Археологи получили в свое распоряжение прибор, который буквально видит скрытые под землей артефакты.
Сотрудники геологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Дмитрий Шишков и Анна Клочко приспособили георадар для археологических изысканий. И тем самым резко ускорили работу археологов.
Как работает георадар
Испускаемый высокочастотный электромагнитный сигнал проходит в почву и отражается от границ, где структура физической среды меняется. Как рассказали геологи корреспонденту Infox.ru, это могут быть естественная пористость и слоистость осадочных пород, трещины, водоносные слои, какие-то геологические объекты. А могут быть и рукотворные: контуры фундаментов домов, дороги или, например, гробницы. Любые неоднородности приводят к аномалиям отражаемого сигнала. Глубина зондирования зависит от характера среды: в песок георадар проникает метров на 20, а в плотный грунт – не более чем на пять. Но для анализа культурного слоя этого вполне достаточно.
Прибор, включающий антенну и компьютерный блок обработки информации, перемещают по земле. Георадар исследует территорию метр за метром, подобно головке сканера. Для геодезической привязки снимаемых объектов используется встроенный GPS.
Но просканировать территорию – это только начало. Самое трудное – правильно оценить георадарные данные, которые, как правило, представляют собой сложную волновую картину. Нужно учесть все геологические особенности данной местности, чтобы отфильтровать геофизические аномалии рукотворного происхождения. Анализом занимаются специальные компьютерные программы, разработанные группой под руководством Шишкова и Клочко. Программы преобразовывают радарограммы в разрезы на разной глубине, отделяют естественные неоднородности от природных. На выходе получаются разноцветные изображения, где одним цветом обозначены области с одинаковой скоростью распространения электромагнитной волны.
Что можно увидеть
Во-первых, с помощью георадара можно локализовать археологический объект по местоположению и глубине. Во-вторых, можно детально описать объект: определить его форму, размеры, степень сохранности. «Наше ноу-хау -- по геофизическим данным построить трехмерную модель археологических объектов», -- объясняет Дмитрий Шишков. На основе георадарных данных можно провести реконструкцию исторической планировки усадеб, городищ и поселений, например, или оборонительных сооружений. А можно оценить состояние и конструкционные особенности подземных частей исторических построек и монументов. Замечательно то, что при исследовании георадарным методом сам объект не разрушается.
«Особенно хорошо диагностируются каменные объекты: кладки, фундаменты, скрытые под землей печи, склепы, – говорит Анна Клочко. – Ведь особенность георадара в том, что он реагирует не только на металл, но и на другие плотные материалы».
«Нас часто спрашивают, почему вы уверены, что за тем или иным изображением на радарограммах стоит археологический объект, -- продолжает Анна Клочко. -- За этим стоит долгий опыт исследований. Мы работали на объектах разных эпох, разного уровня сохранности. Имея базу данных характерных признаков разных объектов, мы можем прогнозировать их нахождение на еще не раскопанных территориях. С другой стороны, мы как геологи хорошо представляем себе строение верхней части земной коры. Любые аномалии, которые не находят геологического объяснения, могут быть потенциальными археологическими объектами».
Открытия геофизиков
Совместно с Институтом археологии РАН геофизики обследовали множество интереснейших объектов культурного и исторического наследия. Например, на Бородинском поле они восстановили внутреннюю структуру вершины курганной высоты, исследовали местоположение братских могил вокруг батареи Раевского и у деревни Семеновское. На территории Троице-Сергиевой лавры с помощью георадара им удалось обнаружить фундамент несохранившегося придела Духовской церкви и колокольню. Вокруг Успенского собора найдены могилы многих политических и религиозных деятелей средневековой Руси. Нашли они и крипту Смоленской церкви.
Кроме того, они обследовали стоянку эпохи палеолита возрастом от 17 до 23 тыс. лет под Зарайском. Это самое северное место обитания человека во времена Валдайского оледенения. Также георадарный метод помог уточнить планировку усадьбы Достоевского «Даровое». На ее территории удалось также найти два захоронения. А в историческом центре Ярославля на глубине в три метра отыскали остатки фундаментов зданий, захоронения и церковь XVII века.
Новый взгляд на Старую Рязань
По словам геологов, одна из наиболее интересных работ последнего полевого сезона -- обследование территории городища Старая Рязань. На этом месте, в 60 км от современной Рязани при впадении речки Серебрянки в Оку, находился один из крупнейших древнерусских городов XII--XIII веков, столица огромного по площади Рязанского великого княжества. Под названием Рязань он впервые упоминается в летописи около 1095 года, а до того здесь было славянское поселение. В домонгольское время Рязань -- процветающий княжеский город, центр ремесел и торговли. В 1237 году ей суждено было первой из русских городов встать на пути орды Батыя. После пяти дней упорного сопротивления город был сожжен дотла, а его жители убиты. Рязань превратилась в мертвый город и уже не могла возродиться. Столицей княжества стал Переяславль-Рязанский, который потом и стали называть Рязанью.
На месте Старой Рязани сокрыто много кладов, поскольку богатые горожане в осажденном городе стремились спрятать ценности. Археологическое изучение городища продолжается уже почти 200 лет, но за все время раскопано всего 6% площади. Огромная, еще не изученная территория, обнесенная крепостными валами, занимает 80 га, и исследовать ее без дистанционного зондирования просто невозможно. Геологи начали здесь работать в прошлом году и продолжили в нынешнем сезоне. За сезон удается просканировать 5 га, так что сейчас обследована примерно одна восьмая часть территории. «Десятиметровые оборонительные валы городища прекрасно сохранились и поражают масштабами и качеством выполненных земляных работ, -- отмечает Дмитрий Шишков. – Культурный слой достигает трех метров и имеет сложную структуру».
При трехмерной реконструкции по результатам георадарного зондирования выявились следы фундаментов домов и дворов, остатки печей, дорога. Но самым примечательным оказалось то, что удалось найти фундамент каменного домонгольского Успенского храма. Археологи уже раскапывали его в 1949 году, но затем координаты храма потерялись. А теперь пробные раскопки подтвердили правоту геофизиков. Так что в следующем сезоне они собираются вернуться в древнерусский город.
