Các nhà cổ sinh vật học tính trọng lượng của khủng long như thế nào?

Có một điều mà chắc hẳn ai trong số chúng ra cũng biết, khủng long là loài động vật to lớn nhất từng xuất hiện trên Trái đất. Một số trong số chúng có thể đạt tới kích thước siêu khổng lồ, thậm chí có thể nặng hơn 70 tấn. Nhưng thực tế, chúng ta không thể thấy được một con khủng long bằng xương bằng thịt còn sống ngày nay, vậy làm sao chúng ta biết được trọng lượng của chúng?

Vào cuối năm 2019, nhà phục hồi cổ sinh vật nổi tiếng Gregory S. Paul cũng đã thực hiện một nghiên cứu có hệ thống về vấn đề này. Hãy xem cách ông đo trọng lượng của những con khủng long này. Và một số quan điểm về việc tính toán trọng lượng của động vật tuyệt chủng ở giai đoạn này.

Gregory Scott Paul là một nhà nghiên cứu, tác giả và họa sĩ tự do người Mỹ, làm việc trong ngành cổ sinh vật học, kiểm tra xã hội học và thần học. Ông được biết đến nhiều nhất với công việc nghiên cứu về khủng long.

Phương pháp mà Paul sử dụng vẫn là "phương pháp tính toán khối lượng mô hình" rất truyền thống, đó là tạo ra một mô hình khủng long thu nhỏ, sau đó chia nhỏ và đặt chúng vào trong nước để tính toán khối lượng của từng bộ phận.

Để ngăn ngừa lỗi đo lường, mỗi mô hình thực hiện một vài phép đo và cuối cùng lấy trung bình. Tuy nhiên, công nghệ ngày càng tiên tiến, với sự phát triển của các công nghệ kỹ thuật số như quét và mô hình 3D, thì dường như phương pháp cổ điển này vẫn khá tin cậy.

Trong một triển lãm đặc biệt của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ, các nhà cổ sinh vật học đang phục hồi cơ bắp và da của khủng long sauropod khổng lồ.

Hiện tại, phương pháp tính trọng lượng của khủng long trong nhiều bài báo là quét xương của khủng long để lấy dữ liệu ba chiều của bộ xương, sau đó dựa vào mô hình này để khôi phục cơ thể sống của khủng long, sau đó cắt nó để tính toán khối lượng. Phần cơ thể sử dụng các công thức mật độ khác nhau để tính trọng lượng, và cuối cùng thêm các giá trị để có được trọng lượng của khủng long.

Phương pháp có vẻ rất hợp lý, nhưng nếu có một vấn đề trong một liên kết, nó sẽ ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng. Đầu tiên, nếu bộ xương được quét không chính xác, chẳng hạn như một vấn đề với tỷ lệ của cơ thể, thì kết quả thu được đã bị sai ngay từ những bước đầu.

Việc khôi phục cơ thể sống dựa trên bộ xương cũng rất phức tạp, đòi hỏi người điều chế phải có kiến ​​thức về giải phẫu động vật, hiểu rõ về cấu trúc của khủng long và tốt nhất là có kinh nghiệm trong việc phục hồi động vật đã tuyệt chủng. Tuy nhiên, hầu hết các nhà nghiên cứu đã thực hiện mô hình sống trên xương được quét 3D đều không có kinh nghiệm tương tự, vì vậy mô hình được tạo ra thực sự rất thô sơ và khác xa với hình dạng khủng long thực sự.

Bộ xương của khủng long Patagotitan.

Hình ảnh của loài khủng long Patagotitan sau khi được phục hồi.

Bởi vậy nếu thực hiện việc quét 3D trên xương sai, thì sẽ dẫn đến việc thực hiện mô hình bị sai và độ tin cậy của kết quả cuối cùng hiển nhiên sẽ không chính xác.

Để xác minh kết luận này, Paul đã chọn một số loài khủng long sauropod (khủng long chân thằn lằn) để tính toán bằng "phương pháp tính toán khối lượng mô hình" truyền thống.

Kinh nghiệm và khả năng phục hồi khủng long của Paul là rõ ràng hơn hẳn những nhà cổ sinh vật học hiện đại, và ông thậm chí có thể được coi là người tiên phong của thời kỳ Phục hưng khủng long - thời kỳ có ảnh hưởng rất lớn đến các nhà cổ sinh vật học hiện nay. Thông qua các kết quả tính toán, người ta thấy rằng hầu hết trong số những loài được đem ra kiểm chứng đều có độ lệch không nhỏ so với dữ liệu thu được từ mô hình kỹ thuật số.

Do đó, một kết luận có thể được rút ra: mô hình kỹ thuật số để tính trọng lượng của khủng long có thể không chính xác hơn so với tính toán mô hình truyền thống.

Ngoài các công nghệ tiên tiến hơn như mô hình hóa và quét, cũng có một số công thức để tính trọng lượng cơ thể dựa trên chu vi các chi của khủng long. Tuy nhiên, phương pháp này có nhiều nhược điểm. Vì chân khủng long khổng lồ rất dày, vì vậy công thức thường sẽ cho kết quả lớn hơn trọng lượng thực tế. Bao gồm việc sử dụng thể tích và diện tích cột sống để ước tính trọng lượng của khủng long cũng tồn tại rất hạn chế bởi sẽ có những sự khác biệt về cấu trúc cơ thể giữa các loài khủng long khác nhau.

Tuy nhiên, tính toán trọng lượng của khủng long theo phương pháp truyền thông không phải là không tồn tại những nhược điểm, xét cho cùng thì độ chính xác của việc tính toán thủ công vẫn khó có thể so sánh được với CPU của máy tính. Vì vậy phương pháp hợp lý nhất hiện nay là cho một nhóm có kinh nghiệm về tái tạo mô hình khủng long thủ công thực hiện công việc quét và tái tạo cấu trúc xương khủng long 3D và phần còn lại của việc tính toán sẽ thuộc về các nhà cổ sinh vật học.

Từ nghiên cứu của Gregory S. Paul, không khó để thấy rằng ước tính về kích thước và trọng lượng của khủng long, đặc biệt là những con khủng long khổng lồ vẫn bị giới hạn bởi nhiều yếu tố, bao gồm cả lý do hóa thạch và kỹ thuật nhân tạo. Trong mọi trường hợp, với sự kết hợp của các phương pháp truyền thống và công nghệ hiện đại, chúng ta đang ngày càng tiến gần hơn đến diện mạo thực sự của khủng long!