ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2015, № 1, с. 46-53
УДК 550.383.32
ВАРИАЦИИ НАПРЯЖЕННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В СИБИРИ В ПОСЛЕДНИЕ ТРИНАДЦАТЬ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ
© 2014 г. И. Е. Начасова, К. С. Бураков, О. В. Пилипенко
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: inachasova@mail.ru Поступила в редакцию 03.07.2013 г.
Проведены исследования термонамагниченности материалов археологических памятников Сибири. Намагниченность отобранного материала исследовалась с помощью авторской модификации методики Телье с коррекцией на магнитную анизотропию и химические изменения. В результате исследования обожженного материала памятника "Казачка" получен не имеющий аналогов по продолжительности и представительности ряд данных о напряженности геомагнитного поля в Сибири во временном интервале X—I тыс. до н.э., впервые "основное" колебание напряженности геомагнитного поля прослежено в результате исследования намагниченности материалов культурных отложений одного памятника. Картина изменения напряженности геомагнитного поля в Сибири с XI тыс. до н.э. по II тыс. н.э., построенная по совокупности данных, полученных по материалам археологических памятников "Казачка", Усть-Каренга и ряда памятников Прибайкалья, позволяет определить характерное время длиннопериодного колебания напряженности геомагнитного поля примерно в 8 тысячелетий и свидетельствует о существовании быстрых колебаний напряженности поля, накладывающихся на основное колебание.
DOI: 10.7868/S000233371405007X
ВВЕДЕНИЕ
Исследованию изменения геомагнитного поля в Сибири в последние тысячелетия были посвящены археомагнитные исследования, проведенные на материалах многослойных археологических памятников, расположенных в долготном секторе 105° ± 10° Е и широтном поясе 55° ± 3° N от Каннской лесостепи (памятник "Казачка" — на берегу р. Кан) до р. Витим (памятник "Большой Якорь"), включающем археологические памятники Прибайкалья [Бураков, Начасова, 1992; Начасова, Бураков, 1997; 2008; Бураков и др., 2000, 2003]. Культурные отложения памятников "Казачка" и "Большой Якорь" охватывают один и тот же временной интервал от 15 до 2 тысяч лет тому назад. К сожалению, временные интервалы накопления культурных отложений других памятников намного короче. Исследование намагниченности осадочных отложений, слагающих памятники "Казачка" и "Большой Якорь", позволило получить характеристики вариаций угловых элементов древнего геомагнитного поля времени их накопления [Бураков, Начасова, 1992; Бураков и др., 2003]. Для получения данных о напряженности древнего геомагнитного поля исследовалась термонамагниченность обожженного материала (керамических изделий, обожженных площадок и камней из кострищ). Намагниченность отобранного материала исследовалась с помощью
авторской модификации методики Телье с коррекцией на магнитную анизотропию и химические изменения [Бураков и др., 2005].
Первым районом, для которого были проведены исследования обожженного материала многослойных археологических памятников Сибири, был район Прибайкалья. В последние годы эти исследования были продолжены, были проведены также исследования обожженного материала памятника "Казачка". К настоящему времени получены данные о напряженности геомагнитного поля в Сибири, позволяющие судить об изменении напряженности поля в последние 13 тысячелетий. Уникальный ряд данных о напряженности поля во временном интервале от X по I тыс. до н.э. получен по материалу памятника "Казачка". Получены данные для XI тыс. до н.э. по материалу памятника Усть-Каренга, данные о напряженности геомагнитного поля в Прибайкалье во временном интервале I тыс. до н.э.—1 тыс. н.э. в результате исследования материалов памятников Катунь 1, Барун-Хал, Курминское озеро. Исследование материала памятника Улан-Хада позволило получить детальную картину изменения напряженности геомагнитного поля для временного интервала 111—первая половина II тыс. до н.э., проследить быстрые вариации напряженности поля.
Данная работа посвящена рассмотрению совокупности как новых, так и полученных ранее данных о напряженности геомагнитного поля в Сибири в последние 13 тысячелетий.
МАТЕРИАЛЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Археомагнитные исследования были проведены на материалах памятника "Казачка", который является опорным стратотипическим памятником Каннской лесостепи [Генералов, 1978; Савельев и др., 1984]. Непрерывность накопления, большая мощность отложений и хорошая расчлененность материала делают материал памятника уникальным. Мощность отложений — более 9 метров, выделено 20 культурных горизонтов.
Для получения данных о напряженности геомагнитного поля исследовалась термонамагниченность обожженного материала, отобранного из культурных горизонтов памятника "Казачка" археологами — исследователями памятника, и любезно предоставленного для проведения ар-хеомагнитных исследований.
Материал был отобран из 10 культурных горизонтов. Образцы, намагниченность которых исследовалась, были отобраны из I—VIII, XII и XIX культурных горизонтов.
Временные отрезки накопления культурных горизонтов археологически были привязаны к временной шкале следующим образом: I культурный горизонт датируется второй половиной
I тыс. до н.э.—первой четвертью I тыс. н.э., II культурный горизонт отнесен к временному интервалу вторая половина II тыс. до н.э.—середина !тыс. до н.э., III культурный горизонт — ко
II тыс. до н.э., IV — к середине—второй половине III тыс. до н.э. Радиокарбоновые определения возраста были получены для IV (4580 лет), VI (6660 лет), VIII (8100 лет) и XII (8300 лет) культурного горизонта.
Точность радиоуглеродных датировок, как правило, принимается в несколько десятков—первые сотни лет, однако, как показывает практика, расхождения определений по разным материалам из одного слоя (кость и уголь) достигают нескольких сотен лет; также нередки случаи, когда с полученными датировками не согласны археологи — исследователи памятников. Размеры расхождений весьма различны. Подобные расхождения были отмечены и при исследовании материалов памятника "Казачка". Так, например, вызывает сомнение близость датировок VIII и XII культурных горизонтов. Получается, что накопление пяти культурных горизонтов произошло очень быстро.
Очевидно, что временная привязка получаемых данных о напряженности геомагнитного поля имеет довольно широкие пределы, однако исследование материалов из культурных горизонтов многослойного археологического памятника дает возможность получить ряд данных, следующих друг за другом по временной шкале, что позволяет повысить достоверность временной привязки картины изменения напряженности поля. В ряде случаев удается уточнить датировку исследуемого материала.
Для нижних культурных горизонтов радиокар-боновых датировок нет. Временной интервал накопления XIX культурного горизонта был определен как вторая половина X тыс. до н.э. по сопоставлению всего временного интервала накопления памятника "Казачка" и глубины залегания этого культурного горизонта.
При построении временной зависимости картины изменения напряженности геомагнитного поля полученные данные были отнесены к серединам временных интервалов накопления соответствующих горизонтов культурных отложений. Материал II, III и VI культурных горизонтов был разделен по глубине залегания (выделены материалы, отобранные из низа и верха горизонта), что позволило получить более подробную картину изменения напряженности поля.
В таблице приведены датировки исследованных материалов с пределами временных интервалов, к которым относится время накопления слоев культурных отложений (?, А?), значения напряженности геомагнитного поля, средние по всем полученным определениям с их среднеквадратичными ошибками (Вср ± а, мкТл), и число осредняемых определений (и).
По материалам памятника "Казачка" было получено 76 определений напряженности геомагнитного поля, 9 из которых были отбракованы из-за больших ошибок. На рисунке приведены средние для горизонтов памятника (или их частей) значения напряженности поля (залитые кружки), вертикальные линии показывают разброс единичных определений.
Разброс определений, полученных по материалу одного горизонта, для разных культурных горизонтов весьма различен, так как он отражает изменение напряженности геомагнитного поля во временном интервале накопления этого материала, т.е. зависит как от продолжительности этого временного интервала, так и от скорости изменения напряженности геомагнитного поля в этот временной отрезок.
Картина изменения напряженности геомагнитного поля с X по I тыс. до н.э., полученная в результате исследования намагниченности археологиче-
Таблица
Объект Дата ? А? Вс„ ± ст, мкТл п
1100 100 69.8 ± 5.6 3
850 150 51.8 1
Катунь 1
550 150 77.8 ± 13 2
-550 150 71.3 1
Барун-Хал 50 350 85.2 ± 2.5 4
Курминское 50 350 86.3 ± 1.2 8
озеро
-600 100 87.0 1
-1800 300 48.7 ± 3.7 5
Улан-Хада -2100 100 64.4 ± 7.3 4
-2300 100 45.3 ± 3.9 3
-2600 100 47.0 ± 8.3 7
-125 375 77.7 ± 4.0 3
-750 250 75.1 ± 5.1 3
-1000 500 61.8 ± 6.8 4
-1100 100 79.0 1
-1250 250 57.0 ± 4.3 4
-1600 100 54.8 ± 0.5 2
-1750 250 55.8 ± 7.3 2
-1900 100 40.4 ± 2.6 3
"Казачка" -2350 350 49.8 ± 3.6 7
-3500 750 36.7 ± 1.4 8
-4400 200 39.5 ± 3.0 7
-4700 500 51.9 ± 6.7 5
-5000 200 46.8 ± 3.8 4
-5600 200 57.5 ± 2.2 3
-6100 100 49.6 1
-6300 100 73.1 ± 11.8 3
-9250 250 51.4 ± 4.5 7
Усть-Каренга -10500 300 56.0 ± 5.0 5
ского памятника "Казачка", свидетельствует о том, что во временной интервал УП—ГУ тыс. до н.э. происходило понижение, а с III по I тыс. до н.э. — повышение напряженности поля.
Для временного интервала второй половины Хтыс. до н.э., т.е. по самому древнему обожженному материалу памятника (материалу XIX горизонта) установлено, что изменение напряженности геомагнитного поля лежит в пределах ~39—75 мкТл. Среднее значение напряженности поля в этот временной интервал (51.4 мкТл) несколько ниже современного. Современное значение напряженности поля в районе памятника "Казачка", полученное по результатам исследования намагниченности, созданной в результате обжига трех образцов, изготовленных из
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.