ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2015, № 4, с. 119-127
УДК. 550.383.32
ВАРИАЦИИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ИСПАНИИ В ПОСЛЕДНЕЕ ТЫСЯЧЕЛЕТИЕ
© 2015 г. И. Е. Начасова, К. С. Бураков , О. В. Пилипенко, Г. П. Марков
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: inachasova@mail.ru Поступила в редакцию 19.05.2014 г.
В результате археомагнитных исследований, проведенных на коллекции образцов эмалированной керамики из испанского археологического памятника Альбаррасин, датированных Х—ХХ веками нашей эры, получена картина изменения напряженности геомагнитного поля на этом временном интервале. Основной тенденцией изменения напряженности поля является падение напряженности в пределах ~80—40 мкТл, при этом наиболее яркой особенностью изменения напряженности является ее вариация с характерным временем в несколько столетий. Исследование материала из этой коллекции с помощью метода регидроксилации позволило получить данные о температуре в этом районе Испании во временном интервале изготовления керамики. Основная тенденция в изменении температуры на всем рассматриваемом временном интервале — увеличение, а в изменении напряженности геомагнитного поля — уменьшение. Построенные кривые изменения во времени напряженности главного геомагнитного поля и температуры обнаруживают вариации с близкими характерными временами, сдвинутые во времени относительно друг друга (изменение температуры несколько опережает изменение напряженности геомагнитного поля). Для повышения точности и детальности получаемой картины изменения геомагнитного поля в прошлом продолжена разработка метода археомагнитного датирования материалов археологических памятников. Проведенное тестирование этого метода на примере датирования печи из памятника Эль Молон (Испания) с использованием кривой движения геомагнитного полюса, построенной по восточно-европейским данным о геомагнитном поле в прошлом, показало перспективность его применения для датирования археологических объектов на территории всей Европы.
БО1: 10.7868/80002333715040080
ВВЕДЕНИЕ
Главное геомагнитное поле — одно из основных физических полей Земли. Исследование вариаций геомагнитного поля в прошлом имеет огромное значение для разработки представлений о генерации главного геомагнитного поля, а, следовательно, о законах существования и эволюции планеты Земля. Для получения картины вариаций геомагнитного поля с хорошим приближением к истинной необходимо не только получить данные об элементах поля с высокой точностью, но и иметь возможно более точную временную привязку этих данных. В связи с этим повышение достоверности и точности датировки исследуемых материалов имеет большое значение. Проблема датирования материалов археологических памятников имеет первостепенное значение не только для археомагнитологов, но также и для археологов, исследующих развитие человеческих культур на Земле, поэтому любая возможность получения независимой информации о возрасте исследуемого материала весьма ценна. В
связи с этим вопросу расширения возможностей получения информации о датировке материалов археологических памятников все время уделяется пристальное внимание. Ранее были разработаны и успешно применены методы оценки возраста по пористости исследуемого керамического материала [Бураков и др., 2005; Начасова, Бураков, 2009; Начасова и др., 2002; 2007], археомагнитно-го датирования [Начасова, Бураков, 2009], регидроксилации [Бураков, Начасова, 2013] (предложенного М. Вильсон [Wilson et al., 2009]).
В данной работе для получения независимых датировок материалов испанских памятников применен метод археомагнитного датирования (для материала памятника Эль-Молон) и метод датирования по пористости материала (для памятника Альбаррасин). Керамический материал памятника Альбаррасин был исследован с целью получения данных об изменении напряженности геомагнитного поля и температуры окружающей среды во временной интервал с конца I тыс. н.э. по современность.
ДАТИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АРХЕОМАГНИТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Археомагнитное датирование
Метод археомагнитного датирования состоит в сопоставлении данных о параметрах древнего геомагнитного поля, полученных в результате исследования термоостаточной намагниченности (ТЯМ) исследуемого материала с опорной кривой изменения элементов геомагнитного поля на временном отрезке, к которому относится существование археологического памятника или отдельного этапа его функционирования. Такое датирование можно проводить, имея данные только одного элемента геомагнитного поля, однако, так как вариации геомагнитного поля имеют квазипериодический характер, достоверность оценки возраста материала существенно увеличивается, если имеется возможность получить определения всех трех элементов — напряженности поля и его угловых элементов (склонения и наклонения поля). Это возможно только для материала, не изменившего свое положение в пространстве с момента последнего обжига (материалы печей, обожженных площадок). Датировка именно таких объектов часто содержит неопределенность, что делает применение археомагнитного датирования весьма актуальным. Сложность такого рода датирования часто заключается в недостаточной представительности опорных данных. Этот недостаток можно преодолеть, используя обобщенные для региона данные об изменении элементов геомагнитного поля. Для тестирования метода археомагнитного датирования было проведено датирование материала печи из памятника Эль Молон, расположенного на границе провинции Валенсия и Куэнка, датированного археологически. В качестве опорных кривых были использованы кривые изменения угловых элементов геомагнитного поля, построенные для регионов Восточной Европы и Франции. Эталонные кривые вариаций склонения и наклонения в Эль Молон были рассчитаны по приведенным в [Бураков, Начасова, 2011] табличным данным о смещении геомагнитного полюса с 500 по 1500 гг. по данным об угловых элементах геомагнитного поля в Восточной Европе. Для каждой точки наблюдения были вычислены координаты виртуального геомагнитного полюса центрального диполя. Полученные таким образом данные о геомагнитном полюсе сглаживались 25-летним окном осреднения с шагом 25 лет. По этим осреднен-ным данным затем были вычислены значения склонения и наклонения геомагнитного поля для построения опорных для региона кривых изменения этих элементов.
Эти данные получены по восточно-европейским археомагнитным определениям, по терри-
тории, достаточно удаленной от Испании. Поэтому для сравнения были построены эталонные кривые изменения склонения и наклонения геомагнитного поля для Эль Молон также и по французским данным. Полученные кривые вариаций в данном временном интервале оказались достаточно близкими, поэтому для повышения точности представления кривых вариаций были взяты средние значения склонения и наклонения. Эти кривые представлены на рис. 1.
Для получения данных об элементах геомагнитного поля времени последнего обжига в печи, намагниченность материала которой исследовалась, из штуфа Мо-833 были изготовлены два ориентированных кубических образца. После температурной чистки остаточной намагниченности образцов при 130°С измерено ее направление с поправкой на анизотропию магнитной восприимчивости, и вычислены средние значения склонения D = 13.1° и наклонения I = 61.6° (доверительный интервал а95 = 0.9°).
Археологическая датировка завершающего этапа функционирования печи, материал которой исследовался, весьма точна — 890 ± 10 гг. н.э., хотя остальной материал памятника Эль Молон датируется чаще всего в пределах двухсот лет, что, по-видимому, позволяет расширить пределы датировки. Полученная по результатам исследования намагниченности материала с помощью метода Телье напряженность древнего геомагнитного поля времени последнего обжига — 77.8 ± 2.5 мкТл.
Рассмотрение картины изменения склонения и наклонения геомагнитного поля приводит к выводу о том, что искомый временной отрезок — это Х век н.э., так как полученные по исследованному материалу значения склонения имеют место во временном интервале Х—Х1У вв., а значения наклонения — в У1—Х вв. н.э.
В то же время картина изменения напряженности геомагнитного поля, построенная по данным, полученным по материалам испанских памятников Эль Молон, Малага и Мурсия [Начасова и др., 2007], свидетельствует о том, что во временной интервал VII—Х вв. н.э. напряженность поля сначала росла, а затем с Х в. н.э. начала падать. Максимум этого изменения приходится на 1Х—Х вв. н.э. Среднее значение напряженности поля по данным, полученным по материалу с датировкой 825 ± 75 гг. н.э., — 62.0 ± 3.6 мкТл (5 определений), по материалу с датировкой 900 ± ± 100 гг. н.э. — 66.6 ± 2.9 мкТл (8 определений), причем по материалу, датированному последним временным интервалом, получены два значения, превышающие 75 мкТл. Данные, полученные в результате исследования намагниченности материала французских памятников хорошо согласуются с данными, полученными по материалам памятников Испании. Определения, полученные и по фран-
ВАРИАЦИИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ИСПАНИИ 20 г
15
110
U
5 -
-10 L
70 г
65 -
<D
S X
(D
X о
cd
Щ
2500
t, годы
60
55 -
50 -
45
500
1000 1500
t, годы
2000
2500
Рис. 1. Средне-25-летние вариации склонения и наклонения геомагнитного поля в Эль Молон. Сплошными прямыми линиями показаны результаты определения склонения и наклонения геомагнитного поля по намагниченности образца Мо-833, пунктирные прямые показывают доверительный интервал определений.
цузским, и по испанским материалам, имеющим датировку, ограниченную IX—Х вв. н.э., свидетельствуют о том, что напряженность поля в этом временном интервале изменяется быстро в широких пределах и достигает максимальных для временного интервала 1У—Х1У вв. н.э. значений. Данные о напряженности геомагнитного поля в Испании, полученные в настоящей работе по результатам исследования материалов испанского памятника Альбаррасин, также свидетельствуют о падении напряженности поля, начиная с X в. н.э. по современность. Совокупность полученных данных о напряженности геомагнит
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.