Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory5.5. Arheologicheskaya i tehnicheskaya geofizika
5.5.1. Osobennosti vyyavleniya iskusstvennyh maloglubinnyh pogruzhennyh ob'ektov.
Aktual'nymi napravleniyami inzhenernoi geofiziki yavlyayutsya arheologicheskoe i tehnicheskoe, prednaznachennoe dlya vyyavleniya v verhnei chasti geologicheskogo razreza (VChR) iskusstvennyh drevnih i sovremennyh pogruzhennyh v zemlyu sooruzhenii. Vmeshayushei sredoi dlya nih yavlyaetsya ta chast' VChR, kotoraya izmenena chelovecheskoi deyatel'nost'yu i nazyvaetsya " kul'turnym sloem " , t.e. istoricheski slozhivsheisya sistemoi mnogovekovyh naplastovanii ili sravnitel'no sovremennyh tehnogennyh nakoplenii, obrazovavshihsya v hode stroitel'stva i ekspluatacii promyshlennyh ob'ektov i gorodskih aglomeracii.
Osobennost'yu izucheniya " kul'turnogo sloya " , moshnost'yu ot desyatkov santimetrov do desyati metrov, yavlyaetsya nalichie pererabotannyh gruntov s rezko neodnorodnymi fizicheskimi svoistvami, vysokogo urovnya kak prirodnyh, tak i osobenno tehnogennyh pomeh (elektromagnitnyh, vibracionnyh, akusticheskih, magnitnyh, yadernyh, teplovyh), a takzhe veshestvennyh zagryaznenii, obuslovlennyh zasorennost'yu musorom. Krome togo, fizicheskie svoistva iskomyh ob'ektov (arheologicheskih pamyatnikov, podzemnyh sooruzhenii, trub, kladov i t.p.) slabo izucheny i rezko menyayutsya. Esli k etomu dobavit' neodnorodnost' rel'efa, to pered geofizikami stoit slozhnaya zadacha, podobnaya toi, kotoruyu mozhno predstavit' pri " rassmotrenii ob'ektov pod razbitym steklom ili podernutoi volnovoi ryab'yu poverhnost'yu vody " . Iz-za malyh glubin zaleganiya iskomyh ob'ektov vyyavlennye anomalii netrudno proverit', poetomu tochnost' interpretacii dolzhna byt' vysokoi.
5.5.2. Arheologicheskaya geofizika.
Po klassifikacii A.K.Stanyukovicha (1994), arheologicheskaya geofizika izuchaet skrytye ob'ekty istoriko-kul'turnogo naslediya: arheologicheskie ob'ekty i kompleksy, soderzhashiesya v kul'turnyh naplastovaniyah; arheologicheskie pamyatniki i kompleksy, utrativshie vneshnie otlichitel'nye priznaki (gruntovye mogil'niki, fundamenty nesohranivshihsya arhitekturnyh sooruzhenii); umyshlenno spryatannye ob'ekty-sklady i inye sokrytiya; pamyatniki gidroarheologii i zatonuvshie ob'ekty.
Geofizicheskie metody issledovanii, v otlichie ot arheologicheskih, yavlyayutsya nerazrushayushimi, chto pozvolyaet privlekat' geofiziku dlya sozdaniya kadastrov arheologicheskih pamyatnikov i kart ohrannyh istoriko-arheologicheskih zon. Sochetanie rezul'tatov geofizicheskih issledovanii vsego arheologicheskogo pamyatnika s raskopkami nebol'shoi ego chasti pozvolyaet zakonservirovat' kul'turnyi sloi dlya budushih bolee sovershennyh metodov arheologicheskih issledovanii. Aktual'nost' provedeniya geofizicheskoi razvedki osobenno vozrastaet pri ekstrennyh issledovaniyah territorii pered zastroikoi, tam, gde raskopki ne zaplanirovany ili po kakim-libo prichinam zatrudneny ili nevozmozhny, a takzhe v sluchayah, kogda ni v rel'efe mestnosti, ni v rastitel'nosti net kakih-libo priznakov pogrebennyh ob'ektov ili oni nahodyatsya pod ugrozoi ischeznoveniya v silu prirodnyh i tehnogennyh processov. Pri nevozmozhnosti provedeniya raskopok na vsei territorii v zone stroitel'stva takaya geofizicheskaya informaciya mozhet okazat'sya edinstvennym istochnikom znanii o neraskopannoi chasti pamyatnika.
Predposylkami primeneniya geofizicheskih metodov yavlyayutsya kontrastnost' svoistv ob'ektov i sredy, sootnoshenie razmerov ob'ekta i glubiny ego zaleganiya i uroven' signala ot ob'ekta po sravneniyu s urovnem pomeh. Hotya glubiny arheologicheskih ob'ektov neveliki, no po perechislennym vyshe predposylkam primeneniya arheologicheskaya geofizika ne imeet ser'eznyh preimushestv pered drugimi oblastyami primeneniya, skoree naoborot - arheologicheskie ob'ekty okazyvayutsya ves'ma trudnymi dlya izucheniya geofizikoi. U arheologicheskoi geofiziki est' dva preimushestva: obychno eti issledovaniya stol' detal'ny, chto peredvizhenie po ploshadi osushestvlyaetsya ochen' bystro i ne trebuet transporta, a proverki geofizicheskih anomalii mogut byt' vypolneny s nebol'shimi zatratami iz-za ih malyh glubin. Bez geofiziki trudoemkost' arheologicheskih raskopok velika, tak kak chasto osushestvlyaetsya s ogromnoi izbytochnost'yu, napominaya poisk igolki v stoge sena. Poetomu arheologi ochen' zainteresovany v ispol'zovanii geofizicheskih metodov, chtoby zamenit' sploshnye raskopki vyborochnymi.
Dlya izucheniya arheologicheskih ob'ektov mogut primenyat'sya mnogie geofizicheskie i blizkie k nim drugie metody distancionnyh issledovanii: aerofotos'emka, teplovaya s'emka, magnitorazvedka, elektrorazvedka, v tom chisle radarnaya s'emka, gravirazvedka, seismorazvedka i yaderno-fizicheskie metody. Horosho zarekomendovali sebya v arheologii kappa-metriya (izuchenie magnitnyh svoistv verhnego sloya grunta) i metalloiskateli - pribory, analogichnye armeiskim minoiskatelyam. Naibolee universal'nymi i effektivnymi dlya arheologicheskih celei yavlyayutsya magnitorazvedka i elektrorazvedka.
Geofizicheskie metody mogut primenyat'sya dlya postroeniya detal'nyh planov pogrebennyh ob'ektov, poiskov skoplenii keramicheskogo materiala, ochagov, zol'nikov, izucheniya rvov i valov, goncharnyh i metallurgicheskih pechei, razlichnyh pogrebenii: v gruntovyh mogilah, sklepah i dazhe kurganah. Otdel'noi interesnoi problemoi geofiziki v arheologii yavlyaetsya arheomagnitnaya datirovka. Mnogie arheologicheskie ob'ekty s vysokoi termoostatochnoi namagnichennost'yu (ochagi, pechi, gorny) " zapominayut " polozhenie magnitnogo polya, sushestvovavshee vo vremya ih nagreva. Tak kak magnitnoe pole za istoricheskii period menyalo svoe napravlenie vplot' do inversii polyusov, to opredelenie tochnogo polozheniya vektora magnitnogo polya pozvolyaet sootnesti pamyatnik s sootvetstvuyushim etomu polozheniyu polya istoricheskim periodom. Datirovka yavlyaetsya odnoznachnoi tol'ko dlya nekotoryh istoricheskih epoh, tak kak odinakovye znacheniya elementov geomagnitnogo polya periodicheski povtoryayutsya. V paleomagnitnom metode razvedochnoi geofiziki iz porody, obladayushei termoostatochnoi namagnichennost'yu, vyrezaetsya orientirovannyi obrazec, kotoryi issleduetsya v laboratorii na ostatochnuyu namagnichennost'.
Rassmotrim neskol'ko primerov izucheniya arheologicheskih pamyatnikov s pomosh'yu geofizicheskih metodov, poluchennyh geofizicheskoi gruppoi geologicheskogo fakul'teta MGU. Naprimer, raboty na nekropole Hersona (g.Sevastopol') svodilis' k vyrabotke optimal'noi metodiki poiska sklepov i ih kartirovaniyu na nekropole, zanimayushem sklony Pesochnoi balki. Issledovaniya v osnovnom vypolnyalis' elektrorazvedkoi metodom simmetrichnogo profilirovaniya ( MN = 1, AV = 3 i 15 m) i sredinnogo gradienta ( AV = 90 m, MN = 1 m) s set'yu nablyudenii 1 x 1 m. Iz vyyavlennyh anomalii bolee 100 mozhno bylo, razumeetsya s raznoi stepen'yu veroyatnosti, svyazat' so sklepami. Istochnikami nekotoryh anomalii yavlyalis' nerovnosti rel'efa i neodnorodnosti, kotorye isklyuchalis' po anomaliyam maloraznostnogo elektroprofilirovaniya. Vyyavlenie naibolee veroyatnostnogo polozheniya sklepov osushestvlyalos' s uchetom stroeniya geologicheskogo razreza.
Drevnie stroiteli nekropolei
vyrubali sklepy tol'ko v opredelennyh geologicheskih gorizontah: ryhlyh
izvestnyakah, snizu i sverhu ogranichennyh tonkimi sloyami ochen' krepkih,
perekristallizovannyh izvestnyakov. Na ris. 5.13 privedeny rezul'taty
elektroprofilirovaniya po odnomu iz profilei. Povyshennymi znacheniyami
kazhushihsya soprotivlenii ( 
) vydelyayutsya sklepy
v ryhlyh izvestnyakah. K sozhaleniyu, ne vse anomalii okazyvalis' nad sklepami.
 |
| Ris. 5.13. Shema stroeniya sklona Pesochnoi balki so sklepami i idealizirovannyi grafik elektroprovodnosti v krest sklonu: 1 - pochvennyi sloi ( = 30-70 Om*m); 2 - prosloi plotnyh izvestnyakov ( = 300-600 Om*m); 3 - ryhlye oblomochnye izvestnyaki ( = 20-50 Om*m); 4 - sklepy |
Vtoroi primer svyazan s issledovaniem drevnih zemel'nyh nadelov Gerakleiskogo poluostrova (g.Sevastopol'). Zemel'nye nadely zdes' yavlyayutsya antichnym arheologicheskim pamyatnikom mirovogo znacheniya, tak kak tol'ko na Gerakleiskom poluostrove oni sohranilis' prakticheski polnost'yu, a ih izuchenie sluzhit rekonstrukciei drevnego sposoba vozdelyvaniya vinograda i fruktovyh derev'ev. Takaya obshirnaya territoriya ne mozhet byt' izuchena s pomosh'yu raskopok. Poetomu effektivnym sredstvom kartirovaniya plantazhnyh sten okazalis' metody geofiziki.
Verhnyaya chast' geologicheskogo razreza izuchaemoi territorii predstavlyaet soboi pereslaivanie razlichnyh po plotnosti izvestnyakov sarmatskogo vozrasta. Izvestnyaki perekryty tonkim chehlom ryhlyh otlozhenii (0,2-1 m). V bolee plotnyh izvestnyakah drevnie zemledel'cy prorubali kanavy, a na glinistyh izvestnyakah vozvodili plantazhnye steny iz butovogo kamnya. Kanavy, raspolozhennye mezhdu stenami, zasypalis' zemlei. Steny, na kotorye ukladyvalas' vinogradnaya loza, vystupali iz pochvy ne bolee chem na 10 sm i nakaplivali atmosfernuyu vlagu. Tonkii pochvennyi sloi v sluchae neobhodimosti iskusstvenno narashivalsya.
Plantazhnye steny shirinoi okolo
1 m vozvodilis' parallel'no drug drugu cherez rasstoyanie primerno
5 i 2 m. Oni kartirovalis' s pomosh'yu elektrorazvedki metodom elektroprofilirovaniya
dipol'noi ekvatorial'noi ustanovkoi, kotoraya obladaet vysokoi chuvstvitel'nost'yu
pri proslezhivanii vysokoomnyh ob'ektov, kakimi yavlyayutsya steny (sm.
ris. 5.14). Amplitudy vyyavlennyh lineino vytyanutyh anomalii okazalis'
neveliki i ploho korrelirovalis' po profilyam iz-za sravnitel'no bol'shogo
mezhprofil'nogo rasstoyaniya. Poetomu byli rasschitany moduli spektrov
prostranstvennyh chastot anomalii s naibolee
yarko vyrazhennymi garmonikami s periodami 2 i 6 m. Sledovatel'no,
rasstoyanie mezhdu osevymi liniyami osnovnyh plantazhnyh stenok mozhet
sostavlyat', po nashemu mneniyu, okolo 6 m, a sistema plantazha - s periodom 2 m.
 |
| Ris. 5.14. Montazh plantazhnoi steny i anomalii nad nei v srede s elektricheskim soprotivleniem: 1 -30 Om*m, 2 - 100 Om*m, 3 - 30 Om* m |
Tretii primer, svyazannyi s raspoznavaniem tipov istochnikov statisticheskogo ansamblya magnitnyh anomalii gorodisha Kamno, raspolozhennogo nedaleko ot Pskova na vysokom myse pri sliyanii dvuh istokov r.Kamenki, vzyat iz rabot V.V.Glazunova (1978). Gorodishe zanimaet okonechnost' mysa i otdeleno ot ostal'noi chasti plato valom i rvom. Ostatki postroek ne sohranilis', poskol'ku steny byli derevyannymi. V zhilishah razmeshalis' ochagi i glinobitnye pechi. Dlya rekonstrukcii poseleniya trebovalos' utochnit' stratigrafiyu kul'turnogo sloya i ustanovit' kolichestvo, naznachenie i razmeshenie postroek v predelah gorodisha. Izuchenie kul'turnogo sloya s pomosh'yu magnitorazvedki okazalos' vozmozhnym, potomu chto sohranivshiesya ochagi i pechi, v otlichie ot vmeshayushego ih sloya gumusa i podstilayushih korennyh porod, harakterizuyutsya individual'nym i ustoichivym kompleksom magnitnyh svoistv.
Magnitnaya s'emka proizvodilas' po seti 1 x 1 m s pomosh'yu magnitometra M-27. Nablyudenie vypolnyalos' na vysote 0,65 m ot zemnoi poverhnosti. Soblyudenie special'nyh mer obespechivalo tochnost' s'emki, vychislennoi na osnovanii 10% kontrol'nyh nablyudenii, v +2,5 nTl.
Anomal'noe magnitnoe pole gorodisha skladyvaetsya iz sovokupnosti odnotipnyh anomalii (izometrichnyh ili blizkih k izometrichnym) intensivnost'yu 7-40 nTl (sm. ris. 5.15). Lokal'nye anomalii magnitnogo polya skladyvalis' iz 152 pochti okruglyh v plane anomalii, imeyushih primerno odinakovuyu formu, intensivnost' i razmery 1-1,8 m. V razmeshenii anomalii zametna zakonomernost'. Oni ob'edineny v ryady. Central'nye ryady pryamolineiny i parallel'ny osi ploshadki, periferiinye povtoryayut izgiby ee kraev. Zakonomernaya struktura magnitnogo polya osobenno chetko prostupaet v srednei chasti gorodisha. Ochagi predstavlyali soboi linzy prokalennogo peska s krugloi ili pryamougol'noi ogradkoi iz nekrupnogo butovogo kamnya. Ostatki glinobitnyh pechei predstavleny razvalami obozhzhennoi gliny, iz kotoroi byl sooruzhen svod pechei. V osnovanii razvalov nahoditsya vymostka iz prokalennyh bulyzhnikov, kotorye sostavlyali pod pechi. Ochagi yavlyayutsya drevnimi sooruzheniyami, a mnogie zhilye postroiki s pechami sozdavalis' pozdnee. Pol'za ot geofizicheskih materialov vo mnogom zavisela ot vozmozhnosti raspoznavaniya etih ob'ektov po anomaliyam magnitnogo polya.
 |
| Ris. 5.15. Shematicheskaya karta razmesheniya ochagov i pechei v predelah gorodisha Kamno: 1 - ochag, 2 - pech', 3 - ob'ekt neustanovlennogo tipa, 4 - krai ploshadki gorodisha, 5 - transhei i yamy po dannym magnitnyh s'emok |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
