Естественнонаучные методики в проекте

Естественнонаучные методики в археологии

В 2019-2020 годах в ходе археологических исследований нового участка на курганно-грунтовом могильнике Малая Рязань I были применены различные естественнонаучные методики, позволяющие археологам получать новые, подчас уникальные данные.

Химические исследования в археологии

Сотрудниками лаборатории планируется провести химический анализ находок из цветных металлов, обнаруженных раскопками 2019 года. Использование химических методов в археологии позволит определить не только технологические особенности сплавов изделий из цветных металлов, но и определить места и характер рудников, где добывались в древности металлы, входящие в конкретный сплав. 

Первый шаг уже был сделан. Доцентом кафедры химии к.х.н. В.И. Платоновым совместно с доцентом кафедры технологии металлов и авиаматериаловедения к.т.н. А.А. Мельниковым был проведен химический анализ древнего мадьярского перстня IX века с помощью растрового электронного микроскопа TESCAN Vega (Чехия). Основа перстня (кольцо и щиток) были изготовлены из высокопробного серебра с золотым покрытием, вставка – из тампака (сплава меди и цинка). 

Таким образом, химические анализы дали новую информацию технологических процессов производства украшений из цветных металлов. 

Палеоантропология

Палеоантропология – раздел антропологической науки, изучающий процессы антропогенеза и расогенеза на ископаемом материале независимо от его древности. Источником изучения является скелетный материал человека из археологических раскопок древних памятников. На его основе производится реконструкция пола и возраста древних людей, их роста и пропорций сложения, наличие или отсутствие патологических изменений в связи с разнообразными болезнями, особенности рациона питания. 

В ходе раскопок 2019-2020 гг. было выявлено и исследовано 4 захоронения раннехазарского времени. Для проведения палеоантропологических исследований был подготовлен и передан заведующему Волго-Уральским центром палеоантропологических исследований Поволжского государственного социально-педагогического университета (г. Самара), д.и.н. А.А. Хохлову скелетный материал из этих погребений.

Археозоология

Кости животных, обнаруживаемые при раскопках погребальных памятников, как правило, являются следами поминальных тризн и характеризуют погребальную обрядность и хозяйственно-культурный тип древнего населения, оставившего данные памятники. 

Археозоологическая экспертиза фрагментов костей, обнаруженных при раскопках могильника Малая Рязань I, позволяет определить видовой состав животных, пол, возраст забоя и т.п. Эти данные позволяют реконструировать особенности хозяйствования изучаемого населения, его образ жизни (кочевой либо оседлый), характер питания и ряд иных черт. 

Сотрудниками НОЦ археологии и этнографии подготовлена коллекция фрагментов костей животных из раскопок 2019-2020 гг. на могильнике Малая Рязань I для передачи на экспертизу археозоологу Росляковой Н.В., к.и.н., научному сотруднику археологической лаборатории Поволжского государственного социально-педагогического университета.

Почвоведение

В ходе раскопок на памятнике Малая Рязань I были отобраны пробы грунтов для проведения почвоведческого и споро-пыльцевого (палинологического) анализов. Палинологический или спорово-пыльцевой анализ применяется для реконструкции растительного покрова и климата прошлых эпох. Специалисты археологической палинологии занимаются изучением спор, пыльцы и других палиноморф в археологических отложениях, для того чтобы установить растительность времени обитания древнего человека на конкретном памятнике, реконструировать климатические особенности изучаемого периода истории человечества, особенности диеты древних людей и некоторые черты их погребальной обрядности.

В настоящее время пробы грунта отобраны специалистами-археологами совместно с самарским почвоведом, доцентом Самарского государственного технического университета к.б.н. Д.И. Васильевой и отправлены для проведения анализов партнерам проекта – в.н.с. группы генезиса и эволюции почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН д.б.н. В.Е. Приходько (г. Пущино), а также с.н.с. лаборатории биостратиграфии при кафедре исторической геологии и палеонтологии Воронежского государственного университета д.г.н. Т.Ф. Трегуб (г. Воронеж).

Технико-технологический и липидный анализ керамики

Технико-технологический анализ позволяет проследить традиции изготовления глиняной посуды изучаемого населения, что в сочетании с иными чертами его культуры позволит выявить пути её сложения и в конечном итоге решать проблемы происхождения людей – её носителей. 

В процессе раскопок курганного могильника Малая Рязань I были обнаружены фрагменты керамических сосудов. Была подготовлена для передачи на технико-технологический анализ коллекция фрагментов керамических сосудов (20 экз.) из раскопок 2019-2020 гг. на могильнике Малая Рязань I эксперту-керамисту Н.П. Салугиной, к.и.н., доценту кафедры культурологии Самарского государственного института культуры и искусств.

Более того, сотрудниками кафедры химии Самарского университета (д.х.н. Платонов И.А., к.х.н. Платонов В.И.) совместно с археологами был разработан проект проведения липидного анализа фрагментов керамических сосудов. Помимо информации о культуре и уровне технологии, глиняная посуда может нести информацию и о рационе питания древних сообществ. При приготовлении или хранении пищи в керамических горшках жиры, которые содержатся в продуктах питания, впитываются внутренними поверхностями керамики. Извлечение липидов (жиров) из стенок сосуда и их анализ позволит определить, какими продуктами питались владельцы керамики, т.е. реконструировать рацион питания древних людей.

Аэрофотосъемка в археологии

Современные требования и рекомендации археологических полевых методик формируют новые подходы к фотофиксации производства работ. Одним из наиболее современных и качественных средств визуальной фиксации является использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для аэрофотосъемки. Аэрофотосъемка в видимом диапазоне (или аэрофотосъёмка RGB) – это фотографирование территории с определённой высоты от поверхности Земли при помощи аэрофотоаппарата, установленного на БПЛА с целью получения, изучения и представления объективных пространственных данных, информативных для проведения археологических работ.

В этом большую помощь археологам оказал Центр беспилотных систем Самарского университета (Д.Н. Овакимян). Студентом 5 курса института авиационной техники Д.А. Павловым была произведена фото и видеосъемка производства археологических работ в сентябре 2019 года. Эти материалы были использованы специалистами при написании научных отчетов по итогам археологических раскопок, в научных докладах и статьях, размещены в Виртуальном музее археологии.

Фотофиксация с БПЛА представляет собой одно из наиболее активно развивающихся мультидисциплинарных направлений. В сентябре-октябре 2020 г. научной группой Центра беспилотных систем Самарского университета под руководством ст. преподавателя кафедры радиотехники Д.А. Вороха была осуществлена фотограмметрическая съемка раскопов и погребений для генерирования 3D-моделей этих крупных объектов с целью использования в Виртуальном музее археологии.

Георадарные исследования

Для поиска надмогильных сооружений из известняковых камней были проведены геофизические исследования методом георадарной съемки для выявления изменений в грунте под поверхностью, которые могут быть связаны с археологическими объектами.

В сентябре 2020 года научной группой под руководством В.Г. Бездудного (г.Ростов-на-Дону) были проведены научные геофизические (георадарные) исследования на курганно-грунтовом могильнике Малая Рязань I. Принцип работы георадара состоит в излучении и приеме отраженной электромагнитной волны. Георадар фиксирует разницу диэлектрических проницаемостей грунтов (их неоднородности), связанных с природным (промоины, лощины, овраги, погребенные каменные осыпи и т.п.), а также антропогенным воздействием (остатки конструкций и сооружений), и позволяет локализовать их. Георадаром исследовано 2 участка 304,5 кв.м. Было произведено 1218 м георадарных профилей. Проводилась фотофиксация исследований.

В итоге геофизических исследований и камеральной обработки полученных данных можно обоснованно предполагать наличие на участках геофизических исследований, изменений в грунте, которые могут быть связаны с археологическими объектами под поверхностью исследований, возможно наличие погребений с надмогильными каменными конструкциями. Геофизические исследования участка, позволили получить новую информацию о памятнике, которая будет апробирована в новых раскопках следующего года.

Тепловая инфракрасная аэрофотосъёмка

Археологами была сформултрована гипотеза о поиске надмогильных сооружений с каменными конструкциями при помощи тепловизионной съемки на территории курганно-грунтового могильника. Важной особенностью использования инфракрасной съемки является неразрушающий метод исследования дистанционного зондирования.

Инфракрасная (ИК) съемка проводилась с использованием специальных приборов – тепловизоров, с целью регистрации теплового излучения геологических объектов с беспилотного летательного аппарата. В сентябре 2020 г. научной группой под руководством Д.Н. Овакимяна и Д.А. Вороха (Центр беспилотных систем Самарского университета) проводились работы по тепловой инфракрасной съемке участков археологического объекта – на курганно-грунтовом могильнике Малая Рязань I. Эти работы были посвящены отработке методики выявления каменных надмогильных выкладок без применения археологических раскопок, т.е. неразрушающим способом. с Тепловизионная съемка на базе БПЛА позволяют получать графические данные о степени нагрева поверхности земли. В археологии особо важным является выявление разнородных залежей под землей на глубинах 1 м и более. Именно тепловизионная разведка на малых высотах показывает неоднородно нагретые поверхности.

Осенние работы показали необходимость проведения таких исследований в другом температурном режиме и будут продолжены летом 2021 года.

Лазерное сканирование

Лазерное сканирование – разновидность активной съемки. Установленный на летательном аппарате лазер проводит дискретное сканирование местности и объектов, расположенных на ней. При этом регистрируется направление и время прохождения лазерного луча. В результате лазерного сканирования местности создается облако точек и цифровая модель рельефа.

Лазерный сканер позволяет с помощью соответствующего программного обеспечения получить снимок участка местности с фильтрацией растительности, сооружений, зданий. В результате могут быть получены данные с указанием характера поверхности грунта. При одновременном использовании таких средств как электроразведка, геомагнитная съёмка вполне возможно определение местонахождения скрытого объекта с достаточной точностью. 

В октябре 2020 года было проведено лазерное сканирование  микрорегиона «Малая Рязань – Брусяны» в Ставропольском районе Самарской области.

В рамках этих работ были выявлены курганы и малоразмерные участки местности, на которых потенциально имеется важная для археологов информация. Эти выявленные методом лазерного сканирования перспективные участки будут визуально осмотрены специалистами-археологами и при необходимости – подвергнуты археологическим раскопкам.