Hur sätter man en hatt på 13 ton på en gigantisk staty? Det är vad ett team av forskare försöker ta reda på med sin studie av statyer på Påskön och de röda hattarna som sitter ovanpå några av dem.

"Många människor har kommit med idéer, men vi är de första att komma med en idé som använder arkeologiska bevis, sade Sean W. Hixon, doktorand i antropologi, Penn State.

Rapa Nui — Påskön, Chile - sitter i södra Stilla havet mer än 2, 000 mil från Chile i Sydamerika. Ön är cirka 15 mil lång och 7,6 mil bred som bredast med en yta på cirka 63 kvadratkilometer. Enligt forskarna, ön beboddes först på 1200-talet av polynesiska resenärer.

Statyerna, huggen av vulkaniskt tuff, kom från ett stenbrott på ön, medan hattarna, gjord av röd scoria, kom från ett annat stenbrott 7,5 mil bort på andra sidan ön.

Tidigare forskning av Carl P. Lipo, professor i antropologi, Binghamton University, och Terry Hunt, professor i antropologi och dekanus vid Honours College, University of Arizona, fastställt att statyerna, som kan bli upp till 33 fot lång och väga 81 ton, flyttades på plats längs välpreparerade vägar med hjälp av en gående/gungande rörelse, liknande hur ett kylskåp flyttas.

"Statyerna flyttades på ett sätt med enkla fysikbaserade processer på ett sätt som var elegant och anmärkningsvärt effektivt, " sa Lipo. Inte alla statyer kom till sina slutliga platser, och de fallna och/eller trasiga visade att, att flytta dem, statyerna ristades så att de lutade sig framåt och planades senare ut för slutlig placering.

hattarna, med diametrar upp till 6,5 fot och väger 13 ton, kan ha rullats över ön, men när de väl kom fram till sina tänkta statyer, de behövde fortfarande lyftas upp på statyernas huvuden. Öborna ristade förmodligen hattarna cylindriskt och rullade dem till statyerna innan de skar ut hattarna ytterligare för att uppnå de slutgiltiga formerna, som varierar från cylindrisk till konisk och som vanligtvis har ett mindre cylindriskt utsprång på toppen. Chips av röd scoria finns i plattformen för några av statyhattkombinationerna.

"Vi var intresserade av att ta reda på metoden för hatttransport och placering av hattarna som bäst överensstämmer med det arkeologiska dokumentet, sa Hixon.

Forskarna tog flera fotografier av många Rapa Nui-hattar för att se vilka egenskaper hos hattarna som var desamma genomgående. Med fotogrammetri och 3D-avbildning, de skapade bilder av hattarna med alla deras detaljer.

"Vi antog att de alla transporterades och placerades på samma sätt, sa Hixon. Så vi letade efter drag som var likadana på alla hattar och alla statyer.

De enda egenskaperna de hittade likadana var fördjupningar vid hattarnas baser, och dessa fördjupningar passar toppen av statyernas huvuden. Om hattarna hade skjutits på plats ovanpå statyerna, då skulle de mjuka stenryggarna på fördjupningens marginal ha förstörts. Så öborna måste ha använt någon annan metod.

Tidigare forskare föreslog att statyerna och hattarna förenades innan de lyftes på plats, men resterna av trasiga eller övergivna statyer, och andra bevis för att gå på statyerna, indikerar att detta inte var det tillvägagångssätt som användes och att hattarna troligen var upphöjda till toppen av stående statyer.

Många av hattarna som finns kvar runt ön är mycket större än de som är placerade på statyer.

"Den bästa förklaringen till transporten av pukao (hattar) från stenbrottet är att rulla råmaterialet till platsen för moaien (statyerna), sade Lipo. En gång vid moaien, pukao rullades upp stora ramper till toppen av en stående staty med hjälp av en parbuckling-teknik." Parbuckling är en enkel och effektiv teknik för att rulla föremål och används ofta för att rätta till fartyg som har kapsejsat. Mitten av ett långt rep är fixerat till toppen av en ramp och de två bakre ändarna lindas runt cylindern som ska flyttas. Repändarna förs sedan till toppen där arbetare drar i repen för att flytta cylindern uppför rampen.

Förutom att minska kraften som behövs för att flytta hattarna, detta arrangemang gör det också lättare att stabilisera hatten på resan upp eftersom hatten vanligtvis inte kommer att rulla tillbaka nedför sluttningen. Forskarna rapporterar i det aktuella numret av Journal of Archaeological Science , att 15 eller färre arbetare kunde flytta de största förformade hattarna uppför ramperna.

En gång var hatten på toppen av rampen, den kunde inte bara skjutas på plats på grund av åsarna på kanten av hattbasindragningen. Snarare, forskarna tror att hattarna tippades upp på statyerna.

Först skulle hatten modifieras till sin slutliga form, några inklusive en sekund, mindre cylindriskt stycke ovanpå.

Hattarna kunde roteras 90 grader och sedan lyftas upp med små träspakar för att sitta på statyns toppar, eller så kan rampen vara något åt ​​sidan, så att rotation i det lilla utrymmet längst upp på rampen skulle vara onödigt. Då skulle hatten helt enkelt lyftas och svängas på kanten och på plats.

Ramperna plockades sedan isär och blev vingarna på plattformen som omgav statyerna.

"Det här är första gången någon systematiskt har utforskat bevisen för hur de gigantiska hattarna placerades på toppen av huvudena på de massiva statyerna på Påskön, ", sa Lipo. "Vårt arbete kombinerar banbrytande 3D-modellering med artefaktanalys och modeller hämtade från fysiken för att komma fram till det bästa svaret."