Работа лаборатории естественнонаучных методов ИА РАН в 1996-2000 гг.



КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ ИНСТИТУТА АРХЕОЛОГИИ РАН. Вып. 211. 2001 год.

JI. И. Авилова

РАБОТА ЛАБОРАТОРИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ МЕТОДОВ ИА РАН В 1996-2000 гг.

Лаборатория естественнонаучных методов в качестве самостоятельной структурной единицы Института археологии существует с 1967 г. Первые опыты широкого и комплексного применения методов естественных и технических наук в исследованиях археологического материала начались с 1959-1960 гг. в рамках отдельных групп (кабинетов), входивших в состав лаборатории камеральной обработки ИИМК АН СССР. Инициатором и активным организатором этих прогрессивных научных течений был Б. А. Колчин, в 1967 г. возглавивший лабораторию как особое научное подразделение Института. С 1984 г. лабораторией руководит Е. Н. Черных.

Профиль лаборатории - выявление в археологическом материале информации, являющейся предметом изучения естественных наук: физики, химии, геологии, прикладной математики, биологии и пр. Данные, получаемые с помощью этих методов, существенно дополняют выводы традиционной археологии и позволяют формулировать новые проблемы и направления исследований. Это касается экономики и экологических условий древности, датировки памятников, источников сырья, технологии изготовления ремесленных изделий и др.

Структура лаборатории менялась с течением времени. В ходе работы одни научные направления развивались, другие переходили в рамки иных подразделений ИА (история керамики) или же угасали как требующие мощной экспериментальной и технической базы (археомагнетизм). В настоящее время коллектив лаборатории состоит из 15 научных сотрудников, среди них доктор и семь кандидатов исторических наук, кандидат биологических наук и кандидат географических наук. В настоящей публикации характеризуется работа лаборатории за последние пять лет - 1996-2000 гг.

Генеральное научное направление, разрабатываемое в лаборатории естественнонаучных методов ИА РАН можно обозначить как «История производящей экономики в Евразии в V тыс. до н.э. - II тыс. н.э.». В его рамках в коллективе традиционно ведется работа по двум основным разделам: историко-металлургическому и археобиологическому. Первый включает исследования древнего цветного и черного металла, проблемы его освоения и использования в различные эпохи. Второй объединяет изучение проблем эволюции климата и дикой растительности; роли культурных злаков; использования фауны человеком. Ко второму разделу примыкают и дендрохронологические исследования. Эти два основных раздела представлены рядом творческих исследовательских групп, каждая из которых характеризуется использованием специфического метода исследований.

Уже в течение многих лет характерной чертой работы лаборатории является разработка крупных научных тем коллективного характера; вокруг каждой темы группируется постоянный коллектив, работающий по единому плану. Каждый из участников конкретного творческого коллектива разрабатывает вместе с тем свою индивидуальную, хотя и тесно связанную с прочими тему.

В лаборатории ведется работа теоретического плана в рамках разработки крупных коллективных исследований. Это, в частности, проблемы сложения и распада обширных культурно-производственных объединений типа металлургических провинций и вычленение определенных хозяйственно-культурных зон в их пределах; системный анализ моделей их функционирования; закономерности формирования этнопроизводственных традиций в кузнечном ремесле; соотношение природного и антропогенного факторов в культуре; типы древнего земледелия и скотоводства.

За прошедшие пять лет в рамках генерального направления велись следующие разработки. «Циркумпонтейская металлургическая провинция (ЦМП) эпохи ранней и средней бронзы», связанная с исследованием крупнейшей историко-культурной и производственной системы бронзового века в Старом Свете. Ее исполнителями были Е. Н. Черных (в качестве руководителя), Л. И. Авилова, Л. Б. Орловская, Т. О. Тенейшвили. По тематике этого проекта за пять лет были выполнены следующие темы: «Древнейший металл Эгеиды (ранний и средний бронзовый века)» - исполнитель Л. Б. Орловская; «Древние бронзы Леванта» - исполнитель Л. И. Авилова; «Древнейший металл Сузианы», исполнитель - Т. О. Тенейшвили. Начата работа над темой «Древнейший металл северо-западного Ирана», исполнитель Л. И. Авилова. Основу исследований по Циркумпонтийскому проекту составляют компьютерные базы данных, к концу 2000 г. база данных по металлическим изделиям составила более 80 тысяч предметов.

В рамках этой же крупной разработки было выделено еще две подтемы: «База данных по радиоуглеродным датировкам ЦМП», позволившая предложить уточненную хронологию для всего региона, исполнители -Е. Н. Черных (руководитель), Л. И. Авилова, Л. Б. Орловская, а также «Система географических координат как универсальный инструмент в базах данных» (исполнители Е. Н. Черных и Л. Б. Орловская). Последняя работа позволяет провести точную локализацию и создание масштабных карт памятников по различным признакам.

Другим, тесно связанным с первой разработкой, стало исследование «Евразийская металлургическая провинция эпохи поздней бронзы», ее исполнителями являлись С. В. Кузьминых (руководитель), Е. Н. Черных и Л. Б. Орловская. В ней также были выделены две подтемы - по радиоуглеродным датировкам и точным географическим координатам памятников.

Особое место в деятельности лаборатории за последние пять лет занимала научная тема «Каргалы - древнейший горно-металлургический центр Северной Евразии». С ней была связана комплексная Каргалинская археологическая экспедиция (1996-1999 гг.), руководитель Е. Н. Черных.

Экспедицией обследован ряд археологических памятников в уникальном по масштабам комплексе рудников и поселений производственного характера Каргалы (Оренбургская обл., эпоха бронзы). Раскопки дали огромный материал для понимания раннего горного дела и металлургии на восточной периферии Европейского континента. Были существенно уточнены представления о масштабах древних горных разработок меди в середине II тыс. до н.э. На поселении срубного времени у хутора Горный исследовался комплекс, связанный с бронзолитейным делом. Был также собран огромный остеологический материал, освещающий характер использования скота и различные этапы производства изделий из кости. Полученная серия радиоуглеродных дат, в том числе из погребения литейщика в кургане у с. Першино, подтвердила раннюю дату начала эксплуатации Карга-линских месторождений - ямно-полтавкинское время.

В экспедиции принимали участие 7 сотрудников лаборатории, сотрудники Физико-технического института УрО РАН (г. Ижевск, руководитель И. В. Журбин) и группа специалистов Центра исторических исследований

Испании (руководитель - д-р М.-И. Мартинес Наваррете). На базе этого сотрудничества применялись геофизические методы полевых исследований, проведены серии аналитических исследований древних шлаков, пыльцы растений и обугленных древесных остатков, а также масштабные работы по применению космической съемки.

По ходу экспедиционных работ была сформулирована еще одна научная тема - «Керамика поселения Горный I (Каргалинский горно-металлургический центр). Классификация форм» (исполнитель В. Ю. Луньков).

Другая сторона генерального направления деятельности лаборатории по исследованиям производящей экономики представлена темой «Древнейшее земледелие Восточной Европы в бронзовом и железном веках», исполнитель Е. Ю. Лебедева. Работа основана на статистическом анализе зерен культурных и диких растений. Ее результатом стала сравнительная характеристика моделей земледелия, существовавших на данной территории с периода энеолита по эпоху железа; особого внимания заслуживает вывод о весьма слабом развитии данной отрасли экономики в эпоху бронзы по сравнению с предшествующим и последующим периодами. Исполнителем темы «Скотоводство степной полосы Восточной Европы в эпоху бронзы» являлась Е. Е. Антипина, биолог, специалист в области археозоологии. Ею был выполнен огромный объем работ по определению костей домашних и диких животных. Ее выводы рисуют разнообразие моделей использования домашних и диких животных в связи с конкретными природными условиями существования и типами экономики древнего населения. В то же время сделан важный вывод о единообразии системы скотоводства в эпоху поздней бронзы на обширной территории степей и лесостепей Восточной Европы. Обе эти темы разрабатывались в основном в рамках Каргалин-ского проекта, с широким привлечением аналитических материалов из Южно-уральского региона, бассейна Дона, Восточного Крыма.

К перечисленным темам примыкают эколого-палинологические исследования, хотя они не были включены в комплексный Каргалинский проект. По данной тематике в течение пяти последних лет выполнены две коллективных темы: «Природная среда в эпоху бронзы: лесная зона Европейской России» и «Особенности природной среды Волго-Окского междуречья в железном веке и средневековье». Исполнители - географы Е. А. Спиридонова (руководитель) и А. С. Алёшинская. Эти работы позволили установить закономерности изменений климата в различные эпохи и связанных с ними ландшафтных зон, в которых протекало развитие древних культур.

Традиционной для лаборатории является тема истории обработки черного металла, которая также входит в генеральное направление историкометаллургических исследований, но отличается специфическим методическим подходом, основанном на металлографическом анализе кузнечных изделий. За пятилетие в ходе разработки направления, обозначенного как «Традиции и инновации в кузнечном производстве» была выполнена крупная коллективная работа «Специфика и взаимодействие ремесленных центров: городское и сельское ремесло». Исполнители - Н. Н. Терехова (руководитель), Л.С.Розанова, В.И.Завьялов, М. М. Толмачёва. Начата работа над проектом «Традиции древнерусского кузнечества в послемонгольский период», в котором заняты Н. Н. Терехова, Л. С. Розанова и В. И. Завьялов. В этих исследованиях ставится задача не только охарактеризовать технико-технологический уровень и специфику кузнечного ремесла в конкретном регионе и в конкретную эпоху, но и проследить формирование определенной этнической традиции в данной отрасли производства и ее взаимосвязь с ключевыми факторами истории данных этнических групп.

Специфической областью работы лаборатории стали дендрохронологические исследования, основанные на массовых определениях возраста древесины из археологических раскопок и архитектурных объектов. Была выполнена тема « Дендрохронология архитектурных памятников Прионе-жья и Северного Приладожья (Карелии) XV-XIX вв.» и начата работа по локальным дендрохронологическим шкалам Тверского региона. Исполнители - Н. Б. Черных (руководитель) и А. А. Карпухин.

Опыт показал плодотворность такой организации исследований, основанной на формировании научных групп, связанных общей проблематикой и исследовательской методикой: прежде всего она позволяет ставить и решать крупные проблемы с детальной проработкой обширного фонда источников.

Подобный подход стал возможен благодаря специфической черте работы лаборатории - широкому использованию ЭВМ при разработке научных тем, как крупных коллективных, так и индивидуальных. Это дает возможность достичь огромной экономии времени при обработке результатов анализов, которые сами по себе чрезвычайно трудоемки, и затем всего фонда археологических источников, причем достигается чрезвычайно разносторонняя и точная обработка материалов. Основой работы коллектива лаборатории стало создание компьютерных баз данных, где хранится исчерпывающая информация по каждому виду источников и результатам их статистического анализа. Все группы (кабинеты) лаборатории в той или иной мере обеспечены компьютерной техникой.

Разработан и применяется ряд программ по созданию и обработке обширных баз данных по различным материалам, а также ряд программ поискового характера, программы статистической обработки, калибровки радиоуглеродных датировок и построения полевых чертежей, графиков и гистограмм. Все программы находят практическое применение при работе над научными темами и написании текстов работ, в ходе полевых исследований. В историко-металлургической группе созданы уникальные по объему и информативности базы данных по древним изделиям из цветного металла.

Здесь же отрабатывается специальная программа по точной фиксации памятников в системе географических координат. В кабинете металлографии идет процесс создания базы данных по технологии обработки черного металла. В кабинете палинологии разработана специальная программа, позволяющая создание базы данных по споро-пыльцевой тематике с построением гистограмм и диаграмм, отражающих определенные климатические характеристики. В кабинете дендрохронологии имеется специальная программа по сравнительной характеристике кривых роста как отдельных образцов, так и локальных и региональных шкал, работа по созданию уникальной базы данных по археологическим и архитектурным образцам дерева, проанализированным в кабинете дендрохронологии. Внедрена и используется специальная компьютерная приставка для автоматизации замера ширины годичных колец при проведении дендрохронологических анализов. Специфическими базами данных обладают кабинеты карпологии и остеологии. В целом можно считать, что лаборатория достаточно оснащена компьютерной техникой, что открыло чрезвычайно широкие перспективы в обработке, анализе и интерпретации массового материала.

Сотрудники лаборатории принимают участие в экспедициях, организованных в различных подразделениях ИА и иных археологических учреждений страны. Работа в экспедициях соответствует тематике их научных разработок, параллельно ведется отбор материалов для анализов.

Сотрудники лаборатории в соответствии со спецификой подразделения выполняли планы аналитических работ в связи со своими научными интересами и по заявкам сотрудников Института и иных научных организаций. Однако следует отметить, что технически сложные анализы спект- рального состава цветного металла не проводятся вследствие полного износа и поломки дорогостоящего оборудования. Средств на его замену не имеется. Соответствующие научные темы разрабатываются с широким использованием богатых архивов ранее проведенных аналитических работ (порядка 45 тысяч анализов).

В кабинете металлографии за пять лет проведено 1800 анализов черного металла, этими исследованиями охвачены многие десятки памятников в хронологическом диапазоне от раннего железного века до позднего средневековья (XVI-XVII вв.), расположенные от районов Русского Севера до Причерноморья и Северного Кавказа.

Методом карпологии изучено 750 проб (зерновых скоплений, отмывок культурного слоя, отпечатков на глине) с 55 памятников различных эпох от бронзового века до средневековья.

Проведены массовые остеологические определения костей животных с 40 памятников различных периодов, в основном эпохи бронзы и железа, при этом объем коллекции с одного памятника составлял от нескольких костей до 2,5 миллионов, как на поселении Горный (Каргалинский горнометаллургический центр).

Палинологические анализы были сделаны для 75 памятников в хронологическом диапазоне от палеолита до средневековья, при этом технической обработке подверглось 1780 проб, а детальному анализу 880 образцов.

Дендрохронологические анализы проводились на 20 археологических и архитектурных памятниках, число обработанных спилов составило 1100, из них датировать удалось 750 образцов, были получены точные даты в хронологическом промежутке от X по XIX вв.

Сотрудники лаборатории принимали активное участие во множестве Международных, общероссийских, региональных конгрессов, конференций, симпозиумов и т.д. Значительна печатная продукция лаборатории -за пять лет опубликовано более 200 печатных работ общим объемом около 210 печатных листов, среди них 5 монографий:

Черных Н. Б. Археология и дендрохронология. М., 1996;

Бобров В. В., Кузьминых С. В., Тенейшвили Т. О. Древняя металлургия Среднего Енисея (лугавская культура)». Кемерово, 1997;

Терехова Н. Н., Розанова Л. С., Завьялов В. И., Толмачёва М. М. Очерки по истории древней железообработки в Восточной Европе. М., 1997;

Черных Е. Н. Каргалы. Забытый мир. М., 1997;

Черных Е. Н., Авилова Л. И., Орловская Л. Б. Металлургические провинции и радиоуглеродная хронология. М., 2000.

Сотрудники лаборатории постоянно и успешно участвуют в конкурсах научных проектов, они работали по грантам двух фондов - РФФИ и РГНФ. Всего за пять лет сотрудники лаборатории являлись руководителями 29 грантов (23 по РФФИ и 6 по РГНФ); из них 15 исследовательских проектов, 11 экспедиционных, 2 издательских и 1 на организацию конференции. Кроме того, сотрудники лаборатории были задействованы в качестве исполнителей еще в 9 проектах, руководителями которых стали сотрудники других подразделений ИА.

В работе лаборатории, как и Института в целом, имеются трудности. Практически все они связаны с недостаточным финансированием работ, что подрывает как аналитическую сторону деятельности лаборатории, так и остальные - участие в конференциях, командировки по сбору материалов, ознакомление с музейными собраниями и т.д. Фактически полностью прекращено централизованное снабжение оборудованием и химикатами. Все эти проблемы приходится решать исключительно за счет средств, получаемых по грантам. Финансовые трудности негативно влияют и на пополнение лаборатории молодыми кадрами.