Карельский ученый создает 3D-модели древних строматолитов

Карельский ученый создал около десятка 3D-моделей строматолитов, встречающихся в восточной части Фенноскандинавского щита.

Первыми живыми организмами, которые овладели процессом фотосинтеза, были цианобактерии (водоросли). Они вместе с другими микроорганизмами формировали цианобактериальные маты, которые в итоге стали настоящими фабриками по производству кислорода. Эти маты состоят из чередования слоев отмерших бактерий и карбонатного осадка.

— Живые цианобактерии находятся на поверхности самого верхнего слоя. Со временем толщина мата увеличивается, нижние слои уплотняются, обезвоживаются и постепенно окаменевают, захороняясь в окружающем осадке. Эти ископаемые остатки называются строматолитами (греч. «каменный войлок»), — пояснили в КарНЦ РАН.

В России не так много мест, где можно их увидеть. В Карелии их находят в скальных обнажениях на берегах и островах озера Сундозеро в Кондопожском районе.

Изучение карельских строматолитов ведется с 1950-х годов. Увидеть образцы ископаемых можно в Музее геологии докембрия КарНЦ РАН. Появление современных технологий и методов позволило взглянуть на объект по-новому. Младший научный сотрудник Института геологии КарНЦ РАН Андрей Лютиков одним из первых стал использовать 3D-моделирование для его визуализации.

Для реконструкции ученый сначала готовит срезы пород в виде тонких пластинок толщиной 5–7 мм, при необходимости шлифует их. Каждый срез фотографируется с высокой точностью, затем изображения обрабатываются в графическом редакторе и накладываются друг на друга. Для создания трехмерной модели используется программа Blender.

— Раньше объемные изображения строматолитов выполняли вручную методом графического препарирования: также распиливали образец на пластинки, затем на кальке зарисовывали строматолитовые наслоения и накладывали срезы друг на друга. Весь процесс занимал больше 20 часов. Нашу модель мы готовим за 5 часов, и ее точность и функционал в разы выше, — рассказал Андрей Лютиков.

Ученый создал около десятка 3D-моделей строматолитов, встречающихся в восточной части Фенноскандинавского щита. Например — Segosia columnaris (с озера Сегозеро) и Sundosia mira (с Сундозера). Всего база данных в Карелии насчитывает около 50 видов. В планах у Андрея Лютикова — сделать модель по каждому виду и дополнить ее.

Трехмерное моделирование позволяет различать мельчайшие детали и особенности строения строматолитовых построек, необходимых при описании видов. 

— Форма строматолитовых построек отличается в зависимости от гидродинамического режима в водоеме. Например, Segosia (оз. Сегозеро) и Sundosia (оз. Сундозеро) относятся к столбчатым строматолитам. У построек Sundosia мы видим пологие арки наслоений и ветвление столбиков. У Segosia же арки очень крутые, столбики гораздо мельче и тесно расположены друг к другу. Это значит, и там и там были течения, волнения, но в районе Сегозера динамики было больше. Изучая комплексно разрез, мы можем говорить, как менялся гидродинамический режим в бассейне два миллиарда лет назад, — отмечает геолог.

Такая форма визуализации служит и инструментом популяризации науки.

— Динозавров, мамонтов давно реконструировали, показывают даже «кембрийскую жизнь» — трилобитов и других представителей палеозойской эры. Я подумал, почему бы не показать строматолиты, ведь это одни из древнейших свидетельств жизни на Земле, — рассказывает Андрей Лютиков.

При этом, по мнению ученых, сегодня строматолиты нужно не только популяризировать, но и уже пора охранять. Благодаря своей доступности и ценности, карельские ископаемые стали притягательным объектом со стороны коллекционеров и просто желающих нажиться.

Добавим, что в этом году памятник природы Сундозерский разрез получил статус особо охраняемой природной территории (ООПТ). Это позволит уберечь строения цианобактерий.