Палеонтология, изучающая живые организмы прошедших геологических эпох, – наука молодая. Современная палеонтология зарождалась на рубеже XIX-XX веков, активно развивалась в XX веке. А сейчас у нее – золотой век. И это благодаря современным информационным технологиям.
В чем же их заслуга? Конкретный пример. Вспомним нашего выдающегося писателя-фантаста и палеонтолога первой величины в мире в XX веке Ивана Антоновича Ефремова. В сохранившихся фрагментах его путевых дневников есть упоминания о найденных костях крупных ископаемых животных во время татарской экспедиции в 30-х годах прошлого столетия. Но не все эти находки были вывезены сразу. Далеко не все потом по письменным указаниям смогли найти палеонтологи следующих поколений. И бесценные ископаемые кости так и остались разрушаться от эрозии.
А вот если бы в те времена можно было зафиксировать координаты находки с помощью спутниковой системы навигации, использовав GPS-навигатор, то ничего бы не было утрачено.
Бывают ситуации, когда найденную окаменелость нельзя просто так забрать – скажем, она находится в национальном парке или слишком велика для транспортировки. Современные цифровые технологии и здесь придут на выручку палеонтологам. В этом случае они прибегают к 3D-сканированию. В результате получается копия палеонтологической находки, повторяющая ее во всех деталях. Такую копию можно распечатать на 3D-принтере в любом масштабе, раскрасить так, как надо, например, для обучения студентов.
И в музеях взят курс на цифровизацию коллекций. Ученым удобно, сидя за компьютером, открыть скан-копию окаменелости из коллекции какого-нибудь далекого музея и изучить его. Например, измерить все необходимые размеры.
В установлении родства ископаемого животного компьютерные технологии тоже приносят большую пользу – ведь составление генеалогических деревьев вручную – огромный кропотливый труд. В матрице признаков, по которым ученые проводят филогенетический анализ, может быть 1000-2000 пунктов. На сопоставление вручную уходили недели, теперь со специализированным программным обеспечением – минуты.
А уж компьютерное моделирование, основанное на методе конечных элементов, позволяет разобраться в «тактико-технических характеристиках» древнего животного – как быстро оно бегало, как добывало себе пищу, как защищалось и нападало.
Исследователи помещают виртуальные мышцы на цифровые версии скелетов динозавров, чтобы выяснить, как они ходили когда-то. Обычно первые попытки случайным образом определить, какой из вариантов мышечной активации работает лучше всего, почти всегда приводят к падению виртуального животного. Но ученые запускают образец за образцом, пока не добьются улучшений в функционировании модели. В конце концов, примерно, как в результате естественного отбора, получается устойчивая модель со стабильной походкой, и компьютерный динозавр может двигаться как настоящий.
Далее – визуализация. Первые изображения доисторических животных создавали традиционными способами: акварелью, маслом, карандашом. Сейчас палеоарт – это технологии 3D-графики. Вспомните, современные фильмы про динозавров, например.
Окаменелости частей скелета древних животных, которые находят палеонтологи, в основном повреждены и не дают полного представления о том, как выглядело это животное при жизни. Ученые используют технологию рентгеновской компьютерной томографии и методы цифровой визуализации для восстановления целостности окаменевших обломков и создания прижизненного образа доисторических животных.
И наконец, благодаря интернету, поиск научной информации, профессиональное общение и совместная работа ученых разных научных направлений из разных стран стали настолько же удобными и привычными, как раньше поход в библиотеку и общение с соседом.
Читайте материал в сетевом издании «Учительская газета».