Археология глазами геофизика
В Крыму, на окраине Севастополя, находятся руины одного из древнейших и крупнейших городов — античного Херсонеса, средневекового Херсона, Корсуня русских летописей. В окрестностях древнего города известно несколько обширных античных и раннесредневековых некрополей. Захоронения совершались в склепах, вырубленных в коренных слоистых известняках. Сейчас склепы эти не видны. «Увидеть» их удалось лишь после семи лет совместной работы разных исследовательских коллективов археологов. В ходе поиска были испытаны самые разнообразные геофизические методы.
Первый важнейший результат этих исследований — удалось понять логику древних строителей склепов, знавших геологические особенности участков строительства, свойства известняков на разной глубине и умело использовавших эти знания. Склепы сооружались у края древних морских террас, там, где на поверхность выходят заключенные между двумя слоями плотного известняка рыхлые известняки. В рыхлой породе вырубалась камера склепа, а плотные известняки служили полом и кровлей, обеспечивая долговечность сооружения. Этот плотный известняк кровли, экранирующий электрический ток, и был долгое время камнем преткновения, о который первое время разбивались попытки найти склепы методами электроразведки. Было перепробовано множество различных вариантов, применены оригинальные методики обработки данных. Остановились на так называемом методе вычитания полей, позволяющем хотя бы частично нейтрализовать влияние верхнего, непроводящего слоя кровли.
Первая проверка геофизических данных произошла «стихийно» Проехавшая по некрополю автомашина обрушила кровлю одного из склепов как раз там, где была отмечена аномалия. И вот началась планомерная проверка раскопками и бурением.
Данные электроразведки удалось подтвердить и подкрепить данными сейсморазведки: «просвечиванием» толщи известняков звуковыми волнами.
Порт древнего Херсонеса. Где он находился? За минувшие столетия уровень Черного моря повысился, скрыв от нас древнюю береговую линию, портовые сооружения. Поискам порта посвящена работа севастопольского археолога М. И. Золотарева и инженера Э. Б. Ионеса. Был разработан специальный портативный гидролокатор, позволивший определить контур линии дна, мощность рыхлых наносов и закономерность их образования, выявить отдельные сооружения на дне. На построенной по данным гидролокации карте прибрежного района Херсонеса в Карантинной бухте удалось найти древнюю затопленную террасу и небольшой рукав бухты, вдающийся в древний берег. Здесь, возможно, и располагался херсонесский порт. Неподалеку гидролокатор зафиксировал руины башен, а с помощью акваланга стало возможным увидеть их воочию.
Безусловно, геофизическое картирование археологических памятников — это важнейшая задача археологической геофизики, но ее возможности этим не исчерпываются. Не меньшую информацию можно получить, скажем, изучая при помощи геофизики археологический памятник в его вертикальном разрезе. Для этого служит метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ).
Территория Восточной Европы буквально усеяна городищами — укрепленными поселениями разных времен, сохранившими до наших дней мощные оборонительные сооружения — валы и рвы. Изучение этих укреплений чрезвычайно важно для знания фортификационного искусства в различные исторические периоды, реконструкции первоначального вида укреплений, выяснения их сохранности, датировки и т. д. Однако раскопки гигантских зачастую оборонительных сооружений — дело крайне трудоемкое, медленное и дорогостоящее.
О возможностях метода ВЭЗ стоит, пожалуй, рассказать подробнее. Городище Луковка, возникшее в середине первого тысячелетия нашей эры, существовало до XIII века. Задачей исследования было выяснить структуру валов городища, определить материал, из которого они возведены, получить их первоначальную конфигурацию.
Расшифровка результатов измерений показала, что конструкция северной и южной систем укреплений городища различна, различно и время их возведения. Северная система в том виде, в каком она дошла до нас, была сооружена тогда, когда на городище уже существовал культурный слой, скорее всего, эпохи Древней Руси. Именно древнерусским слоем оказался заполнен внешний северный ров. Раскопки, проведенные на городище, уточнили и подтвердили все выводы геофизической разведки.
Поверхность тысяч неукрепленных поселений в настоящее время распахивается, в большинстве случаев их культурный слой перемешан до такой степени, что археолог не найдет ни остатков сооружений, ни прослоек, характеризующих тот или иной период жизни поселения. На его долю остаются лишь отдельные беспорядочно залегающие в пахотном слое вещи. Одного-двух десятков таких вещей, как правило, вполне достаточно, чтобы охарактеризовать памятник с точки зрения его датировки и этнокультурной принадлежности. Поиск таких вещей без раскопок именуется в археологической разведке сбором подъемного материала. В этом неоценимую помощь археологу оказывает простейший металлоискатель, позволяющий за час-два работы извлечь из перепаханного слоя металлические вещи, причем не всегда только металлические, удается обнаружить и скопления шлаков, указывающих на выплавку металла, а иногда найти и клад.
Несколько лет назад начальник Смоленской археологической экспедиции Д. А. Авдусин предложил автору этой заметки попытаться найти клад серебряных монет X века на распаханном раннесредневековом поселении под Смоленском. О том, что клад есть, было известно по периодическим находкам монет на одном и том же участке пашни. Элемент везения, иногда сопутствующий поиску, присутствовал, к счастью, и на этот раз. Одна монета лежала прямо на пашне. Еще две, лежавшие в земле, помог найти металлоискатель. Отправная точка была найдена. Шурфовка дала сразу десятка два монет. А кроме нее проводилось детальное «прослушивание» местности прибором, в результате чего были установлены границы «рассеяния» распаханного клада. И вот — перед нами весь клад, мы можем с полной уверенностью это утверждать.
Небольшой объем журнальной публикации позволил рассказать лишь о некоторых конкретных достижениях археологической геофизики сегодняшнего дня. На самом деле сделано гораздо больше. Сейчас уже нет сомнений в высокой эффективности «новой» археологии, применяющей прогрессивные методы естественных и технических наук. Трудности периода становления в основном преодолены. Стало ясно, что эта новая отрасль на стыке наук важна и плодотворна, причем не просто дополняет обычную археологию, но в ряде случаев является совершенно самостоятельным методом исследования.
Несмотря на несходство путей познания в сферах общественных и естественных наук, различие их методов и приемов, общность конечной цели, обусловленная единством объекта познания, ставит геофизику на передний край в современных исследованиях ученых, занимающихся проблемами гуманитарных наук, в частности истории и археологии.
Автор: А. Станкюкович, кандидат физико-математических наук.