ORNL中子成像技术揭示霸王龙化石肋骨愈合痕迹

美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的中子成像技术，帮助加拿大里贾纳大学等机构研究人员观察到霸王龙化石骨骼内部罕见的愈合迹象，为了解约6600万年前的古代生命提供了新的线索。

此次研究对象是迄今发现的最大霸王龙骨架“斯科蒂”的一根断裂肋骨。研究人员发现，这块肋骨保存了化石记录中少见的伤口愈合过程：骨折发生后，富含铁的血液进入受伤区域，并形成血管网络推动愈合;但在肋骨尚未完全愈合时，“斯科蒂”死亡并被保存在盐沼环境中，盐沼减缓了遗骸腐烂过程，使部分脆弱结构得以保留下来。

里贾纳大学物理学教授毛里西奥·巴尔比表示，“斯科蒂”的肋骨中存在大量矿化血管网络，这类现象此前在化石中并不常见。该项目由罗切斯特大学博士候选人杰里特·米切尔参与领导。研究团队认为，每一块化石都像是过去留下的微小快照，通过拼接这些线索，可以更好理解远古生物及其生存环境。

研究最早可追溯至2020年。当时，米切尔利用加拿大光源中心的微型CT扫描技术，在“斯科蒂”肋骨中发现血管痕迹。随后，团队结合同步辐射成像和显微镜技术，在细胞尺度研究骨骼愈合与化石化组织。为进一步寻找软组织保存证据，研究人员又将样本送至橡树岭国家实验室，使用高通量同位素反应堆(HFIR)上的多模态先进放射成像站(MARS)以及散裂中子源(SNS)上的虚拟中子科学环境(VENUS)开展无损成像。

中子成像与X射线成像具有互补优势。X射线更擅长显示较重元素和致密结构，而中子对氢等轻元素更加敏感，可揭示部分其他方法难以获取的信息。研究团队利用MARS产生的冷中子，对较小骨骼、琥珀和化石鳞片进行高分辨率成像;利用VENUS产生的高能中子，对包括“斯科蒂”肋骨在内的大型骨骼样本开展三维成像。

ORNL相关仪器科学家表示，中子通常被用于电池或先进材料研究，但在探索古代生命问题上同样具有独特价值。研究团队计划继续分析已获得的数据，并将研究扩大到更多化石样本，比较不同物种的愈合模式，同时结合中子成像和X射线技术研究化石病理特征及其与现代物种病理差异。