de déterminer leur histoire taphonomique. Les processus bio/physico-chimiques peuvent également entrainer des changements profonds de la structure et de la composition des ossements, et modifier ou supprimer certains signaux biomoléculaires, élémentaires ou isotop...
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Pour citer cet article
Référence papier
Matthieu Lebon, Katharina Müller, Ludovic Bellot-Gurlet, Céline Paris et Ina Reiche, « Application des micro-spectrométries infrarouge et Raman à l’étude des processus diagénétiques altérant les ossements paléolithiques », ArchéoSciences, 35 | 2011, 179-190.
Référence électronique
Matthieu Lebon, Katharina Müller, Ludovic Bellot-Gurlet, Céline Paris et Ina Reiche, « Application des micro-spectrométries infrarouge et Raman à l’étude des processus diagénétiques altérant les ossements paléolithiques », ArchéoSciences [En ligne], 35 | 2011, mis en ligne le 30 avril 2013, consulté le 19 juin 2013. URL : http://archeosciences.revues.org/3114
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Auteurs
UMR – 7194 CNRS, Département de Préhistoire, Muséum national d’Histoire naturelle. (lebon@mnhn.fr) UMR 171 – CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France.
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UMR 171 – CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France. (katharina.mueller@culture.gouv.fr)
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UMR 7075 – CNRS/UPMC, Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité (LADIR). (ludovic.bellot-gurlet@upmc.fr)
UMR 7075 – CNRS/UPMC, Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité (LADIR). (celine.paris@upmc.fr)
UMR 171 – CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France. ina.reiche@culture.gouv.fr)
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