РОССИЙСКАЯ АРХЕОЛОГИЯ, 2004, № 3, с. 79-88
АРХЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА: ПРИНЦИПЫ КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
© 2004 г. И. В. Журбин
Физико-технический институт УрО РАН, Ижевск
Использование геофизических методов и современной методики археогеофизических исследований позволяет получить дополнительную информацию об археологическом памятнике. Актуальность археогеофизических исследований определяется объективными ограничениями по применению методов, традиционных для полевой археологии.
В первую очередь проблемы связаны с методикой археологических исследований, которая предполагает широкомасштабные раскопки и требует значительных временных и финансовых затрат. Более того, расширение площадей раскопа зачастую не дает дополнительных данных для культурно-исторической интерпретации памятника. В данном случае геофизические исследования культурного слоя памятника, его планировки и отдельных археологических объектов позволяют получать предварительную информацию для целенаправленного выбора участка раскопок, наиболее информативного с точки зрения изучения памятника.
Традиционные археологические исследования, предполагающие разрушения памятника в процессе его изучения, не обеспечивают физическое сохранение объектов историко-культурного наследия. Информация о структуре культурного слоя, полученная с использованием оперативных нераз-рушающих геофизических методов, позволяет не только провести предварительную интерпретацию памятника в целом, но и выделить на его территории объекты, раскопки которых позволят уточнить предварительные выводы исследователя. Таким образом, археогеофизический подход предполагает возможность выделения эталонных для памятника объектов, локальные раскопки этих объектов и сохранение в первозданном виде всей остальной территории памятника.
Использование геофизических методов частично решает проблему охранных раскопок. Ввиду постоянного расширения инфраструктуры и территории городской застройки часто возникает проблема отвода под строительство участков, содержащих объекты археологии. Существующее законодательство предполагает археологическое согласование и выделение средств на охранные раскопки. Однако время, в течение которого возможны археологические раскопки, зачастую весь-
ма ограничено. Единственным решением проблемы в данном случае является применение оперативных геофизических методов.
Кроме того, оперативные и неразрушающие геофизические методы являются единственным эффективным способом изучения и дальнейшего сохранения исторических и археологических объектов, которые не могут быть исследованы раскопками (исторические здания, церкви, исторические парки и территории, расположенные в пределах городской застройки).
Таким образом, основными факторами, определяющими привлекательность геофизических методов для археологии, являются их оперативность, принцип сохранения объекта исследования, возможность существенного сокращения финансовых расходов и трудозатрат. Поэтому неудивительно, что использование неразрушающих геофизических методов в археологической практике научных исследований зарубежных и отечественных специалистов имеет давнюю традицию.
СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ АРХЕОГЕОФИЗИКИ
История становления и использования геофизических методов в отечественных и зарубежных археологических исследованиях достаточно подробно рассмотрена в научной литературе (Колчин, Шер, 1969; Слукин, 1988; Станюкович, 1997; Франтов, Пинкевич, 1966; Эйткин, 1963). Начальный этап развития археогеофизики характеризуется экспериментами по применению различных методов разведочной геофизики и обсуждением методических вопросов их применения в археологии. Анализ зарубежного опыта становления археогеофизики как научной дисциплины позволил выделить три периода ее развития: экспериментальный (1950-е годы), методический (1960-е годы) и производственный (с 1970-х годов) (Глазунов, 1985). По мнению А.К. Станюковича, данная периодизация справедлива для отечественной археогеофизики (1997).
Начальный период формирования отечественной археогеофизики (1960-е годы) был связан, в первую очередь, с расширением арсенала геофизических методов, используемых в археоло-
Рис. 1. Становление археогеофизики. Схема взаимосвязи основных направлений исследований.
гии; оценкой потенциала этих методов для изучения различных типов объектов; обсуждением методических и технических вопросов. Наиболее часто использовались различные модификации методов электрометрии и магниторазведки. Электрометрические исследования были связаны с изучением античных построек и скифских склепов (Шилик, 1967). Магниторазведка применялась при поиске, картировании и изучении гончарных печей на территории древнерусских памятников и средневековых памятников Крыма (Шилик, 1974), картировании поселения трипольской культуры и могильников. Кроме электрометрии и магниторазведки для археологической разведки были использованы и другие геофизические методы, например сейсморазведка и фосфатный анализ почв.
Характерной чертой перечисленных исследований являлось понимание того, что "перенесение в археологию геофизических методов, без соответствующего изменения конструкции приборов и методов их применения, дают, как правило, недостаточно эффективные результаты" (Гроше-вой и др., 1967). Уже на первом этапе комплексных исследований была показана необходимость разработки специальной методики археогеофизи-ческих измерений, обработки и интерпретации полученных данных в зависимости от вида археологического объекта (Колчин, 1979; Франтов, Пинкевич, 1966).
В соответствии с этим исследователи уделяли значительное внимание выявлению и решению методологических, методических, технологических и
технических проблем археогеофизики (рис. 1). Очевидно, что все перечисленные направления взаимосвязаны.
В ходе исследований было показано, что обязательными условиями эффективного использования геофизических методов в археологии является их адаптация для исследования археологических объектов. Адаптация геофизических методов для археологии необходима, так как в рамках традиционной геофизики не решается задача исследования структуры приповерхностных слоев грунта, в которых расположены археологические объекты. Более того, влияния приповерхностных слоев грунта и археологических объектов в них рассматриваются как мешающие факторы. Необходимым условием комплексных археогеофизических исследований является формирование единой археологической и геофизической координатной сетки памятника, необходимой для проверки геофизических данных контрольными раскопками (Шилик, 1967; 1974). Проведение контрольных раскопок является обязательным этапом проверки "геофизического прогноза" (Колчин, Шер, 1969).
Принципиальным вопросом является разработка специализированной методики измерений на основе комплексирования геофизических методов (Грошевой и др., 1967; Комаров и др., 1967; Шилик, 1967). Комплексирование измерений предполагает выработку критериев выбора геофизических методов для эффективного исследования территории памятника, культурный слой которого содержит различные типы объектов. Необходимость разработки данного направления связана в первую очередь с тем, что различные по регистрируемым физическим полям геофизические методы позволяют выделять различные типы археологических объектов. С точки зрения геофизики, различие в типах археологических объектов определяется их физическими и геометрическими характеристиками: размерами, пространственным положением, внутренней структурой, условиями формирования (термическая обработка, искусственное уплотнение и пр.) и составом материалов. При формировании комплекса методов также учитывается влияние мешающих факторов, т.е. различных внешних воздействий, искажающих результаты археогеофизики (электромагнитные поля, ямы и канавы, металлический мусор пр.). Анализ условий измерений на памятнике позволяет предположить, какие из выбранных методов будут в наибольшей степени подвержены влиянию мешающих факторов, т.е. данные каких методов будут наименее достоверны. Существенным элементом методики измерений является определение принципов построения сети измерений (расстояния между смежными точками измерений и ориентация профилей измерений). Расстояние между смежными точками измерений
определяет детальность описания археологического объекта по геофизическим данным. Увеличение количества точек измерений повышает точность восстановления границ объекта, но одновременно увеличивает время исследований. При уменьшении шага измерений сокращается время исследований, но одновременно возникает опасность пропуска объектов относительно небольших размеров.
Методика археологической интерпретации результатов геофизических исследований разрабатывалась с использованием теоретического и натурного моделирования измерений и создания эталонов аномалий, вызванных различными типами археологических объектов (Грошевой и др., 1967; Комаров и др., 1967). Созданные наборы эталонов позволяли проводить первичную интерпретацию данных и соотнесение геофизических аномалий на участке исследований с археологическими объектами определенных типов.
В рассматриваемый период в общих чертах были определены требования к специализированной аппаратуре для археогеофизики, проведена апробация образцов разработанной аппаратуры и измерительной оснастки (Грошевой и др., 1967; Шилик, 1967).
С точки зрения взаимодействия археологии и геофизики, исследования развивались по экстенсивной схеме. Задача археологов и геофизиков состояла в определении типов археологических памятников, для исследования которых эффективны геофизические методы, регионов расположения этих памятников и хронологического диапазона их формирования. Обычно геофизические исследования носили локальный характер - измерения однократно проводились на относительно небольшом участке территории памятника выбранного типа. Археологическая интерпретация геофизических данных проверялась раскопками, на основании результатов которых формировалось заключение об эффективности выбранного метода для исследований определенной категории памятников.
Основные итоги первых опытов применения геофизических м
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.