Ученые узнали, могли ли хвосты некоторых динозавров создавать звуковой удар

Некоторые исследования ученых могут удивлять и даже вызывать улыбку, но при их более детальном рассмотрении возникает мысль "почему мы не знали этого раньше". Новое исследование группы палеонтологов можно отнести к таким научным явлениям. Ученые решили узнать, могли ли хвосты некоторых динозавров создавать звуковой удар и даже разработали для этого модель хвоста динозавра.

• Топ-6 самых необычных доисторических животных, найденных за последние годы

Детали

Новое исследование, проведенное командой палеонтологов и аэрокосмических инженеров, смоделировало хвост динозавра в момент удара, чтобы выяснить, могут ли завроподы с длинной шеей хлестать своими хвостами быстрее, чем скорость звука – достаточно быстро, чтобы создать сверхзвуковой удар.

Предыдущие исследования показали, что динозавры могли бы, если бы их хвосты имели структуру, похожую на плеть. Будь это правдой, эти травоядные динозавры, возможно, использовали свои хвосты, чтобы защититься от хищников или незваных соседей.

Существует много теорий по поводу того, почему динозавры-диплодоки – группа завроподов, в которую входит бронтозавр, имеют такие длинные тонкие хвосты. Они могут быть оборонительным оружием, но диплодоки также могли бы использовать свои хвосты, чтобы создавать шум, чтобы уравновесить свои длинные шеи, толкать землю вокруг себя или как "третью ногу" для балансировки (по примеру кенгуру).

Среди семейства диплодоков есть одни из самых длинных и высоких существ, когда-либо ходивших по Земле, поэтому не удивительно, что формы их тела вызывают любопытство как у инженеров, так и у палеонтологов.

До сих пор не был найден полный хвост диплодока, поэтому исследователи под руководством палеонтолога Симоне Конти из Университета NOVA возле Лиссабона объединили то, что было известно из пяти окаменелостей динозавров диплодоков.

К своим моделям они добавили свойства материала мягких тканей, таких как кожа, сухожилия и связки, в дополнение к моделированию приблизительно 80 позвонков, которые диплодоки имели только в своих хвостах. У людей, для сравнения, всего 33 позвонка от головы до копчика. Внутренняя морфология мягких тканей хвостов завроподов до сих пор остается неизвестной, поскольку в летописи окаменелостей сохранились отпечатки кожи и кости.

Конти и его коллеги сделали вывод о структуре мягких тканей хвоста на основе структуры костей. Они также оценили толщину кожи на основе крокодиловой кожи, моделируя механическую нагрузку, которую эти мягкие ткани могут выдержать, когда хвост двигается вперед и назад.

В компьютерных моделях здоровенный хвост, прикрепленный к неподвижному основанию бедренной кости, весил 1446 килограммов и имел длину 12 метров.

Это звучит сильно, но лишь в некоторой степени. Исследователи объясняют, что кожа — это сложный орган, пронизанный коллагеновыми волокнами, которые придают ей эластичность, но она становится почти полностью хрупкой, когда испытывает высокую нагрузку.

Моделируя механические свойства мягких тканей и вращательное движение хвоста, ученые обнаружили, что хвосты диплодоковых "жестче, чем считалось ранее, и важную роль играют сухожилия и мускулатура, чтобы избежать дезартикуляции позвонков, когда хвост приводится в движение".

Но смоделированный хвост не преодолел звуковой барьер из-за трения хвостовых мышц и позвонков, а также аэродинамическое сопротивление. А если бы смог, то лопнул бы. На кончике хвост двигался со скоростью примерно 30 метров в секунду или 100 километров в час, что в 10 раз медленнее скорости звука (340 метров в секунду) и недостаточно быстро, чтобы создать сверхзвуковой удар.

Тонкий хвост, похожий на плеть, не мог выдержать нагрузку от движения со скоростью звука, не сломавшись, независимо от того, какую он имел структуру. Симоне Конти и коллеги в своем исследовании отмечают:

Даже если бы бедро значительно увеличило движение хвоста, наша оценка сопротивления мягких тканей не поддерживала сверхзвуковое движение хвоста динозавра.

Однако, как отмечают исследователи, это не исключает возможности того, что диплодоки могли использовать свои хвосты для нанесения ударов при обороне от нападения хищников или во внутривидовых конфликтах.

Конти вместе с другими учеными рассчитал силу удара кончика движущегося хвоста со скоростью около 30 метров в секунду, и обнаружил, что она будет эквивалентна давлению мяча для гольфа, который движется со скоростью 315 километров в час. Такое давление не сможет сломать кости или разорвать кожу, но нанесет ощутимый удар.

Давно известно, что Тиранозавр Рекс был одним из самых больших динозавров и величайшим сухопутным хищником в истории Земли. Однако ученые обнаружили новые окаменелости, которые указывают на то, что Тиранозавры могли быть на 70% больше, чем предполагалось ранее.