 |
Геофизические исследования на селитренном городище
|
|
|
|
Селитренное городище – остатки золотоордынской столицы города Сарай исследуется на протяжении нескольких десятилетий. Основная методика, применяемая на памятнике и ранее и в настоящее время – археологические раскопки.
В 1979 г. Г.А. Фёдоровым-Давыдовым был впервые применен иной метод исследования городища – аэрофотосъемка. После дешифрования аэроснимков, которое произвел начальник спецотряда аэрометодов К.В. Шишкин, археологи получили план центральной и северо-западной части золотоордынской столицы. На этом плане вполне отчетливо показаны кварталы с мелкой жилой застройкой и очень крупные архитектурные сооружения. Более тонкой детализации конструкций, существовавшие на тот период научные технологии, дать не могли.
В настоящее время появились новые геофизические методы исследования археологических памятников, которые были применены нами в полевом сезоне 2009 г. Работы проводились на двух участках Селитренного городища – «черепяном поле» и бугре Песчаный (Ханский). Для получения физических наблюдений величин магнитного поля, картирования распределения и локализации аномалий магнитного поля земли, связанные с археологическими объектами; получения послойных отображений археологических объектов были проведены площадные магниторазведочные и георадарные работы.
Для магнитометрического исследования применялся процессорный оверхаузеровский датчик POS-2 в его градиентометрической (двухканальной) модификации. Датчик предназначен для измерения модуля индукции магнитного поля Земли в диапазоне 20000-100000 нТл.
Проводилось измерение градиента магнитного поля земли на участках исследования. Измеряемая величина – вертикальный градиент магнитного поля Земли, т.е. разница значений магнитного поля Земли, измеренных одновременно (синхронно) по верхнему и нижнему датчикам и деленная на расстояние между датчиками над предполагаемым объектом. Методика исследования: непрерывная съемка, время каждого физического наблюдения - 1\2 сек., это позволило получать значения градиента магнитного поля, с точностью +\- 0,2 нТл/2м; поточечная съемка, время каждого физического наблюдения - 3 сек., это позволило получать значения градиента магнитного поля, с точностью +\- 0,02 нТл/2м. Внутри участков профили располагаются на расстоянии от 0,5м до 1м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения – не более 0,5м). Полученные данные обработаны при помощи специализированных программ.
|
|
|
Для георадиолокационной съемки применялся георадар ГЕОРАД-2 с антенной 500 МГц. Антенна 500МГц – позволяет выявлять неоднородности в подповерхностном слое на глубину до 2,5м (данные для сухого песка), с разрешающей способностью от 0,2м. Использование механического датчика расстояния позволяет привязывать данные, полученные с радарограмм к участку исследования с точностью до 0,1м.
Принцип работы комплекса состоит в излучении и последующем приеме отраженной электромагнитной волны. Радар фиксирует разницу диэлектрической проницаемости под поверхностью исследования, связанных с природным (промоины, лощины, овраги, погребенные каменные осыпи и т.п.), а также антропогенным воздействием (остатки конструкций и сооружений), и позволяет локализовать их.
Методика исследования – непрерывная съемка параллельными профилями проходов через 0,5м. Полученные данные обрабатываются при помощи компьютера, что позволяет получать послойные планы участка радарного исследования и отображение в волновом виде стратиграфического разреза участка памятника по профилю прохода георадара (радарограмма).
|
|
|
Черепяное поле (рис.1). Магнитометрией исследовалась площадь - 195 кв. м. Задачей исследования участка было получение тестовых геофизических измерений на остатках топочной части горна, попытка выявить не читаемые с поверхности элементы этого объекта.
Магнитосъемка проводилась параллельными профилями, направлением В – З, начиная с Ю\В угла участка. Расстояние между профилями – 0,5м, фиксация значений магнитного поля по профилю проводилась ч\з 0,5м, использовался поточечный режим съемки, со временем каждого отдельного измерения – 3сек. Конфигурация магнитометра: расстояние между датчиками градиентометра 1 м и расстояние от поверхности исследования до нижнего датчика 0,8 м. Это позволило проводить физические наблюдения с точностью +\- - 0,2 нТл\1м. Было произведено 837 физических наблюдений. По итогу исследования участка № 1 построено распределение градиента магнитного поля участков исследования в цвете (в черно белом варианте) без фильтрации \ с фильтрацией значений магнитного поля в нескольких вариантах.
Георадаром исследовалась площадь размерами 13 х 8 м, вписанная в участок магнитометрических исследований. Первый профиль начинается с Ю\З угла участка, направлением Ю -С. Профили проходов георадара располагались ч\з 0,5 м, 16 радарограмм по 13 м. Площадь участка – 104 кв. м. Георадарная съемка была продублирована дважды.
Анализ полученных георадарных данных и сравнение их с результатами магнитометрии позволяет сделать несколько выводов:
- на вариантах послойных планов присутствуют аномалии, которые могут быть отождествлены с конструктивными элементами самой топочной части горна;
- анализ послойный планов позволяют говорить об достаточно четкой и повторяемой вглубь аномалии, возможно подпрямоугольной формы, которая фиксируется, своим северо-восточным углом на участке георадарного исследования, с ориентировкой северо-запад – юго-восток;
Общий вывод: применяя магнитометрию (градиентометр с разнесением датчиков на 1 м и высотой нижнего датчика 0,8м от поверхности объекта намагниченности), фиксируется как сам тип объекта (горны, печи и т.д.), так и частично его внутренняя структура. Георадар на данном этапе исследования не смог зафиксировать топочную часть горна в своих истинных границах, не смотря на это, фиксируется северо-восточный угол подпрямоугольной аномалии, интерпретация которой на данный момент затруднена. Дальнейшие исследования, как с применением других методик, так и, в первую очередь археологические, позволят уточнить интерпретацию данных геофизики.
|
|
|
Бугор Песчаный (Ханский). Впервые исследования на этом бугре проводились Булатовым Н.М. в 1994 г. В разведочном шурфе им была обнаружена вымостка из обожженного кирпича. Работы на Песчаном бугре были продолжены в 1998 г. Голодом А.А., в раскопе которого были также вскрыты кирпичные вымостки (см. статью А.А. Голода в настоящем сборнике). В 1979 г. во время аэрофотофиксации памятника бугор Песчаный также попал в поле зрения исследователей (рис.2).
Задачей геофизического исследования в данном месте была попытка выявить контуры остатков сооружения, которые находятся на вершине бугра «Песчаный (Ханский)» и по возможности его отдельных элементов. Исследования проводились на площади - 5000 кв. м.
На поверхности участков исследования наблюдается большое количество обломков обожженного кирпича. Физические наблюдения проводились параллельными профилями, направлением В – З, начиная с Ю\В угла каждого участка. Расстояние между профилями - 1м, физические. наблюдения проводились в непрерывном режиме съемки, со временем каждого отдельного измерения – 1\2сек, на участках № 1, № 2 применялось расстояние между датчиками градиентометра 2 м и расстояние от поверхности исследования до нижнего датчика 0,3 м. Это позволило проводить физ. наблюдения с точностью +\- - 0,2 нТл\2м. Произведено 9645 физических наблюдений. В последующем проведены повторные измерения на участке № 2.1. Изменилась конфигурация комплекса градинтометра. Расстояние между датчиками 1м и расстояние от дневной поверхности до нижнего датчика 0,8м. Точность наблюдений в пределах +\- - 0,2 нТл\1м. Произведено 4992 физических наблюдений.
По итогу исследования участков № 1, № 2 построено распределение градиента магнитного поля участков исследования в цвете (в черно белом варианте) без фильтрации \ с фильтрацией значений магнитного поля в нескольких вариантах. Большое количество мелких и ярких аномалий от фрагментов обожженного кирпича в под поверхностном слое сильно искажают общие границы остатков сооружения.
|
|
|
Изменение конфигурации датчиков градиентометра и увеличение расстояния от нижнего датчика до поверхности участка исследования позволило получить более четкую картину распределения градиента магнитного поля и не засвечивать картину множеством мелких, ярких, но не информативных аномалий.
Анализ и сравнение полученных данных позволяет сделать несколько выводов:
- выявленный контур предполагаемого сооружения читается слабо. Внутренняя структура предполагаемого сооружения читаема плохо. Одним из возможных объяснений – разбор и вывоз кирпича стен для повторного использования, а следовательно и отсутствие крупных фрагментов стен в подповерхностном слое. Так как исследования проводились без вмешательства в культурный слой на этих участках, пока можно только предполагать о величине культурного слоя над остатками сооружения (от 0,5 до 1 м - предположительно). Большое расстояние от намагниченного объекта (кирпичной кладки) до датчиков градиентометра, а так же большое количество фрагментов обожженного кирпича в подповерхностном слое, дающие мелкие, но сильные аномалии, может сильно ослаблять и искажать общие границы остатков сооружения.
- на участках исследования присутствуют несколько сильных аномалий. Одна из них расположена в районе северо-восточного угла участка № 2, № 2.1, другая, практически по центру на границе первого и второго участка. По аналогии с результатами тестовых измерений горна, а так же с расположением самих аномалий (прилегающих к северо-восточной границе предполагаемого сооружения), можно обоснованно предполагать, наличие печей или других объектов с мощным прокалом, предположительными размерами 2 х 3 м.
Общий вывод: совокупность данных по рельефу участков, данных магнитометрии можно уверенно предполагать о наличие на бугре «Песчаный (Ханский)» остатков сооружения ориентированного север-озапад – юго-восток в оконтуренных границах (рис.3). К северо-восточной границе предполагаемого сооружения примыкают две аномалии (предположительно остатки печей). Дальнейшие исследования, как с применением других методик, так и, в первую очередь археологических, позволят уточнить расшифровку данных геофизики.
Полученные результаты показали, что продолжение исследований геофизическими методами – целесообразно и перспективно. Селитренное городище имеет в своем наличии: остатки каменных конструкций, прокаленного грунта, с аномалиями магнитного поля, в местах очагов, остатков печей, сгоревших жилищ, как наземного, так углубленного типа. В перспективе, это позволит фиксировать и локализовывать такого рода объекты на принципиально большей площади без применения археологических методов.
|
|
|
Рис.1. Селитренное городище, «черепяное поле». Данные магнитометрии.
Рис.2. Селитренное городище, бугор Песчаный (Ханский). Фрагмент дешифровки аэрофотосъемки 1979 г.
Рис.3. Селитренное городище, бугор Песчаный (Ханский). Данные магнитометрии.
Рис.4. Селитренное городище, бугор Песчаный (Ханский). Выявленное сооружение.
С.Ю.Скисов
Астраханский художественный фонд
|
|
|
