彭樂天
2005年3月的一個夜晚,在愛爾蘭都柏林皇家運河邊,一群玩耍的男孩發(fā)現(xiàn)了部分被肢解的尸體殘骸。尸體的軀干被砍成兩段,手臂和腿都與軀干分離,頭部遺失。警方首先要確定死者的身份,但單憑這些尸體殘骸,法醫(yī)只能說出他是個中年非洲裔男性。警方?jīng)]有在已報告的失蹤人口中找到相符之人,愛爾蘭國家指紋庫和國際刑警組織數(shù)據(jù)庫中也找不到匹配的指紋。警方只好向英國的環(huán)境法醫(yī)與人類健康實驗室求助,通過測算尸體毛發(fā)、指甲和骨頭中所含水的氫氧同位素比值來定位死者生前大致的活動范圍。
與之類似,2006年11月,在英國威爾士縣格溫特郡,一個被嚴(yán)重毆打的亞裔男性被送進(jìn)醫(yī)院的急診室,然而,還沒開口他就不治身亡。警方通過指紋、DNA、入境記錄等常規(guī)方法都無法查到死者的身份,于是也采用了水分子同位素分析法。
世界上的水各不相同
水分子中的氫元素或氧元素在自然界中以多種形式出現(xiàn),它們之間互稱為同位素,區(qū)別在于質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同。取某種水樣,通過光譜測定法可以測得這一水域的同位素比值,而且全球水域的同位素比值呈規(guī)律性分布。在20世紀(jì)50年代,當(dāng)科學(xué)家開始在全球范圍收集水樣測定時首次發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律:海拔越高、緯度越高、離海岸線越遠(yuǎn),水的同位素比值越低。
20世紀(jì)90年代,美國地質(zhì)調(diào)查局在全美的河流中收集并測定了近5000種水的同位素比值。研究者分析了這些數(shù)據(jù)后,確定了美國水同位素分布的大致模式,于是根據(jù)測量值創(chuàng)建了一張美國同位素地圖,于2001年出版,被稱為“同位素景觀圖譜”,詳細(xì)標(biāo)識了美國各地的水同位素比值。
從那以后,研究者們開始用電腦分別創(chuàng)建氫氧元素和多種地理區(qū)域中的同位素景觀圖譜,從單個水域到整個地球,同時結(jié)合大氣環(huán)流、降水模式和其他物理過程的已有知識為各水域的同位素比值做出更精確的測量。
用水定位
利用同位素景觀圖譜可以追蹤水分子的地理來源,即使水分子已經(jīng)被動植物細(xì)胞所吸收,或者被蒸餾到酒中,也能追蹤到它。
以酒為例,在西方,人們認(rèn)為地道的威士忌必須用蘇格蘭的水來釀造,一個敏銳的品酒師甚至可以通過分辨酒中水的來源判斷酒的真假,但許多人懷疑水各有別這一說法。在2012年,蘇格蘭研究者報道,一些號稱的“蘇格蘭威士忌”只是仿品,他們將之與正品中的同位素進(jìn)行了比對,發(fā)現(xiàn)二者的同位素比值確實不相同。
對同位素圖譜利用較多的是地理學(xué)家,他們以此追蹤動物遷徙的路徑或行為模式。雖然科學(xué)家已經(jīng)知道了大部分物種遷徙的大致模式,但對于個體或群體遷徙的精確路線還不了解,而獲得每個物種的地理信息對于了解物種的進(jìn)化或者提供動物保護(hù)都極其重要。雖然GPS跟蹤器也能追蹤,但這種方法太昂貴,而且由于要在動物身上配戴相應(yīng)的設(shè)備,這對于小型鳥類和昆蟲而言太過笨重。當(dāng)鳥類在夏天回到棲息地時,拔一根它新長的羽毛并測定其中的同位素,對照同位素景觀圖譜,就能知道它大致的飛行區(qū)域。
科學(xué)家還用同位素來區(qū)分不同批次的非法藥品、來自不同國家的炸藥成分。通過對土壤中同位素的分析,還能用來檢驗食品和藥物的來源。
同位素分析在刑偵領(lǐng)域的應(yīng)用始于本世紀(jì)初,用來測定身份不明的尸體生前的活動范圍,并根據(jù)這些信息來確定死者身份。
揭開尸體身份之謎
當(dāng)水或食物進(jìn)入人體之后,頭發(fā)、指甲或骨頭中的各種成分會隨著食物的變化而改變,不同地區(qū)的水或不同生產(chǎn)地的食品都會呈現(xiàn)出與當(dāng)?shù)匾粯拥耐凰乇戎怠?/p>
在愛爾蘭這起碎尸案中,英國環(huán)境法醫(yī)與人類健康實驗室的研究人員首先對死者的毛發(fā)和指甲中氫和氧的同位素比值與愛爾蘭自來水中的同位素比值進(jìn)行對比。人的指甲每月大約生長3毫米,可測的死者的指甲平均長19毫米??芍?,他遇害之前在都柏林、北愛爾蘭首府貝爾法斯特等地至少生活了7個月。
頭發(fā)和指甲是生長較快的組織,因此只能存儲短時期的信息。人類的股骨則可以用來追蹤身體20~25年生活飲食的信息。從死者股骨中提取的同位素顯示這起碎尸案中的死者在遇害之前在愛爾蘭生活了大概6~8年;然而他的股骨中有一種愛爾蘭沒有的獨特的同位素,根據(jù)2001年全球降水同位素監(jiān)測網(wǎng)發(fā)布的全球同位素數(shù)據(jù),死者來自于接近赤道的海岸線區(qū)域,包括巴西東海岸的一部分、從加勒比海的向風(fēng)群島到波多黎各的區(qū)域、非洲之角、阿拉伯聯(lián)合酋長國和部分阿曼,以及印度西海岸的部分區(qū)域。根據(jù)1999年(與死者進(jìn)入愛爾蘭的時間大致相同)的同位素數(shù)據(jù),研究者斷定,埃塞俄比亞、索馬里、肯尼亞、厄立特里亞、烏干達(dá)和蘇丹東部為死者最有可能的來源地。
當(dāng)研究人員向警方提供這一結(jié)論時,警方已經(jīng)得到了幾條可能的線索,但都因為信息不足而無法進(jìn)一步調(diào)查。其中一條潛在的線索來自一名混血兒童,警方猜測他可能是死者的兒子,只要將死者與這個兒童的DNA進(jìn)行比對就可以確定。但由于缺少更多證據(jù)而無法獲得相關(guān)部門的法律授權(quán),只能與其他線索一起擱置。直到同位素比對結(jié)果出來,表明這一條線索的較大相關(guān)性,警方才得到進(jìn)一步考證的許可。通過親子DNA交叉比對,證明死者正是這個孩子的父親,死者身份就此揭開。
死者名叫法拉·斯瓦內(nèi)·努爾,死亡時39歲,肯尼亞人,遇害的6年前以難民身份入境愛爾蘭。遇害前與女友凱思琳,即孩子的母親同居,同住的還有凱思琳的兩個成年女兒。努爾遠(yuǎn)非善類,有多個強(qiáng)奸、謀殺罪名嫌疑,并常常毆打女友。2005年3月20日,努爾試圖向凱思琳的一個女兒施暴,在凱思琳的策劃下,兩個女兒將他殺死并肢解,頭部和陰莖被單獨處理,陰莖被切成碎片,頭部至今沒有找到。
在2006年11月英國的亞裔被毆打致死案中,警方取了145毫米的死者頭發(fā),相當(dāng)于大約14個月的生長長度,并送往同位素取證實驗室,測出在這段時間里,死者先在烏克蘭逗留了兩三個月,接著去德國呆了六七個月,然后來到英國威爾士,過完他生命中的最后大約兩個半月。這成為了關(guān)鍵線索,警方最終查明了他的身份。
死者是一名越南人,經(jīng)由走私犯偷渡到英國,并為了償還偷渡費用為走私犯種植大麻。不幸的是,走私犯的敵對匪幫偷走了這些大麻。這個越南人被走私犯逼問敵對匪幫的情況時遭受了嚴(yán)酷的折磨。
警方最終破獲了此案,有三名涉案男子被判罪。
同位素圖譜定位并不完美,因為同位素比值并不因經(jīng)線的不同而變化,也很難提供一個絕對的緯度坐標(biāo)。但是,科學(xué)研究就像玩拼圖,多一條線索就越接近最終的正確結(jié)果,同位素?zé)o疑是其中重要的一條。