В.И. Молодин, М. А. Чемякина — Некоторые итоги и перспективы геофизических исследований археологических памятников переходного от бронзы к железу времени в Западной Сибири

Вот уже более полувека геофизические методы исследования применяются в мировой и отечественной практике для решения различных археологических задач, накоплен большой опыт в области геофизической разведки и раскопок археологических памятников, разработаны оригинальные методы и созданы новые аппаратурные комплексы (см.: например: Франтов Г.С., Пинкевич А. А., 1963). Геофизические методы используются для поиска и идентификации разнообразных археологических объектов, при выявлении грунтовых могильников, поселенческих и погребальных комплексов, лишенных своих рельефных признаков. В силу природных воздействий или антропогенного фактора на археологический объект, значение таких исследований неизмеримо возрастает. В мировой практике геофизические исследования, как правило, пред¬шествуют археологическим раскопкам (Эйткин М.Дж., 1963; Новое…, 1979; Archaeologie…, 1999).

С появлением современных магнитометров-градиентометров одним из мировых приоритетных направлений в археолого-геофизических исследованиях становится магнитометрия. Сверхчувствительность приборов, высокая скорость сканирования, соответствующее программное обеспечение позволяют оперативно получать магнитограммы непосредственно на археологическом объекте, что позволяет оперативно использовать полученную информацию на практике.

Тем не менее при всей производительности и результативности приведенный метод не дает информации о глубине замечания объектов с различной магнитной проницаемостью. Ограничением в применении микромагнитной съемки является наличие больших градиентов аномалий магнитного поля в породах, а также нахождение в грунте объектов из магнитных металлов. Применение магнитной разведки в городах, вблизи железных дорог и линий электропередач сильно затруднено.

Метод электрометрии традиционно применяется в археологическом поиске. Аппаратура для электроразведки значительно дешевле. Этот метод имеет меньше ограничений. Тем не менее если контраст по удельному сопротивлению между археологическим объектом и вмещающим его грунтом невелик (это зависит от строения грунтов и степени их увлажненности), обнаружить погребенные структуры на картах распределения сопротивлений не всегда возможно. Серьезные проблемы возникают и с определением реальных глубин залегания объекта.

Еще один геофизический метод, применяемый с целью разведки — георадиолокация. Современные радарные комплексы позволяют получать предварительную графическую информацию непосредственно на исследуемом участке в виде радарограмм, представляющих собой вертикальные разрезы по заданным направлениям. Дальнейшая интерпретация графических данных не всегда однозначна. Желательно при этом иметь данные магнитного сканирования или электроразведки для корректной привязки зарегистрированных аномалий к археологическим объектам.

Дополнительная информация о точной локализации погребенных объектов может быть получена методом параллельных линий зондирования и томографией электросопротивления (Мисевич К., 1999, с. 22). Возможность применения новых методов и существующих опытных геофизических аппаратурных комплексов открывает новые перспективы в исследовании археологических памятников.

Широкомасштабные геофизические исследования городища Чича-1 (VIII-VII вв. до н.э.) в Новосибирской области начались в 1999 г. Они проводятся совместной российско — германской экспедицией Института археологии и этнографии СО РАН и Германского археологического института, соруководители проекта В.И. Молодин и Г. Парцингер. В работах приняли участие геофизики из Департамента археологической разведки и аэроархеологии г. Мюнхена. Городище полукруглой формы площадью около 5600 кв. м вплотную примыкает к краю озерной террасы. В свое время при обнаружении памятника и первых раскопках на пашне удалось определить ареал распространения подъемного материала (см.: Троицкая Т.Н., Молодин В.И., Соболев В.И., 1980, с. 136). Предполагалось при помощи геофизических методов идентифицировать визуально читаемые археологические объекты, определить на распаханной части реальную территорию распространения памятника и его планиграфию еще до начала раскопок.

После топографической съемки на площади в 63000 кв.м. произведена разметка сетки квадратами со стороной 40 м для геофизических работ, с четкой привязкой к реперам. Геофизическая микромагнитная съемка производилась при помощи двух цезиевых магнитометров SMARTMAG SM4G-S с чувствительностью в 1 пикотеслу, в режиме регистрации градиентного сигнала каждые 0,1 сек с интервалом в 10 см. В результате биологических процессов на месте древних жилищных построек, ремесленных площадок, продуктовых хранилищ, захоронений скопились следы микроорганизмов и бактерий, способные создавать микроаномалии в магнитном поле. В процессе жизнедеятельности некоторых, так называемых магнитных бактерий в органических останках происходит накопление магнетитовых кристаллов. Магнитные биоагрегаты в виде скоплений останков бактерий успешно обнаруживаются микромагнитной съемкой. Нахождение и картирование таких магнитных аномалий в грунте позволяет строить планы древних поселений и погребений (Becker H., 1995; 1997). Микромагнитной съемке подверглась территория в 58800 кв.м (5,88 га). Результаты исследований превзошли все ожидания: под слоем пашни выявлены системы укреплений, жилых и производственных площадок, несомненно, составляющие единый комплекс с рельефно видимым городищем и превосходящие его по площади в 5 раз. Дополнительно обнаружено около ста жилых и хозяйственных помещений. Прекрасно видна архитектурная планировка: четкие ряды жилищ, образующие улицы и переулки, соотносимые с проходами в оборонительных конструкциях. В межжилищном пространстве и за пределами укреплений обнаружены участки округлой формы различного диаметра, обладающие повышенным уровнем магнетизма (Молодин В.И., Парцингер Г, Бекер Х. и др., 1999, с. 454-461; Becker H., Fassbinder J.W.F., 1999, с. 168-172).

Участки будущих раскопов, намеченные с учетом геомагнитной съемки 1999 г., были исследованы в 2000-2001 гг. с применением методов магнитометрии и индукционного электромагнитного частотного зондирования сотрудниками Института геофизики СО РАН. Георадиолокация опробована в 2001 г.

Магнитометрия производилась магнитометром-градиентометром МГ-60, работающим на принципе свободной ядерной прецессии. Конструкция измерительной системы МГ-60, состоящая из двух датчиков, позволяет проводить наблюдения как методом горизонтального, так и вертикального градиента. Результаты наблюдений показали предпочтительность использования в данных условиях измерений вертикального градиента (Эпов М.И., Чемякина М. А., Манштейн А.К. и др., 2000, с. 453-455; Молодин В.И., Парцингер Г., Гаркуша Ю.Н. и др., 2001, с. 11). Полученные детальные магнитные карты явились основой, которая позволяла осуществлять вскрытие культурного слоя с учетом знания структуры и контуров объектов и их точной привязки в пределах площади раскопа, а также производить в процессе раскопок наблюдения за их микроструктурой.

Частотное электромагнитное зондирование производилось аппаратурно-программным комплексом ЭМС (Эпов М.И., Чемякина М.А., Манштейн А.К. и др., 2000, с. 449-453; Молодин В.И., Парцингер Г., Гаркуша Ю.Н. и др., 2001, с. 15-19) с помощью программного комплекса ISystem v2.0 (Молодин В.И., Парцингер Г., Чемякина М. А. и др., 2001, с. 391, 392), созданных в лаборатории электромагнитных полей ИГФ СО РАН. В программный комплекс внесена возможность учета рельефа местности при построении геоэлектрических разрезов. В результате работ до начала раскопок были получены детальные геоэлектрические карты и разрезы подповерхностного размещения археологических объектов. В отличие от данных магнитной съемки, такой метод позволил получить дополнительную информацию, позволяющую составить представление о глубинах залегания и структуре слоев. При исследовании жилищ оказалось возможным выделить области очагов, грунт которых обладает пониженным сопротивлением, и участки с повышенным сопротивлением внутри котлованов жилищ, связанных с наиболее утоптанным плотным полом. Такие данные, дополненные результатами раскопок, позволяют точнее выделить в жилищах наиболее обитаемые зоны и места отдыха. Геоэлектрический разрез раскопа 8, перерезающего линию берегового уклона, дает прекрасную картину расположения водоносных слоев, что связано с близостью этой части разреза к берегу оз. Малая Чича и проявлением эффекта капиллярной каймы, свойственной песчано-глинистым отложениям, в которых обводненность проявляется выше уровня зеркала воды более чем на 1 м (Молодин В.И., Парцингер Г., Чемякина М. А. и др., 2001, с. 394, 395). Комплексные данные магнитометрии и электромагнитного сканирования на задернованных участках памятника позволили надежно идентифицировать археологические объекты и скорректировать границы раскопов.

Георадиолокация производилась аппаратурно-программным комплексом Око-М1 (АБ-400), который позволяет изучать строение археологических объектов с разрешением до 0,1 м. Данный эффект достигается излучением в исследуемую среду сверхкоротких высокоамплитудных импульсов и методическим приемом зондирований в режиме непрерывной съемки со скоростью 2 км в час. Програмные возможности позволяют получить вертикальные георадиолокационные разрезы и горизонтальные планы по заданным направлениям и глубинам. Данные георадиолокационных построений подтвердили результаты малоглубинного индукционного частотного зондирования. С их помощью удалось с точностью до 10 см проследить рельеф дна котлована жилища, которое будет раскопано экспедицией в 2002 г.
При поиске металлов универсальным металлоискателем УМИ были отмечены области в заполнении очагов, где прибором регистрировались сигналы, адекватные наличию черного металла. При раскопках металлические предметы и шлаки в отмеченных зонах визуально не фиксировались. Была поставлена задача. Определить: является ли такая реакция следствием искусственно привнесенного железа или его окислов, либо эти показания прибора соответствует естественному изменению грунта при нагревании? Образцы грунта из очагов исследовались в лабораторных условиях методом электронного парамагнитного резонанса. Оказалось, что лишь материковый грунт изменил свои магнитные свойства под действием высоких температур (до 800 °С).

Помимо участков планируемых в 2001 г. раскопов, электромагнитному частотному сканированию подверглась территория пашни в 75 м к востоку от северо-восточной границы городища площадью 800 м2. Эта зона привлекла внимание концентрацией мелких точечных аномалий на итоговой магнитограмме, полученной немецкими геофизиками в 2000 г. (Молодин В.И., Парцингер Г. и др., 2001). По результатам работ был получен 21 разрез. На всех разрезах в разнице сопротивлений проявился пашенный и материковый слой. На отдельных разрезах обнаружились замкнутые структуры внутри материкового слоя. Было решено для дальнейшей идентификации объектов, вызывающих аномалии, провести контрольные раскопки участков с учетом комплексных данных магнитометрии и геоэлектрических разрезов. Было заложено семь небольших раскопов (№°9/1-9/7) площадью от 9 до 20 кв.м, четыре из которых выявили под слоем пашни древние погребения, а остальные три — ямы антропогенного происхождения. Два захоронения содержали датирующий материал в виде керамических сосудов, относящихся к ирменской — позднеирменской культуре. С большой долей вероятности могильник, обнаруженный при помощи геофизических методов, можно соотнести по времени с исследуемым городищем (Молодин В.И., Парцингер Г., Чемякина М.А. и др., 2001, с. 395, 397). Об этом свидетельствует погребальный обряд захоронений, достаточно существенно отличающийся от классического ирменского.

Таким образом, геофизические исследования городища Чича-1 с комплексным применением магнитометрии, малоглубинного индукционного частотного зондирования и георадиолокации позволили получить новую детальную информацию об отдельных участках памятника в виде карт и разрезов до начала раскопок, а также успешно провести поиск древних погребений под слоем пашни. Предварительные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности проведения комплексных геофизических исследований малоглубинных археологических объектов, дальнейшей отработки полевой методики с целью адаптации геофизических методов к нуждам археологии.

В этот день:

  • Открытия
  • 1907 На песчаном карьере у деревни Мауэр близ Гейдельберга (Германия) найдена нижняя челюсть «гейдельбергского человека».

Метки

Свежие записи

Рубрики

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика