Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
Еще один путь уменьшения риска магнитного загрязнения - работа с целыми телами животных, а не с какими-то их частями, отсеченными с помощью металлических пил или ножей (гл. 20). Пилы могут ввести магнитные частицы прямо в ткани, а в процессе препарирования эти частицы могут распространиться по всему объему. Их присутствие и вклад в магнитный момент ткани определяют только с помощью особых расширенных тестов. Работая с рыбами, мы обнаружили, что ювенильных или неполовозрелых особей с незаконченным образованием костной ткани препарировать легче, чем взрослых. В случае крупных животных с массивными костями, например при работе с синим марлином (Макака nigricans), подобраться к структурам, локализованным в черепе, проще всего, производя разрезы стеклянным ножом вдоль краниальных швов и уже отдельно препарируя полученные кости черепной коробки. Чтобы отделить твердые оболочки мозга черепах и китообразных, трепанацию черепа нужно проводить с помощью деревянного молотка или тисков с деревянными губами (гл. 21 и 24). Подобная технология эффективна, но создает дополнительные трудности при точной локализации и идентификации содержащих магнетит структур.
После того как образцы ткани приготовлены и промыты в дистиллированной воде, представляют интерес некоторые их магнитные характеристики: естественная остаточная намагниченность (NRM), остаточная намагниченность при изотермическом насыщении (sIRM) и скорость намагничивания или размагничивания при наложении постепенно возрастающего упорядочивающего или разупорядочивающего поля. Образец ткани перед измерением должен быть заморожен, чтобы иммобилизовать все присутствующие в нем мелкие магнитные частицы. В противном случае в магнитометре в отсутствие внешнего поля ориентация всех магнитных моментов частиц, суспендированных в вязкой среде, усредняется при броуновском движении, и суммарный магнитный момент будет равен нулю.
Простого замораживания образца достаточно только для измерения его NRM. Определение прочих магнитных характеристик требует намагничивания образца перед измерением. Для намагничивания пробы до sIRM желательно поместить ее в сильное однородное поле величиной не менее 300 мТл. В своих ранних работах мы пытались сделать это с помощью кобальт-самариевого магнита. К сожалению, оказалось, что из-за быстрого падения напряженности поля с увеличением расстояния до магнита этим методом трудно добиться намагничивания больших образцов. Из-за неоднородности намагничивания можно получить зани-
женную оценку количества магнитного материала, и как следствие этого-не заметить потенциально важные магнитные структуры. Соленоид с воздушным сердечником позволяет создавать однородное поле с индукцией до нескольких тесла, и поэтому он вполне пригоден для однородного намагничивания образцов при измерениях в магнитометре. С помощью такого соленоида можно также проводить постепенное намагничивание объектов при изучении коэрцитивности (Kirschvink, 1983).
При выборе держателя проб для магнитометрических экспериментов необходима большая осторожность. Трубки из майлара, стекла или полиэтилена, обычно используемые при палеомагнитных исследованиях, неплохо зарекомендовали себя и в биомагнитных исследованиях, хотя они могут искажать магнитный момент образца и вносить вклад в фоновый шум магнитометра. Кроме того, в сильных магнитных полях эти трубки могут приобретать собственный магнитный момент, поэтому образцы необходимо намагничивать отдельно от держателей, а затем устанавливать для измерения. Это создает дополнительные трудности при повторных измерениях, так как нелегко сохранять ориентацию образца по отношению к соленоиду и катушке детектора магнитометра.
Мы разработали два простых метода помещения образцов в держатель при сохранении постоянной ориентации образца относительно осей соленоидов и катушек магнитометра. Намагниченный замороженный образец можно прикрепить к смоченному концу белой нитки и опустить вертикально в магнитометр. Тщательно отмытая хлопчатобумажная нитка не имеет NRM и может использоваться при повторных измерениях, например для размагничивания в переменном поле. Однако даже «чистые» нитки иногда после экспозиции в сильных полях приобретают магнитный момент. Следовательно для целей быстрого намагничивания необходим другой метод погружения образца в магнитометр. Мы нашли, что более подходящим является держатель в виде крючка из тонкого кварцевого волокна. Крючок втыкают в незамороженный образец и оставляют в нем на протяжении всех измерений. С помощью этих приспособлений, а также импульсного соленоида или соленоида переменного поля с воздушным сердечником (смонтированными вместе с магнитометром в единую установку) нам удалось автоматизировать наши эксперименты и свести до минимума время, затрачиваемое на закрепление образцов при повторных измерениях. Контрольные эксперименты с крючком из кварцевого стекла, вмороженным в кубик льда, показали, что кварцевое волокно не обладает естественным магнитным моментом и не намагничивается даже в сильных полях. Такие волокна неудобны лишь тем, что они очень хрупкие и легко ломаются.
