Московский Подводно-Археологический Клуб
Главное меню
Главная страница
Законодательство
Фотогалерея
English version
Обратная связь
Помощь проекту
Экспедиции
Библиотека
Литература
Наука
Публицистика
Самиздат
Журнал "Вопросы подводной археологии"
Последние новости
Популярное
Васильев А.Г., Копейкин В.В., Морозов П.А. Георадар в подводных археологических исследованиях. Печать

Древности Боспора № 5. , М., ; 2002

 

 

В последнее время в нашей стране и за рубежом успешно развиваются георадарные технологии, относящиеся к неразрушающим методам контроля подземной среды, в отличие от бурения, шурфования и раскопок. Георадар позволяет обнаруживать методами импульсной радиолокации объекты, которые отличаются от фоновой среды по диэлектрической проницаемости и проводимости. Такими свойствами обладают почти все объекты, с которыми работает археология:

границы геологических слоев, границы между культурным (нарушенным) и
материковым (ненарушенным) слоями;

погребенные подземные сооружения (фундаменты, подвалы, ходы, захороне­ния);

отдельные предметы, размеры которых превышают 5-10 см.

Глубина зондирования в зависимости от вида грунта может колебаться от единиц до десятков метров. Глубина зондирования во влажных глинистых грунтах — 5-8 м, в сухих песчаных грунтах глубина зондирования может достигать — 20-30 м. 

Технические характеристики аппаратуры.

Приведем основные технические характеристики георадара «Грот-7».

1.  Диапазон рабочих частот 30-500 МГц.2. Импульсное напряжение на выходе передатчика 5 кВ.3. Чувствительность приемника 75 мкВ.4. Частота дискретизации данных 1 не.5. Потребление от аккумулятора 12 В в режиме регистрации 2 А, в режиме просмот­
ра 0.5 А.
6.   Вес 10 кг.

Радар оснащен жидкокристаллическим индикатором 128 X 256 элементов и имеет встроенную память объемом 4 МБ. Он может работать автономно, т.е. в режиме реги­страции с выводом информации на индикатор с последующей (в случае необходимо­сти) перекачкой информации в компьютер по стыку RS-232, а так же в составе с компь­ютером типа «Notebook».

Методы обработки данных

На получаемых с помощью георадаров «ГРОТ» радарограммах практически отсут­ствуют паразитные колебания — «звон» аппаратуры, характерный для георадаров других конструкций. По этой причине мы не пользуемся стандартными программами обработки георадарных сигналов, основная задача которых уменьшить величину «зво­на» и выделить на его фоне сигнал с помощью разного рода фильтраций.

 В целом ряде задач, где не требуется точное знание глубин залегания объектов или слоев, например при поиске местоположения погребенного фундамента, радарограмма «Грота-7» не требует никакой обработки и является конечным продуктом.

Такого типа задачи решаются прямо на месте по изображению на экране радара. Глубина может быть оценена по задержке сигнала и средней скорости распространения радиоволны для зондируемой среды, которая, как правило, в три раза меньше скорости света (т.е. 5 см/сек). Например, глубина объекта, отражение от которого пришло с временной задержкой 30 сек, составляет 1,5 м.

Однако чаще всего потребителя интересует геологическое сечение трассы с точным указанием глубин залегания объектов и слоев. Принятая нами в настоящее время мето­дика восстановления геологического профиля по радарограмме основывается на использовании методики, которая известна под названием «общий пункт возбуждения» (ОПВ).   Первоначально снимается радиолокационный профиль, путем перемещения по трассе с прибором, в котором расстояние между приемной и передающей антенной фиксированы. По радарограмме определяются точки, в которых необходимо произве­сти зондирование, т.е. в соответствии с методом ОПВ получить годографы от слоев и объектов. Годограф — это функция задержки сигнала от слоя (объекта) в зависимости от расстояния между приемной и передающей антеннами при симметричном разносе их в разные стороны.     Он позволяет определить как истинную глубину слоя, так и его диэлектрическую проницаемость. Для того чтобы преобразовать родарограмму в геологическое сечение, необходимо исключить кратные отражения от слоев и трансформировать временную ось в пространственную, задавая диэлектрическую проницаемость слоя. Вея необходи­мая для этого информация может быть получена из годографа.    Процесс вычисления характеристик среды по годографу, а так же получение гео­логического сечения автоматизировано, однако основную роль в этом процессе играет оператор. 

Возможности георадарной археологии

Геологический разрез, полученный при георадарном профилировании, несет в себе информацию о слоях грунта подстилающей поверхности. Контрастность границ слоев грунта может зависеть от типа грунта (глина, песок, суглинок ...), его структуры — не­нарушенный грунт (материк) и нарушенный (культурный) слой, и его состояния (су­хой, влажный или влагонасыщенный грунт). Такой разрез почв и культурных слоев, полученный в результате раскопок, называется стратиграфией и является основным методом исследования. Стратиграфия позволяет проследить хронологическую связь культурных слоев. В отличие от классической археологической стратиграфии, геора­дарная выполняется значительно быстрее (разрез 10 м может быть выполнен за 10— 15 минут с выводом результата на экран георадара). Основное преимущество георадар­ной стратиграфии от классической заключается в не нарушающем характере проводи­мых работ. Археологические раскопки разрушают и уничтожают объект исследования, оставляя для будущих поколений только фотографии, зарисовки и отчеты. Георадар открывает возможность исследовать археологический объект, оставляя его в неприкос­новенности.

    Георадарная группа ИЗМИРАН провела цикл опытно-методических работ сезона 2000-2001 гг. в составе экспедиции Института Археологии РАН на раскопках древне­греческого города, который принято называть Патрей, а так же в акватории Таманского залива. За два экспедиционных сезона были проведены работы, которые позволяют нам сделать предварительные оценки возможности применения георадара в археологи­ческих исследованиях. Опыт Патрея 2000-2001 дает возможность выделить четыре на­правления использования георадара. Каждое из них имеет самостоятельное значение и способствует решению разных задач археологии, основным инструментом которой продолжают оставаться раскопки.

1.             Обзорная геологическая съемка места предполагаемых раскопок. С помощью георадара выполняются большие (1-2 км) профили, охватывающие площадь, в центре которой находится место предполагаемых раскопок. Такие работы позволят исследо­вать общую геологическую картину местности, проследить возможную эволюцию рельефа, определить границы культурного слоя. При таких обследованиях могут быть выявлены погребенные долины, русла рек и т.п. Анализ обзорной геологической съем­ки может служить основанием для планирования археологических работ, уточнения границ древних городов и поселений.

2.             Подробная георадарная съемка (георадарная стратиграфия) культурного слоя с целью уточнения места заложения раскопов. Георадарное обследование позволит су­щественно снизить объем непроизводительных поисковых земляных работ.

 3.                            Поиск, нахождение и в отдельных случаях идентификация рхеологических
объектов без вскрытия грунта. Опыт георадарных работ показывает, что большинство археологических объектов имеют характерные радиообразы. Это позволит находить и распознавать объекты, не нарушая окружающий его грунт. На городище Патрей были обнаружены и идентифицированы погребенные фундаменты из сырцового и саманного кирпича, остатки стен, колодцы, засыпанные подвалы, пифосы, захоронения, склепы и другие, более мелкие предметы.

4.             Георадарная съемка придонного слоя грунта и поиск археологических бъектов
в нем. На Патрейском городище были проведены опыты по георадарному зондирова­
нию морского дна с поверхности на малой глубине (60-70 см). На глубине 1-10 м. при­менялся специальный батискаф для георадара, который позволял передвигать прибор по дну.

Применение данного подводного георадарного комплекса позволило обнаружить с восточной стороны оконечности косы Чушка объект, лежащий под грунтом, который на дисплее георадара, и позже при компьютерной обработке, интерпретировался как «стена».

    На основании данных геородарного исследования в 40 м к югу от острова Камень (местное название) в точке с координатами: № 45 град. 18 мин. 59.3 сек. и ЕО 36 град. 39 мин. 13.4 сек. был заложен шурф в направлении юг — север. Раскопки осуществлялись аквалангистами с использованием грунтоуборочного эжектора. Со­став грунта (ракушка, ил) сильно «текучий», что определило профиль шурфа в виде опрокинутого конуса. Шурф обнажил южную границу «стены», сложенной из необра­ботанных валунов «плоской» формы, в виде плит, что определяется породой камня — глинистый сланец. Камни сложены на глинистом растворе, верхний ряд камней частич­но выступал над уровнем дна на 5-10 см. Дно ровное, илистое, с повышением в сторону острова Камень, покрыто ровным слоем водорослей в виде травы и спутанных нитей высотой от 10 до 50 см. Часть камней, не сохранившиеся «in situ», были, вероятно, раз­бросаны ледоходом в разных направлениях от «стены». Было зафиксировано, по край­ней мере, 24 крупных камня, видимых в урезе воды по близлежащим островам (по-ви­димому, остров Камень и получил соответствующее название по этим камням). Юж­ный фас  «стены» имел наклон порядка 75 градусов от горизонтали. Камни неправильной формы, разные по размеру — от 0,2 х 0,2 х 0,1 м до 1,0 х 0,6 х 0,3 м. Основание стены поставлено на «подушку» толщиной не менее 0,5 м. из мелкозернистого песка. Сохра­нившаяся часть кладки с южной стороны имеет высоту 1,9 м. На глубине 1,5 м, в толще грунта по всей плоскости шурфа прослеживается дерновый слой толщиной 5-6 см, имеющей в своем составе глинистую структуру с остатками травы с корневыми пере­плетениями. Ниже дернового слоя, вплоть до материковой глины, структура грунта представляет из себя ракушку с илом. Наличие дернового слоя подтверждает период кратковременной регрессии в обшей Черноморской трансгрессии.

Шурф был продолжен в северном направлении через верхнюю границу «стены» до обнаружения её северного фаса. С севера глубина залегания «стены» оказалось мень­шей — 1,1м; дерновый слой отсутствует. Песчаная подушка под стеной хорошо про­сматривается. Нижний камень в основании стены толщиной 0,7 м, имеет следы ручной обработки в виде параллельных желобков от инструмента. Камни, непосредственно над нижним, отсутствуют, в следствии чего стена имеет ступеньку глубиной 0,65 м.

   По всей верхней грани стены шурфом шириной 1 м, были обнажены камни верхне­го ряда кладки шириной 12,7 м. По центру был заложен шурф, в котором по мере за­глубления было обнаружение четыре ряда кладки до глубины 1,1м, ниже находится слой забутовки состоящий из глины с морской галькой.

  От шурфа с помощью металлических щупов было определена протяженность и на­правление залегания «стены». На запад стена плавно, незначительно изгибается на азимут 288,8 град., в восточном направлении, на азимут 097,0 град. Общая протяжен­ность обследованной части составила 317 м. Участок АБ 132 м участок АВ 185 м в точке «В» стена заканчивается почти вертикально, далее в этом же направлении фрагмент стены определен на удалении 33 м в точке Г. На основе промера щупами этот фрагмент представляет из себя в верхней плоскости прямоугольник 4x5 м.

 Датировку стены определить затруднительно. Согласно данным различных авто­ров, на основании пришлифовки образцов ила на разных уровнях илистого горизонта обнаруживается тонкая, довольно постоянная годовая микрослоистость равная при­близительно 1,5 мм. Следовательно, можно говорить о подходе воды к основанию «сте­ны» не менее 1260 лет назад, но это не дает возраста самой постройки и не учитывает промежутка времени, на который вода отошла от «стены» и образовался дерновый слой. Возможны некоторые уточнения на основе предстоящей палеоботанической экс­пертизы растительных остатков из дернового слоя.

        Но, во всяком случае, данный объект позволяет внести некоторые дополнения в па­леогеографическую и археологическую карты Таманского полуострова. Наличие крупных строительных объектов с восточной стороны оконечности косы Чушка воз­вращают нас к карте К.К. Герца с определенными надеждами. 

Литература:1.      Герц К. Археологическая топография Таманского полуострова, М,; 1870 

GPR in the underwater archaeological investigation A.G.  Vasii'ev,  V.V. Kopeykin, P.A. MorozovIn the course of (-he underwater archaeological works in 2001 an unique object was found out to the east of the extremity of the Chushka spit. It is a bank covering stone. Its length was tracked for a distance of 370 m, which was fixed with the wash-out and the GPR «Grot 7». The bank has a direction from the west to the east and the thickness of the ma­sonry forms no less 1,2 m. The determination of its chronology and its final interpretation will he the main purpose of the investigations in the future.  

 

 
« Пред.   След. »
© 2017 Московский Подводно-Археологический Клуб
Joomla! is Free Software released under the GNU/GPL License.