Неразрушающие (неинтрузивные) методы

 

Каждый археолог мечтает о таком исследовании памятников, при котором не нужно было бы вести раскопки. Некоторые методы подповерхностного тестирования очень просты, но по большей части дороги, и для некоторых требуется очень много времени. Многие из самых сложных и современных методик первоначально разрабатывались для нужд нефтяной и геологической разведок (Кларк — A. Clark, 1997; Хестер и другие — Hester and others, 1997; Уэймаут — Weymouth, 1986). Иногда эти методы могут сэкономить недели дорогостоящих раскопок и иногда помогают сформулировать точный план исследований до того, как начинаются раскопки.

Простукивание. При этом низкотехнологическом немеханическом методе поверхность памятника выстукивается тяжелым пестиком. Земля резонирует по-разному, настолько по-разному, что тренированное ухо может уловить отчетливый звук от находящихся под землей траншеи или каменной стены. Это скорее искусство, чем геофизический метод, но он работает, если есть опыт. В частности, такие признаки, как подземные стены, можно идентифицировать подобным образом.

Поиск методом электрического сопротивления. Электрическое сопротивление почвы дает ключи при поиске признаков подземных памятников (Карр — Carr, 1982; Лейте — Leute, 1987). Почвы по-разному проводят электричество, главным образом вследствие разной влажности и разного содержания минеральных солей. Глинистые почвы, например, обладают самым низким сопротивлением, а у песчаных оно намного больше. С помощью специального счетчика измеряются колебания электрического сопротивления почвы. Каменные стены или тротуары сохраняют меньше влаги, чем глубокая яма, заполненная рыхлой землей, или большая заиленная траншея. Эти различия можно точно замерить, и тогда методом систематического измерения электрического сопротивления можно обнаружить потревоженную почву, каменные стены или другие подземные признаки. При таком исследовании требуются только специальный счетчик, к которому подсоединяются четыре-пять датчиков. Эта сеть устанавливается на памятнике, и показания, считывающиеся с датчиков, выводятся в виде графиков. Они показывают области с разным сопротивлением и наличие признаков, таких как траншеи или стены (см. рис. 8.14). Этот метод использовался, например, для идентификации памятников Вудлэнд и Гоуорд-Нельсон на юго-западе Пенсильвании (Эдовейжо и Карлисль — Adovasio and Carlisle, 1988; см. также главу 18).

Магнитометрическая съемка. Колебания магнитного поля используются при поиске находящихся под землей признаков, таких как предметы из железа, печи из обожженной глины, печи для обжига глины, очаги и ямы, заполненные мусором или мягкой почвой (Лейте — Leute, 1987). Этот принцип очень прост: для идентификации археологических признаков используются незначительные изменения магнитных полей материалов, находящихся под землей. Скалы, валуны и почва могут намагничиваться, если в них присутствует оксид железа. Если любой кусок глины нагреть до 700 °C и затем охладить, то он немного намагнитится. Когда замеряется остаточный магнетизм обожженной глины или другого материала, то показания будут отличаться от обычного магнитного поля непотревоженных почв земли.

Наиболее часто для обнаружения археологических объектов используется протонный магнитометр. Памятник делят на участки площадью 15 квадратных метров, которые делят далее на квадраты площадью 1,5 квадратных метра. Измерения проводят с помощью прибора, к которому подсоединены две маленькие бутылочки с водой или спиртом, помещенные внутрь электрических катушек. Интенсивность магнитного излучения измеряется посредством регистрации состояния протонов водорода содержимого бутылок. Магнитометр усиливает слабые сигналы, поступающие от электрических катушек. Объекты памятника обнаруживаются посредством замеров магнитного поля через короткие расстояния в тех местах, где были отмечены аномалии в показаниях магнитометра. Компьютер записывает показания и выводит их на дисплей, телевизионный экран или распечатывает их. Современное программное обеспечение позволяет оператору отделить изменения магнитного поля почвы, не имеющие отношения к археологии. Магнитометрическая съемка успешно применялась для обнаружения траншей, стен и других отдельно стоящих признаков посередине больших фортов, площадей, где сплошные раскопки были бы очевидно неэкономичными. Этот метод широко использовался в Европе и на пирамидах ольмеков в Ла-Венте в Мексике. Однако при этом методе возможны погрешности вследствие помех, вызываемых современными устройствами, такие как железнодорожные электролинии, силовые кабели и электрическая проволока на заборах.

Радарное зондирование почвы. Магнитометрическая съемка и поиск методом электрического сопротивления не являются точными. В последние годы ведущее место в качестве главного инструмента неразрушающей (неинтрузивной) археологии и особенно в управлении культурными ресурсами занял радар, волны которого способны проникать в почвы. Такой радар посылает электрические импульсы и улавливает волны, отраженные подземным объектом. Скорость волн радара зависит от электрических и магнитных свойств почв, через которые они проходят. Когда известны время прохождения импульсов и скорость сигнала, то тогда можно точно измерить глубину, на которой находится объект.

Первые радары были очень громоздкими, но они стали намного легче, его блоки можно поместить в несколько рюкзаков и доставить в отдаленные места. Большинство таких систем может питаться от автомобильных аккумуляторов или переносных генераторов. Некоторые устройства последних поколений питаются даже от обычных батареек. Эти же аппараты позволяют производить компьютерную обработку данных сразу же в поле. Хотя многое зависит от минералогии и влажности почвы, современные компьютерные инструменты позволяют производить радарное зондирование даже в неблагоприятных условиях.

При работе радара оператор ведет антенну вдоль поверхности. Двухмерные профили большого количества отражений создают профили подземной стратиграфии и археологических признаков. Данные получаются в виде поперечных разрезов по сетке памятника; отражения затем коррелируются, обрабатываются и далее получаются трехмерные изображения подземных объектов и их стратиграфия (прекрасное обсуждение см. у Конойерса и Гудмэна — Conyers and Goodman, 1997). Радары позволяли рассмотреть ямы диаметром 30 см и глубиной 10 см. Можно с его помощью находить и отдельные металлические предметы. У этого метода большое будущее.