Preliminary results of using magnetometry at the settlement sites: geophysical survey of the Razdolje II settlement case study

В 2009 г. В. Г. Бездудным были проведены научно-исследовательские геофизические (магнитометрические, георадарные) работы на территории поселения Раздолье II, расположенного в Фатежском р-не Курской обл. Задача исследования – получение физических наблюдений величин магнитного поля, картирование распределения 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 предназначен для измерения модуля индукции магнитного поля Земли в диапазоне 20 000–100 000 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 – ½ 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 выявлено в ходе разведки 2009 г. В выкидах землеройных животных на поверхности участков исследования остатков человеческой деятельности Нового и новейшего времени не обнаружено, в пахотном слое при помощи металлодетектора 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 кратковременность его существования. Это подтверждается и материалами разведок соседних поселений подобного типа – Раздолье 1, Николаевка. Во время разведки на поверхности визуально определялись пятна с плотной травой, размерами от 2 × 2 м до 4 × 5 м, с четкими очертаниями подквадратной или подпрямоугольной формы, ориентированные сторонами вдоль берега. По предварительной информации, на данном участке геофизического исследования памятника хозяйственная деятельность состояла исключительно в распашке его территории в сельскохозяйственных целях.

Поселение исследовалось при помощи магнитометрии двумя участками: № 1, размерами 40 × 40 м, и № 2, размерами 50 × 30 м. Площадь геофизического исследования составила 3100 м2. Выбор месторасположения и конфигурации участков производился под наблюдением научного руководителя археологических работ. На момент проведения геофизических исследований поверхность памятника была сильно задернована (заброшенная пахота), частично заросла деревьями. Участки размечались при помощи буссоли и нивелира, с ориентировкой на магнитный север с погрешностью ±0,5°. Физические наблюдения проводились параллельными профилями направлением восток – запад, начиная с ЮВ угла каждого участка. Произведено 14 148 физических наблюдений. Проводилась фотофиксация исследований.

По результатам исследований построено итоговое распределение градиента магнитного поля в трех вариантах, в виде черно-белых изображений значений магнитного поля, с фильтрацией (рис. 1–3).

Анализ полученных данных площадного геофизического исследования позволяет сделать несколько выводов:

– участки исследования нуждаются в более тщательной подготовке поверхности. Помимо вырубки 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. 1 и 3);

– зафиксированы аномалии магнитного поля, связанные с человеческой деятельностью.

На участках выявлены две крупные аномалии прямоугольной формы, параллельные друг другу, находящиеся на одном уровне и строго перпендикулярные 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 общая протяженность 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 по результатам 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 существования. Если предположить, что исследовалась часть поселения, на которой располагались постройки, то отсутствие

Рис. 1. Распределение градиента магнитного поля (в черно-белом виде с фильтрацией значений) на участках геофизического исследования № 1 и № 2 поселения «Раздолье II» (вариант 1)

Рис. 2. Распределение градиента магнитного поля (в черно-белом виде с фильтрацией значений) на участках геофизического исследования № 1 и № 2 поселения «Раздолье II» (вариант 2)

Рис. 3. Распределение градиента магнитного поля (в черно-белом виде с фильтрацией значений) на участках геофизического исследования № 1 и № 2 поселения «Раздолье II» (вариант 3)

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, а дальнейшие археологические исследования позволят уточнить интерпретацию данных магнитометрии, подтвердить или опровергнуть выдвинутые гипотезы.

СРЕДНЕВЕКОВЫЕ СЕЛЬСКИЕ ПОСЕЛЕНИЯ СУЗДАЛЬСКОЙ ЗЕМЛИ ПО ДАННЫМ АРХЕОЛОГИИ ИГЕОФИЗИКИ (ИССЛЕДОВАНИЯ 2008 г.)1

A. N. Fedorina . Medieval rural sites of the Suzdal region on the basis of archaeology and geophysics: investigations of 2008