Результаты георадарной разведки на крепости Узундара в 2014 г.

Н.Д. Двуреченская (1), П.А. Морозов (2)

1) Институт археологии РАН

2) Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН

Открытая академиком Э.В. Ртвеладзе в 1991 г. крепость Узундара, находящаяся на северных границах древней Бактрии [Ртвеладзе, 2002. С. 97-98, 100, 104], в силу своего высокогорного расположения не исследовалась археологами до 2013 г. После полученных Бактрийским отрядом САЭ ИА РАН результатов рекогносцировочных работ и археологических разведок о преимущественно эллинистическом времени функционирования этой крепости, было принято решение о разворачивании комплексных стационарных исследований на этом уникальном памятнике с каменной архитектурой [Двуреченская, 2015. С. 124-133].

Весной 2014 г. помимо закладки трех археологических раскопов на крепости Узундара был проведен цикл георадарных исследований при помощи прибора «ЛОЗА».

Среднечастотный импульсный георадар «ЛОЗА-1В» работает в полосе частот 50-300 МГц и обладает потенциалом около 120 дб. Это позволяет зондировать грунт в средних условиях до глубин 10 метров и в легких грунтах до глубин 15-20 метров.

Отличительной особенностью приборов серии «ЛОЗА», по сравнению с известными зарубежными и отечественными аналогами, является большой энергетический потенциал, позволяющий работать в средах с высокой проводимостью.

С целью достижения высоких энергетических показателей была полностью пересмотрена классическая схема построения радара. Так, импульсная мощность передатчика была увеличена более чем в 10 000 раз, а стробоскопическое преобразование заменено прямой регистрацией сигнала, без преобразования его в область низких частот. В качестве антенн (или их основных излучающих элементов), в георадарах серии «ЛОЗА» используются резистивно-нагруженные диполи. Это гарантирует отсутствие в принимаемом сигнале «звона». Новые возможности георадаров существенно расширили границы их применения в археологии [Копейкин и др., 2011; Fantusati et al., 2012].

В течение четырех дней исследований георадаром «ЛОЗА» было отсканировано 27 профилей на разных участках памятника: 14 – на крепостных стенах, 3 – на башнях, 4 – на внутренней площадке крепости и 5 было получено с цитадели в районе скального комплекса (рис. 1).

Полученные серии профилей георадара мы имеем возможность сопоставить с данными трех археологических раскопов.

Раскоп I расположен в юго-восточном углу основного четырехугольника крепости. Он представляет собой ориентированный по сторонам света прямоугольник размерами 8 × 10 м. В 2 м к югу от южного борта раскопа I, параллельно ему был отсканирован профиль № 26. Протяженность профиля 13 м, направление с запада на восток (рис. 2). Радар показал резкое падение скального основания в восточном направлении (более 1 м на протяжении 6 м).

Раскоп I весной 2015 г. в квадратах 3, 4, 7, 8 был доведен до материка. Стратиграфия бровки и открытая параллельно идущая стена показали также резкое падение скального материка, на 3,5 м более 0,5 м, полностью подтвердив данные георадиолокационной съемки (рис. 2).

Раскоп II расположен на участке западной крепостной стены у юго-западной башни. Здесь стену прорезает современная дорога, пробитая в советский период. Используя существующий разрез стены, была проведена зачистка торца и вскрытие стены с внешнего фаса на 3 м, с внутреннего фаса на 10 м плюс примыкающий участок в 5 м, где была обнаружена дополнительная стена, образующая вдоль крепостной стены галерею. Общая площадь раскопа составила около 100 м (рис. 3). В 20 м к северу был получен профиль № 27. Протяженность его 18 м, направление с запада на восток.

Профиль отразил две стены в виде четких параболических всплесков практически одинаковой высоты, между пиками которых 5,5 м. В сравнении с картиной, вскрытой раскопом, можно отметить достаточно близкое совпадение расстояния между центрами двух вскрытых стен; расхождение составляет не более 1 м. На участке раскопа сохранность стен по высоте существенно различалась. Так стена галереи в отличие от самой крепостной стены чуть более чем на 1 м ниже. И в георадарном профиле эта разница также заметна.

При внимательном изучении профиля георадара стало очевидным, что прибор смог даже отразить комбинированный характер крепостной стены, которая состояла из двух каменных кладок с внешнего и внутреннего фасов мощностью до 1 м и плотной забутовкой из камня, гравия и глины между ними. Это выглядит как два более мелких параболических всплеска в рамках одного общего, отражающего всю стену в целом.

Кроме стен, в профиле 27 четко высвечивается участок заглубления перед крепостной стеной с внешнего фаса, проявленный также на дневной поверхности в микрорельефе в виде легкой выемки с максимальным разлетом между бортами до 7 м (рис. 4). Глубина этого сооружения, которое весьма вероятно, является рвом, составляет более 3 м. Однако насколько это соответствует действительности, предстоит узнать из последующих археологических раскопок.

Таким образом, георадарные исследования, проведенные в непосредственной близости от Раскопа II, показали, что данные георадара «ЛОЗА» практически совпадают с результатами археологических раскопок.

В связи с этим для дальнейших исследований крепости Узундара крайне важен анализ полученных георадарных профилей на разных участках крепостных стен. Их было произведено, помимо выше описанных, еще 12.

Профили крепостных стен, идущих вдоль края обрыва урочища Кара-Камар как у основного четырехугольника (профили № 21-23, 33), так и на участках выносных стен (профили № 31, 32), а также вдоль края ущелья Узундара (профиль № 36) представляют с небольшой вариацией не два, а в основном три четко выраженных параболических всплеска, интерпретируемых как стены. Причем если два наиболее ярко выраженные и лучше сохранившиеся имеют разлет между своими пиками от 4,5 до 5,5 м, то третья, как правило, значительно меньше по высоте, разлет от ее пика до центра ближней стены не более 3 м. Эта третья стена, возможно, подпорная, расположена, как правило, с внутренней стороны (№ 21, 33, 36) (рис. 5, 6).

В случае с выносными стенами на северо-западе крепости, а также с восточной стеной ее основного четырехугольника необходимо отметить, что возведены они в условиях резкого перепада рельефа. Так, выносные стены стоят на скале, где на расстоянии 80 м понижение составляет более 30 м, а на участке восточной крепостной стены оно превышает 17 м на расстоянии 70 м. Столь сложный рельеф для возведения стен требовал контрфорсных крепежных конструкций, что и демонстрируют нам георадарные профили, где отчетливо видно до четырех параболических всплесков стен (профили № 16, 17, 31), при этом два наиболее мощных – в центре, и два существенно меньших – с внешнего и внутреннего фаса крепостных стен на более близком к ним расстоянии (рис. 7, 8).

На цитадели крепости Узундара также было отсканировано два профиля на участке южной крепостной стены (№ 24 и 25) (рис. 9). Оба профиля прорезали стену по направлению с северо-востока на юго-запад, т.е. изнутри цитадели наружу. Протяженность профилей составила 8 и 10 м соответственно. Оба разреза зафиксировали по два четких параболических всплеска с расстоянием между их пиками в районе трех метров. Эти аномалии интерпретируются как остатки фундаментов крепостных стен. Их можно сравнить с полученными данными археологических раскопок 2014 г., где на северном участке цитадели была заложена траншея № 1, которая выявила остатки крепостной стены.

Стена сильно пострадала и сохранилась лишь частично, однако отчетливо прослеживается и хорошо реконструируется. Основание стены было скомбинировано из крупного скального валуна, лежавшего в естественной выемке скалы, и из кладки разногабаритного камня, сложенного на глиняной основе, лежавшей на ровной скальной площадке. Мощность кладки до 1,25 м, сохранилась на высоту до 0,85 м. Общая же мощность стены составила до 2,7 м при сохранности в высоту до 1,7 м (рис. 10, 11). Можно отметить, что мощность стен по данным георадара и по археологическим раскопкам практически совпадает.

Продолжая сопоставление данных археологических раскопок с георадарными профилями, рассмотрим шесть из них, отсканированных в районе Раскопа III, расположенного на цитадели (рис. 1).

Раскоп III включал в себя скальный комплекс, где исследовалось помещение 1, вырубленное в скале, размером 10 × 5 м и глубиной 3,5-4 м. К северу от северного борта пом. 1 была заложена траншея № 1, к востоку от восточного борта пом. 1 – траншея № 2, к югу от южного борта был заложен шурф 2. В 2015 г. на восточном крае траншеи № 2 был разбит дополнительный участок раскопок «Юго-восточная башня цитадели».

В непосредственной близости и на территории Раскопа III было отсканировано 4 георадарных профиля (№ 11, 12, 13, 14) (рис. 1, 12).

Профили № 11 и 13 имеют длину в 28 м, выполнены с юго-юго-запада на север-северо-восток, параллельно длинным сторонам скального помещения 1, на расстоянии 6 и 7 м соответственно. Структура грунта по профилям свидетельствует о наличие рыхлого слоя (завала камней) мощностью в 4-6 м (рис. 13). Первоначальная интерпретация – наличие полости с завалом камней и культурным слоем – была опровергнута археологическим раскопом, где в траншее № 2 был получен уровень скалы на промежутке 21 м от восточного края помещения 1 до края скальной площадки цитадели. Он определил постепенное снижение поверхности скалы на восток, составившее на этом промежутке до 2,51 м, без каких-либо резких перепадов, а на участке прокладки профиля 13 и 14 в точке пересечения высота культурного слоя составляла чуть более одного метра (рис. 14).

Кроме того, в ходе раскопок полностью вскрытого весной 2015 г. помещения 1 зафиксировано четыре профиля его стен, четко характеризующих состав скалы от дневной поверхности до 4 м глубины (рис. 15, 16). Стены помещения 1 ярко демонстрируют нам слоистый характер скалы с развитой трещеноватостью и рыхлостью на разных участках разной мощности и направления. Надо отметить, что, как правило, мощность верхнего слоя с развитой трещеноватостью составляет около 2 м, но не более 3 м. Тогда как георадарные профили 11 и 13 дали глубину этого слоя до 4 м и более.

Эти расхождения позволяют нам уточнить погрешность данных георадара «ЛОЗА» по глубине залегания, составляющую 1-1,5 м. Однако при этом необходимо отметить, что мощность завала камней не обязательно отражает мощность всей зоны трещиноватости. Возможно, именно с этим связано то, что на георадарных профилях отчетливо читается поверхность монолитной скалы в этом месте на глубине именно в 4 м и более.

К сожалению, помещение 1 было вскрыто до начала георадарных исследований, вследствие чего нет возможности сопоставить данные на этом участке. Отметим лишь, что о характере заполнения помещения 1 мы можем судить по профилям заложенного в 2013 г. шурфа № 1 (рис. 17, а) и по стратиграфическому разрезу, полученному в результате вскрытия половины объема помещения 1 осенью 2014 г. (рис. 17, б). Необходимо отметить, что стратиграфия заполнения помещения 1 представляет нам вначале этап, скорее всего, естественного затягивания полости открыто стоящего помещения (слой с глиной намывной с мелкими камнями мощностью до 0,6 м в центре, с характерным повышением к краям, достигающим 1,4 м), а затем этап разрушения окружающих пом. 1 сооружений и самих стен, так как второй слой содержит, помимо глины и гравия, значительное число очень крупных камней (в том числе более 1 м в диаметре).

Сопоставление данных археологических раскопов с результатами геофизического обследования с помощью георадара «ЛОЗА» позволили избежать ряда ошибочных интерпретаций по структуре скальных пород, подстилающих памятник. Сложность заключалась в том, что слой выглядел очень близко по характеру к культурному слою, как насыпной грунт с камнями. Но при перекрестном сопоставлении данных стало ясно, что это не простая скала, а с сильно развитыми трещинами, со всеми блоками, находящимися на своем природном месте, но уже не представляющих монолита. Слой разбитый хорошо развитой трещиноватостью у геологов получил название «кора выветривания».

В свою очередь наблюдение за этим слоем скалы с развитой трещеноватостью позволил исключить одну из выдвинутых профессором П. Леришем интерпретаций помещений 1 Скального комплекса цитадели крепости Узундара как штольни по добыче каменных блоков. Кроме того, полное вскрытие помещения 1 весной 2015 г. позволило увидеть, что даже на глубине в 4 м на дне сооружения присутствует целая серия трещин разной глубины и мощности, что также позволяет полностью опровергнуть этот вариант интерпретации функционального назначения помещения 1 (рис. 18).

Серия георадарных профилей была расположена вне зоны археологических раскопок. Наиболее интересна с точки зрения дальнейшей перспективы изучения крепости Узундара серия из четырех профилей (№ 01, 02, 03, 04), расположенная у предполагаемых входных ворот, в середине восточной крепостной стены. Изучение топографии и микрорельефа, так же как и флоры позволила при первой рекогносцировке весной 2013 г. обратить внимание на то, что именно здесь, в самой низкой точке крепости, находится наиболее удобное и рациональное место под размещение водосборника. Напротив входа имеется подтреугольная вытянутая вершиной к западу площадка, которая упирается в скальные выступы. Это вершина естественной лощины. С юга она ограничена почти отвесно возвышающейся узкой террасой, идущей вдоль всей южной и части западной крепостной стены. С северной стороны рельеф без террасы с пологим, но существенным понижением к югу и востоку. Осенью при полном обезвоживании всей поверхности и высыхании всей травяной растительности здесь отмечался участок подпрямоугольный в плане с наиболее плотной и высокой травой, что позволяло предполагать естественную концентрацию воды, которая сохранялась здесь дольше (рис. 19).

Профиль 01 имеет длину 32 м направлен с востока на запад. На седьмом метре располагается его точка пересечения с профилем 02, который в свою очередь имеет длину 16 м и направление с севера на юг. Профиль 02 дал интересный абрис сечения дна лощины на глубине чуть более 6 м, а также дно хауза (небольшого искусственного водоема) под двумя метрами отложений (рис. 20).

В профиле 01 четко выделяется три объекта. Сильным параболическим всплеском выделяется тело возможно насыпной конструкции, типа дамбы, далее вытянутые по направлению профиля наслоения, интерпретируемые как разные по времени уровни дна хауза и, наконец, аномалия с обратным направлением не вверх, а вниз с максимальной шириной до 6 м и глубиной более 10 м, которая интерпретируется, как колодец. Именно так выглядят ранее исследованные колодцы в Тамани и Гизе с применением прибора «ЛОЗА» (рис. 21).

Также важное значение имеет серия профилей, дающих представление о северо-восточной (профиль № 15) и о северо-западной (профиль № 34) угловых башнях.

Надо отметить, что северо-восточная угловая башня – одно из крупных фортификационных сооружений крепости. Профиль № 15, проложенный вдоль крепостной стены по ее гребню с запада на восток с небольшим отклонением к югу, имеет всего 22 м в длину и пересекает все сооружение. Георадаром были зафиксированы два четко выделенных параболических всплеска, вероятно, стен. Однако расстояние между их пиками составляет всего 4 м, что мало согласуется с характером оплывов и визуально читаемым всхолмлением на месте башни значительно большего размера (рис. 22).

Северо-западная башня была обнаружена георадаром в профиле № 34, визуально она практически не читалась, за исключением некоторой концентрации керамики на поверхности. Участок ее расположения находится у самого края отвесного обрыва урочища Кара-Камар. Профиль № 34 имеет длину 16 м и направление с юга на север. Два небольших параболических всплеска, вероятно, свидетельствуют о наличие остатков стен. Расстояние между их параболическими всплесками на профиле составляет 7 м. Исходя из логики рельефа, ограниченного с восточной стороны отвесным краем урочища Кара-Камар, можно предположить, что профиль отражает расстояние по диагонали от углов башни, по всей видимости, четырехугольной формы, что говорит о небольших размерах этого сооружения (рис. 23).

Проведенные исследования георадарной разведки стали существенным дополнением в создании предварительной 3D-модели крепости Узундара. Неразрушающий принцип георадарного обследования, оперативность получения и наглядность результатов оказали большую помощь при решении задач разведки, а также в трехмерном моделировании. Внесены существенные коррективы в предварительную реконструкцию, в частности, северо-западного фортификационного угла крепости, где было изменено направление крепостной стены (рис. 22).

Многие узловые строения крепости еще предстоит открыть археологическими методами, и мы сможем проверить данные георадарной разведки. Пока же мы имеем целый ряд проявившихся закономерностей в конструкции крепостных стен, башен, хауза и других объектов крепости, которые необходимо будет учитывать как при проектировании дальнейших раскопок, так и при дальнейшей работе над 3D-моделью Узундары.

 

Литература

Двуреченская Н.Д., 2015. Предварительные материалы археологических работ 2014 г. на крепости Узундара // Проблемы истории, филологии и культуры. № 1. С. 124-133. назад

Копейкин В.В., Морозов П.А. Кормышева Э.Е., Малых С.Е., 2011. Возможности георадиолокации в археологии. Результаты георадарных обследований в Гизе (Каир) и Абу Эртейла (Судан) // 15-я Международная археологическая конференция "Сабейские встречи", Государственный музей Востока, Москва, 28 мая 2011 г. Устный доклад. назад

Ртвеладзе Э.В., 2002. Александр Македонский в Бактрии и Согдиане // Историко-географические очерки / Отв. ред. А.С. Согдуллаев. Ташкент. С. 151. назад

Fantusati E., Kormysheva E., Malykh S., 2012. GPR Survey and archaeological excavations at Abu Erteila (the Republic of Sudan) // New research in archaeology and epigraphy of South Arabia and its neighbors. Proceedings of the “Rencontres sabéennes 15” held in Moscow, May 25th-27th, 2011 / Ed. by A. Sedov. Moscow. P. 165–208. назад