Предварительные результаты применения магнитометрии на памятниках поселенческого типа на примере геофизического исследования поселения "Раздолье II"

В.Г. Бездудный (1), О.А. Радюш (2)

1) РРОО "Донское Археологическое Общество"

2) Институт археологии РАН

В течение полевого сезона 2009 года В.Г. Бездудным были проведены научно-исследовательские геофизические (магнитометрические, георадарные) работы на территории поселения "Раздолье II", расположенного в Фатежском районе Курской области. Задача исследования - получение физических наблюдений величин магнитного поля, картирование распределение и локализация аномалий магнитного поля Земли, связанных с археологическими объектами. Для решения этой задачи проведены площадные магниторазведочные работы.

Методика исследования. Для магнитометрического исследования применялся процессорный оверхаузеровский датчик POS-2 в его градиентометрической (двухканальной) модификации. Подобный датчик является бесклавиатурным управляемым по порту прецизионным измерительным прибором циклического типа, основанным на принципе динамической поляризации ядер (эффект Оверхаузера). Датчик (далее градиентометр POS-2) предназначен для измерения модуля индукции магнитного поля Земли в диапазоне 20000-100000 нТл. Проводилось измерение вертикального градиента (2 м) магнитного поля Земли на участках исследования. Принцип измерения основан на явлении ларморовской прецессии магнитных моментов во внешнем магнитном поле. Измеряемая величина - вертикальный градиент магнитного поля Земли, т.е. разница значений магнитного поля Земли, измеренных одновременно (синхронно) по верхнему и нижнему датчикам, деленная на расстояние между датчиками над предполагаемым объектом. Расстояние между датчиками градиентометра составляет 2 м, высота нижнего датчика над дневной поверхностью 0,3 м. Проводилась непрерывная съемка на всех участках исследования, время каждого физического наблюдения - 1/2 сек., что позволило получать значения градиента магнитного поля с удовлетворяющей точностью ± 0,1 нТл/2м. Внутри участков исследования на поселении профили располагаются на расстоянии 0,5 м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения) - не более 0,5 м. Полученные данные обработаны при помощи специализированных программ. Результат представлен в виде распределения градиента магнитного поля на участках исследования в цвете, как с применением фильтрации паразитных значений, так и без фильтрации. Отрицательные значения градиента находятся в синем цветовом диапазоне, положительные - в красном. Отдельные участки представлены в черно-белом варианте распределения градиента магнитного поля: отрицательные значения градиента - в черном цветовом диапазоне, положительные - в белом. После предварительного построения цветового распределения программным образом отфильтрованы (вычищены) явно выраженные аномалии, связанные с наличием в приповерхностном слое металлических объектов.

Результаты исследований. Поселение "Раздолье II" расположено в Фатежском районе Курской области. Памятник выявлен в ходе разведки 2009 года. На поверхности участков исследования, в выкидах землеройных животных не выявлено остатков человеческой деятельности нового и новейшего времени, в пахотном слое при помощи металлодетектора было зафиксировано большое количество артефактов (керамика, шпора, кресало, боевой топор). Весь выявленный археологический материал относится к одному периоду - началу V в. н.э. Проведенная шурфовка памятника показала наличие прослойки крайне незначительной мощности (10-12 см), связанной с древним поселением на этом месте, что, вероятнее всего, указывает на его кратковременность. Это подтверждается и материалами разведок соседних поселений подобного типа: Раздолье-1, Николаевка. Во время разведки на поверхности визуально определялись пятна с плотной травой. Эти пятна размерами от 2 х 2 м до 4 х 5 м имели четкие очертания подквадратной или подпрямоугольной формы и были ориентированы сторонами вдоль берега (рис. 2, 3, 4 и 5). По предварительной информации, на данном участке геофизического исследования памятника хозяйственная деятельность заключалась исключительно в распашке его территории в сельскохозяйственных целях.

Поселение исследовалось при помощи магнитометрии двумя участками: № 1 размерами 40 х 40 м и № 2 размерами 50 х 30 м (рис. 1). Общие виды исследованного методами геофизики участка поселения представлены на рис. 2, 3, 4 и 5. Площадь геофизического исследования составила 3100 кв. м. Выбор месторасположения и конфигурации участков производились под наблюдением и с согласования научного руководителя археологических работ. На момент проведения геофизических исследований поверхность памятника была сильно задернована (заброшенная пахота), частично заросла деревьями (самосеянка) (рис. 6, 7). Участки размечались при помощи буссоли и нивелира, с ориентировкой на магнитный север с погрешностью ± 0,5°. Физические наблюдения проводились параллельными профилями направлением В-З начиная с ЮВ угла каждого участка. Произведено 14148 физических наблюдений. Проводилась фотофиксация исследований (рис. 6, 7).

По результатам исследований построено итоговое распределение градиента магнитного поля (рис. 8) в трех вариантах в виде цветных и черно-белых изображений значений магнитного поля с фильтрацией и без нее. Вариант № 1 отображен на рис. 9, 12, 15 и 18; вариант № 2 - на рис. 10, 13, 16 и 19; вариант № 3 - на рис. 11, 14, 17 и 20.

Анализ полученных данных площадного геофизического исследования позволяет сделать несколько выводов:

- участки исследования нуждаются в более тщательной подготовке поверхности. Помимо вырубки самосеянных деревьев, необходимо выкашивание поверхности, предназначенной для геофизического обследования. Высокий и густой травостой при движении нижнего датчика градиентометра на высоте 0,2 м от поверхности не позволяет производить равномерную магнитосъемку и вызывает сбои (ложные аномалии).

- аномалии магнитного поля, которые могут быть выстроены в систему, очень слабо выражены; отклонения от среднего значения магнитного поля на данном участке не превышают ± 5 нТл (белый цвет на рис. 8, 9, 10, 14, 15 и 16).

- зафиксированы аномалии магнитного поля, связанные с человеческой деятельностью.

На участках выявлены две крупные аномалии прямоугольной формы, которые параллельны друг другу, находятся на одном уровне относительно друг друга и строго перпендикулярно склону правого борта водоточной балки, на котором расположен памятник. Можно вполне обосновано говорить об одновременности их возникновения. В границы участка № 1 попал северо-западный угол одной из аномалий. В границах участка № 2 достаточно четко прослеживаются северо-западный и юго-западный углы аномалии. Восточная граница этих аномалий не попала на территорию участков исследования. Ширина аномалий в среднем 3-4 м. Если предположить, что аномалии идентичны по своим размерам, то их размер от южного до северного угла составляет 45-48 м; с запада на восток вверх по склону зафиксирован размер не менее 43-45 м. Возможная интерпретация данных аномалий - границы усадеб. Причем пониженная намагниченность, отраженная синим/черным цветом, характерна для канав или ям, которые нивелировались в рельефе естественным образом (смывы, затеки и т.п.). Можно предположить, что в данном случае речь идет о канаве - границе отдельной усадьбы. Между усадьбами, а также внутри них, вдоль периметра, есть аномалии с относительно повышенной средней намагниченностью почвы. Такая ситуация характерна для натоптанных человеком и животными дорог и троп.

Внутри границ каждой аномалии наблюдаются еще более слабоконтрастные в магнитном поле аномалии подпрямоугольной формы. Сделать вывод о том, являются ли они единой структурой или отделены друг от друга, на данном этапе не представляется возможным. Можно лишь говорить, что они совпадают по своей ориентировке с ясно различимыми аномалиями.

Общий вывод геофизического исследования поселения "Раздолье II". С большой долей вероятности можно говорить, что выявленные аномалии и их структура связаны с поселением. Исходя из сопоставления их размеров и ориентировки можно заключить, что аномалии по археологическим меркам возникают одновременно. Слабая магнитная контрастность говорит об относительно недолгом времени их возникновения и существования. Если предположить, что исследовалась часть поселения, на которой располагались постройки, то отсутствие сильных и четко поляризованных по линии север-юг магнитных аномалий может свидетельствовать о том, что поселение не было одномоментно уничтожено пожаром.

Таким образом, вполне вероятно, что нашими исследованиями зафиксирована часть двух усадеб с достаточно сложной внутренней структурой.

Необходимо продолжить геофизические исследования данного поселения, включающие повторную съемку этих же участков при лучшей подготовке поверхности исследования, а также расширение площади исследования для того, чтобы полностью оконтурить уже зафиксированные границы аномалий и проверить наличие аналогичных аномалий к югу и северу. Полученные данные могут предоставить археологам информацию для принятия решения о месте, конфигурации и размерах раскопов и, как следствие, дальнейшие археологические исследования позволят уточнить интерпретацию данных магнитометрии, подтвердить или опровергнуть выдвинутые гипотезы.