Геосканирование

Археология как наука гуманитарная всегда привлекала к себе на помощь специалистов разного профиля – естественных, технических наук. Одним из таких проявлений было использование достижений в области геофизики. В результате появления приборов, позволяющих проводить исследование строения земли (магнитометры, георадары) археологи начали применять данный метод для выявления погребенных объектов бесконтактными методами.

С 1978 года российскими археологами проводятся исследования на памятниках при помощи магнитометров.

Принцип магниторазведки для поиска погребенных исторических памятников заключается в измерении естественного магнитного поля Земли с очень маленьким шагом и при минимальной высоте расположения датчика. При таких условиях съемки начинает работать необыкновенно чувствительный механизм, а именно, сказывается присутствие в погребенных объектах различного количества магнитных окислов железа.

С 2002 года начинают применять приборы, основанные на методе геомагнитного сканирования.

В мировой практике, уже на протяжении многих лет метод георадиолокации вместе с другими геофизическими методами входит в стандартный комплекс полевых археологических исследований. Традиционные археологические методы не позволяют гарантировать выявление объекта на больших площадях из-за значительных трудозатрат и ограничения по времени. Признанными достоинствами метода георадиолокационного зондирования являются применение неразрушающих, бесконтактных, способов получения информации, высокая технологичность и относительно низкая стоимость работ.

Основным направлением в мировой археологии, сейчас, стало изучение археологических памятников без нарушения их структуры и целостности. Дистанционное изучение археологических структур очень важно, т.к. в ходе раскопок некоторые археологические объекты могут быть безвозвратно утеряны. Георадары в археологии применяются в различных исследованиях – от изучения памятников истории, которые никогда не будут раскопаны до быстрого и дешевого изучения участка для планирования раскопок. Георадарные исследования могут проводиться на любых поверхностях, будь-то чернозем, бетон, керамическая плитка и даже поверхность воды (исследование затопленных объектов).

Особенно актуально применение георадара на археологических объектах, которые находятся в зоне расширения объектов строительства или карьеров. В отличие от традиционных методов разведки и вскрытия, археологические исследования на таких объектах должны быть выполнены в самые короткие сроки. В таких условиях георадарная съемка помогает археологам быстро выполнить исследования и картирование захороненных археологических объектов, которые не проявляются на поверхности земли (остатки фундаментов, распаханные курганы и т.д.).

Георадар предназначен для выявления подповерхностных структурно-вещественных неоднородностей различной природы, обусловленных неравномерным увлажнением отложений, различным составом исследуемых пород, особенностями структуры и текстуры пород (пористостью, слоистостью), неоднородностью отложений или материалов, трещиноватостью и деформированностью среды включением инородных объектов.

Принципом действия георадиолокационного метода малоглубинной геофизики, известного еще как подповерхностная радиолокация или радиолокационное зондирование, является отражение высокочастотного электромагнитного сигнала от границ раздела в верхней части разреза - от стратиграфических границ, уровней водонасыщения, контуров захороненных объектов, фундаментов и т.п.

Интерпретация георадарных данных представляет собой достаточно сложную творческую задачу, поскольку теоретическая база метода и применяемый на стадии интерпретации математический аппарат разработаны слабо. Помимо этого, многие объекты приложения радиолокационного метода - техногенно переработанные разрезы четвертичных отложений, культурные слои, подземные инженерные конструкции, археологические и другие объекты, обычно отличаются сложным и неоднородным строением, содержат множество различных включений и неоднородностей, неравномерно и прерывисто увлажнены, что создает сложную волновую картину на радарограмме и затрудняет сопоставление геофизических аномалий с реальными подповерхностными объектами.

Как и любые геофизические материалы, радиолокационные данные нуждаются в корректной заверке детальной геологической информацией о строении верхней части разреза территории работ (материалами бурения, описаниями шурфов, археологических раскопок). В случае исследования техногенных образований, а также погребенных объектов исторического и культурного наследия, могут быть полезны отчеты по археологическим и реставрационным работам, исторические свидетельства, литературные источники и т.п.

В итоге, целью интерпретации радиолокационных данных является преобразование радарограмм в стратифицированные разрезы отложений, выявление и разделение естественных и техногенных погребенных неоднородностей, сопоставление их с реальными объектами и определение параметров последних (глубины, размеров, степени сохранности и др.).

В 2011 году японскими учеными с института NARA и компанией «Археологическая экспертиза» были проведены геомагнитные исследования на археологических памятниках - могильнике сакского времени Боролдай и средневековом городе Сауран. Для выполнения геомагнитного сканирования был использован георадар GSSI SIR-3000 с антенной частотой 400 и 200 Мгц, позволяющий проводить сканирование на глубину до 5-ти метров.

В результате исследований методом геомагнитного сканирования были получены результаты, позволяющие определить подземные конструкции на археологических памятниках неразрушающими методами. На примере трех типов объектов были выявлены структурные элементы конструкций на глубине от 30 см до 4.5 м. Также данный метод позволил определить как твердые по структуре материалы, такие как камень и жженый кирпич, так и близкие к грунту сырцовые конструкции. Результаты исследований показали перспективность данного метода применительно ко всем типам памятников.

В 2012 году компания Археологическая экспертиза при финансовой поддержке Японского Трастового Фонда и ЮНЕСКО приобретала геомагнитный сканер GSSI SIR-3000 с антенной частотой 270 Мгц, позволяющий проводить сканирование на глубину до 5-ти метров.

Благодаря полученному опыту специалисты компании проводят ряд исследований на памятниках археологии в Жамбылской области. Было проведено сканирование известного некрополя Жетытобе, расположенного вблизи города Тараз. Также геомагнитный сканер был использован в комплексных научно-исследовательских работах при исследовании городища Тараз и применялся в этом проекте в течении всего срока с 2012 по 2015 год.

В результате этих работ был исследованы огромные площади погребенных археологических объектов с целью выявления перспективных участков для раскопок.

Исследования на городище Тараз дали огромный объем информации и подняли уровень специалистов компании на новый уровень. Цитадель древнего города Тараз во время начала исследований находилась на территории действующего центрального рынка, под 50 см толщей асфальтового покрытия и полутораметрового слоя крупной гальки со строительными отходами, выполняющих нивелировочный слой. Все это сильно затрудняло исследования, однако полученные результаты превзошли все ожидания. В результате исследований были выявлены конструкции внутриквартальной застройки, контуры крепостных стен.

Помимо археологической тематики компания использует георадар и для решения других задач. Одним из таких примеров было его применение на мавзолее Ходжа Ахмеда Ясави.

Было проведено сканирование окружающей мавзолей территории, внутренних помещений и перекрытия. Основной задачей при сканировании окружающей территории было выявление водных источников, влияющих на увлажнение стен мавзолея. Целью исследований внутренних помещений мавзолея было выявление стратиграфической ситуации, а также сравнительный анализ данных окружения и внутреннего пространства объекта. Санирование проведено в двух помещениях – Кудукхана и Асхана.

Также проведены исследования на нескольких участках перекрытия с целью выявления дефектов в конструкции, а также возможных областей с повышенной влажностью.

Одним из важных этапов в освоении геомагнитного сканирования были работы на памятниках с сырцовыми конструкциями. По приглашению киргизских археологов и специалистов с университета NARA, Япония, были проведены масштабные исследования по изучению сырцовых конструкций методом геомагнитного сканирования.

В результате проведенных работ было проведено сканирование на семи участках, на территории общей площадью 11 000 м².

Территория сканирования включала в себя жилые кварталы, оборонительные сооружения, загородную застройку, гидротехнические сооружения, а также территорию существующего раскопа.

После этого подобные исследования проводились на различных памятниках на территории Казахстана: городище Кескен-Куюк-кала в Кызылординской области, городище Куюк-мардан в Южно-Казахстанской области, городище Бозок в Астане, курган Кызылкабак в Атырауской области. Все исследования дали положительный результат.

Наиболее масштабным и сложным в исполнении было исследование Боралдайского некрополя, расположенного на территории города Алматы.

Целью работ было проведение археологических научно-исследовательских работ по геосканированию Боралдайского некрополя с целью выявления факта наличия или отсутствия объектов историко-культурного наследия в южной части памятника, площадью 200 гектаров, для ускорения работ по хозяйственному освоению южной части Боралдайского плато и созданию археологического парка на территории некрополя.

В целом компания Археологическая экспертиза является единственной археологической компанией, так широко применяющей метод геомагнитного сканирования в своих научно-исследовательских работах. Накоплен богатейший опыт по работе на различных типах памятников и решения различных задач.

Компания проводит семинары международного уровня по применению новейших методов в археологии таких как геомагнитное сканирование, 3-х мерное сканирование, метод фотограмметрии, применение современных высокоточных геодезических приборов в археологии и т.д.

ССЫЛКИ НА ПРОЕКТЫ

Ходжа Ахмед Ясави	курган Кызылкабак	городище Акбешим	городище Тараз
	Алтын-Алмас	некрополь Боралдай

Боралдай 2015	Боралдай 2017	Боралдай 2018