Рубило в цифре

Как измерить древний артефакт, не прикасаясь к нему

3D-сканирование сегодня используется в самых разных областях, приходит оно и на помощь археологам. Например, сотрудникам лаборатории цифровых технологий в археологических, антропологических и этнографических исследованиях ИАЭТ СО РАН из разрозненных фрагментов удалось «слепить» человеческий череп, а потом даже создать портрет древнего обитателя Сибири.

Лабораторию, о которой идет речь, для краткости называют «ЦифрА». Она была создана в 2019 году по нацпроекту «Наука». Здесь занимаются разработкой новых методов исследований археологических и этнографических комплексов Евразии, таких как 3D-моделирование и визуализация, методы мультивариантной статистики на основе данных 3D-моделирования и многое другое. Специалисты лаборатории проводят научные исследования комплексов каменного, бронзового, железного веков Евразии и коллекций этнографического периода с применением новых высокотехнологичных цифровых инструментов.

С точностью до сотых миллиметра

— Если коротко, то главная наша цель — минимизировать человеческий фактор, — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории «Ц­ифраА» ИАЭТ СО РАН Павел Чистяков. — Дело в том, что многие археологические артефакты очень хрупкие и обычными методами их измерить и описать очень сложно — они могут в прямом смысле этого слова рассыпаться в прах. Наше оборудование — специальные сканеры позволяют сделать это, минимизировав контакт с образцами. Причем с точностью измерения до сотых долей миллиметра. Но и это еще не все. Благодаря проведенным измерениям можно создать цифровые копии находок археологов, что значительно облегчает обмен информацией между учеными из разных городов и стран и дает им возможность проводить совместные исследования.

При этом современные технологии позволяют не только точно измерить и описать артефакт, создать его цифровую копию и при необходимости напечатать ее на 3D-принтере, но и исследовать образец изнутри при помощи компьютерного томографа и лазерного спектрометра. Спектрометр, например, анализирует свет лазера, по-разному рассеиваемый поверхностью различных предметов, и позволяет определить их молекулярный состав. Это помогает археологам проверить гипотезы о месте и способе изготовления артефактов, в том числе каменных орудий или металлических изделий.

Суровый древний житель гор

— Вот, например, копия человеческого черепа, который был найден на Алтае, — говорит Павел Чистяков. — Сохранность его была очень плохая. Череп был разбит на мелкие фрагменты, которые к тому же были очень хрупкими. Склеить эти фрагменты или еще как-то реконструировать череп не представлялось возможным. Но мы сумели отсканировать его части, создать 3D-модель и отпечатать ее на принтере. А другие наши коллеги восстановили по черепу лицо, и теперь мы можем видеть, как выглядел древний житель Алтая.

Череп, найденный на Алтае, был разбит вдребезги, но его сумели восстановить и даже напечатать копию на 3D-принтере. Фото: Евгений Волошин

А выглядел он достаточно сурово: широкие скулы, монголоидный разрез глаз и при этом нос с горбинкой. Видимо, жизнь на Алтае в те времена, когда этот мужчина проживал там, была достаточно сложной.

Этот суровый мужчина, возможно воин или правитель, жил когда-то на территории Алтая. Увидеть его лицо помогли современные цифровые технологии. Фото: Евгений Волошин

Исследования лаборатории позволяют погрузиться вглубь веков. Например, ученые Института археологии и этнографии СО РАН выяснили, что неандертальцы, которые переселились в Сибирь из Европы, сохранили свои пищевые привычки.

Неандертальцы пришли из Германии

Это стало возможным благодаря изучению находок из Чагырской пещеры, расположенной на берегу реки Чарыш в предгорьях Алтая, — исследования были поддержаны Российским научным фондом. В этом богатейшем археологическом памятнике было обнаружено около 90 тысяч артефактов эпохи среднего палеолита, в том числе костяные орудия, 74 кости неандертальцев, а также около 250 тысяч окаменелостей животных. Эти находки датированы между 59 и 49 тысячами лет назад.

Как выяснилось, алтайские неандертальцы добывали в основном лошадей и бизонов, поедали крахмалистые растения и пользовались примерно такими же орудиями, как и их европейские «соседи». Более того, ученым удалось установить, что неандерталец из Чагырской пещеры был генетически более близок к европейским неандертальцам, нежели к более ранним родственникам из Денисовой пещеры, расположенной всего в 100 километрах. Получается, они приходили на Алтай дважды?

Из кусочка — целое

Современные технологии открывают перед археологами новые возможности. К примеру, имея один или несколько отдельных фрагментов находки, скажем глиняного горшка, можно попробовать создать его цифровую копию в целом виде. Как отмечает Павел Чистяков, теоретически такое вполне возможно.

Проблема лишь в том, что древние артефакты — да те же горшки — зачастую весьма несовершенны. Стенки могут быть разной толщины, на них может быть нанесен рельеф, то есть каждый фрагмент керамического сосуда будет отличаться от другого. Это не фабричное производство. Но сложно не значит невозможно. Не исключено, что в недалеком будущем ученые смогут воссоздавать целый предмет из кусочка.12+