Случается, что одна, казалось бы, небольшая находка может перевернуть представление об истории развития человека. Однако дело не только в значимости таких артефактов. Цифровые технологии, которые взяли на вооружение археологи, в целом приблизили эту область к точным наукам. Ученые лаборатории «ЦифрА» Института археологии СО РАН рассказали Sibnet.ru о пяти тайнах прошлого, разгаданных с помощью 3D-моделирования.
Древняя стоянка. Многодневные скрупулезные раскопки. Иногда до сотен тысяч находок. Но значимость найденных артефактов на этом этапе весьма предположительная. Установить истинную ценность предстоит позже, в процессе изучения результатов раскопок.
Сегодня этот процесс проходит гораздо быстрее, точнее и позволяет получить гораздо больше данных. Ученые сканируют древние артефакты во всех плоскостях, затем создают их 3D-модели с точной детализацией до тысячных долей миллиметра и изучают со всех сторон.
Цифровую копию находки, в отличие от физического оригинала, на экране можно подвергнуть различным воздействиям, разложить на составляющие, рассмотреть под любым углом, рассчитать изначальную массу, объем, размеры и множество других характеристик.
Путь неандертальца
Миграция неандертальцев из Центральной и Восточной Европы на Алтай (Чагырская пещера) произошла примерно 60 тысяч лет назад. Этот факт подтверждается ДНК-анализом костей — следы неандертальцев в Европе и в Чагырской пещере идентичны.
Но на протяжении 3 тысяч километров между Поволжьем и Алтаем нет промежуточных памятников, находок, связанных с неандертальцами, по которым можно было бы проследить их путь.
«Мы отсканировали двусторонние орудия неандертальцев с Алтая и с археологического памятника в Германии. С каждого артефакта программным путем сняли 1,8 тысячи координат. И сравнивали комплексно форму по взаимному расположению точек», — рассказывает заведующая лабораторией «ЦифрА», доктор исторических наук, профессор РАН Ксения Колобова.
Двусторонние орудия неандертальцев из Европы и из Чагырской пещеры по форме оказались идентичны. Это стало еще одним доказательством того, что неандертальцы мигрировали из Европы в Сибирь (статью об этом опубликовали в авторитетном журнале PNAS).
Это открытие позволило иначе взглянуть на пути расселения людей. Выяснилось, что на Алтай приходили две волны неандертальцев и следы одной из них нашли в Чагырской пещере.
Зуб суслика
Женское украшение из зуба суслика возрастом 10 тысяч лет нашли в пещере Каминная на Алтае. Это самый древний из найденных орнаментированный зуб суслика.
Здесь цифровые технологии сыграли ключевую роль. На зубе оказались насечки. Только 3D-модель найденного украшения позволила точно измерить глубину и другие параметры насечек, сделанных древним мастером.
Чтобы понять, каким инструментом и из какого материала были сделаны эти насечки, трасолог (специалист по следам) провела эксперимент. Так как зуб сурка нигде не продается, она взяла зуб бобра. И делала на нем насечки разными отщепами (инструментами) — большими и маленькими, из материалов разного качества.
Отсканированные образцы реального украшения и экспериментальных вариантов сравнили по множеству параметров, в том числе по длине, ширине, углу схождения граней. Оказалось, что совпадает вариант, сделанный с помощью микроотщепа из качественного сырья типа кремния.
«Когда трасолог делала насечки, у нее соскальзывал инструмент. Древний мастер, который делал украшение, ни разу не ошибся, это видно на отсканированных моделях. Это говорит о том, что древний мастер уже имел опыт работы с такими экзотичными материалами», — отмечает Колобова.
Склад заготовок
Снимая координаты при помощи электронного тахеометра (инструмент съемки координат), ученые получают огромную базу данных, где каждый артефакт обозначают точкой определенного цвета. Эта "карта" мест нахождения каждого артефакта позволяет понять, есть ли перспектива исследования древней стоянки или сохранность слоя плохая.
Также на основе этих данных ученые воссоздают быт людей на древних стоянках. Например, на одном из древних памятников в Монголии археологи нашли каменную выкладку из блоков естественной породы. Рядом с ней обнаружили много нуклеусов — первоначальные заготовки для дальнейшей обработки.
«Это интересный поведенческий аспект. Это стоянка возле выходов сырья в горной породе. Возможно, древние люди первоначально делали заготовки для дальнейшего расщепления камня и производства орудий, сохраняли, приходили спустя время и забирали, обрабатывали, чтобы не тащить много камней», — рассуждает младший научный сотрудник Дарья Марченко.
Судьба фигурки
На берегу Оби в Новосибирске на памятнике «Турист-2» обнаружили фигурку из мамонтового бивня возрастом 4,5 тысячи лет с чертами человеческого лица. С помощью 3D-моделирования удалось выяснить, как ее использовали. Специалисты лаборатории «ЦифрА» определили направление отверстий и вычислили центр массы. Это позволило понять, что фигурку носили при жизни, она вешалась на шнурок или пришивалась на одежду.
Сотрудники лаборатории говорят, что могут посчитать искусство, то есть сравнивая параметры, определить — к одной ли культуре относятся разные объекты. Например, модель фигурки-маски поделили вдоль сечения и сравнили с двумя плоскими фигурками.
«Идентичные иконографические характеристики стали очевидны — одинаковые шапки, форма носа, форма подбородка. То есть в этом случае иконографический стиль был одинаковым для разных типов фигур (плоских и объемных) с разным назначением (поясная пряжка и нашивка на одежду) и с разным материалом, из которого они изготовлены», — говорит Колобова.
Первые люди в Евразии
Сейчас стоит еще одна глобальная задача. На стоянках на берегу Каспийского моря в Дагестане обнаружены артефакты возрастом 2 миллиона лет. Нужно доказать, что эти камни обработал человек, а не морской прибой.
Для этого ученые сканируют сами артефакты и другие древние камни, которые нашли на берегу, отщепы возрастом 300 тысяч лет из того же сырья, найденные также в зоне прибоя. Затем программным способом проанализируют ударные бугорки и другие аспекты и математически докажут, что эти артефакты — орудия людей, которыми они пользовались 2 миллиона лет назад.
«Так мы докажем один из самых ранних этапов заселения Евразии — около 2 миллионов лет назад. Сейчас считается, что в этот район Кавказа не приходили древние люди, здесь не находили их костей. Датировка артефактов позволит доказать, что заселение происходило в несколько этапов, и это один из них», — описывает значимость работы руководитель лаборатории.
