Jak promieniowanie elektromagnetyczne pomaga w łapaniu przestępców? W bardzo różnorodny sposób. Może ujawnić niewielkie ślady krwi, w kamerze termowizyjnej umożliwia poszukiwanie zbiegów urywających się w lesie zaś użyte w georadarach pomaga znaleźć zakopane w polu zwłoki. Najcenniejszą pomocą są jednak metody ustalania składu chemicznego dowodów bez ich niszczenia.
Jedną z najskuteczniejszych metod wykorzystywanych w kryminalistyce jest spektrometria, czyli nauka o tym jak promieniowanie elektromagnetyczne oddziałuje z atomami. W dużym uproszczeniu polega na mierzeniu jak światło zmienia się po tym, gdy zderzy się z jakimś przedmiotem. Nasze własne oczy to taki właśnie prosty spektrometr pozwalający nam rozpoznawać pewne substancje. Gdy światło ze słońca odbije się od liści na drzewach, a następnie wpadnie do naszej gałki ocznej rozpoznajemy zielony chlorofil (lub jeżeli jest akurat jesień to żółto-czerwone karotenoidy). Spektrometry to maszyny, które pozwalają nam widzieć dużo, dużo, dużo więcej kolorów – jeżeli rozdzielczość takiego instrumentu jest odpowiednia, to każda substancja ma swój niepowtarzalny „kolor” czy raczej elektromagnetyczny „odcisk palca”. Dzięki temu można szybko i bez niszczenia próbki stwierdzić z czego się składa.
Dzięki badaniu światła odbitego od próbek włosów pozostawionych na miejscu zbrodni możemy dowiedzieć się jakich leków czy narkotyków przestępca używał, czy miał jakieś zatrucia metalami ciężkimi, a nawet w przybliżeniu jak wyglądała jego dieta. Niezwykle cenne jest to, że badania spektrometryczne włosów pozwalają zbadać jakie substancje człowiek przyjmował nawet kilka lat wcześniej. Włosy są trochę jak słoje rocznego przyrostu drzew, też rosną przez kilka lat. W wypadku włosów ich skład chemiczny jest definiowany w momencie powstawania danego fragmentu. Co ciekawe, wiele agencji stosuje tę metodę również prewencyjnie. Na przykład, gdy aplikowałam o pracę, w ramach której miałam dostęp do tajnych laboratoriów NASA, musiałam podpisać zgodę na badania włosów pod względem przyjmowanych nielegalnych substancji. Więcej na temat zastosowania badania spektrometrycznego włosów w kryminalistyce można przeczytać w publikacji Klasinsky z 2012 roku.
Częstym pytaniem zadawanym, przez policjantów czy prokuratorów, specjalistom od kryminalistyki jest „kto strzelał?”. Każdy wystrzał z broni palnej rozsiewa dookoła siebie chmurę malutkich drobinek, które mogą osiąść na strzelającym. Te drobinki zwane pozostałościami powystrzałowymi składają się z częściowo spalonego prochu, spłonki amunicji, pozostałości smarów oraz metali z łuski i broni. Można je rozpoznać pod mikroskopem, bo wyglądają jak mikroskopijne kuleczki, jednak dopiero ich skład chemiczny jest charakterystyczny na tyle, że w niektórych przypadkach można określić typ i model pistoletu, z którego oddano strzał. Dzięki badaniom z użyciem mikroskopu elektronowego z detektorem EDS można stwierdzić z jakich pierwiastków składa się dana drobinka. EDS działa dzięki temu, że materiał bombardowany jest elektronami, aż w rezultacie wydziela niewielkie ilości promieniowania rentgenowskiego. W zależności od tego co znajduje się w próbce, do detektora dociera trochę inny „kolor” promieniowania X – dzięki czemu możemy być pewni, że występuje tam na przykład ołów lub antymon. Co ciekawe policja wykorzystuje tą właściwość pozostałości powystrzałowych także w inny sposób: amunicja wykorzystywana przez służby mundurowe jest chemicznie „oznaczana” dzięki czemu łatwo jest rozróżnić czy dany strzał został oddany z broni przestępcy czy stróża prawa. W podobny sposób można zawężać źródło pochodzenia innych materiałów związanych z działalnością przestępczą jak materiały wybuchowe czy zanieczyszczenia w narkotykach. Więcej na temat wykorzystywania badań spektrometrycznych pozostałości powystrzałowych w artykule Brożek-Mucha opublikowanym w 2017 roku.
Spektrometrii można użyć również do wykrywania fałszerstw dzieł sztuki lub zabytków kultury takich jak manuskrypty. Jest to niezwykle zyskowna działalność przestępcza, jako że fachowo przygotowaną podróbkę udaje się niekiedy sprzedać za dziesiątki, a nawet setki milionów dolarów! Spektrometria jest szczególnie przydatna w tych właśnie przypadkach, ponieważ może być zupełnie niedestrukcyjna – a przecież nie chcemy ryzykować uszkodzenia bezcennego przedmiotu, w razie gdyby jednak okazał się być prawdziwy. W przypadku obrazów jedna z najczęściej przeprowadzanych analiz polega na dokładnym określeniu składu chemicznego farb, gdyż zmienia się on z upływem czasu. Na przykład, jeżeli do namalowania białych elementów użyto tlenku cynku, to możemy być pewni, że obraz powstał po 1834 roku, jeżeli jednak jest tam tlenek tytanu dzieło powstało już w XX wieku. Jeżeli przeanalizujemy skład chemiczny wielu kolorów pozwala to czasem bardzo dokładnie określić moment i prawdopodobną lokalizację powstania obrazu. W ramach takiej analizy przeanalizowano spektrometrem Ramana niewielki obraz, przypisany sławnemu niderlandzkiemu twórcy Hansowi Memlingowi z XV wieku. Badanie wykazało, że do namalowania koszuli bogatej postaci, użyto niebieskiego barwnika zwanego „błękit pruski”. Ten konkretny pigment został pierwszy raz zsyntetyzowany dopiero w 1704 roku, a więc obraz musiał powstać później. O tym jak spektrometria walczy z fałszerstwami więcej w artykule A. Deneckere i innych z 2012.
Spektrometria ma nieskończenie wiele różnorodnych zastosowań w kryminalistyce – przykłady omówione powyżej to tylko wierzchołek góry lodowej. Obecnie niemal żaden poważny przestępca nie może być skazany bez wykorzystania promieniowania elektromagnetycznego!
Źródła:
K.S. Klasinsky 2012. Forensic Analysis of Hair by Infrared Spectroscopy. [in] Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, First Edition. Edited by John M. Chalmers, Howell G.M. Edwards and Michael D. Hargreaves. 2012 John Wiley & Sons, Ltd. Published 2012 by John Wiley & Sons, Ltd.
Z. Brożek-Mucha 2017. Trends in analysis of gunshot residue for forensic purposes. Anal Bioanal Chem (2017) 409:5803–5811
A. Deneckere1, P. Vandenabeele2 and L. Moens 2012. Vibrational Spectroscopy as a Tool for Tracing Art Forgeries. [in] Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, First Edition. Edited by John M. Chalmers, Howell G.M. Edwards and Michael D. Hargreaves. 2012 John Wiley & Sons, Ltd. Published 2012 by John Wiley & Sons, Ltd.