Die Geheimwaffe der Paläontologen: Wie Artec 3D-Scanner den asiatischen Tyrannosaurus wieder zum Leben erweckten

Rekonstruktion des Asiatyrannus xui. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

Tyrannosaurier – der Schrecken der Kreidezeit

Die Tyrannosaurier gehören zu den bekanntesten, einzigartigsten und am besten erforschten Dinosauriergruppen überhaupt. Bekannt sind etwa 30 Arten, die vom späten Jura bis zum Ende der Kreidezeit (vor 150 bis 66 Millionen Jahren) lebten.

Diese Dinosaurier sind für ihre robusten Skelette, massiven Köpfe und kräftigen, aber kurzen Vordergliedmaßen bekannt. Der berühmteste Vertreter, Tyrannosaurus rex, erreichte eine Länge von bis zu 13 Metern, wog über acht Tonnen und hatte eine Beißkraft von 58.000 Newton, was ihn zu einem der furchterregendsten Landraubtiere der Erdgeschichte machte.

Die meisten Tyrannosauriden haben einen Schädel mit tiefer Nase, der von vorne nach hinten relativ kurz, in der Vertikalen jedoch hoch ist, was ihnen ein kastenförmiges Aussehen und eine unglaubliche Beißkraft verleiht. Dazu gehören Arten wie der T. rex und Tarbosaurus.

In der zentralasiatischen Wüste Gobi haben Wissenschaftler nun entdeckt, dass der tiefschnauzige Tarbosaurus und der langschnauzige Alioramus einst sogar nebeneinander existierten. Ersterer war allerdings größer, was darauf schließen lässt, dass die beiden Arten unterschiedliche ökologische Nischen besetzten. Interessanterweise kehrte sich das Größenverhältnis im Südosten Chinas um: Asiatyrannus xui hatte seinerzeit seine schnellste Wachstumsphase bereits hinter sich und war immer noch nur etwa halb so lang wie Qianzhousaurus, was aber ebenfalls darauf hindeutet, dass die beiden Arten unterschiedliche ökologische Nischen besetzten und direkte Konkurrenz vermieden.

Fossiler Schädel eines Asiatyrannus xui. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

Fossilien von Tyrannosauriden wurden bisher vor allem in Nordamerika, der Mongolei und Nordchina gefunden, während es anderswo noc relativ wenige Funde gibt. Das Exemplar des Zhejiang-Museums bietet wertvolle Einblicke in die Vielfalt der Tyrannosauriden und ihre Entwicklung während der Kreidezeit.

Prähistorische Bestien werden zum Leben erweckt

Im Laufe der Artenerfoschung haben Tyrannosauriden die Forscher immer wieder durch ihre Größe und ihren Status als König unter den Raubtieren fasziniert. Im Fall von Asiatyrannus xui umfasst das Fossil einen fast vollständigen Schädel (47,5 cm lang), Schwanzwirbel und Knochen der Hinterbeine.

Herkömmliche Dokumentationsmethoden reichen allerdings nicht mehr aus, um die komplexen Strukturen und feineren Details des Fossils zu erfassen. Außerdem macht das Gewicht des Fossils häufiges Bewegen und Umlagern unpraktisch und behindert eine gründliche Untersuchung.

Um den Konflikt zwischen der Fragilität der Fossilien und den Anforderungen der Forschung zu lösen, prüfte das Team des Zhejiang-Museums mehrere Möglichkeiten mit 3D-Scannern, bevor es sich schließlich für eine Lösung von Artec 3D entschied. Das Projekt wurde von Dr. Zheng Wenjie, dem stellvertretenden Direktor der geowissenschaftlichen Abteilung des Museums, geleitet. Die notwendigen Schulungen vor Ort und den laufenden technischen Support übernahm der Gold-zertifiziert Artec Partner Ningbo FLD-TECH.

Einer der Forscher bei der Erfassung eines Fossils mit Artec Eva. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

Zunächst setzte das Team Artec Eva ein, einen bewährten, leichten und vielseitigen 3D-Handscanner, um die Daten des gesamten Fossils zu erfassen.

Anschließend wurde der Schädel mit Artec Space Spider, der eine Genauigkeit von bis zu 0,05 mm aufweist, in allen Einzelheiten gescannt. Das mit Blaulicht-Technologie betriebene Gerät ist speziell für die Erfassung komplexer Formen und feiner Kanten ausgelegt. Bei dem Fossil gelang es, selbst die unebenen Oberflächenabdrücke sowie die natürlich entstandenen Texturen und Muster, die durch den Verwitterungsprozess entstanden waren, akribisch wiedergeben.

Die berührungslose Arbeitsweise ohne Zielmarken, wie sie mit Space Spider möglich ist, stellte zudem sicher, dass das Exemplar unversehrt blieb. Die Arbeit verlief schnell und nahtlos, wobei selbst Nicht-Experten die Scanner problemlos bedienen konnten.

Artec Space Spider wird zum Scannen des Dinosaurierschädels verwendet. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

Nachdem die 3D-Oberflächendaten erfasst waren, wurde die Software Artec Studio verwendet, um den Gesamt-Scan mit den hochauflösenden Schädeldaten abzugleichen, die Abbildungen zusammenzuführen und so eine vollständige digitale Rekonstruktion des Dinosauriers zu erstellen. Die Forscher konnten anschließend anhand des 3D-Modells präzise Messungen vornehmen und Analysen durchführen, was eine erhebliche Zeitersparnis und eine Vereinfachung für ihre Studien bedeutete.

Polygonnetzdaten des Schädels in Artec Studio. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang Museums für Naturgeschichte

Artec 3D-Scanner erfassen fossile Exemplare präzise, berührungslos, zerstörungsfrei und umfassend. Dadurch wird nicht nur die Forscher hinderlichen Einschränkungen bei der Arbeit mit empfindlichen Exemplaren überwunden, sondern auch eine dauerhafte digitale Archivierung durch hochpräzise 3D-Daten ermöglicht.

3D-Modell des Schädels, gerendert in Artec Studio. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

Die unglaublich detaillierten Scans bieten eine zuverlässige Grundlage für die Simulation der Evolution der Arten und die virtuelle Rekonstruktion beschädigter Bereiche. Und sie verschaffen uns einen tiefen Einblick in die transformative Rolle der digitalen Technologie in der paläontologischen Forschung.

Dino-Fossilien zu neuem Leben verhelfen

Die paläontologische Forschung ist traditionell auf Institutionen und Museen beschränkt, und fossile Exemplare werden nur selten weitergegeben. Doch einmal digitalisiert, können Fossilien unendlich oft vervielfältigt und weltweit verbreitet werden.

In der wissenschaftlichen Forschung hilft das 3D-Scannen, die komplexen Strukturen und reichhaltigen Details von Fossilien zu entdecken, und ermöglicht es den Forschern, sie auf der Grundlage präziser digitaler Daten zu untersuchen. In Museen bieten naturgetreue 3D-Modelle den Besuchern einen hautnahen Blick auf uralte Lebewesen, so dass sie diese besser verstehen können. Und in der Bildungsarbeit eröffnet die Integration von VR-Technologie den Lernenden eine Zeitreise in die Vergangenheit, die sie in eine andere Welt versetzt. Und auch in der Filmindustrie können diese Modelle mit CGI kombiniert werden, um atemberaubende visuelle Spektakel auf der großen Leinwand zu schaffen.

Schädelrekonstruktion von Asiatyrannus xui. Mit freundlicher Genehmigung des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte

In dem Maße, in dem Paläontologen von Mikroskopen auf digitale Workstations umsteigen und Museumsvitrinen sich in den virtuellen Raum ausdehnen, verändern 3D-Scanner die Art und Weise, wie wir die Vergangenheit erforschen und eine Brücke zwischen der Vergangenheit und der Zukunft schlagen.

Das Tyrannosauriden-Forschungsprojekt des Zhejiang-Museums für Naturgeschichte zeigt, dass 3D-Technologie nicht nur die Grenzen unseres Verständnisses für uraltes Leben erweitert, sondern auch eine digitale „Arche Noah“ schafft, die unsere Naturgeschichte für künftige Generationen bewahrt.