En spretande pre-incan stenstruktur i västra Bolivia var en gång så imponerande att dess storslagna beskrevs som "otänkbar" av spanska conquistadors 1549. Sedan dess minskade århundraden av plundring den tidigare hisnande byggnaden till spridda ruiner, men forskarna återställde nyligen det enorma struktur till sin tidigare prakt - som en 3D-modell.
Känd som Pumapunku ("gate of the puma" eller "gate of the jaguar" på det lokala ursprungsspråket), var byggnaden en del av den antika staden Tiwanaku, en livlig Andropol i Andesbotten från 500 A. till 1000 A.
Forskare grävde djupt in i historiska register över Pumapunku som forskare hade konsoliderat under 150 år och praktiskt taget rekonstruerat vad de kunde från anteckningar, beskrivningar, bilder och ledtrådar kvar i tumlade stenar och grundplattor på platsen. Så småningom dök en komplett Pumapunku upp för första gången på århundraden - först som en digital modell, sedan 3D-tryckt i 4-procentig skala, rapporterade Alexei Vranich, en arkeolog vid University of California, Los Angeles, i en ny studie.
Genom 3D-tryckskalamodeller av byggnadsdelarna kunde Vranich och hans kollegor utforska hur strukturer kan ha passat samman genom test och fel. Denna process är mycket svårare att göra med virtuella modeller - som är mindre intuitiva att manipulera och tolka - och är omöjligt att uppnå med ruinernas massiva stenar, enligt studien.
Vranichs resultat presenterade inte bara en nästan fullständig Pumapunku, de levererade också "ett fast bevis" som förnekade ihållande rykten om att webbplatsen byggdes av att besöka utomjordiska - så kallade troende hävdade att dess arkitektur var till skillnad från andra kända strukturer på jorden, så det måste ha konstruerats av främmande arkitekter, förklarade Vranich.
Men när modellen till en byggnad monterades var dess form "omedelbart igenkänd" som en design som hittades i byggnader på två närliggande platser, skrev Vranich i studien.
I sin storhetstid var Pumapunku ett betydande komplex av torg och ramper intill en massiv, T-formad plattform, och den innehöll portar och fönster snidade från enstaka stenblock, enligt Vranich.
Men över hundratals år rånades komplexet om och om igen. Återuppbyggnadsarbetet 2006, även om de var välmenade, gjorde bara värre. Projektets arkeologer var under intensivt politiskt påtryckning för att slutföra snabbt, och resultaten överensstämde inte med den arkeologiska protokollet och såg ännu mer förvirring över hur Pumapunku brukade se ut, rapporterade Vranich.
"Det finns inte en enda sten på plats", sa Vranich till Live Science i en e-post. "Alla block har flyttats eller placerats aldrig på sin avsedda plats. Flera har gått förlorade och andra har skadats kraftigt." Och eftersom komplexets design ansågs vara unik, fanns det inga andra exempel för att informera om deras rekonstruktion, förklarade Vranich.
För den nya studien undersökte teamet mätningar och referenser från historiska poster "på olika språk och varierande grad av läsbarhet", och översatte resultaten till ett virtuellt modelleringsprogram som fokuserade på fragmentenes geometri.
"Detta behövde vara millimeternoggrannhet," sa Vranich i e-postmeddelandet.
Från det tryckte de ut 150 stycken, separerade dem i arkitektoniska sektioner och organiserade dem sedan efter storlek, form och tjocklek, och noterade om de var prydda eller om de hade spår för att hålla metallklämmor.
Därefter monterades bitarna på en stor platta som representerade Pumapunkus centrala plattform, mätt - i 4 procents skala - 10 tum bred och 59 tum lång (30 centimeter x 155 cm). Forskarna samlade byggnaderna som om de skulle göra ett pussel, och de tryckta bitarnas taktila natur hjälpte dem att intuitivt upptäcka hur de passar ihop, enligt studien.
"Ibland skulle en ny passform hittas och läggas till i en kumulativ till den virtuella modellen på datorn," sa Vranich. Justeringar av den modellen pågår fortfarande, eftersom nya block mäts på platsen i Bolivia och informationen laddas upp online.
Att skriva ut 3D-modeller av en webbplats är ett mycket billigare företag än att bankera nya utgrävningar; den totala kostnaden för den 3D-tryckta modellen av Pumapunku var bara cirka 1 200 $, rapporterade Vranich. Att skapa digitala modeller och arkivera dem online gör också webbplatsen tillgänglig för forskare i andra delar av världen, tillade han.
Och för att undersöka stora komplex som denna erbjuder miniatyrmodeller en unik möjlighet att experimentera med hur de olika konstruktionsdelarna kan monteras, vilket annars skulle vara omöjligt att utforska. Detta ger "nya och ofta oväntade insikter" om de utarbetade konstruktioner som producerats av civilisationer från det avlägsna förflutet, skrev Vranich i studien.
Resultaten publicerades online 13 december i den öppna tidskriften Heritage Science.
Originally publicerad på Levande vetenskap.
