Использование георадара открывает новые возможности в изучении археологических памятников

Ученые Карельского научного центра РАН реализовали новую методику исследования при изучении стоянки Фофаново XIII, которая находится в нижнем течении реки Шуя (Республика Карелия). Это доисторическая мастерская – уникальный, самый масштабный пример интенсивного производства каменных орудий в Северо-Восточной Европе периода энеолита. Здесь производились так называемые русско-карельские рубящие инструменты. Их отличали трапециевидное поперечное сечение и тщательная полировка. Ранее ученые доказали, что в IV–III тысячелетиях до нашей эры эти изделия служили средством обмена: находки встречаются в радиусе двух тысяч километров – от Лапландии до Среднего Поволжья.

– Площадь этого памятника – порядка 40 тысяч квадратных метров, и он насыщен находками: только с 30 квадратных метров мы извлекли свыше 300 тысяч артефактов. Полномасштабные раскопки и всесторонняя документация культурных остатков здесь невозможны физически. При этом получить информацию со всей территории памятника целиком, неразрушающим способом, необходимо, – пояснил руководитель сектора археологии Института языка, литературы и истории Карельского научного центра РАН Алексей Тарасов.

По словам археолога, еще более актуальной задачу делает то, что памятник фактически расположен на территории сельхозугодий. Из-за распашки земель часть древнего культурного слоя разрушается, артефакты перемещаются. Для сохранения информации о структуре памятника в его нынешнем виде и определения наиболее ценных участков для новых раскопок учеными был предложен подход на основе георадарной съемки. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Archaeological Prospection.

– Подход, основанный на привлечении методов геофизики, для археологии традиционный. Однако, как правило, геофизика нацелена на то, чтобы находить крупные структуры, которые спрятаны под землей, но хорошо определяются по данным зондирования. Чаще всего это фундаменты построек, погребальные камеры, подземные ходы. Обычно геофизические методы используют как разводочные, чтобы лучше выбрать место будущих раскопок. Особенность нашей работы в том, что первостепенной была именно исследовательская задача – получить неразрушающим способом информацию о пространственной структуре всего памятника, – отметил Алексей Тарасов.

Отличало задачу от других подобных и то, что памятник насыщен мелкими предметами, среди которых – осколки камня, глиняные черепки, кости. Опыт изучения подобных объектов представлен достаточно ограниченно.

– Наиболее яркие примеры использования методов геофизики в археологии приводились для исторических периодов с развитой материальной культурой. Находили, например, погребенные фундаменты римских вилл – подобные крупные объекты с четкой геометрией хорошо проявляются в геофизических полях, что позволяет картировать их с высокой детальностью. Но более ранние периоды, где материальная культура имела другое выражение, для геофизического изучения сложнее. В распределении их объектов нечеткой геометрии, и трудно понять, искусственные они или естественные, – рассказал заведующий лабораторией геофизики Института геологии КарНЦ РАН Павел Рязанцев.

Учитывая размеры основных артефактов, исследователи использовали георадарную антенну с рабочей частотой 1700 мГц – это в несколько раз выше частот зондирования, используемых обычно при археологических исследованиях.

Прежде чем производить зондирование в полевых условиях, ученые провели имитационное моделирование. Для этого ячейку заполнили песком из отложений реки Шуя, в который поместили археологические находки – отщепы и обломки каменных орудий, найденные на стоянке-мастерской Фофаново XIII ранее. Такой подход обеспечил высокое подобие лабораторной модели реальной ситуации.

В ходе работ на местности специалисты расположили георадарные профили на территории стоянки площадью 2,2 тысячи квадратных метров по сетке с интервалом в 1 метр и прозондировали грунты на глубину до 73 см. В результате они определили плотные скопления погребенных объектов. Чтобы проверить, действительно ли обнаруженные скопления – это артефакты, связанные с производством каменных орудий, а не природные неоднородности вроде гальки и гравия, ученые провели в 19 точках отбор проб грунта с помощью бура. Для каждого из извлечённых образцов было подсчитано количество содержавшихся в них находок – преимущественно наиболее мелких, менее 1 см, отходов от изготовления каменных орудий. Полученные данные о плотности содержания находок в кернах совпали с показаниями георадара. В результате работа подтвердила исключительную насыщенность культурного слоя мастерской Фофаново XIII отходами каменного производства.

Таким образом, ученые показали: с помощью геофизического метода можно проводить не только археологическую разведку и находить массивные объекты, но и определять скопления мелких артефактов и устанавливать пространственную структуру памятников.

Ещё одним интересным результатом проведённого исследования является обнаружение палеоберега реки Шуя. Это важно для палеогеографической реконструкции и установления взаимосвязи археологического памятника с существовавшим в то время ландшафтом.

Исследование имеет важное методологические значение. При этом ученые подчеркивают: на эффективность геофизических изысканий влияют разные природные факторы, в том числе состав грунтов, их влажность и другие. Поэтому необходимо проводить подобные исследования на разных археологических объектах и в различных природных условиях, чтобы определять возможности и ограничения метода.

Фото из архива авторов исследования

Информация и фото предоставлены Службой научных коммуникаций КарНЦ РАН