Wspólne badania m.in. kości niedźwiedzia z nacięciami sprzed około 130 tys. lat czy zdobionego harpuna z poroża sarny wykonanego 5,6 tys. lat p.n.e. przeprowadzili archeolodzy z Uniwersytetu Wrocławskiego z inżynierami Politechniki Wrocławskiej. Wykorzystują w nich techniczną tomografię komputerową i nową procedurę pomiarów, opracowaną na Politechnice.

Techniczny tomograf komputerowy znajdujący się na Politechnice Wrocławskiej zazwyczaj wspomaga kontrolę jakości wytwarzanych obiektów technicznych oraz służy do badań skomplikowanych wydruków 3D. Techniczna tomografia komputerowa - jak informuje Politechnika Wrocławska - pozwala na skanowanie próbek z rozdzielczością nawet poniżej 1 mikrometra, zatem jakość uzyskiwanych danych jest nieporównywalnie lepsza niż w tomografii medycznej, wykorzystywanej w szpitalach.

Jak podaje PWr, dzięki niemu badacze projektujący np. nowe elementy konstrukcji mechanicznych czy personalizowane implanty mogą dokładnie sprawdzić, czy obiekty wydrukowane w 3D nie mają porów i pęknięć, a ich wymiary są zgodne z założeniami. Tomografem badane są również artefakty pochodzące z odkryć archeologicznych na terenie Polski. Badacze PWr za pomocą tomografii badali już m.in. urny ze szczątkami ciałopalenia, fragmenty włóczni, małych mumii czy ludzkich czaszek sprzed około 150 lat.

Badaniami przedmiotów sztuki mezolitycznej w Polsce – artefaktami z kości i poroża, zdobionymi ornamentem - zajmuje się zespół dr. hab. Tomasza Płonki, prof. UWr. To przedmioty sprzed tysięcy lat, które pozwalają poznać kulturę dawnych łowców i zbieraczy żyjących na terenie dzisiejszej Polski.

Źródło: Politechnika Wrocławska

Do tej pory analizowano je głównie pod kątem walorów estetycznych i stylistycznych, a badania technologii ich wykonania, sposobów zdobienia czy śladów użytkowania prowadzono jedynie na dość ogólnym poziomie.

Źródło: Politechnika Wrocławska

“Wykorzystanie tomografii komputerowej umożliwia bardzo precyzyjne zbadanie ornamentu i określenie jego różnych parametrów metrycznych, czyli określenie jak on jest głęboki, jak szerokie są linie ornamentu, jaki jest kąt między ścianami linii rytych. Dzięki temu proces poznania tego ornamentu możemy trochę +zmatematyzować+, mamy opis liczbowy, a liczby nie kłamią” - mówi Nauce w Polsce prof. Tomasz Płonka.

Nowe badania dobrze znanej już kości niedźwiedzia

Do tej pory jego zespół w technicznym tomografie komputerowym przebadał dwa artefakty. Jednym z nich była kość niedźwiedzia z nacięciami, odkryta w jaskini w Dziadowej Skale w Zawierciu (województwo śląskie) w latach 50. XX wieku. Nowe badania zespołu kierowanego przez profesorów Płonkę i Andrzeja Wiśniewskiego wykazały, że zabytek jest dużo starszy, niż do tej pory sądzono.

Źródło: Politechnika Wrocławska

Powstał około 115–130 tysięcy lat temu, a to sprawia, że jest najstarszym znanym „dziełem sztuki" w Polsce i zarazem najstarszym przejawem myślenia symbolicznego na terenie naszego kraju. Pomiary z tomografu wykazały, że średnia głębokość nacięć na kości to około 91 mikrometrów, tymczasem przypadkowe nacięcia (powstałe np. przy filetowaniu zwierzyny, gdy oddziela się mięso od kości) mają maksymalnie 20 mikrometrów. Do tego nacięcia na kości niedźwiedzia są wielokrotnie poprawiane, co potwierdza ich intencjonalność. Stwierdzono też, że jest ich więcej niż wykazały poprzednie analizy sprzed wielu lat - informuje w prasowym komunikacie Politechnika Wrocławska.

Dane z tomografu i z prowadzonych jednocześnie eksperymentów pozwoliły także określić, że nacięcia powstały przy użyciu dość solidnego narzędzia retuszowanego, czyli ze specjalnie przygotowaną, dosyć szeroką krawędzią tnącą (nie był to więc przypadkowy odłupek czy fragment krzemienia). Wykonała je osoba praworęczna, powtarzalnymi ruchami, w jednym kierunku. Naukowcy uważają, że wszystkie znaki na kości powstały w tym samym czasie, a neandertalczyk nanosił je jako dekorację albo zapis numeryczny.

Harpun z poroża sarny religijnym artefaktem?

Kolejnym badanym artefaktem był harpun z poroża sarny, znaleziony przypadkowo w 1934 r. Wydatowany metodą radiowęglową na około 5600 lat p.n.e., wiąże się z łowcami z okresu młodszego mezolitu.

Źródło: Politechnika Wrocławska

“Badania pokazały, że liczne ornamenty obecne na tym harpunie były wykonywane różnymi narzędziami. Możemy cztery-pięć grup ornamentów wykonanych innymi ostrzami i w trochę innej technice. Niestety, nie możemy powiedzieć, jakie było tempo nanoszenia tych ornamentów. Czy między poszczególnymi epizodami rycia grup ornamentacyjnych występowały dłuższe czy krótsze odcinki czasu” - opisuje w rozmowie z Nauką w Polsce prof. Płonka.

Natomiast - jak stwierdza - samo nanoszenie ornamentu w określonych fazach mówi wiele o samej koncepcji tego ornamentu, że mógł mieć on znaczenie rytualne i religijne. “Zdaniem tego, który wykorzystywał ten przedmiot, nowe ornamenty trzeba było nanosić, bo inaczej harpun tracił swoją funkcjonalność” - przypuszcza badacz UWr.

Źródło: Politechnika Wrocławska

Już wkrótce, w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki, badacze Uniwersytetu Wrocławskiego zbadają za pomocą tomografii komputerowej kolejne przedmioty. Będą to artefakty kultury magdaleńskiej, m.in. figurki sprzed 15 tysięcy lat. W tych badaniach do analiz ornamentów zastosują dodatkowo sztuczną inteligencję.

“Ja do tego podchodzę bardzo entuzjastycznie, bo w magazynach, na wystawach mamy bardzo dużo różnych przedmiotów, które mogą być obecnie zbadane po raz drugi z zastosowaniem tych nowych metod i osiągniemy niezwykle interesujące wyniki badawcze. Możemy wrócić do starych przedmiotów, które dawniej były opisywane jedynie bardzo powierzchownie, a teraz możemy dowiedzieć się o nich o wiele więcej” - zaznacza rozmówca Nauki w Polsce.

Tomografia inna niż wszystkie

Na potrzeby badań artefaktów naukowcy z Politechniki Wrocławskiej zaproponowali nową procedurę pomiarów powierzchni, automatyzując mierzenie np. głębokości nacięć, ich długości, odległości między nimi, szerokości wcięć, itd. Jak tłumaczy dr inż. Grzegorz Ziółkowski z Wydziału Mechanicznego PWr, cytowany przez uczelnię, dzięki tej metodzie pomiarów nawet najbardziej skomplikowana i złożona geometria badanego artefaktu nie stanowi już utrudnienia w analizach.

Techniczna tomografia komputerowa pozwala w kilka-kilkanaście minut zeskanować przedmiot i od razu generuje szczegółowe wyniki pomiarów jego powierzchni.

Ograniczeniem technicznej tomografii komputerowej są jedynie gęstość i wielkość przedmiotów (im gęstsze i większe, tym trudniejsze do zeskanowania) oraz koszty badania (wyższe niż w przypadku bardziej tradycyjnych metod). (PAP)

Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec