揭露土壤的秘密

土壤讲述了一个故事，一个通常是局部或区域特定的故事。这个故事真的会跟随着我们，传播到每一个地方。有人可能会说，他们从未去过内布拉斯加州林肯市附近的某片玉米地，也从未沿着莫桑比克南部林波波河的某条河岸走过。困在鞋子或车胎面上的泥土，粘在衣服或袋子上的泥土，卡在指甲里的泥土，或者夹在头发里的泥土，可能会讲述一个不同的故事。

颜色、质地、颗粒类型和大小、矿物和有机化合物组成以及存在的微生物都可以帮助确定土壤样本的来源到可能的区域。专家比较参考和被质疑的土壤样品具有排他性，确定被质疑的样品是否可以-或不能-被排除在与参考土壤共享的来源之外。^1、2将土壤来源的可能性缩小到特定的海岸、斜坡或场景可以使调查重点更加突出。

土壤证据提供了对谁，什么，何时，何地和如何犯罪的关键见解

最早涉及地质证据的刑事案件之一是1904年德国伊娃·迪施(Eva Disch)谋杀案，法医科学家格奥尔格·波普(Georg Popp)协助将犯罪现场与嫌疑人联系起来。¹在犯罪现场(一片豆子地)发现了一块沾有鼻烟、煤炭和角铀矿灰尘的手帕，调查人员由此找到了一个在当地燃煤煤气厂和角铀矿采石场工作的吸食鼻烟的人。从该男子裤口收集的泥土层似乎记录了他犯罪后的活动。下层的泥土与豆地一致，而上层的泥土则指向豆地和嫌疑人家之间的路径。他随后认罪。

在这起案件发生后的近120年里，对土壤证据的分析继续提供了对谁、什么、何时、何地以及如何犯罪的关键见解。这些年来，分析技术的进步继续大大缩小了搜索犯罪现场和嫌疑人的范围——无论是形象上还是字面上。

最近的工作来自中国科学院徐学斌及其同事的研究强调了方法开发对积极案例工作的影响。^3.研究人员将激光诱导击穿光谱(Libs)和傅里叶变换红外总衰减反射率(FTIR-ATR)光谱结合起来，这两种光谱都已用于各种法医应用，包括分析土壤，⁴头发，⁵玻璃，⁶血⁷而且核武器．

Libs被描述为一种原子发射光谱，其中应用于样品表面的短激光脉冲产生微等离子体，用于后续的光谱分析，^8、9提供元素组成信息。相比之下，FTIR-ATR提供了化合物结构信息，揭示了ir活性官能团的存在或不存在。这两种技术几乎不需要样品准备。Xu和同事们假设，结合这两种技术“可以大大提高土壤鉴定的可靠性”。主成分分析(PCA)有助于研究人员聚类或区分土壤样品。

利用Libs或FTIR-ATR分别对来自中国主要地区的5种土壤类型各20个样品进行了分析。每种方法都适用于某些土壤类型，但并非所有土壤类型。结合Libs和FTIR-ATR数据以及PCA输出，实现了土壤类型分离。接下来，研究人员处理了中国不同地区的两起溺水死亡案例。

土壤所能揭示的东西是有限的

在第一个案例中，从南京句容河底打捞上来的落水者引发了许多疑问。是意外，自杀还是他杀?在寻找答案的过程中，通过Libs和FTIR-ATR分析对受害者鞋子、河岸和河底的土壤样本进行了处理。结果表明，死者脚底的土壤可能来自河底，而不是河岸。这可能意味着受害者是从上面进入水中的，而不是从岸边走到河里的。这可能表明受害者是被推下河的，但不排除受害者是自己跳下去的。土壤所能揭示的东西是有限的。

在第二个使用Libs和FTIR-ATR分析评估的案例中，调查人员手上有一个家庭悲剧。两名儿童的尸体，年龄分别为6岁和3岁，在江苏省一个村庄附近的北河中被发现。孩子们的继母在现场没穿鞋，她“声称她是想救两个孩子”。在河中发现了她的鞋子，并从每双鞋中收集了土壤样本，以及每个受害者尸体附近区域的土壤样本，以及河浅和深区域底部的土壤。

研究人员解释说，他们的结果表明，继母的鞋子暴露在河底的土壤中，靠近孩子们的尸体。研究人员写道:“即使她为了救两个孩子而脱掉了鞋子，她的鞋子也不会接触到孩子们尸体旁边的土壤。”这可能表明，继母站在孩子们溺水的地方，表明了故意溺水的可能性。

每一起悬案都是一个失去亲人的人留下了许多疑问。土壤分析可以提供一个途径来回答谁、什么、在哪里和如何。即使它不能告诉我们原因。