Cum studiezi o fosilă fără s-o scoţi din pământ? Printeaz-o cu o imprimantă 3-D

Cu ajutorul tehnologiei performante a imprimantelor 3-D, paleontologii pot realiza replici ale unor fosile fragile chiar înainte ca acestea să fie complet desprinse din substrat. Metoda a fost utilizată recent de cercetătorii de la Muzeul Naţional al Braziliei, pentru a studia fosilele unui animal necunoscut, care s-a dovedit a aparţine unei specii noi pentru ştiinţă.

Fosilele au fost descoperite de paleontologul Sergio Azavedo pe când acesta studia un vechi terasament de cale ferată în statul brazilian São Paulo. Neştiind cât de mult din scheletul fosilizat se păstrase - deoarece puteau fi mai multe oase îngropate în substrat - cercetătorul şi echipa sa au folosit o metodă inovatoare de studiu, ca „plasă de siguranţă” pentru cazul în care o lovitură de ciocan neatentă ar fi deteriorat fosila în cursul săpăturilor.

Paleontologii au utilizat un tomograf portabil pentru a determina modul în care era orientată fosila în sol, după care au tăiat o bucată mare din roca în care era încastrată fosila şi au transportat-o în laborator.

Aici, au folosit un scaner şi mai puternic pentru a vizualiza porţiunile de schelet din interiorul blocului de rocă şi apoi, pe baza imaginilor obţinute, au printat replici din răşină sintetică ale fragmentelor de fosile.

În acest mod, fără pericol pentru integritatea pieselor, au avut acces la structuri interne greu de studiat cu mijloace convenţionale. 

Eforturile lor au fost răsplătite: s-a dovedit că fosilele aparţineau unei specii anterior necunoscute, un crocodil extinct, cu vârsta de 75 de milioane de ani.

În prezent, cercetătorii brazilieni au iniţiat mai multe proiecte de cercetare ce folosesc tomografia computerizată şi scanarea 3-D, pentru a studia biomecanica şi sistemul nervos la crocodili, la dinozauri şi alte vertebrate fosile.

Cercetătoarea Louise Leakey, care conduce un muzeu paleontologic virtual, AfricanFossils.org, organizat în colaborare cu Turkana Basin Institute şi Muzeul Naţional al Kenyei din Nairobi, este de părere că printarea 3-D va marca un salt spectaculos în paleontologie, atunci când costurile asociate acestei tehnologii vor scădea.

Metoda se bazează pe o versiune actualizată a unei tehnici numite fotogrametrie, care calculează caracteristicile geometrice ale unui obiect pe baza fotografiilor.

De exemplu, pentru a reconstitui imaginea unui craniu de Homo habilis, cu vârsta de 2 milioane de ani, sunt necesare aproximativ 160 de fotografii ale piesei, luate din toate unghiurile. Un software specializat de fotogrametrie combină apoi imaginile într-un model 3-D, care poate fi printat.

În cazul utilizării unui tomograf care foloseşte raze X, nu e nevoie nici măcar ca specialistul să vadă direct obiectul: fosilele pot fi scanate chiar când se află încă încastrate în rocă, software-ul special „îndepărtând” virtual roca din jur.

Printarea 3-D poate fi utilă şi în mediul didactic, deoarece permite realizarea unor replici ale unor piese paleontologice rare, cu cheltuieli mai mici decât în cazul reproducerii prin tehnici convenţionale.