Актуальные вопросы измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны

«Мир измерений» Декабрь 2025

Рубрика: Метрологическое обеспечение

Автор(ы): Д.О. Доронин, Н.М. Куприков, Д.Д. Ноговицын, А.В. Доронина

В статье рассмотрены основные вопросы измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны. Рассматриваются использование стандартного образца открытой пористости бивня мамонта, разработка основных положений методики измерений угла Шрегера на поперечном срезе образцов бивней хоботных млекопитающих, разработка основных положений методики измерений цвета бивней млекопитающих, разработка национальных стандартов.

Введение

Бивень шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), вымершего вида рода мамонтов семейства слоновых, распространенных на территории Сибири в плейстоцене

Ископаемые остатки мамонтовой фауны являются ценным и трудно добываемым сырьем, уникальным для Российской Федерации и мирового рынка в целом. Российская Федерация является мировым монополистом по добыче ископаемой мамонтовой кости и по запасам ископаемой мамонтовой фауны. В связи с этим значительная часть сырья добывается незаконным путем и контрабандой переправляется на рынки азиатского региона, преимущественно в Китай. Добываемое сырье представляется несколькими типами остатков: бивни, зубы (клыки, резцы), кости, черепа. При этом большинство сырья перерабатывается непосредственно вблизи места добычи или в областных центрах. После обработки исходного сырья изготавливаются полуфабрикаты (в редких случаях готовые изделия). Полуфабрикаты представляют собой цилиндры, кубики или пластины, выточенные (выпиленные) из сырья. Такая форма полуфабрикатов затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможным их идентификацию по виду сырья при осуществлении таможенного контроля. Сложившаяся ситуация создает потенциальную угрозу уничтожения и вывоза за рубеж частей видов животных, включенных в Красную книгу, а также вывоза объектов, обладающих культурной ценностью. Кроме того, плотность бивня мамонта (1,73–1,85 г/см³) близка к средней плотности бивня слона (1,72 г/см³) [1], что позволяет под видом бивней мамонтов, не подпадающих под запрет добычи, реализовать бивни слона, запрещенные к добыче и продаже в рамках Конвенции о международной торговле видами фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС) [2].

Цель

Решить проблему оценки и экспертизы ископаемых остатков мамонтовой фауны возможно при организации метрологического обеспечения измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны путем установления и применения научных, организационных основ, технических средств, правил, норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений при проведении исследований с целью обеспечения оценки и таможенного контроля. Целью научного обоснования проведения измерений установленных параметров является повышение качества и достоверности проверки сырья и полуфабрикатов из ископаемых остатков мамонтовой фауны, поступающих на рынок Российской Федерации или проходящих через таможенные пункты контроля, повышение эффективности управления Федеральной таможенной службы и развитие автоматизации измерительных процедур.

С целью метрологического обеспечения измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны ведется работа по созданию научных и технических решений, позволяющих обеспечить единство измерений, в т.ч. путем внедрения стандартного образца открытой пористости бивня мамонта, обеспечивающего воспроизведение единиц величин, характеризующих добытое сырье (пористость и плотность), разработки основных положений методики измерений угла Шрегера на поперечном срезе образцов бивней хоботных млекопитающих, разработки основных положений методики измерений цвета бивней млекопитающих и разработки национальных стандартов (ГОСТ Р). Конечным пользователем результатов разрабатываемых элементов метрологического обеспечения являются Федеральная таможенная служба, производители легальной продукции из ископаемых остатков мамонтовой фауны и их метрологические службы.

Материалы и методы

Материалы для исследования представляют собой образцы мамонтовой фауны, преимущественно — бивень мамонта и полуфабрикаты из него, имеющие подтвержденное происхождение путем контроля цепочки поставщиков ископаемых остатков мамонтовой фауны.

Рис. 1. Полуфабрикаты из бивня мамонта

Набор стандартных образцов открытой пористости бивня мамонта

Рис. 2. Набор стандартных образцов открытой пористости бивня мамонта

Рассматриваются основные положения методик измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны, выполняемых для решения хозяйственной задачи по проведению экспертизы при осуществлении таможенного контроля вывозимых сырья и полуфабрикатов, а также по обеспечению единства измерений при проведении оценки сырья или полуфабрикатов из ископаемых остатков мамонтовой фауны^¹.

Результаты

В 2023 г. был разработан комплект стандартных образцов предприятия открытой пористости бивня мамонта, состоящий из шести цилиндров диаметром 30 мм [1]. В настоящее время отсутствует достоверный способ идентификации сырья, полуфабрикатов и изделий, произведенных из ископаемых остатков мамонтовой фауны, основанный на научно-методическом и метрологическом обеспечении измерений параметров.

Методика измерений — это совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности^².

Объектом измерений разрабатываемой методики является плоский угол, между характерными линиями на срезе бивня — угол Шрегера, образуемых в дентине хоботных млекопитающих. Впервые линии на разрезе зубов млекопитающих, а также установление факта, что у разных видов животных, в т.ч. человека, они имеют различный рисунок, были описаны немецким ученым, доктором Бернардом Шрегером в 1800 г. [3].

В рамках научного исследования с целью измерений углов Шрегера отобран 81 образец бивня мамонта с плоской поверхностью.

Лучше всего для измерительной задачи подходят микроскопы измерительные с видеосистемой с объективами, имеющими оптическую кратность 1,8.

Для проведения измерений необходимо взять образец бивня, имеющий плоский поперечный срез, и разместить на предметном стеклянном столе. Затем спроецировать изображение среза бивня на экран измерительного микроскопа так, чтобы четко были видны линии Шрегера на дентине (были в фокусе). С помощью микроскопа измерительного серии MBZ с объективом кратностью 1,8 было проведено 201 измерение на 81 образце. Определены требования к подготовке образца (шероховатость поверхности от 0,7 до 1,2 мкм, поверхность образца должна быть плоской). Рекомендуется проводить измерения тех углов, которые расположены ближе к центру образца.

В настоящий момент остаются открытым вопрос о факторах, влияющих на точность измерений, и численные значения составляющих погрешностей измерений. Если погрешность средства измерений незначительна в связи с высокой точностью измерительных микроскопов, то величину погрешности оператора еще предстоит определить экспериментальным путем, но значение допускаемой абсолютной погрешности измерений в диапазоне от 10 до 175° должно быть не более ±10°, в противном случае результаты измерений будут не информативны и решить задачу по идентификации сырья станет невозможным ввиду пересечения значений углов Шрегера для бивней мамонта и слона.

Рис. 3. Процесс измерений углов Шрегера на микроскопе измерительном

Образцы бивня мамонта разного сорта

Рис. 4. Образцы бивня мамонта разного сорта

Вторым измеряемым параметром является цвет образца ископаемой мамонтовой фауны. Для определения цвета в качестве исходных образцов использовались образцы бивня мамонта, имеющие ровную поверхность. В качестве средства измерений можно использовать спектрофотометр, спектроколориметр или колориметр с установленными метрологическими характеристиками. В работе использовался спектроколориметр BYK Spectro-guide 45/0 (запись госреестра Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений № 4405610) с настройками: стандартный осветитель CIE D65 (соответствует среднему дневному освещению в Западной Европе/Северной Европе, включает как прямой солнечный свет, так и свет, рассеянный ясным небом), геометрия источника света 45/0, стандартным колориметрическим наблюдателем 10° (CIE 1964 10°).

Всего было проведено 40 измерений координат цвета прямым методом на четырех образцах в колористической системе координат Yxy (все спектрофотометры, спектроколориметры и колориметры могут измерять координаты Yxy прямым методом), c дальнейшим пересчетом в колористическую систему координат CIELab (координаты цвета L, a, b)^³, с целью выявления цветового отличия и подтверждения актуальности инструментального, а не визуального определения цвета. Для решения задачи по обеспечению достоверности измерений цвета бивней необходимо разработать основные положения методики измерений координат цвета бивней млекопитающих, установить референтные значения для типовых цветов (белый, белый с кремовым оттенком, бежевый, светло-коричневый). По результатам предварительных измерений установлены значения расширенной стандартной неопределенности измерений (k = 2, P = 0,95) для разрабатываемой методики:

L: 5;
a: 15;
b: 15.

В 2024 г. были разработаны национальные стандарты в области ископаемых остатков мамонтовой фауны с целью определения задач и порядка осуществления нормативно-технической поддержки работ по метрологическому обеспечению измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны.

Применительно к проблематике статьи наиболее важным представляется национальный стандарт ГОСТ Р 71493–2024 «Ископаемые остатки мамонтовой фауны. Классификация»^⁴, который с 01.09.2025 введен в действие на территории Российской Федерации. В настоящем стандарте содержится информация о классификации ископаемых остатков мамонтовой фауны по видам животных, размерам фракций, сортам и цвету. Применение указанного стандарта позволит однозначно классифицировать сырье и полуфабрикаты при организации таможенного контроля и при легальной продаже ископаемых остатков мамонтовой фауны.

В настоящий момент продолжаются исследования параметров бивней мамонта и их значений при определении сортности сырья или подтверждении видового происхождения полуфабрикатов. Авторы проводили исследования твердости образцов бивней мамонтов двумя методами — по Роквеллу с нагрузкой 60 кг и по Викерсу с нагрузкой 5 кг. Исследования показали, что бивень слишком мягкий для указанных методов, получить значения твердости не удалось, соответственно, закономерности не выявлены.

Заключение

В результате исследования и проведения измерений подтверждена возможность обеспечить единство измерений углов Шрегера на поперечном срезе бивней хоботных млекопитающих, подтверждена актуальность определения цвета бивней и полуфабрикатов из бивней мамонта инструментальным методом, а не визуальным, с целью исключения субъективности экспертов-оценщиков. Рассмотренные в статье метрологические подходы к обеспечению единства измерений (методика, стандартный образец, национальный стандарт) будут положены в основу метрологического обеспечения измерений параметров ископаемых остатков мамонтовой фауны с целью оценки и таможенного контроля сырья, полуфабрикатов и изделий из ископаемых остатков мамонтовой фауны.

Список использованных источников

1. Собина Е.П., Ноговицын Д.Д., Куприков Н.М. и др. Разработка комплекта стандартных образцов открытой пористости бивня мамонта // Эталоны. Стандартные образцы. — 2024. — Т. 20. — № 2. — С. 65–76. DOI: 10.20915/2077-1177-2024-21-2-65-76.
2. Смирнов А.Н. Ископаемая мамонтовая кость // Труды НИИГА-ВНИИОкеангеология. Т. 201. — СПб.: ВНИИОкеангеология, 2003. — 172 с.
3. Шрегер Б. Вклад в историю зубов // Статьи о вкладе в искусство вскрытия. Т. 1. — Лейпциг, 1800. — С. 1–7.

^¹Концепция развития сбора, изучения использования, переработки и реализации палеонтологических материалов мамонтовой фауны (утверждена распоряжением главы Якутии от 13.08.2018 № 649-РГ).
^² Федеральный закон от 26.06.2008 № 102 «Об обеспечении единства измерений».
^³ Технический отчет Международной комиссии по освещению TR CIE 15:2018 Colorimetry.
^⁴ ГОСТ Р 71493–2024 «Ископаемые остатки мамонтовой фауны. Классификация». Дата издания: 01.04.2025; дата введения: 01.09.2025.