Цифровой рентген: перемываем кости, зубы, иглы, да все что найдем

Микротомография, как инструмент, продолжает удивлять гибкостью и широтой сфер применения. В предыдущих статьях серии, «Археология и палеонтология» или «We need you username„, мы коснулись только части применений.“»

В этой статье предлагаю погрузиться глубже в сумрачный мир естественных наук. Поможет нам Артем Авакян, свободно переводящий с научного на человеческий/инженерный и обратно (без словаря).

Кейсы снимались в течении 5-6 лет, так что некоторые картинки покрасивее, некоторые попроще. За это время мы крепко подняли экспертизу в разработке ПО для реконструкции, визуализации и анализа томографии, не удивляйтесь.

И да, помним, что внутри будут фотографии человеческих останков, еще есть время закрыть страничку;)

Кейс #1

Мы довольно давно сотрудничаем с Институтом Археологии РАН. Благодаря им через мои руки прошло много древних черепов. Это интересное ощущение, держать 3000 лет+ на ладони.

Вперед, тут у нас интересный череп из могильника в Туве. Как видите ученым повезло, остался материал, позволяющий сделать предложения об элементах одежды Бедного Йорика. Снимали хорошо, долго, около 40 Гб данных сырых проекций до томографической реконструкции. Головной убор потерпевшего был композитный: войлок, береста, латунь. Методом RFA анализа смогли вытащить точный состав металла, что позволяет предположить происхождение материала или пути его доставки клиенту. Анализ тканых материалов сложнее из-за плохой сохранности.

Череп принадлежал молодому, по нашим меркам конечно, мужчине, 25-29 лет. Из очевидных болячек у него был сломан нос, возможно хроническая бактериологическая инфекция. В могильнике медные элементы одежды были только у него, наверное это был непростой товарищ.

Антропологический анализ предложил что это народность хунну, кочевники, если что Китайская Великая стена должна была именно их сдерживать.

Кейс #2

ИА РАН и МГУ. При раскопках скифского кургана ученые извлекли «неведомое». К сожалению это не был артефакт древних богов, прославляющий Йог-Сотота, все чуток интереснее.

Нечно шаровидное белого цвета с неровным выступом на вершине. Курган был обиталищем воина-аристократа (IV до н.э), локация Ставрополье. Сверху был уложен распавшийся браслет из серебряного дрота с золотой плакировкой. Предмет выполнен из измельченного мягкого минерала гиббсита, обмазан жидким гипсом после формовки, затем покрыт тонким слоем сульфата кальция, смешанным со стружкой олова. В результате получилась двухчастная «скульптура», помещенная в кожаный мешочек с пришитыми фаянсовыми бисеринами. Ученые предположили что предмет олицетворяет некоторое женское начало/подношение покойному.

Вероятно шаровидная (нижняя) часть фигурки имела блестящую серебристую металлическую поверхность, в кожаный мешочек его положили еще не высохшим. Томография помогла определить распределение состава внутри предмета, но…

Несмотря на детальное исследование, определить точный функционал изделия не удалось. Есть только теории, например туалетный наборы или наборы для татуировок в кожаных мешочках широко представлены в памятниках кочевников. Может это элемент бьюти сферы 2500 лет назад? Кто знает. Когда делали первый скан я ставил на то, что внутри коготь. Показалось.

Кейс #3

Институт археологии и этнографии СО РАН. Неолит, Восточная Сибирь.

Многие умеют шить и пользоваться иглами? Современный мир уже не требует этого от нас, в отличие от древнего. Если что иглы надо где-то хранить, например игольниках.

Игольники находят часто, но не всегда есть возможность исследовать их детально.

В этом случае а)  длинная кожаная полоска продевались через игольник и прикреплялись к одежде или поясу б)  наличие бусин внутри игольников. Эти предметы служили не только как контейнеры для швейных наборов, но и для транспортировки различных мелочей.

Если бы не томография, никто бы не увидел этих бусин;) Хорошо, что есть такой метод.

Кейс #4

Чем люди пользовались до эпохи пластика? Тамань, IV-V век до н.э.

В погребении удалось найти фрагменты алебастровых сосудов. Из интересного они вырезаны из цельного куска породы, это «дорого-богато» по тогдашним меркам.

Материал конечно не тот, но для интереса посмотрите видео «ваза из диорита» Антропогенеза. Оценить трудозатраты, так скажем.

Без применения рентгеновских методов тяжело определить наличие или отсутствие вкрапление в тело сосуда. Можно собрать виртуальную модель из кусочков, не трогая сами хрупкие находки.

Кейс #5

НИИ и Музей антропологии МГУ

Перед вами уникум — ископаемый зуб Денисовского человека. Это уже Homo, хоть и довольно редкий. Задача создать цифровую копию, виртуально разделить эмаль и дентин зуба, измерить угол насечек на зубе.

В чем интерес — ископаемых очень мало, существуют только фрагменты костей и зубы. Вид назван по денисовской пещере на Алтае, кто слышит про него впервые — вики.

Для справки — мировое сообщество ученых активно работает с 3Д моделями, пересылает их коллегам для печати на принтере, анализирует сами модели. 21 век же на дворе. Во многом поэтому микротомография и фотограмметрия — базовые инструменты антрополога и палеонтолога.

Кейс #6

Палеонтологический институт имени А. А. Борисяка РАН

Наверное самый интересный кейс, жаль что в статью Nature не взяли наши картинки. Cest la vie.

К нам приехали палеонтологи с объектом из вечной мерзлоты. Мумия, предварительно котенка саблезубого тигра.

Из сложного — снимали в довольно габаритном «термосе» из пенопласта, так как комнатная температура наш враг.

Запах кстати специфический, хоть мумия и высохшая почти в ноль. Задача была проанализировать кости скелета и выяснить, саблезубый ли это товарищ. Итог — да, все подтвердилось. Данные томографии также позволили проследить аналогии котика с современными львятами.

Надеюсь вам было интересно, чуток скрасить рабочий день в дополнение к кофе. Всем интересных находок

Источники — Скрытый текст

1 Опыт комплексного междисциплинарного исследования черепа с головным убором из раскопок могильника АЗАС 1 в Туве

2 Загадочный предмет из кургана 1 скифского могильника Новозаведенное-III

3 From Neolithic to Modernity: Persistent Use Patterns of Needle Cases in Northeast Asia

4 Сосуды из алебастра из некрополя Волна 1: первые результаты аналитического исследования

5 Статья в процессе публикации, ждемс

6 Mummy of a juvenile sabre-toothed cat Homotherium latidens from the Upper Pleistocene of Siberia

Источник: habr.com