Study of Microstructure of the Mammoth Tusk by Scanning Electron Microscopy

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

This work presents the results of a study of the microstructure of mammoth tusk (MT) samples Mammuthus Primigenius using scanning electron microscopy. Dependence of the tusk tissue strength on the characteristics of the crack formation and mineralization was determined. It was found that MT tissues are characterized by the presence of microcracks, the number of which increases with a decrease in the quality of the substantial. It is shown that the anisotropy of the tusk properties, due to the specific framework mineral-organic structure, decreases with an increase in the number of microcracks. It was revealed that the dentin of the tusks is characterized by an uneven distribution of calcium and magnesium ions, indicating the occurrence of mineralization processes accompanied by the transformation and saturation of tissues with magnesium-containing minerals, which was confirmed by the results of X-ray phase analysis, which showed the presence of newberyite (Mg(PO3OH) · 3H2O) in the sample. The nature of foreign inclusions can also indicate the environment in which the tusk was found before its discovery, or the introduction of mineral particles into the body of the tusk during the life of the animal.

Sobre autores

E. Petukhova

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

T. Solov'ev

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

T. Isakova

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

G. Botvin

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

A. Chirikov

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

V. Petrov

Yakut Scientific Center of the Siberian Branch RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: tatyana_issakova@mail.ru
Yakutsk, Russia

Bibliografia

  1. Барабашева Е. Е., Стремецкая Е. О. Особенности биосорбции химических элементов костной тканью бивня мамонта и зубов шерстистого носорога из плейстоценовых отложений Забайкальского края // Вестник ЧитГУ. 2010. Т. 8 (65). С. 85—90.
  2. Боескоров Г. Г., Мащенко Е. Н., Плотников В. В., Щегчкова М. В., Протонов А. В., Соломонов Н. Г. Адаптации шерстистого мамонта Mammuthus primigenius (Blumenbach, 1799) к условиям обитания в ледниковом периоде // Сибирский экологический журнал. 2016. Т. 23. № 5. С. 661—672.
  3. Верещагин Н. К., Тихонов А. Н. Исследование бивней мамонтов // Труды Зоологического института АН СССР. 1986. Т. 149. С. 3—14.
  4. Данильченко С. Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения (обзор) // Вестник СумДУ. Серия физика, математика, механика. 2007. № 2. С. 33—59.
  5. Золотарев В. М., Хлопачев Г. А. Исследование карбонатов и молекулярной воды в бивне мамонта из раскопок верхнепалеолитической стоянки Юдиново // Оптика и спектроскопия. 2021. Т. 129. Вып. 6. С. 797—810.
  6. Климовская Т. Ф. Структурные и морфологические особенности бивней шерстистого мамонта Mammuthus Primigenius: обзор результатов и перспективы исследований // Жизнь Земли. 2022. Т. 44. № 4. С. 456—464.
  7. Распоряжение главы Республики Саха (Якутия) № 649-РГ от 13 августа 2018 г. «Об утверждении Концепции развития сбора, изучения, использования, переработки и реализации палеонтологических материалов мамонтовой фауны на территории Республики Саха (Якутия)». URL: http://docs.cntd.ru/document/550166534
  8. Смирнов А. Н. Ископаемая мамонтовая кость: проблемы, перспективы изучения и освоения ресурсного потенциала в российской Арктике // Известия РГПУ им. А. И. Герцена. 2005. № 13. С. 255—264.
  9. Соловьев Т. М., Петрухова Е. С., Ботвин Г. В., Исакова Т. А., Павлова В. В. Анализ состава и структуры бивня мамонта Mammuthus primigenius методами термограмметрического и рентгенофазового анализа // Материаловедение. 2021. № 2. С. 9—12.
  10. Соловьев Т. М., Исакова Т. А., Павлова В. В., Ботвин Г. В., Чириков А. А., Петров В. В., Петухова Е. С. Минеральный состав и физико-механические свойства бивней мамонта различных сортов // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2023. Т. 28. № 3. С. 495—506.
  11. Abelova M. Schreger pattern analysis of Mammuthus primigenius tusk: analytical approach and utility. Bull. Geosci. 2008. Vol. 83. P. 225—232.
  12. Alberic M., Dean M. N., Gouvrier A., Wagermaier W., Dunlop J. W. C., Staude A., Fratzl P., Reiche I. Relation between the macroscopic pattern of elephant ivory and its three-dimensional micro-tubular network. PloS One. 2017. Vol. 12. N 1.
  13. Fadeev I. V., Shvorneva L. I., Barinov S. M., Orlovskii V. P. Synthesis and structure of magnesium-substituted hydroxyapatite. Inorganic Materials. 2003. Vol. 39. P. 947—950.
  14. Freund A., Eggert G., Kutzke H., Barbier B. On the occurrence of magnesium phosphates on ivory. Studies in Conservation. 2002. Vol. 47. N 3. P. 155—160.
  15. O’Connor S., Edwards H. G.M., Ali E. An interim investigation of the potential of vibrational spectroscopy for the dating of cultural objects in ivory. ArcheoSciences. 2011. Vol. 35. P. 159—165.
  16. Palombo M. R., Villa P. Schreger lines as support in the Elephantinae identification. Rome: The World of Elephants. International Congress. 2001. P. 656—660.
  17. Pfeifer S. J., Hartramph W. L., Kahlke R. D., Muller F. A. Mammoth ivory was the most suitable osseous raw material for the production of Late Pleistocene big game projectile points. Scientific Reports. 2019. Vol. 9. N 1. P. 1—10.
  18. Sakae T., Oinuma H., Higa M., Kozawa Y. X-ray diffraction and FTIR study on heating effects of dentin from mammoth tusk. J. Oral Biosciences. 2005. Vol. 47. N 1. P. 83—88.
  19. Schreger B. N.G. Beitrag zur Geschichte der Zahne. Beitrage für die Zergliederungskunst. 1800. Vol. 1. P. 1—7.
  20. Shen M., Lu Z., Xu Y., He X. Vivianite and its oxidation products in mammoth ivory and their implications to the burial process. ACS Omega. 2021. Vol. 6. N 34. P. 22284—22291.
  21. Singh R. R., Goyal S. P., Khanna P. P., Mukherjee P. K., Sukumar R. Using morphometric and analytical techniques to characterize elephant ivory. Forensic Science International. 2006. Vol. 162. P. 144—151.
  22. Sun X., He M., Wu J. Crystallographic characteristics of inorganic mineral in mammoth ivory and ivory. Minerals. 2022. Vol. 12. N 2. P. 117.
  23. Sun X., He M., Wu J. Study of the preferred orientation of hydroxyapatite in ivory from Zimbabwe and mammoth ivory from Siberia. Crystals. 2021. Vol. 11. N 5. P. 572.
  24. Trapani J., Fisher D. C. Discriminating proboscidean taxa using features of the Schreger pattern in tusk dentin. J. Archaeological Sci. 2003. Vol. 30. P. 429—438.
  25. Yin Z., Zhang P., Chen Q., Luo Q., Zheng C., Li Y. A Comparison of modern and fossil ivories using multiple techniques. Gems and Gemology. 2013. Vol. 49. N 1. P. 16—27.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025