Вспоминая об определенных трудностях, испытываемых студентами-геологами младших курсов при выполнении тщательных зарисовок с натуры характерных пространственных элементов руководящих форм ископаемых фауны и флоры, невольно думаешь о перспективности использования для этого (да, простят меня уважаемые палеонтологи!) довольно скучного дела принципиальных возможностей 3D-копирования. И не удивительно, что такая технология в наш век «повальной компьютеризации» и достаточно широкого производства 3D - фильмов, конечно, была использована. Об этом сообщается на www.livescience в заметке «3D-Printed Fossils & Rocks Could Transform Geology», содержание которой в некотором сокращении и с небольшими нашими добавлениями приводится ниже.
Применение 3D-моделирования в геологии сегодня не редкость. Особенно часто оно используются при создании трехмерных компьютерных геологических моделей нефтяных и нефтегазовых месторождений. Однако одной из самых ярких достопримечательностей прошедшей недавно в Денвере ежегодной встречи Геологического общества Америки, было изготовление на 3D-принтере объемных моделей окаменелостей, глобусов Земли и трещиноватых пород.
Использовался 3D-принтер геолога Университета штата Айова Франека Хазика (Franek Hasiuk). (Информацию о том, как работает его 3D-принтер можно получить здесь How 3D Printers Work (Infographic).
Сканированием и копированием горных пород, окаменелостей и геологических объектов Франек Хазик надеется революционизировать научные исследования и процесс обучения. «Людям даны визуальные и тактильные ощущения», возможность держать объект в руках делает его более понятным для изучения», - сказал Ф. Хазик корреспонденту LiveScience.
Визуализация пород в пространстве трех измерений.
Бывший геолог-нефтяник Ф. Хазик рассматривает 3D печать как новый способ визуализации поровых пространств в горных породах — крошечных пустот, где скрыты частички нефти, газов и захваченные флюиды. Он затратил около $3000 из спецфонда его факультета на инновационные (стоп-ап) исследования для покупки в этом году 3D принтера и около $1400 на 3D сканер, который выполняет необходимое сканирование и оцифровку объектов исследования.
«В нефтяной промышленности, КТ - сканирование геологических материалов — это действительно замечательная технология для исследования пористых горных пород», - говорит Хазик. Подобно тому, как МРТ сканирование позволяет видеть объемную картину вашего головного мозга, КТ породы дает возможность наблюдать ее поры, также, не нарушая их структуры. «Я подумал, ну, если мы имеем 3D-данные, так почему же не попробовать распечатать их», - резонно заметил ученый. Теперь Ф. Хазик планирует печатать объемные копии различных типов пород, некоторые из которых будут характеризоваться трещиноватостью образцов, а другие нет.
«Трещины вещества могут блокировать жидкости, протекающей через поры и, в конечном счете, препятствовать перемещению их вверх по скважине. 3D-копирование - это способ поэкспериментировать с поровым пространством. Каждая модель, которую вы распечатаете, дает пищу для размышлений», - сказал бывший геолог-нефтяник.
Модификация принтера MakerBot Replicator 2X printer, которым владеет господин Хазик, не может реплицировать наименьшие микроскопические поры, в которых скрываются частицы наилучших по качеству нефти и газа, но ученый видит в этом лишь технологические ограничения. Так другой факультет университета располагает 3D-принтером стоимостью $170 000, который характеризуется высоким разрешением, достаточным для решения задач доктора Хазика.
Окаменелости и кристаллические формы
Многие преподаватели усматривают явные преимущества в 3D печати хрупких окаменелостей и создании этим способом учебных материалов для геологических классов. Спрос на такую работу явно имеется. Так, например, тысячи крошечных черных и коричневых трилобитов исчезают из учебных коллекций в колледжах по всей стране. В свое время эти милые ископаемые членистоногих, ранние предки насекомых и раков, были одними из самых впечатляющих существ ранних океанов Земли.
Раковина, распечатанная на принтере MakerBot Replicator во время проведения последней встречи Геологического общества Америки в Денвере. Предоставлено: Бекки Оскин (Becky Oskin)
Сканирование и печать редких окаменелостей может также открыть путь для студентов и любителей-энтузиастов к всемирно известным коллекциям без всякого риска повреждения оригиналов.
Доктор Хазик также сканировал и распечатал для штата Айова модели кристаллов, принадлежащих семи кристаллическим сингониям. Дело в том, что необходимые для преподавания минералогии вырезанные из дерева модели стоят не дешево.
Основная цель ученого заключается теперь в том, чтобы распечатать все возможные модели, которые потребуются геологическому факультету для проведения занятий со студентами.
Рельефные топографические карты и глобусы
Мысленное установление связи между рельефом выхода пород на местности и на двумерных геологических и топографических картах для многих студентов представляет определенные трудности. Трехмерная печать может также помочь студентам геологам научиться думать в 3D. Ф.Хазик распечатал в частности 3D-топографическую модель Эймса, штат Айова с тем, чтобы помочь студентам получить более наглядное представление о связи между рельефом на карте и топографии в реальном мире (см. рисунок ниже).
3D-модель Эймса (штат Айова), созданная для обучения основам топографии студентов геологов Университета штата Айова
Важно отметить, что такое рельефное 3D представление местности является также благом для учащихся с нарушениями зрения. Примером такого рода является работа Nancy Mahlen из Государственного университета Нью-Йорка, которая выполнила 3D-печать рельефного топографического глобуса Земли для одного из своих студентов.
«Для моего слепого студента появилась возможность ощутить протяженность и рельеф континентов», - сказала Ненси корреспонденту LiveScience.
Из сказанного выше очевидно сколь большие возможности открываются сегодня в 3D-копировании различных геологических объектов и их моделей для науки, практики и учебного процесса. С оригиналом публикации (англ. яз.) о перспективах геологического 3D-копирования можно познакомиться здесь.
П.Л. Смолянский. Отдел перспективного развития ИВЦ ВСЕГЕИ
Источник(и): http://www.livescience.com/40994-3d-printing-fossils-geology.html
