案子还没搞定？恭请土壤学家出山！

导  读

陈能场

原题：Got a Crime to Solve Call in the SoilScientists

作者：Mary Makarushka

出处：Mary Makarushka.2012. Got a Crime to Solve? Call in the Soil Scientists. Soil Horizon. doi:10.2136/sh2012-53-5-lf

2000年9月，当澳大利亚警方接到两名妇女在阿德莱德城外家中失踪事件的警报时，他们发现屋内有血迹和碎玻璃，一辆家庭轿车不见了。

第二天，警方在距受害妇女的家100英里处发现了空车；行李箱中有一把血淋淋的刀子和一把铲子，上面沾满了污垢。他们很快逮捕了这名22岁的司机，但他拒绝给警方任何信息来帮助找到这两名受害妇女：他的母亲和祖母。

由于信息太少，而且搜索面积太大，侦探们采取了不同寻常的步骤，联系了澳大利亚国家科学机构CSIRO的土壤科学家小组，以协助调查。

对阿德莱德郊外土地和水实验室的科学家罗伯特·菲茨帕特里克和他的同事们来说，铲子上的材料足以说明问题。它被涂抹和压实的方式表明，铲子已被用过在潮湿的地方开挖和夯实土壤，铲子上残留土壤的pH值显示，它比发现车辆的半岛所在的土壤更酸。在显微镜下，它包含具有角形状的粒子，这些形状通常是人类活动（例如采矿）所产生的材料。矿物学分析显示，有滑石成分，而滑石仅在该地区的山麓和丘陵地区才有。

根据这一分析，他的土壤小组建议在阿德莱德山的工业砾石采石场进行搜查，该采石场远离嫌疑人被捕的地方。在确认了正确的采石场后，最终发现了两具尸体。对于在押男子·哈丁（Matthew Holding），案件以认罪和18年监禁结束。

但对于科学家和警察来说，这个案子有力地展示了标准土壤科学技术如何帮助刑事调查。这一合作将促使2003年设立澳大利亚法证土壤科学中心，由罗布·菲茨帕特里克担任主任，并成立了一个由全国各地执法和法医科学专家组成的活跃咨询委员会。迄今为止，CAFSS已就100多起案件提供情报，包括强奸和杀人等暴力犯罪、反-恐和其他国家-安全问题，以及更多只有内行才懂的犯罪，包括恐龙蛋走私。

菲茨帕特里克（Fitzpatrick）谈到土壤颜色、形态、化学和其他标准分类和分析方法时说：“我们使用的是普通的土壤学工具。”“对我们来说，最大的挑战是了解法医和警察的处事方式以及如何在法庭上操作。因此，我们做了关于如何处理陪审团以及如何与陪审团沟通的培训课程。我们还必须制定一份指南手册，描述当样本进入时，该如何处理。”

土壤可能是将犯罪嫌疑人与犯罪现场联系起来的一种非常有效的痕量证据。

在CAFSS实验室，每个土壤样品都带有条形码，以便可以轻松地、可靠地存档羁押队列或某人每次拥有的保管记录。样本安全专家每三个月访问实验室以验证其程序。

菲茨帕特里克（Fitzpatrick）说：“这些都是您通常在土壤科学中通常不会做的新东西。”“将这些东西放在一起，我们可以在协助警察方面发挥重要作用。”

这小菜一碟，亲爱的华生

也许最早有案可查的土壤法医比较案例是在柏林，它解决了1856年4月在普鲁士铁路上发生的一项犯罪。装有银币的桶在运输过程中被倒空并装满了沙子。柏林的科学家埃伦贝格（Ehrenberg）教授从铁路沿线的所有车站采集了沙质土壤的样本。然后，他使用光学显微镜检查了沙质土壤颗粒的特征（例如颜色和形状），以将其与桶中的土壤进行比较，并确定出砂的来源。

后来，在1891年，奥地利人汉斯?格罗斯（Aussian Hans Gross）被认为是法医学的先驱之一-利用科学专业知识来解决法律问题-使用了从鞋中回收的土壤的微观分析，以将犯罪嫌疑人与犯罪联系起来。沃森博士在1887年首次亮相时提到了夏洛克·福尔摩斯：“一眼就能知道彼此之间的不同土壤。散步之后，已经显示出我溅到他的裤子上，并通过它们的颜色和一致性告诉我那一部分是来自伦敦的。”

1856年埃伦伯格教授的肖像

实际上，直到15或20年前，澳大利亚警察大大小小的实验室中通常都有一个法医专家，他们配备了光学显微镜，他们可以分析包括土壤、植物或地质材料在内的证据，Fitzpatrick说。但是，尽管他们的工作帮助解决了案件，但这些专家不一定接受过地质学家，矿物学家或土壤学家的培训。

菲茨帕特里克说：“因此，发生的事情是，如果他们以土壤证据出庭，他们往往会被辩护律师绝对地打败，”他们会攻击他们并不是真正的土壤专家或地质专家。

同时，随着DNA成为家喻户晓的词语，陪审团开始期待高度可量化的证据，就试图提起刑事诉讼而言，“人们对土壤失去了兴趣”，Fitzpatrick说。

菲茨帕特里克说，土壤可能是将犯罪嫌疑人与犯罪现场联系起来的一种非常有效的痕量证据。一方面，土壤的痕迹可能是如此之小，以至于几乎是看不见的，甚至导致警惕的不法行为者也忽略了它。可用的分析技术越来越好，即使很小的样本也可以产生有意义的结果。土壤证据相对容易收集，并且通常可以非常迅速地进行分析。土壤种类繁多且具有独特性，仅在美国就分类了超过100,000种土壤。尤其是黏土和沙子可能会粘在与之接触的人身上，而犯罪分子对于处置土壤证据的谨慎程度可能不如对血液或DNA的谨慎程度。

土壤也可能非常耐久。菲茨帕特里克（Fitzpatrick）说：“我们现在正在处理许多悬案，包括数十年来的谋杀案，因为DNA不在了，但土壤还在的。”

尽管一些数十年前的悬案可能没有收集DNA证据，或者经过多年DNA已经被分解，但证据储物柜中仍可能装有脏污的衣服或一双沙质的旧靴子，可以送到CAFSS实验室进行研究。

除费兹帕特里克外，位于阿德莱德的CAFSS实验室还拥有三位专家矿物学家和X射线衍射（XRD）专家，该技术可通过X射线对准样品时原子向后散射的模式来鉴定晶体矿物。根据定义，由于晶体的原子结构是规则且可预测的，因此每种矿物都具有独特且可识别的轮廓。

“我们的团队非常擅长量化和鉴定几乎所有您能想到的样品中的矿物质，” Fitzpatrick说。（团队成员Mark Raven和Peter Self在2010年赢得了国际雷诺杯XRD样品分析竞赛，这是Fitzpatrick与赢得美洲杯帆船赛的殊荣。）

罗伯特·菲茨帕特里克（Robert Fitzpatrick）的小组处理许多悬案。在一个案例中，一名溺水少年的尸体位于湿地里。警方逮捕了一名嫌疑人，并扣留了衣物以作为需要仔细检查的证据。犯罪嫌疑人的运动服裤子（上）显示出两种不同土壤的痕迹，但警方无法将其与发现尸体的湿地呈正面地关联起来。来自湿地（中部）的灰色土壤样品和边缘的黄色土壤样品被送至实验室进行详细的检查和分析。从犯罪嫌疑人的衣服（底部）采集的两个样品的形态（颜色）和矿物学与从湿地地区采集的两个样品相似。收集的土壤证据表明，嫌疑人曾在受害者溺水的现场。

当菲茨帕特里克（Fitzpatrick）向评审团提出XRD发现时，他使用了指纹匹配的类比。他可以叠加来自两个不同样本的两个剖面，可以显示出峰和谷的细微差别，表明每个样本中存在哪些矿物以及数量多少。陪审团可以亲自判断这两者是否接近，就像Fitzpatrick描述两者来自同一来源的可能性一样。

Fitzpatrick说：“根据经验，X射线衍射是迄今为止向陪审团解释我们工作的最有力方法。” “虽然科学可能很复杂，但比在表格中显示大量化学数据要容易得多。”

反恐与恐龙蛋

CAFSS由澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织（CSIRO）管理；其刑事调查工作部分由CSIRO资助，部分由地方执法机构提供咨询费。

在有案件需要帮忙时，费兹帕特里克（Fitzpatrick）粗略分析CAFSS可以提供的帮助以及可能产生的费用。他说，至少有20%左右的案件，警察部门决定不请他们开展土壤证据咨询，或者是出于预算原因，或者是他们觉得这个案子不是绝对必要的。

该中心的工作不仅限于澳大利亚；根据菲茨帕特里克的说法，他获得了澳大利亚和阿富汗的反-恐案件中约占20％的案件的最-高-机-密的安全检查，因此他可以处理这些案件。

对于国家-安全案件，菲茨帕特里克（Fitzpatrick）能够使用更加灵敏和复杂的分析工具，包括同步加速器XRD，其功能比实验室中的X射线衍射强大得多，但每天的费用为10,000美元。他们使用同步加速器（一种类似于足球场大小的亚原子粒子加速器），能够检查出结晶不良的样品，例如微小的砖块颗粒和烧焦的土壤痕迹，这种情况下，燃尽的车辆是主要证据来源之一。

另一个具有国际影响的案例是中国恐龙蛋的案例。根据中国法律，恐龙蛋和巢化石是受保护的文物，在澳大利亚禁止买卖。然而，非法化石贩运是一个价值十亿美元的产业。

当两名澳大利亚收藏家因拥有可疑巢穴而接受调查时，CAFSS被请来，收藏家声称这些巢化石不是中国的，而是合法的美国化石。

费兹帕特里克（Fitzpatrick）的研究小组将巢化石与来自中国湖南省的土壤样本进行了比较，认为这些鸡蛋应该是湖南省。他回忆说：“然后，我们比较了美国一家博物馆的恐龙蛋，发现了矿物学成分完全不同。”“这些人被判有罪，恐龙蛋被送回中国。”

比“坏蛋”领先一步

当菲茨帕特里克（Fitzpatrick）在法庭上作证时，有时离被指控的恋童癖者和凶手仅几码之遥，同时描述从该男子的鞋子上收集的污物是如何将该人与犯罪现场联系起来的，他很清楚这种类型的犯罪具有情感方面的意义。这工作与非法医土壤科学有明显不同。

他回忆说：“我们做了一个很悬的案件，我重新察看了这个女孩被强奸然后在一个小水坝中窒息并淹死的确切地点，”“这对我来说在情感上是不好的，因为我站在那儿，是25年前她被谋杀的地方。”

费兹帕特里克（Fitzpatrick）的小组将恐龙巢（上）与中国湖南省（下）的土壤样本进行了比较。

他说，虽然通常是由警察来收集CAFSS分析的样本，但“在某些情况下，我不得不从受害者的头发，骨头或衣服上实际取样土壤，”

出于对受害者家属的敏感程度，以及不向澳大利亚犯罪分子提供土壤证据，CAFSS对其所公开的案件信息也非常谨慎。他们已经五年没有在Matthew Holding案中谈论铁锹的细节了，直到最近才被允许对它进行更全面的讨论。如果菲茨帕特里克（Fitzpatrick）将犯罪现场的照片用于培训或会议演示，如果幻灯片放到网络上，他总要将其从幻灯片中删除。

受害者的牙齿，头骨和骨头是从后院的红棕色黏土中挖出的，与20岁的凶杀悬案有关。

他说：“我们的网站在世界各地受到了广泛的欢迎，我正在努力减少可用于培训坏人的东西。”

在交谈中，菲茨帕特里克（Fitzpatrick）往往用俗语“坏人”来称呼从小偷贼到恐怖分子的每个人-可能澳洲人式的轻描淡写有助于与他的团队处理的棘手案件保持一定的情感距离。

尽管CAFSS继续制作材料以帮助警察了解今天的土壤证据可以帮助进行调查的方式，但他们拒绝了一些要约，不将他们处置的案例在电视上以戏剧性地为普通观众播放“犯罪现场调查”。

他说：“如果一块泥巴在坏蛋身上或在他的衣服上，他们甚至都不认为我们用得上。”“如果他们看到鲜血或口红，他们会立即尝试清除掉，但他们认为泥巴没有什么用，我们希望能保持这个样子。”

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