Индиана Джонс нашего времени
Представляя археолога, многие из нас до сих пор рисуют уже безнадёжно устаревший образ человека в пыльных ботинках и с кисточкой в руках. Но XXI век – время использования в археологии прорывных технологических решений. Разобраться, какие современные инструменты используются до, во время или после раскопок в том числе при изучении исторических памятников на территории нашей области, можно было во время открытой лекции «Археология Смоленской земли через призму высоких технологий. Инструменты, методы, открытия». Спикер – кандидат исторических наук, руководитель археологического отряда музея-заповедника «Гнёздово» Смоленской объединенной экспедиции Василий НОВИКОВ, который приехал в наш город по приглашению Информационного центра по атомной энергии.
Многорукий археолог
– Полевой сезон, работа «с лопатой» – самая маленькая составляющая профессии археолога, – так начал своё выступление Василий Новиков. – Все остальное – это либо подготовка к раскопкам, либо работа по изучению памятников и обобщению материалов, которые во время этих раскопок были найдены. И занимает это значительно больше времени, требует значительно больше усилий. Я часто представляю себе современного археолога как многорукого Шиву: он, конечно, и с лопатой работает, но ещё он немного специалист по физике, химии, почвоведению, немного техник, немного управляет беспилотниками, и так далее. Во всём этом археолог обязан в той или иной степени разбираться, чтобы его исследование было комплексным, объёмным, а полученные выводы – максимально взвешенными.
Существует множество факторов – и природных, и антропогенных, продолжил спикер, которые, к сожалению, могут помешать археологам проводить раскопки. Например, на территории, где тысячу лет назад было поселение, сейчас может находиться непроходимый лес, эти земли могли использоваться для сельскохозяйственной распашки или пострадать во время военных конфликтов. В таких ситуациях на помощь археологам приходят различные современные методы изучения ландшафта.
В целом работу археолога, по словам Василия Новикова, можно разделить на три больших блока:
– разведка, или, другими словами, полевой неинвазивный этап. Здесь могут применяться, в частности, такие методы, как спутниковая съёмка, аэрофотосъёмка, фотограмметрия, воздушное лазерное сканирование;
– раскопки, или полевой инвазивный этап. Здесь речь идёт о наземном лазерном сканировании и топогеодезических работах;
– этап обработки, во время которого используются 3D-визуализация, компьютерная томография, технологии дополненной и виртуальной реальности.
– На каждом из этих этапов используется набор средств, которые его упрощают, но при этом делают наиболее, скажем так, наукоёмким. Наша задача – получить как можно больше информации о том или ином месте, и важно, чтобы эта информация была комплексной, – подчеркнул Новиков.
Между небом и курганами
Даже применение самых простых беспилотников, то есть использование метода аэрофотосъёмки, уверен археолог, даёт учёным возможность абсолютно по-новому посмотреть на исторические памятники, а иногда – даже увидеть их в ретроспективе.
– Интересные результаты можно получить, если сочетать данные современных съёмок с более ранними. Например, в нашем распоряжении есть фотографии Гнёздовских курганов, сделанные с воздуха в сороковых–пятидесятых годах прошлого века. Если сравнивать их с теми кадрами, которые мы получаем сегодня, то можно увидеть динамику изменения исторического ландшафта, обратить внимание на исчезновение или появление новых объектов и так далее, – рассказал Василий Новиков.
С воздуха изучать археологические памятники можно и с помощью тепловизионной съёмки, используя беспилотники со специальными камерами, которые фиксируют тепловое излучение того или иного объекта. Дело в том, что различные фундаменты, каменные блоки, уголь или, например, ямы, в отличие от ровной местности, по-разному отдают тепло в определённое время суток. Таким образом, с помощью тепловизоров можно узнать, что скрыто под землей, не раскапывая её.
Но особое место в «воздушных» методах исследования занимает технология LiDAR – лазерное сканирование. Эксперт уверен, что данный метод – это совершенно новый уровень изучения исторических ландшафтов и других объектов археологии.
Вообще в археологии лазерное сканирование начали использовать с конца 1990-х годов. В настоящее время его применяют гораздо активнее. В качестве примера можно привести крупнейшую лидарную съемку поселений культуры майя в северной части Гватемалы. Работы охватили площадь свыше двухсот тысяч гектаров и позволили получить данные о более чем 61 тысяче объектов VII–IX веков.
– С помощью технологии LiDAR можно быстро произвести очень точные измерения поверхности для построения топографических карт, схем, планов, а также зафиксировать любые изменения ландшафта, даже самые незначительные и невидимые для глаза, – подчеркнул эксперт. – В результате на руках у археологов высокодетализированная цифровая модель местности, отображающая скрытые от невооружённого взгляда различные исторические объекты – курганы, остатки фортификации, фундаменты, разрушенные могильники.
По словам спикера, современные сканеры могут крепиться к самым разным носителям – от самолета до рюкзака пешехода – и за короткое время открыть информацию, веками скрытую от учёных.
– Пример с джунглями Южной Америки – один из самых ярких, потому что там не бывает осени в нашем с вами понимании, не бывает такого периода, когда деревья сбрасывают листву, и нам становится хорошо виден ландшафт. Нет. Там непроходимые джунгли, которые с воздуха в любое время воспринимаются просто как огромный зелёный массив, – констатировал Василий Новиков. – А LidAR позволил его просканировать. Но на самом деле есть много других успешных примеров применения данной технологии.
Так, к слову, в 2016 году был реализован проект по изучению королевских курганов эпохи викингов в Борре (Норвегия, Осло-фьорд). Данные, полученные с помощью воздушного лазерного сканирования, позволили установить местоположение девяти сохранившихся больших курганов (диаметр больше 30 м), двух средних курганов (диаметром 19 и 24 м) и 35 небольших курганов (диаметром менее 13 м). При этом 12 насыпей были выявлены впервые.
– Что касается России, то у нас, конечно, нет джунглей, но хватает других крайне труднодоступных мест: далеко ходить не нужно – в том же Гнёздове есть почти непроходимые леса, которые можно исследовать только с воздуха, – поделился спикер.
Также использование воздушного лазерного сканирования очень полезно и для кадастрового учёта объектов.
– Иногда мы даже не знаем, что в том или ином месте находится какой-то исторический объект. Например, после многолетней распашки территории от кургана мог остаться только небольшой перепад ландшафта высотой пять–шесть сантиметров. Так вот LiDAR обнаружит этот перепад и позволит нам поставить ещё один курган на кадастровый учёт. Не говоря уже о том, что эта технология позволяет нам абсолютно по-новому посмотреть на, казалось бы, уже знакомую территорию.
Ах, как хочется вернуться в городище
Но одно из самых важных открытий, полученных с помощью этой технологии на территории Смоленской области, учёные сделали не в Гнёздове. Речь идёт о фортификационном сооружении на левом берегу Днепра – так называемом «Деревянном городке московитов», который изображён на знаменитой гравюре Гондиуса «План осады Смоленска 1634 года», а на современной карте был впервые зафиксирован А.Н. Лявданским в 1920-х годах.
– Не так давно в наше поле зрения попал интересный объект, который многие знают как «Городок московитов». Сейчас на его месте абсолютно заросшая территория, исследовать которую в настоящее время просто не представляется возможным. Тогда мы решили применить к этой местности технологии LiDAR, и результаты, скажу честно, нас невероятно впечатлили. Сканирование показало великолепно сохранившиеся остатки фортификационного сооружения – крепости-звезды, точь-в-точь как на плане Гондиуса. Мы уверены, это место требует привлечения внимания общественности, а в перспективе – музеефикации.
Применение LiDAR позволило исследовать и памятники более раннего времени, например, раннеславянские городища недалеко от Смоленска.
Одно из них – городище Лубня, расположенное на поросшем еловым лесом мысу берега реки Лубни (левый приток Днепра), известно с 20-х годов ХХ века, но широкомасштабные раскопки здесь до наших дней не проводились. В 2020 году Смоленская экспедиция Института археологии Российской академии наук под руководством Н.А. Кренке заложила на памятнике небольшой разведочный шурф, материалы из которого позволили установить датировку городища по результатам радиоуглеродного анализа: V век.
Это время, когда после распада Римской империи в Западной и Центральной Европе появились так называемые малые варварские королевства – небольшие, недолговечные, но очень активные в военно-политическом отношении образования, основу которых часто составляли собравшиеся вокруг вождя воины-дружинники. Именно из таких «малых королевств» в дальнейшем выросло большинство средневековых государств Западной и Центральной Европы.
Исследования последних десятилетий показывают, что в лесной зоне Восточной Европы происходили похожие процессы. На сегодняшний день на территории западной части Смоленщины и восточных районов Белоруссии известны несколько десятков укреплённых городищ середины – третьей четверти I тысячелетия нашей эры, на которых найдены предметы, связанные с воинской культурой, и клады статусных вещей.
При использовании воздушного лазерного сканирования, а затем и при раскопках на территории городища Лубня археологи нашли следы фортификационных сооружений – рвы, эскарпы, укрепления на валу – и обнаружили множество предметов, раскрывающих детали гибели городища в результате штурма.
Другое из хорошо исследованных верхнеднепровских городищ – Демидовка – расположено в 2,5 километра от Лубни. Раскопки памятника показали, что Демидовка, возможно, была одним из центров власти, местом, где находилась резиденция вождя, окружённого профессиональными воинами. На рубеже V–VI веков она подверглась нападению, была взята штурмом и погибла – следы военного столкновения хорошо видны на археологическом материале.
Исследования прошлого года также позволили получить информацию о том, как были устроены укрепления подобных городищ. Территория с трёх сторон была окружена крутыми склонами оврага, спусками к реке и впадающему в нее ручью. С четвёртой стороны она была защищена двумя рвами и двумя валами, причём один из них загибался и ограждал поселение и вдоль края оврага. В насыпи этого вала археологи обнаружили столбовые ямы, прослойки золы, участки прокалённого грунта. На вершине вала, по-видимому, находилась какая-то деревянная конструкция: стена или тын, которая сгорела, а её остатки сползли на площадку городища.
Археологи-электроразведчики
Когда приходит время учёным «спуститься с небес на землю», очень полезными могут быть и различные геофизические методы, в частности, электроразведка. Так, например, применение подобной технологии на территории Гнёздовского археологического комплекса позволило установить, что для создания курганов использовались два разных вида грунта.
– Из более плотного делалась так называемая «обваловка», которая была призвана сохранять форму насыпи. А потом приносился уже другой грунт, чтобы сделать высокую насыпь, – уточнил археолог. – Для нас стало настоящим сюрпризом, когда мы раскопали один такой курган и обнаружили площадку, которая скрывала под собой остатки культурного слоя более раннего поселения Гнёздово. Если до этого предполагалось, что первые поселения на этой территории появились примерно в седьмом веке, то сейчас анализы показывают, что там находились и гораздо более раннее поселение, чуть ли не первого–второго века ДО нашей эры. Конечно, от этого поселения осталось очень мало – один железный предмет (небольшая стрела) и несколько ям. Но всё равно это настоящий прорыв!
Ещё один передовой метод, который может быть крайне полезен и эффективен, – каппаметрия. Это работа с культурными слоями, которые имеют магнитную восприимчивость.
– Археологи часто работают с магнитными картами, и метод каппаметрии помогает нам лучше в них разобраться. С его помощью мы можем «вырезать» ненужные магнитные диапазоны. Например, у нас есть диапазон, который определяет пахотный горизонт. А есть диапазон, который связан только с ярко выраженным заполнением ям. И мы диапазон с пахотным горизонтом убираем, оставляя только ямы. Очень удобно и эффективно, – заявил Василий Новиков.
Погребальная 3D-модель
Отдельной пласт работы археологов – изучение найденных во время раскопок артефактов. И здесь тоже не обойтись без передовых технологий.
В качестве примера Василий Новиков рассказал, что в Гнёздове на территории новой, Полевой группы курганов была сделана редкая находка – прекрасно сохранившийся горшок «роменского типа». Как оказалось, найденный сосуд использовался в качестве погребальной урны.
Следует напомнить, что новая группа курганов Гнёздова, получившая название Полевой группы, найдена в ходе работ экспедиции 2017–2022 годов. Она находилась в нескольких сотнях метров к северо-востоку от Гнёздовского городища и примыкала к Лесной группе, или же была её частью. По неустановленным пока причинам после 950 года насыпи этих курганов были разрушены жителями древнего Смоленска-Гнёздова (сохранились только ровики курганов и частично сами погребения), а на их месте появились многочисленные постройки, мастерские и усадьбы.
Как рассказал эксперт, в ходе сезона 2022 года в одном из разрушенных в X веке курганов, между двумя выявленными ровиками, при разборе круглой ямы был обнаружен полностью целый лепной горшок «роменского типа». Это высокий лепной горшок-кувшин, являющийся одним из главных археологических маркеров раннеславянской роменской культуры, которая была распространена по левобережью Днепра в VIII–X веках.
Благодаря методу фотограмметрии и цифровой фиксации учёные создали трёхмерную модель этого объекта, которая позволила его детально изучить.
– Если не считать отдельные редкие фрагменты, исчисляемые пальцами одной руки, сосуд, достоверно атрибутируемый как роменский, обнаружен в Гнёздове впервые как минимум за несколько десятилетий, причём сразу в такой выдающейся сохранности, – подчеркнул археолог. – Ещё в ходе полевых работ было высказано предположение, что сосуд представляет собой погребальную урну с остатками погребения по обряду кремации. В ходе разбора сосуда в лаборатории Института археологии Российской академии наук в заполнении сосуда были обнаружены кости мужчины возрастом старше сорока лет. Кости имеют неравномерные следы температурного воздействия, что оставляет возможность для ДНК-исследования и датирования естественно-научными методами. На дне сосуда была обнаружена стрела «гнёздовского» типа. Кроме того, в самой яме при раскопках обнаружены фрагменты гребня.
Стоит отметить, что роменская культура в настоящее время зачастую связывается с северянами – племенным союзом, который был распространен на территориях Черниговской, Сумской, Брянской, Курской и Белгородских областей. Если принять такую версию происхождения сосуда, то находка может служить свидетельством, по меньшей мере, определенных торговых контактов, вместе с которыми сосуд оказался в области расселения кривичского племенного союза.
– Много вопросов вызывает необычное место находки сосуда с погребением, обнаруженного, как было отмечено, на всходе кургана. И эту загадку предстоит решать в ходе дальнейшего анализа всего участка раскопа, – отметил спикер.
Цифровые методы также позволяют сделать артефакты, найденные при раскопках, полноценной частью музейной экспозиции или выставочного пространства: их тактильные копии позволяют погрузиться в прошлое и в прямом смысле прикоснуться к нему.
Томография для меча
В 2017 году в Гнёздовском археологическом комплексе произошла настоящая сенсация – впервые за последние тридцать лет был найден меч, да ещё и в неплохой сохранности. Его удалось извлечь из земли, не потревожив ножен и сохранив деревянную рукоять. Расчистка уникальной находки продолжалась почти сутки, завершали её ночью при свете фонарей – артефакт нельзя было оставлять на открытом воздухе.
Дальнейшая судьба этого меча представляла собой сложную дилемму: такая сохранность ножен для нашего региона – уникальный случай, поэтому разрушать их нельзя, но и клинок тоже требует изучения. Тем более очень интересно было выявить клеймо мастера, сделавшего этот меч. К сожалению, рентгенография не смогла это сделать – проявились только небольшие фрагменты каких-то знаков.
– С помощью компьютерной томографии мы сделали трёхмерную модель меча, после чего смогли выполнить реставрацию клейма, расположенного на лезвии, не затронув зоны, которые выходят за пределы этого клейма, и не повредив никаким образом при этом сам клинок, – поделился Василий Новиков.
VR и AR
В завершение своего выступления Василий Новиков уделил внимание использованию археологами технологий виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR). Он рассказал, что на территории Центрального поселения, Лесной курганной группы и территории музея под открытым небом «Гнёздовское поселение X века» реализуется проект, в рамках которого устанавливаются информационные столбы, где будут размещены специальные маркеры. Используя мобильное приложение для телефона или планшета, можно будет увидеть несколько объектов посредством технологии дополненной реальности, связанных с процессом археологического изучения территории археологического комплекса и варианты реконструкции строений и исторического ландшафта (3D-визуализация).
Елена ВОРОНЦОВА
