Оценка мощности и структуры культурного слоя поселений по результатам геофизических исследований (городище Иднакар, IX-XIII вв.)

И.В. Журбин

Физико-технический институт Уральского Отделения РАН

 

Одним из возможных направлений применения геофизических методов при исследовании археологических памятников является оценка мощности и стратиграфии культурного слоя. При изучении поселения эта информация может быть использована для восстановления последовательности освоения его территории и конфигурации памятника на различных этапах его существования. Такие реконструкции основаны на предположении, что мощность культурных напластований пропорциональна продолжительности использования участка древним населением. Следовательно, оценив характер изменения мощности культурного слоя на территории поселения, можно прогнозировать последовательность его формирования. Безусловно, мощность напластований является лишь одним из признаков, позволяющих оценить этапы функционирования памятника. Очевидно, что толщина культурного слоя определяется не только продолжительностью использования территории, но и интенсивностью и направленностью хозяйственной и производственной деятельности населения. Кроме того, мощность культурных напластований, которая фиксируется в настоящее время, могла измениться за счет поздних природных, техногенных и антропогенных воздействий. Следовательно, реконструкция конфигурации поселения, основанная только на геофизических данных о мощности и структуре культурного слоя, носит оценочный характер.

Экспериментальные исследования, направленные на изучение мощности и структуры культурных напластований, проводились в 2006 году на территории средневекового городища Иднакар. Памятник исследуется археологической экспедицией Удмуртского института истории, языка и литературы УрО РАН под руководством д.и.н., профессора М.Г. Ивановой [Иванова, 1998]. Городище было основано во второй половине IX в. На заключительном этапе его существования, в XIII в., общая площадь поселения составляла 40 тыс. кв. м. Ввиду того, что Иднакар функционировал и развивался на протяжении четырех веков, площадка поселения постоянно расширялась. Признаком этого является наличие трех разновременных линий оборонительных сооружений, выявленных на памятнике - внутренней, средней и внешней (рис. 1). Анализ стратиграфии оборонительных сооружений показывает, что не позднее ХI в. внутренний вал утратил свое значение, верхняя часть его была срыта[1]. В результате территориальных изменений могла меняться общая планировка городища и расположение участков, связанных с различными направлениями производственной и хозяйственной деятельности его жителей. Очевидно, что в течение этого времени многократно перестраивались и деревянные сооружения Иднакара, могла изменяться их форма, ориентация и функции. Исходя из этого, каждая из структурных частей городища может рассматриваться как самостоятельный объект исследований. При этом комплексный анализ данных об особенностях формирования каждой части поселения позволит сформулировать концепцию развития городища в целом.

Не менее важным фактором, необходимым для успешной апробации методики геофизических измерений и оценки достоверности интерпретации их результатов, являются данные археологических раскопок. В настоящее время на территории Иднакара вскрыто более 9 тыс. кв. м площади, выявлен характер слоя, установлены принципы планировки и некоторые особенности возведения укреплений, изучены десятки жилых, производственных и хозяйственных сооружений. Раскопки проведены на всех структурных частях городища - на внутренней и средней части (раскопы I, II и VI), на раскопе III, расположенном на участке между средним и внешним валами (рис. 1). Особое внимание было уделено оборонительным сооружениям. При этом были изучены все линии укреплений - внутренняя (раскоп I - 1993 г.), средняя (траншея - 1988 г., раскопы IV и V), а также внешняя (траншея 1992 г., раскоп VIII - 2004 г.). С 1992 г. параллельно с археологическими раскопками проводились геофизические измерения на неисследованной части площадки городища (рис. 1). По результатам электрометрических исследований была построена карта расположения археологических объектов, определяющих структуру и планировку городища - оборонительные сооружения, глинобитные площадки построек и ямы [Иванова, Журбин, 2006]. Интерпретация выявленных аномалий основана на сравнении результатов археологических раскопок с данными геофизических исследований (раскопки 1993, 1999, 2002-2004 гг.). На этапе апробации итоги перечисленных археологических и геофизических исследований необходимы для оценки достоверности полученных результатов.

Оценка мощности и структуры культурного слоя городища Иднакар: основные подходы. Программа экспериментальных исследований учитывает особенности формирования Иднакара, а также возможность использования массива проверочных данных. Планируется проведение геофизических измерений по системе профилей, направленных вдоль и поперек площадки городища[2]. Поперечные профили (направление север-юг) пересекают неисследованные раскопками участки на всех структурных частях городища. Продольные профили, направленные от мысовой к напольной части площадки, пересекают центральный и внешний участки городища в направлении запад-восток.

При выборе расположения профилей учитывались два основных условия. Во-первых, возможность проверки результатов геофизических измерений данными археологических раскопок. Например, профиль 1 пересекает раскоп 1993 г., профиль 2 - траншею 1992 г. и раскоп 2004 г. (рис. 1). Выполнение этого условия необходимо для оценки достоверности результатов геофизических исследований и корректировки методики измерений. Во-вторых, профили должны располагаться на участках городища, на которых не проводились широкомасштабные археологические раскопки. Предполагается, что геофизические разрезы дополнят данные археологических раскопок. Это позволит выявить изменение мощности культурного слоя в целом, оценить структуру и стратиграфию напластований на поселении. Таким образом, объединение информации геофизических измерений и многолетних археологических раскопок может быть использовано для восстановления последовательности освоения площадки Иднакара и формы городища на различных этапах его существования.

Методика геофизических измерений. При проведении измерений по профилям 1 и 2 использовалась электротомография - методика электроразведки, позволяющая изучать стратиграфию культурного слоя. Эта технология полевых наблюдений, обработки и интерпретации, нацеленная на количественную двумерную интерпретацию геофизических данных [Бобачев и др., 1996; Dahlin, 2001; Griffiths, Barker, 1993]. Результатом обработки является геоэлектрический разрез - карта возможного распределения удельного сопротивления в вертикальной плоскости, расположенной вдоль выбранного профиля. Очевидно, что, с точки зрения представления информации, наблюдается прямая аналогия со стратиграфическим разрезом вдоль бровки археологического раскопа. Необходимо отметить, что из-за принципиальной неоднозначности геофизической интерпретации полученные разрезы следует оценивать как вероятный вариант. Эффективность использования этой методики измерений была показана при восстановлении пространственных характеристик внутренней линии оборонительных сооружений городища Иднакар [Журбин и др., 2006]. Таким образом, методика электротомографии может быть использована для оценки мощности культурных напластований и реконструкции их структуры.

Основные результаты исследований. Экспериментальные исследования, связанные с апробацией геофизической методики оценки мощности и структуры культурного слоя поселений проводились по двум поперечным профилям - профили 1 и 2 (рис. 1). Профиль 1 расположен вдоль внешней границы внутреннего вала городища, пересекает раскоп 1993 г. Необходимо отметить, что на данном участке городища проводились планиграфические геофизические исследования, которые позволили восстановить расположение и контуры внутреннего оборонительного вала и ряда объектов планировки городища (рис. 2). Таким образом, существующий массив проверочных археологических и геофизических данных достаточен для оценки достоверности интерпретации.

Раскоп 1993 г. однозначно выявляется на геоэлектрическом разрезе по профилю 1 как участок с существенно неоднородной структурой в диапазоне 54,0-72,0 м от начала профиля (рис. 3). При этом уровень залегания материкового слоя, фиксируемый по геофизическим данным, хорошо согласуется с результатами археологических раскопок - 1,3 м на южной границе раскопа и 1,4 на северной [Иванова, 1994].

Кроме того, на разрезе профиля 1 фиксируются и другие особенности культурного слоя городища. По результатам планиграфических геофизических измерений участок профиля между квадратами Ф24 и Ф29 проходит над основанием вала (рис. 2). При этом выявляется локальное изменение внешней границы вала на границе квадратов Ф27 и Х27. Эти особенности, зафиксированные при планиграфических исследованиях, подтверждаются и на геоэлектрическом разрезе профиля 1 - существенное уменьшение мощности культурного слоя в диапазоне 72,0-90,5 м от начала профиля и локальное увеличение его мощности в диапазоне 81,0-84,0 м, что соответствует границе квадратов Ф27-Х27 (рис. 3). Вероятно, искажение внешней границы внутреннего вала, выявленное при планиграфических и стратиграфических геофизических исследованиях, вызвано поздней врезкой в массив основания вала. Аналогичная врезка, в которой располагался очаг, зафиксирована при раскопках 1993 г. [Иванова, 1994].

Мощность культурного слоя на южном участке профиля 1 (диапазон 6,0-54,0 м) значительно больше, чем в его северной части. Вероятно, данная особенность связана с тем, что этот фрагмент профиля проходит над внутренним оборонительным валом. Данное предположение подтверждается результатами планиграфических геофизических измерений (рис. 2). Геометрические характеристики рва хорошо согласуются с данными археологических раскопок. По результатам исследований 1993 г. ров углублен в материк на 1,5-1,6 м [Иванова, 1998. С. 22].

Кроме того, в диапазоне 22,0-28,0 м выявлена достаточно однородная по структуре область грунта, расположенная в верхней части геоэлектрического разреза. Предположительно этот объект может соответствовать глинобитной площадке - основанию позднего сооружения. Исследования М.Г. Ивановой показали, что в XI в., после того как была срыта верхняя часть внутреннего вала, в заполнении рва разместились производственные сооружения [Иванова, 1999. С. 107-108]. Дополнительным аргументом в пользу данного предположения является то, что при планиграфических измерениях в квадратах Ф7-Ф8 зафиксирована локальная аномалия, уровень сопротивления которой соответствует сопротивлению глинобитной площадки сооружения. Профиль 1 пересекает данную аномалию именно в диапазоне 22,0-28,0 м.

Профиль 2 расположен с внутренней стороны внешнего оборонительного вала и пересекает траншею 1992 г. и раскоп 2004 г. Раскопы однозначно выявляются на геоэлектрическом разрезе как участки с существенно неоднородной структурой - диапазон 74,0-80,0 м соответствует раскопу 2004 г., а диапазон 95,0-98,0 м соответствует траншее 1992 г. (рис. 4). Уровень залегания материкового слоя, фиксируемый по геофизическим данным, также хорошо соотносится с результатами археологических раскопок. На раскопе 2004 г. - 1,9 м на южной границе раскопа и 1,0 м на северной [Иванова, 2005]; в траншее 1992 г. - 1,2 м на северной границе [Иванова, 1993]. Кроме того, на профиле 2 контрастно выявляется современная дорога с гравийным покрытием (диапазон 15,0-18,0 м). В целом на обоих поперечных профилях наблюдается одинаковая закономерность в распределении культурного слоя - большая мощность и существенная неоднородность структуры в центральной части площадки.

Таким образом, экспериментальные исследования, проведенные на городище Иднакар, показали, что мощность и структура культурного слоя поселений может быть оценена при геофизических измерениях. В дальнейшем планируется расширение исследований в этом направлении и проведение дополнительных измерений по системе продольных и поперечных профилей, что позволит реконструировать характер и интенсивность использования площадки городища в целом (рис. 1). Очевидно, что для уточнения и обоснованного выявления этапов развития археологического памятника, необходимы раскопки. Применение геофизики позволяет сформулировать лишь предварительную гипотезу о последовательности освоения территории поселения. Тем не менее, анализ результатов измерений дает возможность определить наиболее информативные участки для археологических исследований, ориентированных на решение указанной задачи.

 

Примечания

[1] В настоящее время внутренний оборонительный вал визуально не фиксируется, контур сохранившегося основания вала восстановлен по результатам геофизических исследований [Иванова и др., 1998]. назад

[2] Расположение профилей показано на рис. 1. Красным цветом обозначены профили, по которым проведены измерения в 2006 г. (профиль 1 и профиль 2), а зеленым цветом - профили, по которым планируется проведение измерений в 2007 г. назад

Литература

Бобачев А.А., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А., 1996. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред // Разведочная геофизика. Вып. 2. М. назад

Журбин И.В., Бобачев А.А., Зверев В.П., 2006. Пространственная реконструкция структуры культурного слоя археологических памятников на основе геофизических измерений (городище Иднакар, IX-XIII вв.) // Археология и геоинформатика. [Электрон. ресурс]. Вып. 3. М. (CD-ROM.) назад

Иванова М.Г., 1993. Отчет о раскопках Солдырьского городища Иднакар в Глазоском районе Удмуртской республики в 1992. Ижевск. РФ, оп. 2-Н, д. 1113. назад

Иванова М.Г., 1994. Отчет о раскопках Солдырьского городища Иднакар в Глазоском районе Удмуртской республики в 1993. Ижевск. РФ, оп. 2-Н, д. 1117. назад

Иванова М.Г., 1998. Иднакар: Древнеудмуртское городище IX - XIII вв. Ижевск. назад

Иванова М.Г., 1999. Древнеудмуртское городище Иднакар: некоторые итоги и перспективы исследований // Новые исследования по средневековой археологии Поволжья и Приуралья: Материалы Международного полевого симпозиума. Ижевск. назад

Иванова М.Г., 2005. Отчет об исследованиях на городище Иднакар, Солдырьском III селище и Качкашурском могильнике в Глазовском районе Удмуртской республики в 2004. Ижевск. РФ, оп. 2-Н, д. 1311, т. 1. назад

Иванова М.Г., Журбин И.В., 2006. Опыт междисциплинарных исследований древнеудмуртского городища Иднакар IX-XIII вв. // Археология, этнография и антропология Евразии. № 2(26). назад

Иванова М.Г., Журбин И.В., Зелинский А.В., 1998. Исследование планировки городища Иднакар методом электрометрии (1991-1997 гг.) // Естественно-научные методы в полевой археологии. Вып. 2. М. назад

Dahlin T., 2001. The development of DC resistivity imaging techniques // Computers & Geosciences. Vol. 27. назад

Griffiths D.H., Barker R.D., 1993. Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology // Journal of Apply Geophysics. Vol. 29. назад