Текст
ИЗДАТЕЛЬСТВО* «НАУК А» •
АРХЕОЛОГИЯ
И
ПОД ОБЩЕЙ РЕДАКЦИЕЙ
Б. А. КОЛЧИНА
ИЗДАТЕЛЬСТВО • «НАУКА» •
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ИНСТИТУТ АРХЕОЛОГИИ
ЕСТЕСТВЕННЫЕ
НАУКИ
МОСКВА»1965
Б. В. АНДРИАНОВ, М. А. БЕЗБОРОДОВ, В. Д. БЛАВАТСКИЙ, С. П. БУРЛАЦКАЯ, Ф А. БУРНАШЕВА, С. В. Б УТ ОМ О, Г. А. ВОЗНЕСЕНСКАЯ, Г. Г. ВОРОБЬЕВ, И. М. ГАЙДУК, Н. С. ГРАЖДАНИНА, П. М. Д О Л У X А Н О В, Е. Ф. ДУБРОВ, Ю. А. ЗАДНЕПРОВСКИЙ, О. М. ЗНАМЕНСКАЯ, Н. И. И Г О Н И Н, Э. О. ИЛЬВЕС, И. С. КАМЕНЕЦКИЙ, Г. Н. КИСЛЯКОВА, Б. А. КОЛЧИН, В. Б. КОВАЛЕВСКАЯ (ДЕОПИК), Г. Ф. КОРОБКОВА, Г. К. КРУГ,
О. Ю. КРУГ, А. А. Л И Й В А, Б. И. МАРШАК, В. С. М И Т Р И Ч Е В, В. В. НАСЕДКИН, Т. Б. НЕЧАЕВА, Б. Г. ПЕТЕРС, Н. В. РЫНДИНА, Э. В. С А Й К О, И. Р. СЕЛИМХАНОВ С. А. СЕМЕНОВ, А. А. С Е М Е Н Ц О В, В. С. ТИТОВ, А. А. ФОРМОЗОВ, Г. С. ФРАНТОВ, Е. Н. ЧЕРНЫХ, Н. Б. ЧЕРНЫХ, Я. А. Ш Е Р, К. К. Ш И Л И К, Ю. Л. ЩАПОВА, Л. Ю. Я Н И Т С
ВВЕДЕНИЕ к Б. А. Колчин. Археология и естественные науки............................. 7
1 I
ХРОНОЛОГИЯ к С- В- Б у том о. Радиоуглеродное датирование л построение абсолют-
ной хронологической шкалы археологических памятников 28
В. С. Титов. Роль радиоуглеродных дат в системе хронологии неолита
п бронзового века Передней Азии п Юго-Восточной Европы 34
А. А. Липла, Э. О. Ильвес, Л. Ю. Я и п т с. Радиоуглерод-
ное датирование некоторых археологических памятников Придал-тикп 46
С. П. Бурлацкая, Т. Б. Нечаева. Датирование археологических объектов археомагнитпым методом • SO
Б. А. Коли и и. Дендрохронология Восточной Европы 62
Н. Б. Черных. Абсолютная дендрохронологическая шкала древ-
него Белоозера 86
А. А. С е м е и ц о в. Регистратор для измерения низких активностей с графическим построением хода измерений 91
2
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СОСТАВ k Е. И. Черных. Спектральный анализ и изучение древнейшей метал-лургии Восточной Европы 96
МАТЕРИАЛОВ И ' 10. Л. Щ а и о н а. Спектральный анализ п история стекла 111
ПРЕ ДМЕТО В Н. В. Рындина. Металлография в археологии 119
Г. А. Вознесенская. Металл Троицкого городища 129
И. Р. С е л п м х а в о в. К истории освоения человеком металлов и сила-
вов на Кавказе 138
0. Ю. Круг. Применение петрографии в археологии Н. С. Г р а ж д а н к и н а. Методика химико-техпологического пссле- 146
довавия древней керамики 152
Э. В. С а й к о. Технология керамики средневековых мастеров В. В. И а с с д к и н, А. А. Формозов. Вулканическое стекло 161
из сгоявок каменного века Краснодарского края и Чечено-Ингу-
щетин 167
В. С. М и т р и ч е в. Спектральный анализ керамики 171
М. А. Безбородов. Технические методы изучения древних стекол 174
Ф. А. Б у р н а ш е в а. Методика изучения древних глазурей И. М. Гайду к. Выявление микрорайонов неолитических племен 178
методом петрографического и спектрального анализов 185
Г.
Б.
С.
3
ВОПРОСЫ к И-
ПАЛЕОГЕОГРАФИИ В
г ю.
ф. Коробкова. Применение метода микроанализа к изучению функции камелвых и костяных орудий 192
А. Колчин, О. Ю. К руг. Физическое моделирование сыродутного процесса производства железа 196
А. Семенов. Экспериментальный метоп изучения первобытной техники 216
М. Д о л у х а п о в, О. М. Знаменская. Палеогеографические принципы построения хронологии археологических культур 224
А. 3 а д н е п р о в с к и и, Г. Н. К и с л я к о в а. О комплексном методе изучения природных условии голоцена во впеледниковых районах 232
4
ПОЛЕВАЯ к Г. С. Франтов. Примет ние геофизических методов разведки в архео-
ПРАКТИКА W логии 244
' К. К. Ш и л и к. Опыт применения магниторазведки на древнерусском городище 252
Н. И. И г о н и п. Применение аэрофотосъемки при изучения архео-ло! пческих] памятников 256
Б. В. Андрианов. Дешифрирование аэрофотоснимков при изучении древних оросительных систем 261
В. Д. Блаватский. Техника подводных археологических работ 268 Е. Ф. Дубров, К. К. Ш и л п к. Применение метода звуковой геолокацип для поисков и исследования объектов, погребенных грунтами па дне водоемов 279
Б. Г. Петерс. О приемах и методике подводных археологических разведок 282
S
МАТЕМАТИКА к В. Б. Ковалевская (Деопп к). Применение статистических мсто-
и КИБЕРНЕТИКА Д дов к изучению массового археологического материала 286
Г И. С. К а м е п с ц к и п. Датировка слоев г,о процентному соотношению типов керамики 302
Б. II Маршак. К разработке критериев сходства и различия керамических комплексов 308
Г. К. Круг, О. 10. Круг. Математический метод классификации древней керамики 318
Я. А. Шер. О создании кибернетического фонда археологических источников с автоматическим поиском информации 326 Г. Г. Воробьев. Некоторые аспекты применения кибернетики в археологии 330
Б. А. Колчин, О. 10. Круг, Е. Н. Черных, всесоюзное совещание по применению в археологии методов исследований естественных и технических наук 334
АРХЕОЛОГИЯ
И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Б. А. К О Л Ч И Н
Одной из главных особенностей научил о прогресса современности является синтез научных знаний и сближение естественных и гуманитарных наук. Этот процесс идет по нескольким направлениям и развивается в разных областях взаимовлияния и взаимопроникновения. В многообразии связей мы встречаем и появление новых научных областей и дисциплин на стыке между двумя или более уже хорошо сложившимися отраслями науки и внедрение в оченп узкие отдельные научные специализации методов познания, взятых из других разделов науки.
Связи археологии с некоторыми разделами естественных наук длятся уже довольно значительное время — более ста лет. Без таких научных дисциплин, как антропология, четвертичная геология, палеоботаника, палеогеография, остеология и ряд подобных разделов, немыслима, например, первобытная археология. Но в последние годы в связи с бурным развитием физики, математики, химии, биологии появились новые методы, новые возможности и новые пути связей и содружества археологии с естественными и точными науками.
Археология изучает прошлое человечества по вещественным историческим источникам, по материальным остаткам его жизни и труда. Любая археологическая находка — это овеществленный сгусток, кусочек истории народа, чьим трудом создан этот предмет. В своей совокупности эти предметы объективно запечатлели разные явления в истории человеческого общества с древнейших периодов до наших дней. Задача археолога получить максимум исторической информации от этих предметов. Археологические находки, сделанные из камня, меди, бронзы, железа, стали, дерева, глины, стекла и других материалов, значительно более полно расскажут нам о прошлом, о себе и о людях, если их, кроме обычных приемов исторической науки, исследовать разнообразными методами физических, химических, биологических, геологических, технических и других наук.
В Советском Союзе широкое внедрение методов исследования естественных и технических паук в археологию началось довольно энергично в послевоенное время с конца 40-х годов в связи с общими успехами естественных наук. По инициативе отдельных ученых некоторые исторические исследования стали строиться на широком применении металлографии, спектрального анализа, пыльцевого анализа и ряда других методов. В 1955 г. в Институте археологии АН СССР (в Ленинградском отделении) была организована лаборатория исторической
технологии с группами радиоуглеродного датирования, химического и спектрального анализов и других методов. Затем в Москве в Институте археологии и на кафедре археологии Московского университета стали образовывать-
ся группы по внедр< нш) новых методов в археологию. Подобные работы были начаты и в археологических учреждениях Тбилиси, Баку, Ташкента и других городов ’.
Исходя из метода исследования и способа его применения, формы связи наук и раздела археологии, где применяется тот или иной метод, крут вопросов научного синтеза с естест-
венными науками можно разделить на пять больших проблем. Первая проблема — это вопросы археологической хронологии. Вторая проблема, наиболее широкая из всех, касается воп-росов происхождения материалов (металла, камня, глины, стекла), истории технологии и производства, распространения древних культур и экономических связей у древних народов. Третья проблема касается разнообразных методов, раскрывающих нам историю земледелия,
скотоводства и реконструирующих нам древний ландшафт, палеоклимат и ряд подобных вопросов. Четвертая проблема касается круга вопросов полевой практики археологов — это разведка, изучение и раскопки археологических памятников более совершенными, производительными и экономичными методами. Пятая проблема — это широкое внедрение разных математических и кибернетических методов в исследовательскую работу археолога в лабора-
тории и в поле.
Одна из наиболее сложных проблем — это датировка. В археологиидовольно хорошо раз-работаны методы относительной хронологии. Пользуясь формально-типологическим и стратиграфическим методами, археолог может безошибочно отнести какое-либо явление к тому или иному периоду каменного или бронзового, или железного века. Но трудно установить абсолютные даты. И вот здесь естественные науки открывают археологам новые пути. Вна-/ стоящее время в Советском Союзе и за рубежом широко применяют три способа опреде-'' ления абсолютного возраста, взятых из физических и биологических наук,— радиоуглеродный, дендрохронологический иархеомагнитный. Предложено еще несколько методов. Наиболее
перспективными являются термолюминесцентный метод и датирование по годичным микрослоям пленки эрозии стекла.
1 Б. А. К о л чин, А. Л. М о нг а й т. Применение естественнонаучных методов в археологии.
Вопросы истории», 1960, № 3, стр. 75.
Наиболее распространенным и универсаль- У ным является метод радиоуглеродного датирования. Он позволяет определять возраст дерева, угля, кости. Датировать можно образцы , возрастом до 50 тысяч лет. В настоящее время во всем мире работает более 50 радиоуглеродных лабораторий, которые сделали около 10000 определений дат. В Советском Союзе имеются четыре действующие радиоуглеродные лаборатории: одна в Институте археологии АН СССР, другая в Институте геохимии и аналитической химии АН СССР, третья лаборатория, точнее группа энтузиастов, в Институте зоологии и ботаники АН Эстонской ССР и, наконец, лаборатория в Институте геолoiни АН СССР. Датированием археологических материалов целиком занята только лаборатория Института археологии. Радиоуглеродная лаборатория Института археологии серийные измерения возраста археологических образцов начала с осени 1959 г. 2 К концу 1963 г. уже сделано более 100 определений.
Как известно, радиоуглеродный метод дати- . рования дает не точные календарные даты, а определяет интервал времени с какой-то вероятностью, когда исследуемый объект вышел из обменного цикла, т. е. в нем прекратилась жизнь, например дерево срубили. Объяснение тому, что мы можем определять лишь интервал времени, лежит в самом статистическом характере радиоактивного распада. Дело в том, что в образце, содержащем какое-либо определен- / ное число атомов радиоактивного вещества, и “ за различные и за одинаковые отрезки времени будет распадаться разное число атомов. Это число колеблется в определенных пределах около некоторого среднего значения. Статистическая ошибка при измерении С1 11 * В. выражается обычно в виде стандартного отклонения + А (например, 2440 + 50). Точность радиоуглеродных датировок, т. е. величина стандартного отклонения, зависит от многочисленных условий. но в основном от количества исследуемого материала и от времени, которое затрачивается на измерение данного образца. Статистическая ошибка счета С14 за четырнадцать лет, прошедших со времени первых опытов Либби, уменьшилась с 9% до величины в 3—1%. Вопросам повышения точности определения возраста по радиоуглероду в нашей книге посвящена статья сотрудника радиоуглеродной лаборатории Института археологии С. В. Бутомо.
2 В. В. Артемьев, С. В. Бутомо,
В. М. Д р о ж ж и н, Е. И. Романова. Результаты определения абсолютного возраста ряда археологических и геологических образцов по радиоуглероду. СА, 1961, № 2, стр. 3.
Рис. 1. Схема связей археологии с естественными науками
Дальнейшая работа но повышению надежности и точности определения возраста по С14, в том числе и уменьшению статистической ошибки, связана с активным участием в ней археологов. Мы уже говорили, что точность датировки ^зависит от количества используемого при определении этилбензола (пли бензола). В инструкции по сбору образцов для радиоуглеродного анализа указаны минимальные количества по весу исходных материалов: древесного угля 150 е, древесины 500—600 г 3. Крайне желательно количество исходного материала для определений значительно увеличить. Например, при использовании 200 миллилитров этилбензола и 48-часовом измерении образцов с возрастом в 5500 лет статистическая ошибка составит лишь ± 20 лет. Для получения 200 миллилитров этилбензола требуется около 4 кг древесины или 800 г угля 4.
Еще более важную работу археологи должны проделать по организации сбора надежных образцов, объединенных в хронологические и культурные комплексы. Необходимо выделить наиболее интересные и характерные археологические памятники, которые могут дать серии надежных образцов, а следовательно, и абсолютных дат. Для получения таких образцов необходимо создавать спепиальные полевые экспедиции.
Только при таком содружестве археологов и радиофизиков можно успешно решить задачу' по созданию абсолютной хронологической шкалы определенных культур и районов.
Нужно еще раз напомнить, что радиоуглеродные лаборатории определяют даты, точнее интервал времени в абсолютном измерении, когда прекратился обменный цикл, т. е. прекратилась жизнь данного образца растения пли животного. А какова связь этого образца с археологическим памятником, прина (лежит ли •образец ко времени памятника, связан ли он с комплексом явлений, дату которых мы хотим определить, это должен решать археолог.
Хотя по атомным часам п определено уже более 100U0 радиоуглеродных дат, в оценке этого метода, его надежности п точности средп археологов все еще раздаются голоса скептиков и сомневающихся. Вот уже ь течение не
3 «Сборник инструкций по взятию образцов для анализа археологических материалов методами естественных паук». Издание Института археологии АН СССР. М., I960.
4 В. В. Артемьев, С. В. В у т <> м о,
В. М Дрожжин, Е. Н. Романова. Указ,
соч , стр. 10.
скольких лет настойчиво выступает с критикой и сомнениями в надежности метода югославский археолог В. Милойчич. Он уже опубликовал три большие статьи по этому вопросу 5. Появились критические статьи и других археологов, в том числе и югославских, например М. Гарашанина 6. С ответом на критику и главным образом там, где это касается основ метода, выступали зарубежны? и советские ученые 7. Они показали научную несостоятельность критиков, значительный успех в установлении дат и главное большие возможности в построении единой абсолютной хронологии археологических памятников всех континентов нашей планеты.
Археологической оценке радиоуглеродных дат неолита и бронзы Передней Азии и юго-востока Европы посвящена в нашей книге статья В. С. Титова. Он рассматривает более 250 радиоуглеродных дат, определенных в 15 лабораториях мпра к началу 1963 г. Автор выбрал эти культуры в связи с тем, что здесь система относительной, а иногда и абсолютной хронологии достаточно надежна, и поэтому возможно более широкое перекрестное сравнение радиоуглеродных и традиционных исторических дат. \втор считает, что радиоуглеродные даты имеют большое значение в установлении абсолютной хронологии III —II тыс. до н. э. и являются единственным надежным критерием в установлении абсолютной хронологии VIII — IV тыс. до н. э.
Коснемся вкратце возможностей радиоактивных методов для датирования среднего и нижнего палеолита. Здесь у радиологов все еще продолжается поиск. Единственными археологическими объектами, пригодными для датирования, пока являются окаменелые кости. Абсолютный возраст определяется по методу накопления в них продуктов распада радиоэлементов.
Наиболее простым и более или менее надежным может быть ториевый метод, с помощью которого можно определять среднее время минерализации кости. Но сколько времени продолжалась минерализация кости, мы не знаем. Необходимо выяснить соотношение истинного возраста кости и среднего времени ее ми-
8 V. М i 1 о j с i с. Zur Anwendbarkeit der С14, De'ierung in der Vorgeschichtsforsrhung, III Teil. «Germania», 1961, 39, N 3/4.
8 M. V. G a r a § a n i n. Tlic Neolithic in Anatolia and the Balkans. «Antiquity», 1961 XXXV, N 140, стр. 276.
7 X. В. Протопопов, С. В. Бутомо. О кр„тпке углеродного метода определения возраста. СА, 1959, А? 2, стр. 255.
мерализации. В. В. Чердынцев, выполнивший серию определений возраста по изотопам тория, считает зтот метод достаточно перспективным 8 * 10.
В последние годы широкое распространение в археологических исследованиях находит калиево-афгоновый метод определения абсолютного возраста. Благодаря очень чувствительной измерительной аппаратуре оказалось возможным обнаруживать весьма незначительное количество аргона ®.
V Второй метод определения возраста — дендрохронологический — может определять относительную или абсолютную дату рубки дерева, сохранившегося до нашего времени, с хорошо выраженными годичными кольцами и здоровой -заболонью. Следует заметить, что такую древесину археологи встречают довольно часто на многих археологических памятниках в большом количестве. Точность датирования по дендрохронологическому календарю достигает одного года. В лаборатории дендрохронологии Института археологии, созданной в 1959 г., достигнуты значительные успехи. На основе новгородского археологического дерева, давшего более 3000 образцов X—XVIII вв., создана абсолютная шкала для районов Новгородчины. По этой шкале можно датировать деревянные сооружения с точностью до года 1(1.
В конце 1963 г. закопчены работы по дендрохронологии Белоозера и Полоцка (подробнее •см. статьи Б. А. Колчина и И. Б. Черных). В результате этих работ мы получили единую дендрохронологическую абсолютную шкалу для большого пространства центра и севера Восточной Европы, охватывающего более 1000 км. В хвойных лесах Полоцкой земли, Новгородчины и вокруг Белого озера отмечены одни и те же генеральные циклы угнетений годичных колец прироста древесины. Это позволяет нам определять абсолютные даты деревянных сооружений на археологических объектах X- -XVI столетий, расположенных на этой территории.
К концу 1963 г. в лаборатории дендрохронологии Института археологии собрано •около 4000 дендрохронологических образцов древесины IX—XX вв.
8 В. В. Чердынцев. Определение абсолютного возраста палеолита. СА, XXV, 1956, стр. 64.
8 И. Е. Старик. Радиоизотопы п абсолютная 1 геохронология. Сб. «Наука и человечество», 1963, стр. 233. •
10 Б. А. К о л ч и н. Дендрохронология Новгорода. МИА, № 117, 1963, стр. 5.
Лаборатория дендрохронологии начала работы по датированию памятников деревянного зодчества Северной России и древних икон. Они проводятся совместно с Комитетом по охране памятников РСФСР и Всесоюзными реставрационными мастерскими. Для большей части памятников русского деревянного зодчества имеются даты с точностью до столетия или десятков лет. Трудно переоценить возможность получения для того или иного сооружения даты его постройки с точностью до одного года. Значительное количество древних икон, особенно из Северной России, написано на сосновых досках. При этом оказалось, что довольно часто на досках сохраняется не только заболонь, но даже и последние внешние кольца ствола, из которого сделана доска, что позволяет определить время ее изготовления.
Часто тот или иной метод естественных наук, примененный нами при изучении археологического объекта, решает не только конкретную частную археологическую задачу, но и дает исходный материал для новой, пеисторической научной дисциплины. В данном случае речь идет о дендроклиматологии.
Изучая структуру и колебания роста годичных колец прироста древесины, мы можем судить о климате прошлого и его изменениях за сотни и тысячи лет. Удается установить влияние на лес двух главных климатических фак торов — осадков и температуры среды. А имея достаточной протяженности хронологию годичных колец, мы, следовательно, можем установить и историю этих факторов. Этим и занимается дендроклиматология. Знание закономерностей изменения климата и погоды представляет весьма важную народнохозяйственную задачу, поскольку зто позволит совершенствовать и развивать методику составления достоверных долгосрочных прогнозов климата. Дендрохронологическую шкалу же протяжением в сотни и тысячи лет климатологам могут дать только археологи. Для Восточной Европы такая шкала уже составлена па протяжении от 884 до 1595 г., т. е. длительностью в 712 лет.
Большие надежды археологи возлагают па метод археомагнитного датирования.Радиоугле-роднып и дендрохронологический методы датируют лишь органические вещества, которые на археологических памятниках встречаются пе везде. А вот изделия из обожженной глины, являющиеся объектом археомагнитного иссле- ( дования, т. е. огромные массы керамики являются основным материалом почти всех археологических памятников. Большие работы в области археомагнитного датирования ведутся
в Европе в трех центрах: в Париже11, в Оксфорде 11 12 и в Москве 13.
Несколько лет совместно работают две лаборатории археомагнетизма — Института археологии и Института фпзики Земли им. О. Ю. Шмидта. Об успехах многолетних работ этих лабораторий можно прочитать в статье С. П. Бурлацкой и Т. Б. Нечаевой. Работа в наших лабораториях велась по двум районам Восточной Европы — Новгородской области и по Грузии, Азербайджану и Армении. Наиболее удачные результаты получены по кавказским образцам. В результате термоизмерений датированных археологических образцов были составлены кривые вариаций направления и напряжения геомагнитного поля, т. е. решена прямая задача по определению магнитного поля Земли в древности в районе Кавказа. Теперь по этим кривым можно решать и обратную задачу, т. е. датировать древнюю керамику Кавказа и изделия из глины. Точность датирования археомагнитным методом имеет суммарную ошибку независимо от возраста в ± 25 лет 14.
В Институте археологии АН СССР в 1963 г. создана специальная экспедиция по сбору датированных образцов изделий из глины районов Украины, Молдавии и Прикарпатья. По этим образцам, если их окажется достаточно, будут составлены кривые вариаций магнитного поля Земли в прошлом на указанных территориях. После этого можно будет приступить и к датировкам керамического материала. Сбору подлежат образцы от керамических горнов, домашних печей и очагов, трипольских площадок и т. п.
В области абсолютного датирования имеется еще два метода, которые у нас в Советском Союзе пока еще не получили должного развития. Термолюминесцентный метод основан на свечении веществ, обладающих кристаллической структурой. Из археологических объектов в это число входят керамика, кирпич и другие изделия из глины, подвергающиеся во время изготовления обжигу. Интенсивность термовысвечивания связана с дозой облу ченгя, ко
11 Е. Т е л ь е, О. Т е л ь е. Об интенсивности магнитного поля Земли в историческом и геологическом прош юм. «Изв. АН СССР. Серия геофиз.», 1959, № ff, стр. 1296.
12 М. Д. Э й т к и н. Физика и археология. М., 1963.
13 С. П. Бурлацкая. О датировании археологических объектов археомагнитным методом. СА, 1962, № 3, стр. 99.
14 С. П. Бурлацкая. Датирование археологических объектов археомагнитным методом. СА, 1963, № 4, стр. 115.
торую исследуемый образец получил с момента-, последней кристаллизации до наших дней. Последняя кристаллизация в нашем случае — это обжиг керамики или другой вид высокотемпературного нагрева. В результате любого облуче-у пия минералов в их кристаллической структуре возникают деформации и напряжения. В естественной обстановке и в том случае, когда керамическое издечие лежит в культурном слое, радиационные повреждения появляются в результате длительного облучения минералов альфа-частицами, излучаемыми торием и ураном. Эти элементы в очень малых концепт рациях присутствуют почти во всех горных породах, в том числе и глинах. Нагревание минерала снимает механические напряжения, вызванные радиацией; у керамики это происходит ' при обжиге. Поэтому после обжига начинается новое накопление радиационных повреждений, доза которых может определить время, прошедшее с момента последнего нагрева.
Доза облучения, как мы уже говорили, измеряется по величине небольших вспышек ви-у димого света, излучаемых при повышении температуры до 300—400°, за счет перехода электронов на основной первоначальный уровень, т. е. по мере снятия механических повреждений в кристалле. Измерительным прибором служит фотоумножитель. Измерив естественную радиоактивность образна и сравнив ее со значеньем дозы радиации, которую получил образец, мы можем определить абсолютный возраст с момента последней кристаллизации.
Термолюминесцентный метод датирования имеет некоторые преимущества перед археомагнитным. Они заключаются в том, что здесь не нужно знание ориентации образца — обязательного условия при археомагнитном методе. В настоящее время в США в Калифорнийском университете этот метод применяют для . археологического датирования и уже опубли-^ кованы первые результаты 15. Но требуется еще большая работа по усовершенствованию аппаратуры и устранению ряда явлений, препятствующих измерениям (хемилюминесценция). В Институте археологии эти работы могли бы быть начаты совместно с Институтом химической физики АН СССР.
У стеклянных изделий, попавших в землю,./ под влиянием влаги, почвенных растворов и других факторов, разрушающих стекло, па поверхности образуются микрослои ирриза-ции. Факторы, разрушающие стекло, в зави-
15 G. К е в n е d у, L. К п о р f f. bating bj Thermoluminescence. «Archaeology», 1960,№ 13,стр. 147_
•симости от времени года (весна, лето, осень, -зима) изменяются, но ежегодно повторяются. В силу этого слои каждого года можно отличить один от другого и подсчитать, сколько их, .а следовательно, и определить, сколько лет прошло со времени, когда стеклянный предмет попал в -землю 16. Технически этот анализ .довольно сложен, но заманчив и перспективен.
Для полноты обзора естественных методов .датирования коснемся еще двух классических приемов, широко применяемых в археологии палеолита и неолита, которые при определен-< ных условиях могут давать абсолютные даты.
Это датирование по ленточным глинам и спорово-пыльцевой анализ. Годичные слои ленточных глин, которые образовались на дне озер ледникового происхождения в результате сте-, кания талых ледниковых вод, за несколько тысячелетий составили хронологию ежегодных отложений, подобную древесньпи кольцам. Для ''поз дне ледников ой и послеледниковой эпохи составлена абсолютная хронология по сериям и циклам толстых и тонких слоев ленточных глин. Этот метод широко применялся для геологической и археологической хронологии еще в конце XIX в. в Швеции де Геером. К 30-м годам XX в. была уже составлена шкала, охватывающая более 15 000 лет ежегодных вари апий ленточных глин 17.
Спорово-пыльцевой анализ заключается в определении состава и процентного соотношения пыльцы и спор различных видов растений в тех или иных отложениях. Зная заранее по установленной уже шкале, какой вид растения и в каком процентном соотношении характерен для определенного отложения эпохи палеолита и неолита, мы имеем возможность определить, к какому возрасту отнести изучаемое нами отложение и находящиеся в нем археологические •объекты 18.
Для определения относительного возраста \ палеолитических стоянок по костным остаткам предложено несколько методов, применяемых успешно у нас и за рубежом.
Эти методы основаны на следующих предпосылках. Костные остатки животных и человека не сохраняют свой состав неизменным после того, как кости попали в те или иные отложения. Постепенно разрушается органическая
16 R. Brill and Н. Н о о d. A new method for dating ancient glass. «Nature», 1961, v. 189, Л 4758, стр. 12.
17 F. Z e u n e r. Dating the Past. London, 1958.
18 M И. Нейштадт. Спорово-пыльцевой метод в СССР. М., 1952.
часть кости, и в то же время в кость из грунта проникают соли, под воздействием которых происходит минерализация кости. В результате изменяется и химический состав кости, и соотношение ее минеральной и неминеральной частей. Все эти процессы протекают очень медленно, растягиваясь на тысячелетия. Благодаря этому появляется возможность, сопоставляя состав костей из разных стоянок первобытного человека, сделать заключения об их последовательности во времени.
Метод по фтору, урану, азоту исходит из наблюдений, что изменение минерала фосфата, \ представляющего главную составную часть костей, сопровождается обогащением костей фтором и ураном, и, наоборот, при продолжительном пребывании костей в земле содержание азота в них уменьшается в связи с уменьшением количества белка. Скорость этого процесса зависит от многих внешних условий залеганий костей, но вариации концентраций всех трех элементов являются надежным критерием сопоставления относительности возраста образцов19.
Второй метод, по колчагену, сводится к определению соотношения минеральной и неминеральной частей кости. Чем древнее кость, тем меньше в ней остатков органического вещества— коллагена. Этот метод наиболее прост и позволяет проводить десятки и сотни анализов по одному памятнику, что очень важно для статистической обработки результатов 20.
Недавно предложен еще метод сопоставления возраста костей по измерению скорости j распространения звука. Было обнаружено, что со временем скорость распространения звука в костях уменьшается. Например, скорость звука в костях 500-летней давности составляет */2 от скорости звука в современной кости 21.
Итак, из упомянутых нами одиннадцати методов археологического датирования некоторые находятся еще в стадии разработки и поиска, другие имеют ограниченное или частное применение и лишь три метода — радиоуглеродный, дендрохронологический и археомагнит -нып — представляют широкий ин серее для археологов по своим техническим возможностям и универсальности применения.
19 К. Oakley. Analytic methods of dating bones. Report, of British Association for the Advancement of science Meeting at Oxford, 1954.
20 II. Г. Ппдопличко. Новый метод определения геологического возраста ископаемых костей. Киев, 1952.
21 W. S р е с h t, S. Berg. Eine neue Technik als naturwissenschaftlicher Beitrag zur Datierung his-lorischer tmd subfossiler Knochenfunde. «Technische Beitrage zur Archaologie». Mainz, 1959, N 1, стр. 81.
Второй крут вопросов, в который входит наибольшее количество разнообразных физических, химических и других методов,— это вопросы «анатомии» археологической находки, ее анализа. Оти методы непосредственно решают две археологические задачи — происхождение и состав материала и предмета и технологию его изготовления. Но из этих двух аналитических решений может вытекать масса широких и частных исторических проблем и вопросов, касающихся распространения и этнической принадлежности древних культур, экономических связей у древних народов, истории техники и производительных сил и массы других. Наибольшим научный эффект дают спектральный анализ, .металлография, петрография, рентгенография, микроскопический анализ органических материалов и изделий из них, химический анализ и ряд других.
Эти методы являются методами исторического исследования археологических материалов, и результатом любого анализа, любого метода должна быть объективная история факта или явления, раскрываемого археологом. Поэтому спектральный и структурный анализы наиболее распространены и широко внедряются в археологические исследования. В археологических учреждениях Советского Союза к концу 1963 г. функционировало шесть лабораторий спектрального анализа, шесть металлографических лабораторий и три петрографических. Особенно важно отметить, что работают в этих лабораториях в подавляющем большинстве археологи, т. е. историки, овладевшие методом и техникой того или иного археологического анализа.
Методика приближенного количественнг го спектрального анализа, применяемая в наших лабораториях, позволяет довольно быстро при чрезвычайно малых навесках проб определить количественно большинство элементов, присутствующих в металлическом сплаве, стекле, шлаке, керамике и других материалах. Точность анализа колеблется в пределах 10—20%22 23. В настоящее время в археологических лабораториях спектрального анализа разрабатываются темы о происхождении металлов и сплавов в широком плане историке металлургических исследований, истории стекла и начаты работы по истории керамики.
Как известно, то пли иное рудное месторождение всегда характеризуется определенной свитой примесей по количественному и качест
22 Е. Н. Черных. Исследования состава мет-пых ц бронзовых изделий методом спектрального анализа. СА, 1963, № 3, стр. 145.
венному показателям. Поэтому руды, происходящие из равны е районов, будут различаться,/ между собой по набору и количеству естественных примесей. Ту же самую закономерность распределения примесей мы будем наблюдать и в металле или сплаве, полученном из этих руд. Следовательно, исследуя состав древних металлических предметов и обрабатывая данные спектрального анализа методами математической статистики (частотного и корреляционного анализов), мы можем выделить в массе материала группы предметов, одинаковых по своему происхождению, и связывать их по составу с определенными месторождениями, получая соответствующие данные у геохимиков.
В лаборатории спектрального анализа Института археологии Е. Н. Черных закончил большую тему о происхождении металла культур энеолита и ранней бронзы Европейской чадай СССР. На основе спектрального анализа около 2000 медных и бронзовых изделий выяснилась интересная картина развития металлургии в III—I тыс. до н. э. Первый металл майкопской культуры резко разделяется на две группы: вьн оконикелевуго (3—4%) и без-никелевую (никель в тысячных долях %). Изделия первой группы являлись привозными откуда-то с юга, из Азии, а изделия второй группы — местными. Металлические изделия северо-кавказской культуры изготовлены из мышьяковистой бронзы с содержанием мышьяка до 30%. Вероятным источником этого металла являются медные месторождения Закавказья. Металлические изделия ямной, катакомбной и средне днепровской культур изготовлены из медно-мышьяковых сплавов, импортированных с Кавказа. Металл фатьяповской культуры представляет собой чистую медь, происходящую из медистых песчаников Среднего Поволжья. Кобанская и Прикубанская культуры осваивают медные месторождения Северного Кавказа, металл же срубной культуры представляет собой сплошь оловянистую бронзу восточ ного пропсхожденпя (Южный Урал, Казахстан). Кавказский металлургический центр в это время резко сокращает свой экспорт и ограничивается только собственными кавказскими областями 2а.
Большие перспективы раскрыл спектральный анализ и в области изучения истории стекла и стеклоделия 24. В спектральной лабо-
23 Е. Н. Ч е р и ы х. Спектральный анализ и история древнейшей металлургия Восточной Европы. В печати.
24 10. Л. Щ а п о в а. О применении качественного спектрального анализа стекла в изучении истории стеклоделия древней Руси. СА, I960, № 1, стр. 91.
ратории кафедры археологии Московского университета 10. Л. Щапова завершила интересную работу по истории русского стекла. На основе спектрального анализа более 1000 древнерусских стеклянных изделий была воссоздана интересная картина истории древнерус-, ского стеклоделия. Было выявлено семь основных технологических рецептов стекла, применявшегося в разное время. Оказалось, что, начав с рецепта, заимствованного у византийцев, русские уже в XI в. упорно искали свою, наиболее выгодную технологию варки стекла и. сменив несколько раз рецептуру, в начале XII в. нашли состав калиево-свинцового стекла из местного дешевого сырья. Наивысшего этапа развития русское стеклоделие достигает в последней четверти XII в. Но в середине XIII в. монгольские завоеватели нанесли удар русскому стеклоделию, разгромив промышленные центры на юге Руси. На севере Руси рецептура русского стекла сохранилась в последующие века и была характерной для русского стеклоделия до XV в. 25 26
Большие возможности открывает спектральный анализ в изучении керамики и в первую очередь в решении вопросов местного производства или импорта керамических изделий той или иной культуры. Подобные работы ведутся за рубежом 20 и уже начаты у нас. В нашей книге публикуется статья В. С. Мптриче-ва, которая обобщает опыт спектрального анализа 100 образцов археологической керамики. Анализ по основным элементам — кремнию, алюминию, кальцию, титану, магнпю, натрию, железу и по сопровождающим элементам — меди, калию, барию, никелю, хрому, ванадию, цинку, свинцу, олову, цирконию и молибдену после соответствующей статистической обработки вполне достаточен, чтобы выделить определенные и постоянные гру ппы керамики по химическому7 составу7 и решать в дальнейшем вопрос о принадлежности к ним вновь исследуемых образцов.
В зарубежной археологии, кроме классического эмиссионного спектрального анализа, для решения тех пли иных частных археологических задач применяют рентгеновский флу о-ресцептный анализ, радиоактивационный анализ (методом активации нейтронами) и метод обнатного рассеивания бета-лучей. Все эти методы позволяют устанавливать элементарный
состав металла, глины и других материалов без какого-либо повреждения исследуемых образцов и предметов. Это в археологическом ис-следовании иногда имеет очень важное значение. Но в то же время эти методы обладают рядом крупных недостатков, лишающих их возможности стать универсальными.
Суть рентгеновского флуоресцентного анализа заключается в следующем. Исследуемый предмет непрерывно облучается рентгеновскими л учами. Под действием этого излучения атомы вещества исследуемого предмета возбуждаются и дают вторичное рентгеновское излучение с определенным спектром. Это излучение улавливается коллиматором и направляется на дифракционный кристалл. далее в детектор и затем в пропорциональный или сцинтилляционный счетчик. Измеряя интенсивность отражения под разными у’гламп, которые образуются при прохождении пучка лучей между коллиматором и детектором, и зная значение определенного утла для определенного элемента, можно найти спектральный состав лучей, т. е. их элементарный состав. Определять можно, только сопоставляя по стандартному эталону. Результаты анализе! относятся, естественно, только к тонкому7 поверхностному слою толщиноп порядка 0,01—0,1 .мл/. Наиболее эффективен этот метод при изучении керамической глазури и состава стекла. Если у металллов снять поверхностный слой коррозии и разные поверхностные обогащения, можно определять примеси в сплавах, например при изучении монет г.
Суть радиоактивациоппого анализа зак- V лючается в следующем. Образец на короткое время помещают в ядерный реактор. Под влиянием потока нейтронов атомы образца становятся слабо радиоактивными. Затем образец удаляют из реактора и при помощи сцинтилляционного спектрометра измеряют спектр, испускаемый образцом. Чувствительность метода меня ется для разных элементов в широких пределах, в некоторых случаях можно обнаруживать следы, т. е. 0,001 %, а некоторые элементы, например свинец, совсем не улавливаются. Этот метод совершенствуется, и уже есть первые результаты по анализу серебряных и золотых монет и керамических изделий 28.
Метод обратного рассеивания бета-лучей достаточно прост. Каким-либо радиоактивным изотопом облучают поверхность изучаемого
25 10. Л. Щапов а. Стеклянные изделия Новгорода. МИЛ, № 117, 1963, стр. 104.
26 Е. R i с h а г d К. Hartley. Spectrographic analysis of Romano-British pottery. «Nature», 1960, N 185, стр. 194.
27 W. Y о и n g, F. W hiitool е. Analysis of oriental ceramic 14 ares by non-destructive X-ray methods. «Far east... Ceramic Bulletin», 1957, N 9, стр. 1.
28 V. E me leu s. Neutron activation. «Archaeometry», 1958, N 1, стр. 6.
образца и отраженные обратно бета-лучи измеряю' счетчиком Гейгера. Возможности этого способа очень ограничены, им можно обнаруживать пока лишь только свинец с концентрациями более 5% в стекле и глазурях 2В *.
Большой эффект в исследованиях археолога дает металлография. Металлографический метод изучения мелных, бронзовых, желвзных и стальных изделий прошлого прочно вошел в советскую археологию. За последнее десятилетие у нас вышло несколько крупных монографий и много больших статей по истории цветного и черного металлов, по технологии металлообрабатывающего производства у народов Советского Союза. Во всех этих исследованиях в основе изучения лежит разносторонний структурный анализ массовых археологических металлических предметов. В некоторых исследованиях параллельно с металлографическим применялись спектральный и химический анализы. Вышли в свет работы по истории железа и стали и металлообрабатывающего ремесла в древней Руси 30, по технологии цветных металлов в древнем Новгороде 31, по технике производства древних бронз в древней Грузии 32, по истории железа и стали у скифов 33. Проведены интересные исследования по истории железа у народов Прибалтики 34 и ряд других.
В применении к каждой исторической эпохе и даже к каждой культуре металлографический метод исследования археологического материала имеет особые и вполне конкретные задачи. Ранние этапы истории металла в энеолите и бронзовом веке выдвигают на первый план вопрос об установлении общих закономерностей в развитии металлообработки, выявлении конструкций предметов и технологических приемов и в связи с этим об установлении появления новых приемов как результата их развития на месте или заимствования извне. Для периода появления и распространения железа
28 V. Е meleus. Determination of lead content by bet a-ray back scattering. «Archaeometry^, 1960, N 3,
стр. 12
30 Б. А. Колчин. Черная мета ыургия и металлообработка в древней Руси. МИА, № 32, 1953.
31 Н. В. Рындина. Технология производств новгородских ювелиров. МИА, № 117, 196з, стр. 200— 268.
32 Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе. Бронзы древней Грузпи. Тбилиси, 1959.
33 Б. А. III р а м к о, Л. А. Солнцев, Л. Д. Ф о м и н. Техник, обработки железа в лесостепной и степной Скифии. СА, 1963, № 4, стр. 36—57.
34 А. Антенн. Металлургия н технология изготовления изделий из черных металлов на территории Латвийской ССР до начала XVIII века. Автореферат капдпдатск. дпсс. Рига. 1962.
металлографический анализ призван прежде всего выяснить момент открытия и целенаправленного использования человечеством стали, так как только этот момент знаменует великие социально-экономические преобразования. Очень важны вопросы выяснения технологических схем и использования стали в орудиях труда и в оружии. Применимо к средневековью основные задачи металлографических исследований, кроме историко-технических вопросов, сводятся к раскрытию технической и производственной организации, социальной структуры и товарных отношений металлодобывающего и металлообрабатывающего ремесел.
В структурной лаборатории кафедры археологии Московского университета Н. В. Рындина закончила большую работу по истории металлообработки у племен трипольской культуры в конце IV и в III тыс. до н. э. В основе исследования раннего металла был Карбун-ский клад, найденный осенью 1961 г. в Молдавии. 36 предметов клада подверглись всестороннему металлографическому, химическому, спектроскопическому и другим анализам. Раскрылась очень интересная картина техники металлообработки у трипольцев в конце IV тыс. до н. э. В это время трипольские кузнецы, в совершенстве владея всеми методами пластической обработки меди, не знали еще техники плавления и литья и, что особенно интересно, работая на привозном металле, они получали для своих изделий металлургическую медь из неизвестных нам пока районов юго-запада. Высокое кузнечное мастерство, в частности технику сварки медных полос, трипольцы, вероятно, приобрели в период обработки самородной меди, которая не требовала переплавки и к которой относились как к мягкому камню. Очень интересна с этой точки зрения техника изготовления большого проушного топора. Топор изготовлен техникой кузнечной ковки из одного куска металлургической меди. Отверстие для рукоятки в топоре выполнили техникой пробивки пли сверления металла. Техника литья у г трипольцев появляется лишь во второй поло- / вине III тыс. до н. э.
Сотрудник металлографической лаборатории Института археологии Г. А. Вознесенская выполнила интересные исследования по истории техники обработки железа и стали на Троицком городище (дьяковская культура) в первой половине I тыс. н. з. Удалось выяснить конструкцию металлических орудий труда и оружия и реконструировать технологию обработки металла. Обнаружилась очень интересная картина в истории техники металла у племен, паселявших Троицкое городище. При сопостав
лении стратиграфии культурного слоя городища с данными металлографического анализа оказалось, уто изделия с более высоким уровнем производства и более рациональной конструкцией орудий труда все относятся к нижнему, т. е. раннему слою городища. К верхнему, позднему слою относятся изделия с более примитивной технологией производства. Перед нами открылась ка ртина каких-то значительных перемен в жизни племен этого поселения. Или сменилось население, с уходом которого исчезла и высокая техника металлообработки, или резко ухудшилась экономика и была утрачена культура обработки железа и стали.
Одним из новых для археологов методов изуу чения анатомии предмета является петрография. Изучение камня и особенно искусственных силикатов — наиболее массового археологического материала: керамики, металлургических и иных шлаков, строительных растворов и вяжущих веществ— методами микроскопического и термического анализов позволяет решать вопросы происхождения и техники керамического, металлургического и других производств.
Микроскопический анализ керамики позволяет классифицировать материал по минералогическому составу и микроструктуре для выявления центров керамического производства, локализации керамических материалов, а также для установления их производственной технологии. Минералогический анализ древних металлургических шлаков дает возможность раскрыть многие стороны металлургического процесса, а иногда и установить вид и качество используемого сырья.
Термический анализ применяется для сопоставления составов тонкой фракции керамики с тонкой фракцией глины из геологического разреза того или иного предполагаемого древнего карьера. Это позволяет окончательно решать вопрос происхождения исследуемой керамики. Попутно устанавливаются температурные и другие режимы обжига керамики.
Применение петрографии в археологии сопряжено с рядом трудностей. Прежде всего возникают трудности методические. Нельзя механически переносить существующие в петрографии методы исследования современных технических продуктов (керамика, доменные шлаки и др.) на археологические материалы, полученные в результате принципиально других производственных процессов. Нужны новые поиски и совершенствование метода. Кроме того, не совсем ясна очередность и взаимосвязь археологических проблем, которые можно решать петрографическими методами.
2 Заказ № 1350
Но первые успехи в лаборатории петрографии Института археологии уже достигнуты. Примером исследования некоторых сторон технологии керамического производства служит микроскопическое исследование керамики Черняховской кутьтуры. Изучение около 1000 образцов показало, что типы керамики лепной, грубогончарной и лощеной имеют различную технологию приготовления керамического теста. А керамика черного лощения по всей территории черняховской культуры имеет очень биизк] ю петрографическую структуру. Это говорит об одинаковой технологии приготовления теста керамики этого типа и ее широком территориальном распространении. Грубогончарная и лепная керамика по технологии производства неоднородны и имеют несколько локальных вариантов.
Петрография позволяет различать металлургические и кузнечные шлаки. Выделение металлургических и кузнечных шлаков из общей массы железных шлаков очень важно для характеристики производства. В первом случае речь идет о производстве железа, а во втором лишь об его обработке, т. е. кузнечном производстве. Нпже мы подробнее расскажем о петрографическом анализе металлургических шлаков.
Большие и заманчивые перспективыоткрыва-ет петрографический анализ камня для эпох неолита и палеолита. Изучая минералогический состав каменных орудий труда из разных поселений, всевозможных скоплений отщепов и иных отходов производства и, наконец, изучая месторождения горных пород и прежде всего кремния, мы можем выявлять микрорайоны неолитических племен, ареалы распространения обработанного камня, устанавливать межплеменные связи и решать еще ряд археологических проблем.
За рубежом подобные работы проводятся уже довольно значительное время. Особенно больших успехов в этой области достигли английские ученые, проделавшие серии массовых петрографических анализов неолитических находок 33 * * *. Проводятся исследования и в других западноевропейских странах зе.
В Советском Союзе эти работы начаты недавно. Они веду гея в ленинградской лаборатории Института археологии 37 и в Томском
33 J. Stone. La decoinerte du passe. Paris,
1952. стр. 247.
36 G. T a m a i n. Bulletin de la Societe prehisto-
rique francaise, 1960, LVII, стр. 726.
37 Г. M К о в н у p к о. О распространенности кремвя на территории Европейской части СССР. «Но вые методы, в археологических исследованиях». М.—Л., 1963, стр. 234.
университете. В нашей книге публикуется статья И. М. Гайдука, где на основе 300 петрографических анализов каменных орудий труда выявлены микрорайоны расселения неолитических племен, проживавших в низовьях рек Томи и Чулыма.
В рейгении вопроса о происхождении сырья для обсидиановых орудий надежные признаки дает анализ на светопреломление. Светопреломление обсидиана, которое зависит от состава стекла, хорошо характеризует особенности сырья каждого месторождения. Этим методом было установлено, что обсидиан из позднепалеолитических и неолитических стоянок Краснодарского края по показателю преломления, всюду равному 1,487, тождествен обсидиану Заюков-ского месторождения в Кабардино-Балкарии. Это месторождение находится на расстоянии 250—275 км от стоянок, где из него былп сделаны орудия. Интересная статья об этом методе исследования В. В. Наседкина и А. А. Формозова опубликована в нашей книге.
В круг вопросов второй проблемы мы включаем эксперимент и моделирование — методы, которые археологи также заимствовали у естественных и технических наук.
Эксперимент как метод исследования в археологии применяется уже более ста лет. До последнего времени исследователи экспериментировали в основном механическую технологию, функциональную принадлежность и эффективность каменных орудий труда. Иногда такие опыты производились с деревянными и костяными орудиями. В Советском Союзе в широком объеме и со значительными результатами экспериментальные опыты по первобытной технике были проведены С. А. Семеновым 38 39. Интересные работы продела ти и другие исследователи.
В последние годы у нас и за рубежом начаты работы по физическому моделированию древних производственных процессов. Все древние производственные процессы дошли до нас лишь отраженными в мертвых памятниках материальной культуры. Физическое моделирование любого процесса с возможно максимальным приближением к древним условиям позволяет нам представить его технологию и кинетику зримо, увидеть и понять практически во всех этапах производства. Это позволяет нам ощутить человека и его опыт, а следовательно, более полно и достоверно раскрыть историю фактов и явлений, которые изучает археолог. Технологию и
38 С. A. G е'м е и о в. Первобытная техника. М.—Л., 1957. ‘
кинетику моделируемого процесса мы можем раскрыть и увидеть в современной оценке. Например, при моделировании металлургического процесса мы можем замерять в горне температуру и силу дутья, делать металлографические, петрографические, химические и другие анализы металла, шлаков, руд, газов и т. п. Зная заданный режим и технологию проводи-v мого опыт.., а также в результате всевозможных анализов состав и структуру полученных при моделировании продуктов и остатков производства, мы можем достаточно полно и объективно, сопоставляя с ними конкретные археологические материалы, изучив их состав и структу- v ру, реконструировать древний процесс. При этом мы можем значительно дополнить его фактами, которые археолог не может получить в поле и в камеральной лаборатории. Говоря об эксперименте в археологии и тех больших перспективах, которые он открывает, мы должны помнить, что опыты по моделированию древнего процесса производит современный человек с навыками и мышлением XX века. Поэтому в решении тождественности поставленного опыта древнему процессу, кроме всесторонних и многочисленных аналогий с археологическими фактами, должна быть еще и массовость- экспери- « мента.
В 50-е годы было проделано несколько работ по моделированию древней техники обработки цветных металлов. Наиболее интересными являются работы по моделированию давильной техники изготовления пустотелых и иных тонкостенных золотых сосудов в XV в. до н. э. в Грузии по материалам Триалетских курганов 38.
По моделированию древнерусской техники литья «навыплеск» проделала серию работ на кафедре археологии Московского университета Н. В. Рындина 40.
Физическое моделирование металлургических процессов было впервые предпринято в' Европе Д. Садзоном в 1956 г. 41 Наиболее ин тересная работа по моделированию сыродутного процесса была проделана в 1960—19б1 гг. Р. Плейнером и М. Радваном 42. В нашей стране моделирование сыродутного процесса пропз-
39 Ф. Н. Т а в а д з е и В. Ф. Б а р к а я. Из истории обработки металлов давлением но археологическим материалам Грузии. СА, XX, 1954, стр. 357.
40 Н. В. Р ы и д л н а. О древнерусском литье «вавыплеск». СА, 1962, № 3, стр. 91.
41 J. S adz о t. Les debuts de la iabrication du fer. «Industrie», 1956, t. X.
42 R. P 1 e i n e г, M. Radwan. Polsko-Czec-hoslowackie doswiadczenia wytopu zeleza w dyn rkach. «Kwartalnik historii nauki i techniku», 1962, t. VII.
, водства железа было проведено Б. А. Колчиным J и О. Ю. Круг осенью 1961 и 1962 гг.
Тип печи был выбран древнерусский. Из глины была сделана печь с шахтой высотой 60 см и диаметром горна 30 см. Печь имела горновое отверстие для дутья, выпуска шлака и выема губчатого железа. Руда была взята болотная, а уголь сосновый, с обычным кучным выжигом. Руда обогащалась — высушивалась и обжигалась. Было проведено 17 плавок в одной и той же печи. Все плавки дали очень интересные результаты. Восемь плавок прошло успешно. После удачного выпуска шлака в конце процесса мы получили значительные массы губчатого железа. В шести плавках процесс шел хуже, железа получилось меньше. В трех плавках без выпуска шлака получился металлургический конгломерат — козел, давший богатый материал для петрографического анализа.
Руда, железо, шлаки, глиняная обмазка печи, сопла и другие объекты в большом количестве были подвергнуты петрографическим, металлографическим и химическим анализам. Составлен атлас структур шлаков разных металлургических систем и режимов. Эксперимен-7 тальные эталонные образцы, полученные при , заданных условиях протекания процесса, не-I обходимы для сравнения с археологическими материалами. Материальный баланс наших плавок показал, чтс из 7 кг руды и 6 кг угля получалось губчатого железа 1,4 кг, т. е. выход металлического железа из руды равнялся 20%. Это мало, в древности выход был больше. Большое количество закиси железа у нас ушло в шлак. На весь процесс, не считая периода прогрева печи, затрачено 1 час. 30 мин. Температурный режим наших плавок был несколько завышен и колебался в пределах 1200—1300°. Из-за этого мы потеряли в шлак значительное количество закиси железа.
Нам ни разу не удалось получить сваренную крицу железа. Для сварки в горне была недостаточная температура, и мы не могли подобрать сварочные флюсы для ожижения шлаков. Сварка губчатого железа в монолитную крицу была сложной и трудоемкой операцией. Сушка и обжиг руд всегда являлись технически необходимой операцией. Влага в шихте спекала магнетит, и процесс всегда затухал. При определенных условиях в сыродутном горне может происходить науглероживание железа, т. е. процесс получения сырцовой стали.
Вопросы истории земледелия, животноводства, изучения палеогеографии, в том числе древнего ландшафта, климата и других проб
лем, в большей своей части могут решаться у только с помощью методов естественных наук. Широко зарекомендовали себя в археологии такие дисциплины, как спорово-пыльцевой анализ, агробиологический анализ зерна и злаков, изучение и анализ погребенных попв, остеология, ихтиология, и сейчас предложено еще несколько новых методов, например геохимический анализ на климатические индикаторы, дендроклиматология, некоторые методы геоморфологии и т. п.
Агробиологический анализ остатков древ-' I него зерна позволяет не только выяснить состав возделывавшихся в то или иное время сельскохозяйственных культур, но и определять системы землепользования. Видовой и количе ственный анализы состава семян сорных растений, которые всегда сопровождают зерно основного злака, например ржи, пшеницы, ячменя, овса ит. п., позволяют определять системы земледелия, степень окультуренности почвы, условия ее возделывания и место произрастания данной культуры. В Институте археологии на основе широкого применения этого анализа изучено несколько тем из истории земледелия. Например, изучение большой массы зернового материала из Новгорода позволило довольно полно воссоздать историю земледелия Новгородской земли. В лесной полосе , Русской равнины в конце X — начале XI в. / сложилась паровая система земледелия. Основной ее предпосылкой явилась культура озимой ржи. Паровая система землепользо- , вания выражалась в форме трехполья, двухполья и в других переходных формах. По размерам посевных площадей озимая рожь уже в XI в. вышла на первое место и стала главнейшей продовольственной культурой Новгородской земли в XI—XV вв. 43
В лаборатории спорово-пыльцевого анализа Института археологии, работающей уже более 10 лет, изучалась палеогеография северо-запада Европейской части Советского Союза в связи с вопросами стратиграфии и хронологии неолита 44. В последние годы лаборатория ведет исследогания по палеогеографии Геоксю-рского оазиса. В 1963 г. закончена большая работа по истории орошаемого земледелия в дельте Теджена. Это исследование построено целиком на основе палеоботанических данных.
43 А. В. Кирьянов. История земледелия Новгородской земли. МИА, № 65, 1959, стр. 306—362.
44 Г. И. Л нсицына. Вопросы палеогеографии неолита районов северо-запада Европейской части СССР. МИА 87. М.— Л., 1961, стр. 535.
Анализ механического состава и почвенной структуры погребенных почв, содержания в них гумуса и солей позволяет восстановить историю былой окультуренпости. а следовательно, и решать вопросы истории земледелия, садоводства, огородничества и ряд других, более широких тем 45 46 47.
Среди ряда интересных комплексных работ, выполненных археологами в содружестве с почвоведами, следует отметить исследование Б. В. Андрианова (археология), Н. И. Базилевича (почвоведение) и Л. Е. Родина (ботаника) по истории земледелия на землях древнего орошения. По материалам оазиса Шах-Сенем, в результате массового почвенного анализа удалось установить древние агропрри-гационные горизонты, составить комплексную карту земель древнего орошения и схему древнего ландшафта вообще. Следует заметить, что на некоторых участках полностью отсутствовали какие-либо внешние признаки окультуренпости почвы 4В * 50.
Проблема четвертая. В полевой практике археологов стоит ряд неотложных задач как по линии экономическом эффективности, т. е. частичного изменения н ускорения традиционного «ручного» труда археолога-землекопа, так и по линии научной широты и полноты охвата археологического объекта в поле. Это прежде всего круг вопросов, связанных с археологической разведкой и первичным из} чением археологических памятников. Здесь значительных успехов можно ожидать от широкого приме нения в экспедициях аэрометодов и геофизических методов разведки.
Аэрометоды позволяют быстро «с птичьего полета» обозревать и открывать археологические памятники, выделяя их из общего ландшафта по геометрическим очертаниям, \эро-метрист может распознавать археологические объекты не только по видимым прямым наземным признакам, но и по ряду косвенных приз паков — состоянию и цвету почвы, растительности и небольшим изменениям в микрорельефе, выделяющимся по теням, видеть то, что находится под землей и не видно человеку, стоящему на земле над этими объектами. Это можно сравнить с ощущениями человека, лежащего па ковре и воспринимающего рисунок
45 II. Я. М е р и е р т и A. IT. С м н р п о в. Археология и вопросы почвоведения. СА, i960, .V 4, стр 3
46 Б. В. А н д р и а н о в, Н И. Базилевич, Л. Е. Род и н. Из истории земель древнею орошения. «Известия Всесоюзного географического общества», т. 89, вып. 6. М., 1957, стр. 516—535.
ковра только как большие и малые многоцветные пятна.
Например, признаки, связанные с растительностью, зависят от состава и степени влажности почвы над археологическим объектом. Нал погребенной каменной стеной растения созревают быстрее и с воздуха они здесь кажутся светлой полосой, идущей вдоль очертания стены. Над рвом растительность богаче и с воздуха она отмечается более темной линией. Бывает и наоборот, правда, очень редко.
Аэрометоды довольно широко внедрены в полевую практику археологов за рубежом. Уже в 20-х и 30-х годах аэрометодами были проведены широкие обследования в Месопотамии, Палестине, Сирии, Ливане. Большие работы были проделаны и в Западной Европе. Наиболее известны здесь исследования Кроуфорда и Аллена 4Т. Значительные открытия сделал в Италии Брэдфорд, им, например, только в Апулии были открыты сотни древних поселений 4®. Одним из эффектных открытии последних лет, сделанных только благодаря аэрометода.м, было обнаружение в 1956 г. в болотах Камаккьо древнего этрусского города Спины 4 9.
У нас из-за ряда организационных и технических причин аэрометоды еще пе заняли в археологии должного места. Единственная археологическая экспедиция, широко применявшая в своей работе аэрометоды,— это Хорезмская экспедиция Института этнографии АН СССР 5 °.
Хорезмская эспедпция обнаружила с помощью аэрофотосъемки в пустынях на О1ромпых территориях сотнп памятников разных эпох от стоянок каменного века до дорог и караван-сараев позднего средневековья. В труднодоступных районах на найденные аэрометодом объекты высаживались археологические отряды и вели исследования. Аэрометоды позволили обнаружить важные для истории древнего Хорезма археологические памятники и изучить древнюю ирригацию и ту географическую среду, в которой здесь жили люди ь древности. Вместе с почвенными анализами аэрометоды позволили установить палеоландшафт, т. е. состав
47 О. G г a w F о с d. Air Photographs. «Geographical Journal», 1929, I. LXXII1, h 6.
48 J. Brad ford.. Ancient Landscapes. London, 1957.
48 S. G о v a. Spina rediviva. «Archaeology», v. 13, N 3, 1960, стр. 208.
50 С. П. Толстов, Б. В. Андрианов, H. И. И г о п п п. Использование аэчометоь эв в археологических исследованиях. СА, 1962, № 1, стр. 3.
растительности и почвы в тех местах, где прежде были ирригационные сооружения; а где в Средней Азии была вода, там была и цивилизация.
Геофизические методы — электроразведка, магниторазведка, акустическая разведка, поиск методом индукции и другие — позволяют выявляй различные погребенные в кл ль-турном слое или материке объекты, практиче-(кп пе нарушая поверхностного слоя земли, не производя каких-либо земляных работ. Это значительно снижает стоимость археологической разведки, ускоряет темпы полевых работ и самое главное расширяет возможности археологического поиска на памятнике.
Геофизика хотя и медленно, но все же внедряется в полевые работы археологов у нас и за рубежом. Несмотря на то что это еще первые опыты, они дали обнадеживающие и перспективные результаты.
/ Пионером в применении геофизики в археологии был Р. Аткинсон. В 1946 г. в Англии он впервые для поиска археологического памятника применил электроразведку — метод сопротивления 51. Им были открыты с мипималь-. нои затратой средств и времени десять неолитических поселений в Дорчестере. Произведенные после разведки раскопки обнаружили расхождение с показаниями электроразведки всего лишь на 2%. Точность очень высокая. Работы в Англии продолжались и с внедрением других методов — магниторазведки; англппские археологи к настоящему времени достигли значительных успехов.
Но более систематически и главное с широ-/ ким размахом геофизику в археологии стал применять инженер К. Лергши. основавший в 1954 г. в Милане специальный институт «Наука и техника на службе археологии». Здесь начались широкие работы по экспериментированию в полевых условиях электрической, магнитной и сейсмической разведок. Успехи не заставили себя ждать. В 1954 и 1955 гг. К. Ле-ричи совместно с археологом Э. Карабелли исследовали этрусский могильник близ Черве-тери и пиценские гробницы близ Фабриано. Исследование началось с аэроразведки. Аэрометодом был зафиксирован план могильника. Затем электроразведкой — методом сопротивления — были выяснены точные планы могп ть-ных камер, выдолбленных в туфовой породе. , Затем К. Леричи специальным фотоперпскопом, позволяющим фотографировать в пустотах в
земле, сфотографировал внутренности погребальных камер, включая и вход в них. Археологам осталось только войти в камеры. Таким путем были открыты 150 этрусских могил 52.
В последующие годы К. Леричи сделал еще ряд интересных и эффектных открытий Б3.
Все методы электроразведки предоставляют археологу данные об удельном сопротивлении той среды — культурного слоя,— которая в даппый момент исследуется. Следует напомнить, что разпые горные породы, глина и почвы имеют разное удельное сопротивление, которое изменяется еще в зависимости от влажности. Эти данные колеблются в очень больших пределах. Например, влажный известняк имеет сопротивление 40 OQO о.и/с.и, а обычная сыну -чая земля с 17,3% влажности — 6U ом!см. Интерпретируя данные, полученные ла археологическом объекте — чаще всего составляются кривые профилей сопротивления,— можно эффективно и быстро обнаружить находящиеся под землей на значительной глубине (по Аткинсону, до 1,25 .«, по Леричи, до 3—5 м) древние стены, рвы, могилы, могильные камеры и разные пустоты, ямы земляпок и разнообразные перекопы, древние и современные.
Мы еще раз повторяем, что электроразведка, как и все геофизические методы, указывает нам лишь на различие физических свойств объекта, что здесь есть какое-то исключение — аномалия, а конкретное определение погребенного в земле объекта возможно только обычным путем археологического вскрытия.
Метод магнитной разведки основан па принципе термоостаточноп намагниченности (также как и археомагнитная датировка). То есть все предметы из глины, которые когда-то нагревались до температур красного каления, представляют собой слабые постоянные магниты, вызывая этим магнитные аномалии. Выявляя и измеряя зти аномалии магнитометрами (лучшими из них являются протонные магнитометры), археологи могут обнаруживать древние гончарные горны, печи, обожженные глиняные площадки и другие подобные объекты. Кроме того, оказалось, что магнитные аномалии создаются и в местах, где имеются ямы, заполненные гумчсом и подобным составом. Бгагодаря этому можно обнаруживать ямы земляпок, ямы зернохранилищ, ямы с мусором, погребальные ямы и т. п.
51 R. Atkinson. Field Archaeology. London,
1953.
32 С. L е г i с i. I nuovi melodi di prospezione ar-cheologica. Milano, 1960.
33 C. Leric i. Nuovi applicazione della Scienza e della ternica Bella ncerca archeoiogica. Roma, 1963.
I Сейсморазведка дает сейчас наиболее эффективные результаты при исследовании археологических памятников, где имеются пустоты в культурном слое или в материке, например могильные камеры и т. п. Но следует отметить, что этот метод весьма чувствителен и, по мнению итальянских исследователей, он может быть более универсальным; вопрос упирается лишь в создание легкой и портативной аппаратуры.
В Институте археологии ЛН СССР в 1962 г. создана группа геофизической разведки во главе со специалистом-геофизиком. В задачу группы входит разработка методики геофизической разведки в зависимости от археологического объекта — культурный слой на стоянке, селище, городище, в древнем городе, на многослойном памятнике, грунтовых могильниках и подобных сооружениях. В полевой сезон эта группа будет придаваться той или иной экспедиции для первых разведывательных работ и поиска объекта раскопок. Летом 1962 г. на раскопках стоянки Вьюн работал геофизический отряд. Во время работ были опробованы методы электроразведки и магниторазведки. В задачу работ отряда входили проверка применимости в археологической разведке некоторых геофизических приборов отечественного производства, опыты по картированию культурного слоя на стоянке и эксперименты на моделях археологических объектов. При элек-троразведочных работах были опробованы потенциометр типа ЭП-1 и автоматические компенсаторы типа ЭСК-1, КСР-1, служащие для измерения удельного сопротивления почвы. Во время магниторазведочных работ применялись магнитометры М-2. В 1963 г. геофизическая группа работала на городище древнего Изяслав-ля, где открыла несколько очень интересных археологических объектов.
О методике геофизической разведки в археологии уже написано несколько книг и десятки статей. Техника ее применения очень проста и доступна, она, например, не сложнее, чем работа с хорошей кинокамерой. Мы хотим рекомендовать археологам, желающим подробно ознакомиться с этим методом, две книги. Первая книга английского геофизика, продолжительное время работающего в археологии, М. Д. Эйткина — «Физика и археология» S4 * 56. В этой книге очень хорошо рассказано об электроразведке и магниторазведке. Другая книга советских авторов Г. С. Франтова и А. А Ппн-
64 М. Д. Эйткин. Физика и археология. М., 1963.
кевича— «Геофизика в археологии», где излагается, кроме общих сведений, и опыт применения геофизики в нашей стране ®5.
В заключение раздела мы хотели бы напомнить о методе, предложенном еще в 30-х годах у О. Аррениусом,— о фосфатном методе развед- ; ки 5в. В результате разнообразной деятельности человека, в процессе окультуривания верхних слоев почвы, благодаря брошенных костей животных, навоза, мочи животных и подобным веществам, богатым фосфором, фосфат проникает в почву. В почве древних поселений и горо [ищ фосфора приблизительно в 15—60 раз больше, чем в лесных и обыкновенных пахотных почвах. Взяв анализ почвы и картографируя точки взятия анализов, можно по количеству фосфатов определить границы древнего селища или городища. Техника анализа очень проста, и прямо в поле возможны массовые анализы. Фосфатный метод разведки у нас применяется довольно часто в Эстонии и Латвии 57 * *.
Хотя подводная археология и не имеет непосредственного отношения к теме настоящей статьи, следует заметить, что само появление и развитие этой отрасли археологии обязано новейшим техническим достижениям и прежде всего это связано с изобретением акваланга. Перспективы подводной археологии весьма значительны — перед археологами могут предстать затопленные города и поселения, затонувшие корабли с их грузами. В настоящее время назрела возможность приступить к систематическим поискам затонувших кораблей, широко применяя современную технику. Jlon-^y ное отсутствие кислороду в Черном море, начиная с глубины 300 м, создает благоприятные условия для сохранности на больших глубинах дерева и вообще органики. Поэтому представляются многообещающими работы по поиску кораблей, затонувших на этих глубинах. Поиски целесообразно вести посредством эхолота и подводного телевидения. При работах можно пользоваться смотровой камерой, снабженной лапами, или батискафом. Затонувшие на этих глубинах корабли могут доставить археологам неповрежденные грузы, в том числе древние рукописи и книги.
66 Г. С. Франтов и А. А. Пинке вич.
Геофизика в археологии. В печати. Л.
56 О. Arrhenius. Boden Analyse zum Dienste der Archaologie, Bodenlehre tmd Pilanzenernalirung, 1931.
57 Г. Г. Ш т о б e. Применение методов почвен-
ных исследований в археологии. СА, 1959, № 4, стр.
135.
Но в практике работ наших подводников, которые достигли значительных успехов 68, встречается масса затруднений и прежде всего технического характера. Наши археологические подводные экспедиции еще плохо оснащены современной подводной техникой, и те научные перспективы, которые открывает подводная археология, еще далеки отхпрактической реализации.
Техническим проблемам подводной археологии посвящена в нашей книге статья В. Д. Блаватского «Техника подводных археологических работ».
Пятая проблема — это применение в археологии математических методов и кибернетики. В связи с накоплением в археологической науке огромной документальной и вещественной информации необходимо максимально быстрое внедрение в исследовательскую работу археологов более производительных и надежных методов сбора, хранения, обработки и выдачи научной информации. Намечаются две текущие задачи. Первая задача — это широкое . внедрение математической статистики в археологию. Она позволяет при описании и классификации массового материала делать это в более объективной, точной и компактной форме, позволяет определять достоверность тех или иных выводов, построенных на ограниченном или очень большом материале, выделять объективные критерии сходства и различия в археологических комплексах.
В этой области у археологов имеется уже ряд интересных работ. Еще в 20-х годах П. П. Ефименко и А. В. Арциховский применяли статистические методы при решении типологических и хронологических вопросов. А. В. Арциховский в работе о древностях вятичей на основе статистических таблиц взаи-мовстречаемости вятических бус, височных колец, гривен, перстней и т. п. с витыми браслетами определил три хронологические стадии вятических курганов 6®. В 50-е годы интересную работу по применению статистических методов в изучении палеолита опубликовал А. П. Черныш ®°.
68 В. Д. Блаватский. Подводные раскопки Фанагории в 1959 г. СА, 1961, № 1, стр. 277; Он ж е. Подводные разведки Ольвии. СА, 1962, № 3, стр. 255.
58 А. В. Арциховский. Курганы вятичей. М., 1930, стр. 130.
80 О. П. Черни ш. Про статистичппй метод у вивчентц палеолггу та мезолиту. Матер1али i досл!д-ження з археологи Прикарпаття i Волши, вип. 2. Кил, 1959.
Археологические закономерности не всегда достаточно четко видны из-за действия случайных причин во внешних и внутренних признаках предмета пли комплекса. Поэтому иногда считают, поскольку археологический мате- L риал очень изменчив, что к нему нельзя применять статистические методы. На самом деле именно благодаря своей изменчивости архео- логический материал является благодатным полем для применения математической статистики. Она позволяет объективно решать вопрос о достаточном числе наблюдений, после которых начинает проявляться закономерность в решении поставленной задачи. Для этого применяются графики накопленных процентов, доверительные интервалы и ряд других методов. Большинство археологических явле- , ний, например хронологическое развитие вещи. размещение вещей в культурном слое или в комплексах, размеры предметов и т. п., подчиняется закону нормального распределения, т. е. выражается одновершинной симметричной кривой. В этом случае для сравнения между собой данных по разным памятникам применяются критерий Стыодента, доверительные v интервалы и другие формулы. В том же случае, когда нет данных о нормальном распределении вещей или других показателей, для сравниваемых явлении из разных памятников применяется ряд непараметрических методов — критерий инверсии Вилькоксона, критерий знаков.
Для изучения внутренних связей между отдельными признаками в предмете и между предметами в комплексе при решении вопросов классификации и типологии, определении культурной принадлежности и хронологии большие возможности открывает применение коэффициента корреляции, коэффициентов со- V гряженности, уравнений регрессии и ряда других методов.
Обзор некоторых разделов математической статистики в связи с их применением в тех или иных областях археологических исследований дан в статье В. Б. Ковалевской (Деопик) «Применение статистических методов к изучению массового археологического материала», публикуемой в нашей книге.
Довольно эффективно применяется в археологии статистический закон о нормальном '' распределении для относительной и абсолютной датировки культурных прослоек археологических памятников. Для каждого отрезка времени, выраженного слоем, пластом, ярусом, характерно свое строго определенное соотноше-ние типов массового материала. Установив на одном наиболее характерном памятнике
процентное содержание типов массового материала (керамика, бусы и другие категории) для последовательных хронологических отрезков, т. е. построив эталон, можно в дальнейшем определять хронологию того пли иного слоя или, памятника по процентному соотношению типов массового материала.
Несколько подобных работ выполнено и в Институте археологии АН СССР. В нашей книге печатается статья И. С. Каменецкого об абсолютной хронологип горизонтов Нижне-Гниловского городища и раскопа VI Танаиса, установленной по процентному соотношению типов керамики.
Вторая задача — это быстрое, активное внедрение в нашу повседневную работу кибернетики. Речь идет о создании для индивидуального пользования единых ручных перфокарт-ных картотек и о создании справочно-инферма ционного фонда с механизированным поиском информации. Следует напомнить, что в настоящее время Институт археологии работает над составлением многотомного свода археологических источников и археологической картотеки Советского Союза. Уже сейчас необходимо предусмотреть форму и содержание картотеки, чтобы в дальнейшем был возможен машинный поиск информации.
Ручные перфокартные картотеки позволяют в массиве до 5000—10000 закодированных перфокарт осуществлять быстрый ручной поиск и подборку нужного материала по одному или нескольким признакам в любом сочетании. Подобные работы у археолога обычно занимают очень большой объем времени его научных занятий.
Перфокарта представляет собой картонную карту размерим 187 х 82 мм (есть и другие стандарты), на краях которой имеются круглые отверстия в один, два пли три ряда. В зависимости от типа карты имеется 66,86 и т. д. до нескольких сот отверстий. Каждым отверстием можно закодировать любой элементарный признак-показатель, который мы выделяем у группы предметов или явлений, на которые заводим перфокартотеку. Если у данного предмета этот признак есть, то у отвенстпя, которое соответствует этому вопросу-признаку, делается по краю вырез или отверстие соединяется с другим, что означает «да». Если признака-показателя нет, выреза не делается, это означает «нет». Итак, по любому сформулированному заранее признаку перфокарта нам может ответить «да» иди «нет». Поиск ответа производится введением спицы (можно вязальной) в отверстие группы карт, которые заведены на изучаемые предметы данной категории. После
этого спицу приподнимают и из стопы всех обрабатываемых перфокарт выпадают или выступают перфокарты с вырезом, т. е. ответом «да», и мы сразу получаем ответ по всему массиву картотеки.
Перфокартой можно закодировать любую археологическую вещь, погребальный, жилой плп иной комплекс, признаки любой культуры и т. п. Прежде всего нужно выделить те признаки-показатели, т. е. вопросы, ответ на которые в форме «да» или «нет» мог бы полностью характ< ризовать вещь определенной категории или комплекса. Кодировать можно н размеры предмета, выделив по тому или иному измерении —диаметр, высота, толщина и т.п.— ряд цифр. Против соответствующего размера на конкретной перфокарте делается вырез, т. е. «да». Определив необходимое количество признаков, выбираем перфокарту, например с 86 отверстиями, где можно поставить 86 вопросов. На первой перфокарте делается трафарет, т. е. против каждого отверстия ставятся вопросы. После этого можно заводить на обрабатываемую категорию археологических материалов перфокартотеку. Вырезы в перфокарте делаются специальными компостерами или ножницами довольно быстро.
Существует несколько систем перфокарт и кодов, и для надобностей археологии выбор пх достаточно широк 61.
Первый опыт кодирования объективных признаков археологического предмета проделал сотрудник Института археологии Я. А. Шер. На стандартной 80-колонной перфокарте десятичным аналитическим кодом были зашифрованы все признаки, определяющие древнетюркские каменные изваяния. Всего выделено 97 признаков, не считая географического паспорта. На первое время была составлена информационная картотека на 367 каменных изваяний. Скорость сортировки и «просмотр» перфокарт на любой признак на сортировальной машине составляет 400—500 перфокарт в минуту. Таким образом, самую трудоемкую работу — поиск аналогий и информации— в этой коллекции мы можем выполнить по одному признаку за одну минуту. Статья Я. А. Шера, посвященная этому вопросу, печатается в нашей книге.
Что касается вопроса применения археологами электронных логико-информационных машин, то это пока лишь перспективы завтрашнего дня. Для того чтобы применить информа-
el Г. Г. Воробьев. Перфокарты — кладовые памяти. «Наука и жпзпь», 1963, № 3, стр. 104.
ционно-логичсские машины для любой обработки массового материала (а его в археологии, как известно, очень много), необходимо проделать работы по унификации археологического источника. Две первейшие задачи, стоящие на этом пути,— это составление термин э-логического' словаря, разработка новых типологий археологических вещей и выработка однозначных терминов для обозначения признаков.
В нашей и зарубежной археологической литературе методам исследований естественных наук в археологии за последние двадцать лет посвящено уже несколько сот больших и малых статей и заметок. В большинстве этих работ авторы чаще всего ставят п решаю! конкретные вопросы той или иной методики исследования. И это вполне естественно, так как в этой области археологической науки в значительной степени идет еще поиск. Но в самые последние годы появилось несколько монографий и больших статей, в которых новую методику пытаются рассматривать на широком археологическом материале как метод исторической информации ®2.
Следует заметить, что все упомянутые книги написаны крупными коллективами ученых и в подавляющем большинстве представителями естественных наук. И это, конечно, сказывалось на историчности поставленных проблем и выводов.
В июле 1959 г. в Австрии был проведен небольшой международный симпозиум по применению в археологии методов исследования естественных наук. По материалам симпозиума в 1960 г. была опубликована книга «Применение аналитических методов в археологии»* 63. Книга состоит из 12 очерков, авторами которых являются физики, химики, бпологи, почвоведы и т. п. Основными темами очерков являются вопросы истории металлургии, аналитического изучения керамики, вопросы археологического датирования вообще, более подробно — датирование костных материалов и еще ряд частных тем.
Своеобразным итогом усилий зарубежных ученых в области синтеза естественных наук с археологией явилась книга «Наука в архео-
«Новые мето |,ы в археологии». МИА, № 11/. И , 1963; «Новые методы в археологических псглетова-цпяхэ.М., 1963;«The scientist and archaeology» Иод ред. Е Pyddoke, 208 стр. London, 1963; Henry Hodges. Artifacts. London, 1964; R. Tylecote. Metallurgy in archaeology. London, 1962.
63 «The Application of Quantitative methods in Archaeology.» Под ред. R. Heizer and S. Look. New York, 1960.
логин» ®4. вышедшая в Англии в 1963 г. Авторами книги являются 57 ученых ^Англии, США, ФРГ, Швеции, Финляндии, Дании и других стран, в подавляющем большинстве представителей естественных наук. Книга состоит из 54 глав — статей, размещенных по пяти разделам. Первый раздел объединяет 8 глав, посвященных целиком вопросам датирования. Второй, наиболее крупный раздел объединяет в книге 23 главы. Они касаются вопросов истории климата, растений, истории домашних п дикие животных, а также проблем изучения почв. Специальный раздел (12 статей) посвящен вопросам антропологии. В четвертом разделе книги помещены 9 глав, излагающих «анатомические» методы изучения археологических находок. Здесь авторы касаются вопросов петрографии, спектроскопии и металлографии в археологии, комплексного изучения керамики и стекла п некоторых других материалов. Книга заканчивается двумя статьями по магнитной и электрической разведке.
Применение методов и орудий исследования естественных и технических наук открывает перед археологами новые большие перспективы в изучении истории производительных сил, хозяйства и экономики древних обществ. Широкое внедрение в полевые и лабораторные работы этих методов исследования должно являться одним из главных направлений дальнейшего развития и совершенствования археологической методики. Сейчас мы стоим накануне большого качественного сдвига в нашей науке Новые методы заставят заговорить п «камни, которые умеют хранить молчание».
Следует подчеркнуть, что внедрение в археологию более 40 методов исследования естественных наук пи в какой мере не заменяет и не иск.почает чисто археологические приемы и методы, а лишь развивает, совершенствует и дополняет их. Они делают более полной ту историческую информацию, которую мы стремимся получить от археологической находки, от археологического памятника.
Применяя в археологии методы и орудия исследования естественных и технических наук, мы всегда должны помнить, что они служат для раскрытия и решения вопросов истории. Все зти методы требуют особой методики, учитывающей археологический объект и специфику стоящих задач. Развивать и совершенствовать их могут только археологи в
61 «Science in Archaeology». Под ред. D. Rrolh well, Е. Higgs and G. Glark. Bristol, 1963.
тесном контакте со специалистами других наук
Археология, привлекая для своих исследований массу методов естественных наук, в свою очередь предоставляет этим наукам но-' вые возможности в их развитии. Например, только археологи могут предоставить архео-магнитологам материалы для определения геомагнитного поля в прошлые эпохи. Только археологи могут предоставить дендрохронологам и дендроклиматологам материалы по истории климата, солнечной активности и т. п. Археологи предоставляют металлофизикам структуры металлов 7000-летней давности. Таких примеров можно привести массу. Следует лишь отметить, что археология приносит в естественные науки 4-е измерение — время и открывает физические и иные явления, происшедшие тысячу, десять тысяч, сто тысяч лет тому назад.
Важным вопросом и, пожалуй, самым сложным в синтезе естественных и гуманитарных наук является вопрос о форме содружества и путях внедрения в археологию методов и орудий исследования естественных наук.
Кто и как должен делать тот или иной анализ археологического предмета? Кто должен писать историческое исследование — тот кто делает анализ и изучает состав предмета или кто-то другой, например тот, кто его раскопал, и т. п. Кто и в какой степени должен овладевать математическими методами в археологии? Много и еще таких «кто» и «как».
Среди методов, о которых мы говорили выше, можно выделить такие, которые будут выполняться в специальных лабораториях и ко-торые имеют вполне четкий и определенный объем задач и способов решения. Это прежде всего вопросы датировок. Лаборатории радиоуглеродного, археомагнитного или иного датирования, укомплектованные спепиалистами данного профиля, самостоятельно выполняют комплекс работ и выдают как готовую продукцию дату образца. Археолог здесь активно работает вместе с физиком по подбору и обработке материала для анализа.
Но как быть с методами, раскрывающими состав археологического предмета и дающими материал для истории этого предмета или связанного с ним явления? Практика отечественной и зарубежной археологии показала, что эту задачу может и должен решать архео-лог, профессионально владеющий одним или несколькими методами исследования естественных и точных наук.
Вполне понятно, что все археологи овладеть многими методами не смогут, да и вряд
ли это нужно. Вполне реальным и, вероятно, наиболее целесообразным в настоящее время является путь создания тематических рабочих групп, в которых будут участвовать археологи разных профилей, в том числе и археологи — специалисты тех или иных методов, необходимых для решения данной проблемы.
Одним из главных условий практического осуществления комплексного внедрения в археологию современных методов естественных и точных наук является создание в археологических учреждениях укрупненных межсекторальных и л ежлабораторных групп по основным темам научного плана института, кафедры, музея. Несколько таких групп уже создано в Институте археологии АН СССР.
Такой же путь намечается по разработке и внедрению в полевую практику новых методов разведки и исследования. Должны создаваться специальные тематические экспедиции или группы, которые будут придаваться большим археологическим экспедициям или смогут даже работать самостоятельно (например, группы геофизики, аэрометодов и т. п.).
Предстоит большая работа по вооружению широких кругов археологов современными методами исследований естественных и точных наук.
ХРОНОЛОГИЯ
РАДИОУГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ АБСОЛЮТНОЙ ХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ
С. В. Б У Т О М О
Г zcz,-
Широкое развитие работ с естественным радио углеродом привело к существенному улучшению техники измерения этого изотопа. Одним из результатов усовершенствования процесса счета С14 явилось повышение точности определ ен пя р а д ио у г л е р ода.
В первой сводке дат, выпущенной В. Либби в 1952 г., средняя статистическая ошибка определения С14 в образцах Азии, Африки и Европы составляла 9% 4. Последняя серия радиоуглеродных датировок лаборатории ЛОИА АН СССР, опубликованная в 1961 г., показывает среднюю статистическую ошибку около 4°о. А в отдельных случаях получают результаты с точностью 1—2% 1 2.
Точность определения радиоуглерода может возрасти еще больше при увеличении эффективности счета С14, снижении фона, повышении стабильности счетной аппаратуры и увеличении количества вещества, вводимого для измерения.
Однако следует учитывать, что статистическая ошибка счета радиоуглерода не равнозначна ошибке определения абсолютного возраста. Когда измерения С14 велись с малой точностью, было решено приводить радиоуглеродные даты со значением статистической ошибки счета, предполагая, что остальными видами ошибок можно пренебречь. По мере повышения точности определения С14 необходимо учитывать упускаемые прежде из виду ошибки, особенно в тех случаях, когда средней статистической ошибке измерения радиоуглерода менее ста лет.
Особенно важно предусматривать возможность не учитываемых ранее ошибок при датировании опорных археологических памятников.
Повышение точности определения С14 не только привело к необходимости учета иных видов ошибок, по и позволило в некоторых случаях количественно оценивать их. Это относится в первую очередь к возможности установления вариаций удельной активности углерода в различных образцах.
Основные положения радиоуглеродного датирования, которые будут рассмотрены ниже, не исключают вероятности получения ошибочных результатов.
1 В. Диббл. Определение возраста по радиоуглероду. Сб. «Изотовы в геологии». М., 1954.
2 В. В. Артемьев, С. В. Б у т о м о, В. М. Д р о ж ж и и, Е. П Романова. Ре зупьтаты определения абсолютно, о возраста ряда археологических и геологических объектов по радиоуглероду (С11). СА, 1961, X» 2, стр. 3.
Первое положение: удельная активность живого органического вещества постоянна в течение длительного времени, а современное значение ее универсально на все время. Здесь подразумевается, что: а) современная удельная активность углерода постоянна; б) существует равновесие С14 в обменном резервуаре; в) учитывается изотопное фракционирование углерода в природе; г) изменение удельной активности углерода вследствие сжигания ископаемого топлива и ядерных испьпаний может быть скорректировано при выборе эталона.
Удельная активность углерода в растительном и животном мире определяется в ос яовпом концентрацией С14 в атмосфере. Величина удельной активности будет неизменной, если постоянна скорость возникновения С14 и если радиоуглерод равномерно распределяется в обменпом резервуаре.
Поскольку радиоуглерод образуется в результате реакции нейтронов космического происхождения с атомами азота воздуха, то скорость возникновения атомов С14 регулируется интенсивностью кос пического излучения. В свою очередь интенсивность космического излучения в земной атмосфере зависит в числе прочих ппичин от напряженности магнитного поля Земли, изменяющегося со временем. Исследования, проведенные К. Крауз на исторически надежно датированных материалах, показали, что существует корреляция между ошибкой радиоуглеродного датирования и изменением магнитного поля Земли3. Максимальная ошибка наблюдалась у образцов возраста около 2000 лет и составляв 10%. Но для образцов, возраст которых лежит в интервале 3000—5000 лет, эта ошибка уже не существенна.
X. де Фриз, измеряя с поправкой па радиоактивный распад удельную активность углерода годичных колец деревьев, показал, что с 1506 г. н. э. изменения удельной активности составляли ± 1% 4. Э. Виллис, К- Мюпних и X. Таубер исследовали годичные слои секвойи и установили вариации удельной активности, соответствующие ошибке в определении возраста, равной ±100 лет для колец дерева возраста от 600 г. н. э. до XX в.5 (рис. 1).
3 С. Crowe. Carbon-14 activity during ihe past 5000 years. «Nature», 1958, t. 182, стр. 470.
4 X. де Ф p п з. Измерение и применение природного радиоактивного углерода. Со. «Геохимические исследования». М., 1961.
Б Е. Н. W i 11 i s, Н. Tauber, К. О. М и п-n i с И. Variations in the atmospheric radiocarbon concentration over the past 1300 years. «Radiocarbon», 1960, t. 2, стр. 1.
V
V о X
Кембридж Копенгаген ГейВелЬЬерг
Рис. 1. Изменение удельной активности углерода по данным лабораторий в Кембридже, Копенгагене, Гейдельберге
Стювер сравнил эти вариации с периодами солнечной активности и показал связь между ними е.
Ввиду значительных колебаний удельной активности С14 радиоуглеродные даты относительно молодых образцов (возраста до 2000 лет) не могут быть приняты в качестве опорных данных для абсолютной хронологической шкалы. Однако именно для этого периода археологи располагают достаточным количеством хронологических сведений из других источников.
По-впдимому, изменения космического излучения происходили и раньше, но ввиду кратковременности значение этих флуктуаций трудно учитывать. На основании совпадения вычисленного значения удельной активности углерода, а также на основании сходимости возраста морских осадков, определенного по независимым друг от друга углеродному п иопиевому методам, можно считать, что интенсивность космического излучения за последние 35 000 лет была постоянной в пределах ±10-20%.
Обменный углеродный резервуар включает в себя четыре основные части: атмосферу, биосферу, поверхностные и глубинные океанические воды (рис. 2). Этот резервуар постоянно пополняется радиоуглеродом п обедняется им в результате радиоактивного распада и отложения осадков. Когда система достигает равновесия, скорость потери эквивалентна скорости воспроизведения С14.
Удельная активность современного углерода в различных частях обменного резервуара во многом зависит от среднего времени
6 И. Е. Старик. Ядерная геохронология. М., 1961.
Рис. 2. Цикл кругооборота углерода в природе. Содержание углерода в атмосфере принято за единицу
пребывания в нем атома С14. В основной по объему части обменного резервуара—глубинных водах — атом С14 находится дольше всего. Вследствие этого удельная активность углерода глубинных вод значительно меньше, чем в атмосфере, а их углеродный «возраст» доходит до 2000 лет. В тех случаях, когда глубинные воды поднимаются на поверхность океанов (полярные районы), они, вступая в обмен с углеродом атмосферы, могут значительно понизить удельную активность атмосферной углекислоты и, следовательно, остальных частей обменного резервуара 7.
Обмен С14 между атмосферой и биосферой, а также поверхностными океаническими водами происходит со значительной скоростью. А время пребывания радиоуглерода в этих частях обменного резервуара исчисляется несколькими годами и несущественно в отношении результатов абсолютного датирования. Поэтому различие удельной активности углерода в атмосфере, биосфере и поверхностных водах не может быть объяснено длительностью пребывания там атомов С14.
Ввиду того, что основная часть обменного углерода содержится в гидросфере, изменение ее объема должно существенно отразиться на удельной активности углерода во всем резервуаре. Уменьшение объема и температуры океана в ледниковую эпоху могло значительно увеличить удельную активность С14. Вследствие этого радиоуглеродный возраст образцов данного времени может быть «омоложен» на 800— 1000 лет. Отсутствие точных данных об из-
7 Е. Н. Willis. The validity of radiocarbon dating. «The times science review», 1961, N 42, стр. 6.
мененпи объема и температуры океана не позволяет пока вводить поправку на этот эффект.
Удельный вес остальных составляющих обменного резервуара относительно невелик и изменение его вряд ли может существенно искажать возраст образцов.
Удельная активность углерода изменяется вследствие фракционирования изотопов при переходе из одной части обменного резервуара в Другую. В процессе фотосинтеза растения обедняются изотопом С14 по сравнению с атмосферным на 3,6%. Карбонаты поверхностных вод, наоборот, обогащаются изотопом С14 при обмене с атмосферой на 1,2%. Однако ввиду параллельно идущего обмена с глубинными водами они показывают удельную активность, близкую древесине. Изотопный состав органической и неорганической фракций костей также различен, а именно органическая часть обеднена С14 по сравнению с древесиной на 0,8%, в то время как неорганическая — обогащена на 1,8%.
В конце XIX в. и особенно в XX в. удельная активность углерода значительно изменилась.. Вследствие сжигания больших количеств ископаемого топлива обменный резервуар получил около 13% неактивной углекислоты и удельная активность углерода с 1860 по 1954 г. понизилась на 2 % (рис. 3) 8. С другой стороны, испытания ядерного оружия привели к резкому увеличению концентрации радиоуглерода. Удельная активность углерода атмосферы с 1954 по 1959 г. возросла на 30% (рис. 4).
Изменения удельной активности при переносе углерода из различных частей обменного резервуара, а также в результате производственной деятельности человечества делают необходимым использование определенных эталонов при счете С14. Исходя из вышеизложенного, эталоном должно служить вещество, вышедшее из обменного цикла до начала XX в. Кроме того, эталон должен иметь тот же изотопный состав углерода, что и исследуемый образец, или необходимо вводить на основанип масс-спектрометрического анализа соответствующую поправку. В противном случае неизбежны значительные ошибки (несоответствие удельной активности углерода в эталоне и в образце в 1% дает ошибку, равную 80 годам).
8 G. I. Fergusson. Reduction of atmospheric radiocarbon concentration hy fossil fuel carbon dioxide and the mean life of carbon dioxide in the armosp-here. «Proceedings of the Royal Society». London, 1958, t. A243, стр. 561.
Второе положение углеродного метода: биологические объекты после гибели сохраняют свой изотопный состав.
Растения и животные после смерти выходят из обменного цикла. Имеющийся в них радиоуглерод распадается с определенной скоростью и удельнац активность образца уменьшается, если не нарушается в нем равновесие изотопов углерода. Однако образец в конкретных условиях залегания склонен изменять удельную активность, не считая естественного процесса распада С14. Это может происходить вследствие гниения органического образца, изотопного обмена с посторонним углеродом, абсорбции углерода из окружающей среды и других причин.
Различные по строению вещества не в одинаковой мере склонны к изменению изотопного состава после выхода из обменного цикла. Наиболее инертно обугленное органическое вещество и древесина. У известковой части костей и карбонатов раковин, наоборот, часто наблюдается изменение изотопного состава. Кроме того, карбонатное вещество невозможно очистить от распространенного вида загрязнений неорганическим углеродом.
При датировании опорных археологических памятников желательно брать из одного культурного слоя различные по химическому строению углеродосодержащие материалы. Обугленное органическое вещество и хорошо сохранившаяся древесина в большинстве случаев достаточно надежны. Образцы карбонатного строения
Рис. 3 Уменьшение удельной активности углерода в природе за последние столетия
Рис. 4. Возрастание концентрации С14 в тропосфере вследствие ядерных испытаний
могут использоваться в датировании лишь при условии параллельных опытов с органическими одновозрастными веществами. Ошибка в определении возраста в результате изменения удельной активности веществ после выхода их из обменного цикла тем более вероятна, чем древнее сам образец.
Третье положение углеродного метода: период полураспада измерен достаточно точно
Сейчас в качестве периода полураспада используется значение 5568 ± 30 лет, принятое В. Либби как наиболее точное из ряда экспериментально установленных цифр. Работы по уточнению значения периода полураспада продолжаются. Конференция по радиоуглеродному датированию в Кембридже (июль 1962 г.) отметила, что наиболее достоверен период полураспада, равный 5730 ± 40 лет®. В этом случае все радиоуглеродные даты несколько удревнятся, поскольку для приведения в соответствие с новым значением периода полураспада их следует умножить на коэффициент 1,03. Наиболее существенным окажется это изменение для молодых образцов (3—5 тысяч лет).
Однако до окончательного уточнения вопроса о периоде полураспада радиоуглеродные даты будут рассчитываться так, как и прежде.
в Н. Godwin. Hali-Life of radiocarbon. «Nature,), 1962, t. 195, стр. 984.
Помимо рассмотренных выше, существует еще одна категория ошибок, возникающих при переходе от полученного на основании определения С14 значения радиоуглеродного возраста к абсолютной археологической дате. Под ра-диоугперодным возрастом подразумевается время, прошедшее с момента выхода объекта из обменного фонда до момента измерения С14 в образце. Абсолютная дата показывает обычно время существования археологического памятника.
Археологический объект, например поселение эпохи бронзы, мог существовать в течение длительного времени порядка нескольких веков. Зачастую трудно решить, относится ли взятый на радиоуглеродный анализ образец к началу или к концу существования памятника, оставившего после себя культурный слой. Тем не менее на основании радиоуглеродного возраста образца дается археологическая датировка памятника. Здесь уже вносится элемент условности. Предположим, некое поселение существовало между 3000 и 3500 гг., а образец относится к периоду освоения поселения и дает радиоуглеродным возраст 3500 ± ±100 лет. В то же время из другого одновозрастного поселения взят образец, лопавший в культурный слой к концу существования объекта, и возраст образца окажется равным 300С1 ± 80 лет. Сравнивая радиоуглеродный возраст этих двух памятников, можно прпйти к неверному выводу об пх разповозраст-ности.
В культурном слое может находиться органическое вещество, попавшее в него задолго до того, как его использовал человек. Это, например, древесина, занесенная водой или поваленная грозой. Не исключена также возможность использования органического материала несколькими поколениями первобытных людей. В этих случаях радиоуглеродная дата окажется более древней, чем сам культурный слой.
Радиоуглеродные лаборатории, измеряя удельную активность образцов, определяют время, прошедшее после выхода вещества из обменного фонда, т. е. радиоуглеродный возраст образца.
Не менее важным этапом радиоуглеродного датирования является взятие проб из археологических памятников, сопоставление их с другими находками, выяснение возможных причин загрязнения образцов и заключение относительно одновозрастности их культурному слою. Задача особенно усложняется тем, что, если физик определяет содержание С14 па основании объективных фактов, то ар
хеолог зачастую не располагает достаточно надежными данными.
При рассмотрении результатов радиоуглеродного анализа необходимо помнить, что даты, полученные по С14, дают не просто год, а интервал времени, в котором заключена с определенной вероятностью искомая дата. Поэтому могут быть одинаково верными две, на первый взгляд, различные даты. Например, 2000 ± ± 100 и 2140 ± 150 лет. Эти даты не исключают одна другую.
Цифры радиоуглеродного возраста обьи но приводятся со значением ошибки измерения С14, выраженном в форме стандартного отклонения. Радиоуглеродный возраст 4000 ± 130 лет означает, что искомая дата с вероятностью 68% лежит где-то между 4130 и 3870 гг.
Если щвать радиоуглеродные даты с удвоенным стандартным отклонением, то вероятность правильности даты возрастет до 95%, а допустимый временной интервал расширится вдвое. В приведенном выше примере искомая дата будет находиться между 4260 и 3740 гг.
Статистический характер радиоуглеродных дат необходимо учитывать при сравнении результатов определения абсолютного возраста. Допустим, рассма।риваются два памятника. Пх возраст по С14 — 3800 ± 180 и 3500 ± 14U лет. Они отличаются на 300 лет. Для археолога три века — существенная разница. Однако здесь следует учитывать стандартное отклонение разности двух величин. В пашем елучае оно равно ]Л18Ь2 ± 1402 240 лет.
Следовательно, один памятник моложе другого па 300 ± 240 лет. Это означает, что с вероятностью 68 "о памятники отличаются по времени на 540 — 60 лег. Поэтому на основании только двух цифр нельзя говорить о по-с.п довательности этих археологических объектов во времени.
Работы по радиоуглеродному датированию преследуют в конечном счете цель составления абсолютной хронологической шкалы археологических памятников от раннего металла до позднего палеолита. Решение этой сложной задачи требует совместных усилий большого коллектива археологов и специалистов точных наук. Причем археолог, работающий над абсолютной хронологией, должен быть знаком с возможностями и требованиями точных методов, а специалист-техпик — обладать известным запасом археологических сведении.
Первоначально предстоит выделить наиболее характерные археологические памятники, принадлежность которых к определенному вре
мени нс вызывает сомпенпн. Помимо того, в них должно иметься достаточное количество надежного органического материала различного строения, например, торф и древесный уголь или древесина и горелая кость и т. и. Для таких опорных археологических объектов желательно проводить не один, а несколько анализов С14. Лишь тогда при сходимости результатов можно делать вывод об абсолютном возрасте памятника.
В промессе отбора проб весьма важно получать в случае возможности углеродосодержащпе вещества не только из самого культурного слоя, но и из выше и пиже по разрезу лежащих пластов. Это позволит контролировать результаты радиоуглеродного анализа памятника и поможет выявить возможные нарушения стратиграфической последовательности слоев.
Наряду с образцами для радиоуглеродного анализа целесообразно отбирать при изучении археологических объектов пробы, которые могут бььь использованы для установления относительного возраста, например ленточные глины, дендрохронологический и спорово-пыльцевой методы.
Такие комплексные исследования позволят не только сопоставить данные абсолютного и относительного датированья конкретных памятников, но и увязать для определенных территорий относительную шкалу с абсолютной. В случае успешного решения этой задачи методы, считающиеся до сих пор относительными, могут давать абсолютные результаты. Это особенно ценно для тех памятников, где отсутствует материал для датирования по С14.
При проведении работ по созданию абсолютной хронологической шкалы археологических памятников СССР нельзя не учитывать дат, полученных для соседних территорий за рубежом. Датируя,например, раннеземледельческие поселения Геоксюрского оазиса в Туркмении, необходимо сравнить их с аналогичными памятниками Ближнего Востока, абсолютный во-з-раст которых известен. Конечно, при таких сопоставлениях учитываются особенности отдельных памятников и время миграции определенных культур.
Ряд интересных данных получен при изучении курганов скифского времени на Горном Алтае (определения лаборатории ЛОНА АН СССР) и культур предскифского и скифского времени в Древнем Хорезме (определения лаборатории ГЕОХИ). Прежде всего следует отметить хорошее совпадение этих серий измерений (5 и 7 образцов соответственно) с архео
логическими данными 10. Лишь два образца из двенадцати показали значительное отклонение от археологического возраста. Ввиду большого количества датирующего археологического материала и хорошей сходимости результатов измерений С11 радиоутлеподные даты этих памятников можно считать в известной мере эталонными для соответствующих культур.
Постановка задачи создания абсолютной ар-хеоло! ическоп шкалы предполагает проведение специальных полевых исследований в целях сбора проб для анализа С'1. В изучении опорных археологических памятников должны участвовать как археологи, так и сотрудники радаоу глеродных лаборатории. При отборе образцов следует критически относиться к их происхождению, возможностям загрязнения и разновозрастное™ их культурному слою. Необходима тщательная фиксация местоположения находок, графическая и фотографическая. Сомнительные, случайные образцы отбрасываются, чтобы свести к минимуму возможность получения неверных результатов.
Использование музейных материалов для радиоуглеродного датирования встречает ряд серьезных затруднении. Прежде всего получить экспонат из коллекции музея достаточно сложно, поскольку в процессе определения возраста сам образец погибает (превращается в жидкость или газ). Часто древесина или ткань для лучшей сохранности пропитываются консервирующими средствами, содержащими современный углерод. Из-за этого абсолютный возраст может оказаться ошибочным. Кроме того, большинство музейных экспонатов было добыто тогда, когда методов датирования не существовало и, естественно, не выполнялись требования отбора и хранения проб для радиоуглеродного анализа. Однако при тщательном контроле некоторые музейные материалы могут быть взяты для определения возраста.
Для проверки воспроизводимости результатов радиоуглеродные анализы будут дублироваться. Контрольные анализы, проводимые самой лабораторией, целесообразно делать через определенное число измерений возраста (15—20). Перекрестные анализы между различными лабораториями нужны в случае изменения методики определения С14. * Э.
10 А. П. В и н о г р а д о в, А. Л. Д е в н р ц,
Э. II. Добкина, Н. Г. Марков а. Определение абсолютного возраста но С14 (сообщение 3). «Геохимия», 1962, As 5, стр. 387.
3 Заказ 1350
Нам представляется необходимым публиковать радиоуглеродные данные независимо от того, совпадают опи с ожидаемыми или нет (как это делают, например, в журнале «Radiocarbon»). В списки датировок целесообразно вносить, все даты по С14 за исключением забракованных в процессе измерений или полученных на ненадежных образцах. Очевидно, именно расхождение радиоуглеродной и археологической оценок возраста должно заинтересовать как археологов, так и радиохимиков. Никак нельзя согласиться с теми, кто предлагает публиковать лишь те даты, которые совпадают с археологическими. Широкое обсуждение подобных отклонений, возможно, позволит выявить уязвимые места в археологических критериях датирования, а, может быть, наоборот, приведет к нарушению основных положений метода абсолютного датирования по С14.
Сейчас в мире насчитывается около 50 радиоуглеродных лабораторий. Если считать, что каждая из них дает археологам в год по 20 дат, то число уже датированных памятников достигнет нескольких тысяч. В печати появляются сотни результатов радиоуглеродных анализов.
Для того чтобы систематизировать накопленный материал, настало время приступить к созданию картотеки, куда будут вноситься все радиоуглеродные даты, отечественные и зарубежные. Это особенно важно потому, что даты по С14 публикуются в десятках различных изданий не только специальных, исторических, но и чисто технических. Поэтому многие датировки ускользают из поля зрения археолога. Эту работу необходимо начать возможно скорее.
Памятники какого времени должны исследоваться как опорные в первую очередь? По-видимому, целесообразно начать с эпохи бронзы или неолита, где радиоуглеродный возраст дает хорошую точность и где уже получен ряд дат по С14 (например, неолит северо-запада СССР или Кавказа). Какие именно объекты наметить для этих исследований, должны решать специалисты-археологи.
РОЛЬ
РАДИОУГЛЕРОДНЫХ ДАТ В СИСТЕМЕ ХРОНОЛОГИИ НЕОЛИТА
И БРОНЗОВОГО ВЕКА ПЕРЕДНЕЙ АЗИИ И ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ
в. с. т и т о в
Пятнадцать лет, прошедшие с момента открытия метода радиокарбонной датировки,— достаточный срок для подведения первых итогов радиоуглеродных исследований применительно к археологии. За последние годы число археологических образцов, исследованных в лабораториях 'Европы и Америки, значительно возросло, и рост этот не замедлил сказаться. Он проявился прежде всего в повышенном интересе к хронологическим исследованиям, в стимулировании пересмотра многих хронологических выводов, которые прежде казались довольно прочными, и в этом первый значительный вклад радиоуглеродных дат в археологию.
Неолит и бронзовый век Юго-Восточной Европы и Восточного Средиземноморья стал той областью, в которой столкновение радиоуглеродных и традиционных дат происходит особенно остро. Это стало ясным на 5-ом международном симпозиуме по С14 в Гронингене в 1959 г., на котором наряду с целым рядом уточнений в методике исследования было сообщено о многих новых датах. Не сомневаясь в ценности сравнительно-стратиграфического метода изучения хронологии, ученые констатировали расхождение в 1000 лет между традиционными и радиоуглеродыми датами, которое могло быть вызвано или ошибкой в применении этого метода, или же тем, что даты С14 для неолита Юго-Восточной Европы «приводят к определенным археологическим противоречиям, к которым в таком случае следует привлечь внимание физиков» *.
Уже через несколько месяцев после публикации итогов гронингенского симпозиума появилась статья Д. Меллаарта, главный тезис которой- заключался в том. что даты по С14 не противоречат анатолийской хронологии неолита и бронзового века 2.
Реакция на статью Д. Меллаарта не замедлила последовать. М. Гарашанин в «Antiquity» 3 и В. Милойчич в третьей статье о С14 в «Germania» признали радиоуглеродные даты совершенно неприемлемыми 4.
1 Н. Т. W a t е г Ъ о 1 k. The 1959 Carbon-14 Symposium at Groningen. «Antiquity», XXXIV, 1960, N 133, стр. 15.
3 J. M e 1 1 a a г t. Anatolia and the Balkins. «An-liquiiy» XXXIV, 1960, N 136, стр. 271 п сл.
3 M. V. G я г а й a n i n. The Neolithic in Anatolia and the Balkans. «Antiquity», XXXV, 1961, N 140, стр. 276—280.
4 V. Milojcic. Zur Anwendbarkeit der C14-Datierung in der Vorge=chichtsforschung, III Teil. «Germania». 39, 1961, II. 3/4, стр. 434—452.
Иначе реагировали на статью Д. Меллаарта советские археологи. С. В. Киселев, внимательно изучив ее, в статье «Некоторые вопросы истории первобытного общества» 5 6 принял хронологические изменения, основанные на радиоуглеродных датах, для раннего неолита, баденской культуры и др. В октябре 1961 г. Т. С. Пассек в докладе на VI Международном конгрессе доисторических и протоисторических наук в Риме предложила новую систему хронологии неолита и энеолита юго-запада. Европейской части СССР с учетом радиоуглеродных дат е.
Размежевание между археологами по вопросу, принимать или не принимать радиоугле-pi >дные даты, сейчас особенно обострилось. Вслед за М. Гарашаниным и другие югославские археологи, кром₽, возможно, Грбича, не принимают радиокарбонных дат. Так, Коро-шец в докладе на Римском конгрессе не дает ни одной радиоуглеродной даты 7. Опубликованная недавно большая работа А. Ьенаца, посвященнагт неолиту и бронзе северо-западной части Балканского полуострова, целиком основана на традиционных датах 8 *.
Ф. Шахермепр отзывается о датах С14 неолитической последовательности в Иракском Курдистане как о датах, которые нельзя серьезно воспринимать ®, а Р. Брейдвуд, обычно приветствовавший радиоуглеродные даты, заговорил о них как об обескураживающих 10 11.
Есть среди археологов еще одно отношение к С14. Р. Питтиони, например, пытается использовать радиоуглеродные даты для того, чтобы сделать далеко идущие выводы, противоречащие относительной хронологии п.
= КСИА, вып. 88, 1962.
6 Т. Р a s s е k. Relations entre 1’Europe Occideu-tale et Europe Oriental.1 a Pepoffle neolitbique. «VI Congres Internationale des Sciences Pi-eliisloric el Pro-tonisloriques. Les rapports el les informations des ar-cheologues de 1'LRSS». Moscou, 1962u«Atti del VI Congresso Internationale delle Scienze Prcisloriche e Protoistoriche», I. Roma, 1962, стр. 127—144.
7 J. Котове c. Alcuni problemi del Neolitico Balkano-Danubiano. «A'ti del VI Congresso Internationale...», стр. 145—158.
8 А. В e n a c. Studien zur Stein und Kupferzell im nordwestlichen Balkan, 42. BRGK, 1961. Berlin, 1962, стр. 1—170.
8 F. Schachermeyr. Die agaische Friihzeit, IV Bericht. «Anzeiger fur die Alterlumswissenschaft», XIV Band, 1961, 3/4 Heft. Insbruck, 1961, кол. 159.
10 R. J. Braidwood. The Earliest Village Communities of South-Western Asia Reconsidered. «Atti del VI Congresso Internationale...», стр. 115—123.
11 R. Pittioni. Southern Middle Europe and Southeastern Europe. «Courses towai d- Urban Life»_ New York, 1962, стр. 219—225.
Иными словамп, ценность радиоуглеродных дат для археологии до спх пор является предметом острых спорое. Но настало время археологам так или иначе решить для себя этот вопрос без ссылок на неудачи, па загрязнение образцов и т. п. Настоящая статья является попыткой осмыслить и оценить с археологической точки зрения прежде всего тр даты, которые уже получены для неолита и бронзового века Восточного Средиземноморья и Юго-Восточной Европы. Это мы делаем, во-первых, потому, что здесь системы относительной и абсолютной хронологии (благодаря близости к центрам древнейшей цивилизаций) достаточно надежны, и, во-вторых, потому, что здесь столкновение между' радпокарбонноп и традиционной хронологией проходит наиболее остро
Несколько слов необходимо сказать о традиционных датах, о системе хронологии, па которой они основываются.
Создание системы хронологии включает в себя периодизацию развития культуры в каждой отдельной области, установление связей с дру’гимп культурными областями и. таким образом, релятивной хронологии для более обширного района, прослеживание пеночки связей с областями, где письменные источники восходят к глубокой древности и потому археологические периоды могут быть датированы в абсолютных числах.
В годы второй мировой войны, когда раскопки за небольшим исключением не проводились, было предпринято значительное хронологическое исследование накопленного материала. Оно совпало в значительной мере с уточнением ряда моментов египетской хронологии, в частности, длительности первого промежуточного периода Г. Штоком 12 и с так называемой революцией в передчеазиатской хронологии, ревизией даты Хаммурапи Вавилонского.
Работы по сравнительной археологии и стратиграфии Месопотамии, Сирии. Палестины, Анатолии, Эгейи и Балкан (Г. Фрэнк-форта, Э. Перкинс, Д. Олбрайта, К. Шеффера, М. Велькер, К. Биттеля, С. Вайнберга, В. Милойчича, Ф. Шахермейра, Т. С. Пассек. М. Гарашанина, Берчу, И. Нестора и др.) сделали достаточно надежной систему релятив ной хронологии Восточного Средиземноморья и Юго-Восточпой Европы. Для установления абсолютной хронологии важны египетские нм
12 Н. St о с k. Die ersle Zwischenzeit Agyptens. •«Analecta Orientalia», 31. Roma, 1949,50.
порты в Палестину и Сирию, на Крит и на Кипр. Не менее важны и сирийские, пелесгин скпе и кипрские импорты в Египет, начиная от палестинских сосудов с волнообразными ручками в додинастическом Египте и сирийских бутылей Аму ка D в могилах фараонов 1 династии до бутылей красной лощеном керамики времени Митапни в могилах ХУПП династии-
Ппой характер имеют месопотамские связи. Здесь речь идет уже не об импортных предметах, а о близком родстве, как в период халифской и убейдской культур. Расхождение наступает лишь в урукский и гаврский не риоды и период Амук F, но сильные культурные связи продолжают существовать. Следует подчеркнуть, что абсолютная хронология становится падежной лишь с раннединастического III периода, т. е- со времени I династии Ура. Появление глиняных табличек в Карум Банши—ассирийской торговой колонии в Кюль-тепе — дает первую собственно абсолютную хронологическую опору в Центральной Анатолии, а архивы времени Хаммурапи Вавилонского в Мари и архив VII слоя \лалах дают такого рода опоры для Сирии-
Взаимная проверка осуществляет ся благодаря соприкосновению систем египетской и месопотамской хронологии; первое такое соприкосновение — в период Джемдет Наср и лро-тодннастический период Египта осуществляется в Сирии в период Амук G.
Теперь обратим внимание на то, что надежные даты, сохраненные письменной историей, начинаются лишь с Древнего Царства в Египте и с раннединастического 111 тыс в Месопотамии, где-то около 2700 г. до н. э. пли несколько позже. Мы не ошибемся, если скажем, что для периода, предшествовавшего 3000 г. до н. э., до последнего времени не было никакого критерия абсолютной хронологической оценки. Единственный путь оценки, употреблявшийся до сих пор,— примерная оценка по большей или меньшей удаленности от 3000 г., т. е. оценка в значительной мере субъектив ная: по количеству, по мощности слоев пытались определить абсолютную хронологию н, естественно, приходили к совершенно различным результатам. При отсутствии критерия для абсолютной хронологической оценки ранних периодов вполне попятно стремление приблизить периоды, предшествовавшие 3000 г., к этой хронологической границе, чтобы точнее определить пх, известное сплющивание этих периодов. Так, у В. Милойчича самая ранняя дата, 4200 г., для раннего неолита Амука А,
бадарийской культуры и т. д.13 У П. Дпкеоса докерамический неолит Хирокптпи отнесен к 3400 г. до н. э.14 И это вполне есгестьенно, потому что в распоряжении исследователей была лишь относительная хронология. Мало того, ранние р j льтуры слабо сьязапы между собой. Отсюда надежна лишь вертикальная последовательность культур в каждом столбце таблицы, отнюдь не горизонтальные ряды. Как подчеркивал Р. Брепдвуд в 1953 г., «горизонтальные сопоставления указывают лишь относительную или количественную сложность и не должны считаться указанием истинного эквивалента времени» 15.
Исходя из сказанного выше, мне кажется, различным должен быть подход к радиоуглеродным датам, относящимся ко времени III — II тыс. до н. э., с одной стороны, и. с другой — к предшествовавшему времени, и соответственно различны способы их проверки, критерии их оценки и различна их роль.
Для периода, предшествовавшего началу III тыс., радиоуглеродные даты — единственная возможность абсолютной датировки. Этим определяется как исключительная важность радпокарбопных дат для неолита Восточного Средиземноморья и Балкан, так п способ проверки правильности этих дат. Даты С14 для этого периода могут быть проверены лишь тем, соответствуют лп они стратиграфе и памятника, периодизации и сравнительной хронологии данной культуры п культурной области, т. е. вертикальной колонке и в меньшей степени — горизонтальной полосе. Но когда последнее удастся, то это говорит о многом. Крайне важно для проверки правильности дат С.14, если для того или иного периода все даты попадают в относительно узкий отрезок времени. Зто является лучшим доказательством правильности этих дат.
Не так давно периоды VIII—V тыс. до н. э. вовсе не фигурировали в абсолютной хронологии неолита и энеолита. Многим археологам столь ранние даты и сейчас кажутся фантастическими, но процесс появления этих дат шел параллельно с процессом открытия новых культур халколита, позднего и раннего неолита п докерамического неолита. То, что зти процессы шли параллельно, чрезвычайно важно и очень
13 V. Milo j с i с. Chronologie der jungeren Ste-inzRit. Midel- ufid Siidosteuropas. Berlin, 1949, синхронистическая таблица
14 P. D i k a i о s. Kliirokilia. Oxford, 1949.
16 R. и L. Braidwood. The Earliest Village Communities of Sonth-Weatern Asia. «Cahiera d’histoire mondiale», 1, 1953, № 2, таблица.
характерно. Они показали прежде всего, что эпоха неолита и энеолита не может быть втиснута в старые узкие рамки IV тыс. Раскопки Р. Брейдвуда в Джармо, послевоенные раскопки К. Шеффера в Рас-Шамре с открытием слоев докерамического неолита, раскопки и замечательные находки К. Кеньон в Иерихоне, Д. Меллаарта в Хад.кпларе и Чатал Юпюк, В. Милойчича и Д. Теохариса на Аргиссе Ма-гула п в Сескло открыли новый почти неизвестный ранее период докерамического неолита. Раскопки Дж. Каски в Лерне и С. Вайнберга в Элатин вскрыли слои раннего неолита в Греции, а исследования Сетона Ллойда, Д. Меллаарта п Френча в Бейджесултапе, Хаджиларе. Джан Хчсане и др, показали глубокую древность анатолийского халколита.
Все эти и многие другие новые факты пе могли бы получить абсолютной хронологической оценки без радиоуглеродных дат. Представим на минуту, что Д. Гарстапг продолжил бы свои раскопки Иерихона в 30-х годах, и он, а не К. Кеньон через 15 лет открыл бы докера-мический Иерихон со стеной, башнями и пр. Как датировали бы его? V тыс. до н. э., ио не VII и У III тыс. Этим датам мы обязаны лишь С14. Правда, даты докерамического Перихона подвергались сомнению Р. Брейдвудом в полемике с К. Кеньон как чересчур ранние. Теперь мы имеем подтверждение их в следующем. Докерамический неолит В связан по происхождению с сирийской традицией докера-мпческого неолита. Докерамический неолит Сирии должен предшествовать Амуку А, имеющему радиоуглеродную дату — рубеж VII и VI тыс., и, следовательно, относится по крайней мере к VII тыс. до н. э. Другие доказательства высокой древности докерамического неолита сирийской традиции можно видеть в Анатолии. В Хаджиларе поздний неолит перекрывал докерамический неолит. Поздний неолит имеет здесь серию дат — середина VI тыс. Позднему неолиту должен предшествовать ранний неолит типа Кизилкая, а затем докера-мическин неолит, видимо, восходящий к VII тыс. до н. э.
Из довольно большей серии дат Джармо лишь относящиеся к VII тыс. до н. э , кажется,, соответствуют действительности, если принять во внимание данные релятивной хронологии, равно как то. что позднепалеолитические слои Шанидар В восходят к XI тыс. до и. э.. а даты керамического неолита Хассуны и Матарра — к У I тыс. до н. э. по С14.
Таким образом, рассмотрение радиокарбон-ных дат для периода докерамического неолита в Восточном Средиземноморье и Передней
Азии показывает, что этот период в общем может датироваться VII тыс. до п. э.
Период неолита сирийско-киликийской традиции, характеризующийся лощеной керамикой сферических и полусферических форм типа Амук А — В, Хаджилар IX—VI, раннего неолита Южной и Средней Греции, относится согласно радиоуглеродным данным к VI тыс. до н. э.
Очень важен тот момент, что Амук В имеет связи с культурой Хассуна и частично одновременен с ней. Это подтверждает радиоуглеродную датировку для Хассуны.
До недавнего времени удивляло расхождение в датах между неолитом Биола (прежний знеолит А) и неолитом Мерсина. Расхождение значительно более тысячи лет. Теперь выяснилась причина недоумения. Библ стоит гораздо ближе к Палестине в своем развитии й в сирийских рамках может быть датирован Амуком D1®.
Ранний неолит Балканского полуострова — культура Старчево — Кремиковцы — Карано-во-1 — восходит к V тыс. до н. э. Правда, недавно была получена новая дата для поселения Неа Никомедия в Македонии, восходящая к концу VII тыс. до н. э. Она противоречит этому и кажется немного ранней 1Т.
Но, с другой стороны, единственную возможность связать хронологически культурную область Старчево— Кёрёш—Караново-I с восточносредиземноморским развитием дает появление горизонта с барботиннойкерамикой в некоторых течлях Фессалии, сосредоточенных в основном Вокруг Лариссы и исследованных В. Милой-чичем, и прежде всего Отзаки Магула. Здесь барботинная керамика, явно связанная с проникновением племен из более северных областей, возможно, из Македонии, вклинивается в местное развитие культуры Пресескло (Vorsesklo) и может быть помещена между ранним и поздним горизонтами этой культуры. Появление барботинной керамики уже в сложившемся виде говорит о долгом развитии ее на соседних территориях, развитии, возможно, параллельном не только Пресескло, но и Протосескло, тем более, что, как выяснено недавно, в частности работами Д. Теохарпса в Пирасосе и Сескло, столь характерная бетая роспись по красному фону проявляется здесь
16 J. Р е г г о t. Palestine — Syria — Cilicia. «Courses toward Urban Life». New Lock, 1962, стр. 156— 157.
17 R. J. Rodden. Excavations at the Early Neolithic Site at Nea Nikomedia, Greek Macedonia. PS for 1962, N. S. XXVIII. London, 1962, стр 267— 288, особ. стр. 276.
очепь рано (в Протосескло) п существует до раннего Сескло и тем самым представляет аналогию для расписанной белым керамики раннего Старчева, в том числе и из Неа Пикомедиа. Все эти соображения, возможно, позволяют говорить о том, что область Старчево—Кёрёш— Караново-I уходит вглубь VI тыс. до н. э.
Для халафской культуры как таковой нет дат по С11. Убейдская культура на юге датируется концом V тыс., а на севере — серединой IV тыс. до н. э. Даже если не соглашаться с Р. Брейдвудом в том, что убейдские формы выработались в Северной Месопотамии, никак нельзя принять для 17—18 слоев Гавра дату середины IV тыс. до н. э. Эти слои относятся к началу убейдской культуры на севере, за ней следует период расцвета и упадка, а затем гаврский период. И все это должно предшествовать рубежу IV—III тыс., к которому, вероятно, относится начало культуры Ниневии-5.
Для культуры линейно-ленточной керамики раннего неолита Средней Европы известен целый ряд дат по С14. Все они группируются около рубежа V и IV тыс. до н. э. Правда, исследованные образцы происходят из северо-западной части территории распространения этой культуры, но при поразительном единообразии ее, которое подчеркивается всеми ее исследователями, полученные даты можно рассматривать и как относящиеся к юго-восточпой части.
Наибольшие возражения сейчас вызывают даты по С14 для позднего неолита Юго-Восточной Европы и прежде всего даты культуры Винча.
В конце 40-х и начале 50-х годов культура Винча получила подробное рассмотрение в работах В. Мплойчича 16 17 * 18 * и М. Гарашанина ,в. Оба автора датировали ее III тыс. до н. э. Радиокарбонные даты для начала Винчи дали конец V тыс. И В. Милойчич и М. Гарашанпн в работах 1961 г. объявили эту дату на 1000 лет чересчур ранней. За отсутствием места мы не можем здесь входить в детальное рассмотрение аргументации защитников низкой хронологии Винчи, но сразу же отметим, что в данном случае дело не в физиках, а в археологии. Сопоставление В. Мплойчича: культура
18 V. Milojcic. South-Eastern Elements in the Prehistoric Civilisation of Serbia. BSA, XLIV, 1949, стр. 258—306; О н ж е. Kotos—Starcevo—Vinca. «Reinecke—Festschrift». Mainz, 1950, стр. 108—117.
18 M. Garasanin. Hronologi |a Vincanske gru-pe. Ljubljana, 1951; О н ж e. Zur Zeilbestimniung des Vinca — kultur «Archaeologia Jugoslavia», I. Beog-
rad, 1954, стр. 1—5.
Винчи — культура Ларисса — поздяенеолптп-ческие и субнеолитические слои Кносса — может иметь само по себе ряд возражений, в частности по вопросу существования культуры Ларисса, времени существования черной лощеной керамики, которая как неизменная составная часть входпт в гипотетическую культуру Ларисса в Средней и Южной Греции, где. как недавно выяснено раскопками в Элатпи 20. зта керамика непосредственно сменяет средний неолит, с керамикой типа Херонеп. В пользу подобною же сопоставления поздней фазы среднего неолита, как ее называет С. Вайнберг, с фазой черной лощеной керамики Фессалии и далее с ранней Винчен (А — В) говорит и находка сосуда на четырех ножках с косо срезанным устьем в отложениях этой фазы в Элатии. Этот сосуд находит ближайшие аналогии в культуре Какань и Данило, которые всеми югославскими археологами датируются временем ранних фаз Винчи.
Новые раскопки в Фессалии значительно изменили наше представление о времени появления культуры Ларисса как культуры черной лощеной керамики. Выяснилось, что первая Черная лощеная керамика, если не говорить о черной керамике полусферических п сферических форм раннего неолита, появляется не с началом культуры Ларисса, как полагали прежде, а значительно раньше, в конце среднего неолита, непосредственно вслед за культурой Сескло. Черная лощеная керамика продолжает существовать и позже, через фазу среднегреческой керамики с матовой росписью, через фазу Арапи, Отзаки и «классического» Димини, но распускается пышны:. цветом лишь в период Ларисса.
Это наблюдение, подкрепленное для Средней Греции С. Вайнбергом, у которого черпая Полированная керамика существует с конца среднего неолита через весь поздний неолит, позволяет сопоставить начало Винчи с концом среднего неолита, а ее последующее развитие с поздним неолитом Греции:
„ Рахмани
D тг
Ларисса
Классическое Димини
____ Группа Отзаки Випча Группа Арапи
В Среднегреческая керамика с мато-
вой росписью
А Поздний период среднего неолита
20 S. Weinberg. Excavations at Prehistoric Elateia, 1959. «Hesperia», XXXI, 1962, N 2, стр. 158— 209.
Находка египетской вазы Ш династии в суб" неолитических слоях Кносса дает лишь ter minus ante quem для позднего неолита, т. е. IV тыс. до н. э.
Дата культуры Випча, равно как всего позднего неолита Юго-Восточной Европы, связана с большой проблемой соотношения эгейского бронзового века п анатолийского халколита и бронзового века с поздним неолитом Европы. Причина того, что эта проблема остается нерешенной, объясняется неизучен-ностью переходных областей — турецкой Фра-кип и греческой Македонии.
Сейчас уже, правда, намечаются некоторые возможности решения. Многое зависит от хро-н, логин баденской культуры, которая перекрывает Винчу D и синхронизируется с косто-лацкой культурой, Вэдастра II, Фолтешти II и культурой Караново V, образуя, таким образом, очень важный хронологический горизонт, замыкающий энеолитическое развитие Юго-Восточной Европы. Как в анатолийских и эгейских рамках можно датировать этот горизонт? Раскопки В. Милойчича в Фессалии обнаружили характерные формы баденской культуры (сосуды без плоского дна с высокой, поднимающейся над краем ручкой) в слое ран«е-фассалийском I, предшествующем появлению раннеэлладского урфирниса Подобные же формы обнаружены в Айос Космасе в Аттике в раскопках Милонаса. Отсюда то сопоставление, с которым согласен и В. Милойчич, что баденская кутьтура синхронна развитому и раннему бронзовому веку Эгейи.
Винча А — D предшествует баденской культуре и, следовательно, предшествует периодам раннеэлладским II—III. На востоке Балкан Випча А — D, таким образом, должна быть синхронна следующим культурам:
В Молдавии В Валахии В Ванате (М о л д о в е)
Триполье — Кукутепп Гуыельница Сэлькуца
Флореппы — Извоаре 1 Бояи
Культура .-швеппо-лен- Тордсш
точной керамики
Если развитый раннеэлладский период датировать второй половиной III тыс. и, соответственно, к этому времени отнести начало баденской, то все предшествующие культуры, синхронные Винче, никак нельзя уложить в 200—300 лет, как это получится, если начинать Винчу около 2700 г. до н. э., согласно В. Ми-лойчичу.
Дополнительные аргументы в пользу раннем даты Винчи дают следующие сопоставления. Хольсте 2I, В. Мплойчич 22, Соудский 2®, Э. Неуступный24 * * 2 установили, что Вннча А синхронна культуре линейно-ленточной керамики на основан] ш импортных ленточных че репков В' слоях Винчи А п па основании находок Idjos и Сгпа-Вага, где старчево-криш-ская поздняя керамика найдена в одних ямах с Винчей А и линейно-ленточной керамикой. Дата линеино-ленточноп керамики по С14 — конец V — начало IV тыс. до н. з.. а дата Винчп А. — конец V тыс. до н. э.
Второй момент: Вппча D на основании импортных предметов синхронизируется В. Ми-лойчичем с культурой Тпссаполгар в Венгрии. Теперь для Тпссаполгар имеется дата Gro 1993 3645 ± 60, а дата самой Винчи D — от 3645 ± 160 до 3380 ± 60.
Итак, поздний неолит и энеолит Юго-Восточной Европы занимает IV — первую половину III тыс. до н. э. Это находит свое подтверждение в датах позднего халколита Западной Анатолии — Ьейджесултана — конец IV — начало III тыс. до н. э.
Совсем иначе обстоит дело с радиокарбон-пыми датами для III—II тыс. до п э.
Основной вопрос здесь ставится по-другому: могут ли радиоуглеродные даты быть использованы для уточнения традиционных дат, полученных на основе релятивной хро-пологпп и сопоставления с египетской и месопотамской хронологией? II отсюда другом вопрос: какова точность радиоуглеродных дат?
На точность радиоуглеродных дат влияют следующие факторы: 1) статистическая ошибка, которая во многих лабораториях сейчас снижена до ±60 лет, но в некоторых значительная; 2) колебания первоначального уровня радиоактивности в живом организме, эквивалент пые 160 годам. Какая бы высокая точность ни была достигнута физиками, эта систематическая ошибка останется; 3) неточность определения периода полураспада С14; 4) колебания в уровне космического излучения, которое для периода 3000 летней давности уже значительно — ±20п лет.
21 Цит. по ст.: V. М i 1 о j с i с. Die Siedlungsgren-zen und Zeilstollung der Bandkeramik in Osten und Siidosten Europas, 33. BRGK, 1943—1950. Berlin, 1951, стр. 119.
22 V. M i 1 о j c i c. Chronologic der jungeren Slein-zeit Millel- und Sudosteuropas, 1949, стр. 29 и табл. 35.
2- В. S о u d s k у. К relativni clironologii volu-tove kerainiky. AR, VIII, 1956, стр. 412.
24 E, F Neuslupny. К relativni chronolo-
gfi volntove keramiky. AR, VIII, 1945, стр. 400—406.
Все это настолько влпяет на даты С14, что едва ли в ближайшие годы мы можем серьезно надеяться на получение столь точных дат для III—II тыс. до и. э., как хотелось бы. Все даты, полученные д тя достаточно хорошо датированных египетских памятников III и II тыс. радиоуглеродным методом, резко расходятся с традиционными. Это достаточно ярко показано В. Милойчичем в его 3-й статье 23 о С14.
Как пример абсолютного доверия к радиоуглеродным датам интересно привести попытку М. Раутона 26, сторонника самой низкой хронологии Хаммурапи Вавилонского, использовать С14 в своих доказательствах. Образец угля из Ниппера, взятый из здания, сооруженного несколько лет до или после вступления на престол Иби-Сина, дал для начала его царствования 1992 ± 106. 235 лет отделяю! вступление на престол Иби-Сина от вступления Хаммурапи. Отсюда для начала царствования Хаммурапи получен 1757 ± 106. Другой образец — остатки тростниковых матов из зиггурата Урнамму в Уруке времени иди этого царя, пли его преемника Шульги — дали 1868 ± 133 для 15 года правления Шульги. Это дает 1581 ± 133 для вступления Хаммурапи на престол. Первая дата как чересчур высокая, по мнению М. Раутона, была объявлена им неправильной из-за загрязнения образца.
Но это происходило в 1957 г., и сейчас никто не решился бы так использовать даты по С14.
Радиоуглеродные даты, полученные недавно для некоторых из царских могил Ура, в частности для могилы Мес-калам-дуга (Месуг-шара) и царицы Шуб-ад (определения были сделаны по костям этих царей) оказались неудачными. Могилы относятся к раппедпнас-тическому III тыс. и даже по низкой хронологии должны относиться ко времени, предшествовавшему 2350 г. до п. э., а определения по С14 помещают их на рубеже III и II тыс. до п. и.27
Примером удачного использования меп ода С14 для хронологических определении второй половины III тыс. и начала II тыс. до н. э. являются радиоуглеродные даты, полученные для раннеэлладского и среднеэлладского пе
23 V. М i 1 о j с i с. Указ. соч. «Germania», 39, 1961, 3/4.
-в М. В. R о w I о n. The Date of Haznmurapi JitES, XVII, 1958, N 2, стр. 97—98.
2' «Radiocarbon», 1961, Jsi 3.
риодов в Эвтрезисе и Лерне 2S. Они подсчитаны с периодом полураспада 5800 п 5650 лет, причем последние кажутся нам более соответствующими действительности, хотя этот вопрос требует специального рассмотрения п завпспт от целого ряда моментов эгейской, анатолийской и минойской хронологии.
Не менее удачно использованы образцы, исследованные Стокгольмской лабораторией из датских раскопок в Хама на Оронте 2<J. Общая дата — втирая половина III тыс. для слоя J Хама, соответствующего по времени Амуку I — J,— кажется вполне оправданной.
И в том и в другом случае исследовалась целая серия образцов из ряда жилых гориюн-тов и слоев памятника и. видимо, в этом разгадка положительных результатов. Этот принцип, сформулированный Вотерболком следующим образом: «Одна дата С14 из одного места или культуры — не дата; только серия дат... может быть использована для хронологических целей»,28 * 30 — должен считаться важнейшим принципом радпокарбонного исследования в будущем. Еще один вопрос, нам кажется, стопт поднять в связи с оценкой ролп радиоуглеродных дат, а именно: можно ли делать выводы археологического и даже исторического порядка непосредственно из дат по С11, например, о запаздывании в развитии, о переселении, о наклонной или горизонтальной линии хронологизации, т. е. иными словами, если мы проверяем радиокарбонные даты системой релятивной хронологии, то можно ли делать относительно-хронологические выводы пз сопоставления радиокарбонных дат?
Простейший пример — о Кипре. Докера-мпческпй неолит Кипра датируется примерно серединой VI тыс. до н. э. по С14, т. е. тем временем, когда в Сирии и Анатолии существовал уже керамический неолит. Правомерен ли вывод об известном запаздывании в развитии Кипра в этот период’ Нам кажется, что с подобными выводами, сделанными прямо пз сопоставления радиоуглеродных дат без подтверждения чисто археологическими доказательствами, спешить не следует.
Радиоуглеродные даты способны вскрыть известные археологические ошибки как в том
28 Е. L. Kohler and Е. К Ralph. С11-Dales lor Sites in the Meditirranean Area. AJA, 65, 19(51, № 4, стр. 363—366.
21 Ham- II, 1. E. Fugman. L'architecture des period es prehellenistiques. Kobenhavn, 1958.
30 H.T.Waterbolk. The 1959 Carbon-14 Symposium at Groningen. «Antiquity», XXXIV, 1960, .№ 133, стр. 18.
случае, когда радиокарбонные даты помогли определить большой разрыв во времени между докерамическим неолитом толосов Хирокитии п культурой Сотира, которые раньше считались непосредственно сменяющими друг друга. о чем пишет исследователь Хирокитии П. Дикеос.
Но совепшенно недопустимо полностью пренебрегать относительной хронологией, делать далеко идущие выводы непосредственно из радиоуглеродных дат в том случае, если эти выводы противоречат установленным археологическим фактам. Например, Р. Питтионп из радиоуглеродных дат культуры линейно-ленточной керамики и позднего Старчева делает вывод о синхронности и одновременном образовании культуры Кереш и культуры линейно-ленточпий керамики и, следовательно, об отсут-ствпп генетической связи между этими культурами, на которую указывали некоторые исследователи 31. Но подобный вывод противоречит стратиграфии, установленной дчя Молдовы (Молдавии) советскими и румынскими учеными:
Триполье — Кукутени, Флорешты — Извоаре I, Культура ллнейно-ленточпой керамики, Криш — Кереш.
Подводя некоторые итоги, отметим следующие моменты, которые, по нашему мнению, характеризуют роль радиокарбонных дат в системе хронологии неолита и бронзового века Передней Азии и Юго-Восточной Европы.
1) Радиоуглеродные даты имеют большое значение уже потому, что вновь поднимают целый ряд проблем абсолютной и относительной хронологии, возбуждают новый интерес к проблемам периодизации, стимулируют новые хронологические исследования. 2) Для периода неолита п энеолита радиоуглеродные даты дают единственный критерий абсолютной хронологической оценки. Онп дают довольно четкие границы для периодов: а) докерамического неолита — VIII — VII тыс. до и. э.; б) ран него неолита Передней Азии и Восточного Средиземноморья — VI тыс.; в) раннего неолита Юго-Восточной Европы — VI (?) — V тыс. до н. э.; г) раннего неолита Средней Европы —
31 R. Р i t t i о n i. Southern Mid lie Europe and Southeastern Europe. «Courses toward Urban Life», 1962, стр. 218—223.
ЕГИПЕТ П 4ЛЕСТИНА ЮЖНАЯ МЕСОПОТАМИЯ СЕВЕРНАЯ МЕСОПОТАМИЯ
1500 2000 3009 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 Сетп I Р-227 1105+91 НОВОЕ ЦАРСТВО XVIII — XX династии Иерихон могила В-35 GL-5 1320 til) Иерихон могила J-I9 GL-30 1320+80 ПОЗДНЯЯ БРОНЗА КАССИТЫ МИТАННИ
ВТОРОЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ПЕРИОД СРЕДНЯЯ БРОНЗА ПЬ СРЕДНЯЯ БРОНЗА Па СРЕДНЯЯ БРОНЗА I СТАРОВАВИЛОНСКИЙ ПЕРИОД ЛАРСА ХАБУРСЫ1Й ПЕРИОД
СРЕДНЕЕ ЦАРСТВО С с с с С Г 81 1671±180 GrO-1157 1360 ±55 ? Gro-1178 1120 ±50 ВЫ-22 I5S0±Io0
III ДИНАСТИЯ УРА ДВОРЕП НАРАМСИНА в Браке ЧАГЕР-БАЗАР 3—2 ГАВРА VI
ПЕРВЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ П. 1РИОД Иерихон могила В-35 GL-6 2150±150 РАННЯЯ БРОНЗА III 2430 РАННЯЯ БРОНЗА II РАННЯЯ БРОНЗА I? А ХАССУЛСКАЯ Иерихон могила А-94 3260+110 Беершеба W-245 3330±150 КУЛЬТУРА КЕРАМИЧЕСКИЙ НЕОЛИТ В КЕРАМИЧЕСКИЙ НЕОЛИТ А ДОКЕРАМИЧЕСКПЙ НЕОЛИТ 5850+160 В 6250 ДОКЕРАМИЧЕСКПЙ НЕОЛИТ А 6770 ±210 6840 +210 АККАДСКИЙ ПЕРИОД
Е? Dahshur ДРЕВНЕЕ g 2132 ±102 ЦАРСТВО g Meydum О 2852 ±210 TV — VI династии
РАННЕДППАСТИЧЕ-СКИЙ III II ПЕРИОД ГАВРА VII НИНЕВИЯ 5
ПРОТО ДИНАСТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД I — III династии Негада II С-818 3070±290
прото- а ПИСЬМЕННЫЙ с ПЕРИОД а
НЕГАДА Негада 1 S. О. 4236—44 3627+300 в. d. 34 С-814 3669 +288 S. а. 34 С-810 3794 +300 С 550, 551 4145 ±250 ФАЮМ А С-457 4441 ±180 ГАВРА XI - VIII
ВАРКА
УБЕЙДСКИЙ Варка XVIH H-38/I23 4120±160 ПЕРИОД ХАДЖИ МУХАММЕД ЭРИДУ УБ ЕЙ ДСКИ и Гавра XVIII С 817 31150+325 Пишвели Р-757 3510±1ви ПЕРИОД ХАЛАФСКИЙ ПЕРИОД Хассуна V 5090 ±2Ю ХАССУ К Л Матарра W-623 5С10±250 Джармо 1.7 W-652 5990 ±20’ ДЖАРМО Джармо 1,7 Н-491/551 6575+175 Джармо II. 4 W-651 6890 ±200 W-607 7090 ±250
СИРИЯ КИПР ЗАПАДНАЯ АНАТОЛИЯ ЮЖНАЯ И СРЕДННЯ ГРЕ ДИЯ
1500 2000 2500 3000 3500 '.ООО 4аОО 5000 5500 6000 6500 IV АЧАНА V VI 1 ПОЗДНЕКИПР1-КИИ ПЕРИОД J1 ТРОЯ VI ПОЗДНЕЭЛЛАДеЖИЙ ПЕРИОД
Лерна V Р-303 1568±51 СР 2ДИЕЭЛЛАДСКИИ II Лериа V Р-ЗОЗа 1798±108
VII АЧАНА XIII XVI СРЕДНЕ КПП РСКПЙ III ПЕРИОД II 1 РАННЕК11ПРСК1ГЙ ПЕРИОД КУЛЬТУРА ЭРИМП Калавасос St-410 3180 В St-350 3190 КУЛЬТУРА СОТИРА Калавасос В St-337 3500 ДОКЕРАМИЧЕСКИЙ ’Голос XVII St 5540=160 Хврокития 1 5610±125 Топос la S 415 1 5750± 160 НЕОЛПТ
ТРОЯ V РАННЯЯ ТРОЯ IV БРОНЗА 3 ТРОЯ III
Лерна IV Р-299 1803 ±93 РЭ III Р-300 1919±53 TTcnm TV/TTT р_621 1946+58 Лерна IV/III р.320 [978±58 гт Р-319 027±59 Л-она III Р’32 2031 ±64 Л.рн« in р_318 120+65 Эвтрезис Р-317 2262±56 Гр. VII Гр. III Р-307 2'.92±57 Эвтревис Гр. IV Р-306 2496 ±69
АМУ К I J-4,'5 К-538 2210=120 y.,„ г J5 К-531 лама J 2230+120 16 К-530 2310 = 140 АМУ К I ХМ У К Н AM У К И А МУК F Библ Ранний т-фод С-819 3360 +300 AM УК Е Мерспн XV AM УК D А МУ К С Г,т.бт Средний XV-627 Ь1,Ол неолит 4®)±250 Мерспн XXIV иозднпй
ТРОЯ II РАННЯЯ Q 1PUH 11 БРОНЗА z
ТРОЯ I РАННЯЯ , троя I брон: 1 1 РАННЗЭЛЛАДСКИЙ I
Бейджесулган XXVIII Р-297 2740 ±57 ПОЗДНИЙ Бейджесултан XXXVI Р-298 3014 ±50 ХАЛКОЛПт 1 1 5 t РАННИЙ ХАЛКОЛИТ Р-?15а 1 1 t ПОЗДНИЙ НЕОЛИТ
Мерсия XXIV рантье Бнбл неоХЙ 5000 АМУК В СРЕДНИЙ НЕОЛИТ Элатия Средний иеолит Траншея 2 Глубина 2.2 ото 3502 5080Л130 Тр. 2 2,55 м Ото-3041 523<>±1<Й РАННИЙ НЕОЛИТ Тр. 1 2,7 л Ого-3037 5400+90 Тр. 1 3.1 ле Gro-2973 5520±180 Златия Тр. 1 м Gro-2S33 Средний блез±75 неолит 1,55 л.
Мерспн XXVIII АМУК А Мерспн XXXII W-617 6000 ±250 „ г 4976+95 Хаджллар 1а р:^ 5037+119 Р-316а тг 5219±131 11 Р-314 5298 ±143
VI Р-313а 5399 ±79 IX Р-314а 5487±И5 ПОЗДНИЙ НЕОЛИТ Хаджплар вы.48 55go±i8o
РАННИЙ НЕОЛИТ (КИЗИЛКАЙЯ)
АКЕРАМИЧЕСКИЙ НЕОЛИТ (ХАДЖИЛАР)
ФЕССАЛИЯ СЕРБИЯ Б1ПАТ ОЛТЕНИЯ ВАЛАХИЯ МОЛДАВИЯ, МОЛДОВА СРЕДНЯЯ ЕВРОПА
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 СГЕДНЕ-' ФЕССАЛИЙСКИЙ БАДЕНСКАЯ КУЛЬТУРА Горнья Тузла Gro-1974 3380±60 Баныще Gro-1536 3473x120 Gro-1537 3645±I60 Винча ВИНЧА Тордош Gro-1535 3073 Винча А позд. Gro-1546 4010 -_85 А КОИО- ВПП-ФЕНИ ЧА Е ? IV С ш S и R I О ВИНЧА В ВИНЧАС ВИНЧА В ВИНЧА А Погребения Gго-1495 2330 +65 с охрой ЧЕРИ АВОДА II IV Ш КУЛЬТУРА 11 Гумельница Ого-1987 3160+70 ГУМЕЛЬНИЦА I БОЯН К РИШ ФОЛТЕШТИ II Кукутени В &ГО-19Ч2 2750±60 ТРППОЛЬЕ В Хабегаепггп Gro-1985 3130+80 ТРИПОЛЬЕ А ПРЕКУКУТЕНИ ДОТРИПОЛЬЕ КУЛЬТУРА ЛИНЕЙНО-ЛЕНТОЧНОЙ КЕРАМИКИ КРНШ БАДЕНСКАЯ КУЛЬТУРА РЁССЕНСКАЯ Балиц G го- Ш 3350 г: 200 КУЛЬТУРА
РАИНЕ- III ФЕССА,- II ЛИЙСКИЙ I
КУЛЬТУРА PAXМАНИ
ЛАРИССА
ПЕРИОД Дпмипи Н... 36.su+050 дпмшш
КУЛЬТУРА Спттард* 422 3830 + 140 Цвенкау 555 3890+120 Гелеен 996 3985 + 60 Виттислинген 265 4080+100 Спттард 320 4140+140 Гелеен 995 412о±60 Ситтарч 423 4250+150 Вестер 4250+200 рсгельн ЛЕНТОЧНОЙ КЕРАМИКИ
СРЕДНЕ-ГРЕЧЕСКИЙ ПЕРИОД
КУЛЬТУРА СЕСКЛО Ранний керамихул- ПРЕСЕСКЛО Горнья Gro-2059 4449±75 Тузла СТАРЧЕВО III СТАРЧЕВО II Вршник Н... 4915 ±150 СТАРЧЕВО I СТАРЧЕВО III СТАРЧЕВО II СТАРЧЕВО I
ПРОТО-СЕСКЛО
ДОКЕРА-МИЧЕСКИЙ НЕОЛИТ
* Все нижеследующие анализы сделаны в Гронингенской .лаборатории
Пояснение к табл и ц е
В основу таблицы положена система относительной хронологии Передней Азин, Египта, Восточного Средиземноморья, Юго-Восточной и отчасти Средней Европы эпохи неолита, энеолита и равпего бронзового века. Абсолютная хронология III и первой половины II тыс. до и.1 а. получена для всех рассматриваемых областей традиционным путем установления цепочки связей вплоть до областей, датирующихся датами египетской и месопотамской хронологии.
Для начала I династии Египта и раннедннастическо-го периода Месопотамии взята условная дата 3000 г., хотя автор и считает, что ее следует несколько сократить. Для последующего периода относительная хронология приобретает решающее значение, хотя ее установление для данного периода является гораздо более трудным делом. Для этого периода радиоуглеродные даты остаются единственной возможностью для установления абсолютного возраста. Поэтому растяжение внутри столбцов но вертикали может быть осуществлено лишь в зависимости от этих дат. Но это никогда не влияло па горизонтали, которые установлены по возможности только на основе относительной хронологии. Установлена значительная близость между поздним неолитом Хаджилара и ранним неолитом Греции (I коринфский период — ранний неолит Златин —культура Протосескло). Радиоуглеродные даты Хаджилара IX — VI тыс. и раннего неолита Элатип оказались удивительно близкими. Доказана археологически близость по времени ранней Вппчи и культуры линейно-ленточной керамики. В данном случае культуры разнотипны, п синхронность установлена путем импортных предметов. Вповь даты С14 поразительным образом совпадают. Это ли не доказательство црпменпмостп радиоуглеродных дат к археологии неолита и бронзы, в котором начали сомневаться.
Для периода III и II тыс. до п. э. даты См помещены в то место, где опн должны быть согласно относительной хронологии слоя, из которого взяты образцы для анализа, давая тем самым возможность для проверки пе только относительной хронологией, но и абсолютной, полученной па основе традиционной хронологической системы. Радиоуглеродные даты, которые явно не соответствуют традиционной хронологии, противоречат при этом абсолютной и даже относительной хронологии и периодизации, показаны особым шрифтом.
В таблицу включены почти все известные автору даты по С14 для рассматриваемого периода и района. Исключением являются некоторые египетские даты, которые, как показано уже В. Милончичем. не соответствуют египетском хронологии, даты для Царских могил Ура, ставшие недавно известными п колеблющиеся около рубежа III п II тыс. до н. э., что явно пе может соответствовать действительности. Далее, за отсутствием места пе вошла полая серия дат для Пп-лоса и другие даты микенского периода, который не рассматривается здесь. Не пошел в таблицу еще ряд дат, которые, как полагают, не играют существенной роли в решении основных вопросов,стоявших перед автором.
конец V — начало 1\ тыс. до н. э.; д) халколита Анатолии и энеолита Европы — IV — начало III тыс. до н. э. 3) Хотя даты С14 не обладают необходимой точностью для исправления и уточнения традиционных дат III — II тыс., однако в тех случаях, когда исследовались серии образцов из ряда слоев одного па
мятника плп ряда памятников одной культуры, то полученные даты соответствовали традиционным датам рассматриваемых периодов. 4) Радиоуглеродные даты иногда помогают вскрывать некоторые археологические ошибки. 5) Радиоуглеродные даты должны использоваться лишь в четкой системе относительной хронологии данной культурной области, которая позволяет не только подкреплять выводы археологического и исторического порядка, если пх делают на основе дат С14, но сама служит критерием проверки радиоуглеродных дат.
В заключение укажем, что эта и подобные таблицы могут пспользоваться для проверки вновь получаемых радпугжеродных дат. Достаточно поместить их на то место, которое онп должны занимать согласно стратиграфическому положению слоя, из которого взяты образцы на анализ, и сразу станет ясно, соответствуют ли они относительной хронологии и существующей абсолютной хронологии рассматриваемого памятника или нет. Допустимые отклонения не должны нарушать периодизацию в вертикальной колонке и четкость сопоставлений по горизонтали.
РАДИОУГЛЕРОДНОЕ
ДАТИРОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ
АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ »
ПАМЯТНИКОВ ПРИБАЛТИКИ
А. А. Л И И В А, Э. О. ИЛЬВЕС, Л. Ю. ЯНИТС
В геобиохимическоп лаборатории Института зоологии и ботаники АП Эстонской ССР определение абсолютного возраста радиоуглеродным методом проводится с 1959 г.1
Для определения природного радиоуглерода применяется модифицированный вариант сцинтилляционного метода Прингла 1 2. По сравнению с другими сцинтилляционными метода ми, используемый нами метод является более простым как со стороны химической подготовки определяемого препарата, так и со стороны счетной аппаратуры.
Радиоуглеродное датирование образца слагается из трех этапов:
1) предварительная обработка образца,
2) синтез счетно] о препарата,
3) измерение активности полученного препарата и вычисление результата из полученных данных.
На первом этапе образец очищается от механических и химических загрязнений, могущих оказать отрицательное влияние на результаты датирования.
На втором этапе соответственно используемой в лаборатории методике синтезируется из углерода исследуемого образца метиловый спирт 3 4, который вводится в состав сцинтиллятор а.
На третьем этапе радиоактивность полученного препарата регистрируется при помощи одноканального сцинтилляционного счетчика. Такая методика позволяет датировать образцы возрастом до 30 000 лет.
С точки зрения надежности образцов для датирования по С14 самым надежным материалом считается обугленное вещество, наименее надежным — костный материал Однако часто, особенно при археологических раскопках, костные остатки являются единственным со-
1 A. L i i v a. Radioaktiivse siisiniku menoJ loodn -like objektide vanuse maaramiseks. «Eesti I. oodus», 1959, N 3, Lk. 136—141; A. L i i v a, T. S о о v i k. Abso-luutse vanuse niaaramise esimesi kogemusi radioaktiivse-siisiniku (C14) meetodil Eestis. «Труды Института геологии АН Эстонской ССР», т. VII, 1961, стр. 77—83; А. А. Л и й в а. Определение абсолютного возраста рг, цоуглеродным методом (в Эстонии). «Геохимия», 1961, JV 8, стр. 710—712.
2 R. W. Pringle, W. Turcliinels, В. L. Fun t. Liquid Scintillation Techniques for-Radiocarbon Dating. «The Review of Scientific Instruments», 1955.
3 А. Л и й в а, Э. Ильвес. Синтез метанола для определения естественного радиоуглерода Сцинтилляционным методом. «Известия АН Эстонской ССР. Серия физико-математических и технических наук»,. 1962, т. XI, К» 4, стр. 272—276.
4 W. F. L i b Ь у. Radiocarbon Dating. Chicago,. 1955.
хранившимся органическим материалом. Ис- ТА-25 ходя из сказанного, особый интерес представляет вопрос об использовании костного материала при определении абсолютного возраста радиоуглеродным методом. Работы, проведенные до сих пор в нашей лаборатории, показали, что в большинстве случаев (при возрасте, не превышающем 10000 лет) костный материал дает надежные данные, при этом следует от- ТА-4 метить, что предварительная подготовка костного образца занимает примерно втрое больше времени, чем предварительная подготовка древесного угля или древесины. ТА-5
Для датирования в лаборатории использовались до сих пор древесный уголь, древесина, торф и костный материал. В наших условиях та-6 минимальное количество перечисленных воздухо-сухих материалов для одного определения следующее:
ТА-10
Нарва 7580±300
Древесный уголь из II мезолитического слоя поселения Нарва (ЭССР)
б) Неолитические поселения
Кяэпа 4350±220
Обугленная древесина из куль -турного слоя поселения Кяэпа (ЭССР)
Кяэпа 4865±235
Торф, то же, что и ТА-4
Кяэпа 4480+255
Кость лося, то же, что и ТА-4
1) древесный уголь (чистый) 2) древесина 3) торф 4) обугленная кость 5) кость (в зависимости от степени фоссилизация) — 12—15 г; — 50—60 г; —200—300 в; —400—800 г;
—500—1000 г. ГА-20
Большая часть датированных образцов добыта при раскопках археологических памятников, и определение их абсолютного возраста проведено с целью решения палеозоологических (изучение истории териофауны Прибалтики) 5 и археологических проблем. В связи с этим датированы следующие образцы из археологических памятников Прибалтики: ТА-8 ТА-23
а) Мезолитические поселенпя
ТА-14 Кунда Обугленная древесина из нижнего горизонта культурного слоя поселения Кунда (ЭССР) 83 50 ±280 ТА-24
ТА-7 Нареа Древесный уголь из I мезолитического слоя поселения Нарва (ЭССР) 5300±250 ТА-26
ТА-17 Нареа Кости из II мезолитического слоя поселения Нарва (ЭССР) 6020 ±210 ТА-21
'Гамула
Древесина (сваи постройки) из лоздневнолитического поселения Тамбула (ЭССР)
3600±180
Вилла 3570+240
Кости лося нз ноздненеолитн-ческого поселения Вилла (ЭССР)
Крейчи 4020 ±300
Древесина из культурного слоя неолитического поселения Крейчи (Латв. ССР)
Лейманишхи
3970 ±250
Обугленная древесина из неолитического поселения Лей-манишки (Латв. ССР)
„ 4490-'-250
Сарнате
Древесный уголь из неолитического поселения Сарнате (Латв. ССР)
Сарнате
47С0±250
Кисти, то же, что и ТА-24
в) Городища
1190+230
Рыуге
Древесный уголь из городища
Рыуге (ЭССР)
БК. Л.Паавер. О находках субфоссильных костей дикой лошади в Восточной Прибалтике. «Вопросы голоцена». Вильнюс, 1961, стр. 341—357.
Сравнивая указанные выше возрастные данные с археологическими данными, можно отметить следующее.
М е з о л и т. Из исследованных поселений каменного века древнейшим в Эстонп»является Купда-Ламмасмяги, расположенное на холме на юге от г. Кунда (Северная Эстония). Во время существования поселения холм являлся островом на древнем озере. Ио патпно-логическпм данным, это озеро существовало в бореальном климатическом периоде. При переходе к атлантическому7 климатическому периоду озеро опорожнилось в связи с возникновением нового стока. Одновременность су -ществовапия поселения п озера подтверждается утерянными при рыбной ловле костяными изделиями, найденными в озерных осадочных мергелях. Гораздо позднее на этом же холме находилось неолитическое поселение в.
В 1961 г. были проведены раскопки в поселении Кунда-Ламмасмягп на западном склоне холма. Из мезолитического культурного слоя сохранился нетронутым тонкий слой, который находился на грунтовой морене и был покрыт тонкой стерильной прослойкой глины. Возраст указанного культурного слоя, датированного радиоуглеродным методом по древесному углю (ТА-14),— 8340 ± 280 лет. Учитывая стратиграфическое расположение этого слоя, полученная дата должна относиться к раннему7 этапу мезолитического поселенья. В данном случае можно констатировать совпадение возрастных определений, проведенных как палино готическим (бореальное время), так и радиоуглеродным (вторая половина VII тыс. до н. э.) методами.
На глинистой прослойке находился тонкий культурный слой с многочисленными разложившимися растительными остатками. Уголь в этом слое кусочками не сохранился. к казанный слой был перекрыт слоем земли, содержащем много известнякового щебня. Этот слой не находился в первоначальном положении, в течение продолжительного времени он сползал с верхней части холма вниз по склону. В этом слое были обнаружены как мезолитические, так и неолитические находки, в том числе гребенчато-ямочная керамика. Кость лося, найденная в нижней части слоя, датирована радиоуглеродным методом в 6015 ±210 лет. Вероятно, кость относптся к позднему7 этапу мезолитического поселения. Возникает вопрос, соответствует ли полупленная датировка истинному возрасту7 конечного этапа мезолнтп-
® R. I n d г е к о. Die nntllere Steinzeit in Est-land. Mil einer Obersicht von K. Orviku. Ober die Geologic des Kunda Sees. «Kungl. Vitterhets Histone och Antikvitets Akadcmiens Handlingar», del 66. Stockholm, 1948.
ческого поселения, который в данном случае должен был относиться к атлантическому7 климатическому периоду, илп мы имеем дело с загрязнением костного образца современным углеродом.
В 1960 и 1962 гг. исследовалось многослойное поселение в г. Нарва (Эстонская ССР). Стратиграфия оказалась здесь следующей. Сверху находился черный слой гумуса, в котором неолитический материал был смешан с находками более позднего периода. Далее следовала серовато-коричневая почва, которая содержала только нео [итические находки, в том числе гребенчато-ямочную керамику и керамику нарвского типа. Под указанным слоем было обнаружено множество тонких черноватых углистых пятен, которые местами были отделены от верхнего слоя тонкими прослойками песка. В одном из черных пятен был найден очаг из плп гняка, вокруг которого лежала керамика нарвского тппа. Под указанным пятном была опять тонкая прослойка чистого песка и под ней новый темно серый культурный слой. В этом I мезолитическом слое керамика отсутствовала. Слой содержал ряд таких же очагов пз плитняка, как и описанный выше. Далее следовала песчаная прослойка и под ней II мезолитический культурный слой, залегавший непосредственно па материковом плитняке.
Для определения возраста поселения Нарвы мы палинологическими данными не распо тага-ем. Судя по археологическому материалу, можно предположить, что II мезолитический слой по возрасту7 близок поселению Кунда-Ламмасмяги, в то время как I мезолитический слой не может быть значительно древнее находившихся над ним черноватых пятен, в которых были обнаружены керамика нарвского типа и очаг из плитняка.
Эти предположения подтверждаются радио углеродной датировкой мезолитических слоев. Образец древесного угля (ТА-25), взятый из II мезолитического слоя для датирования по С14, дал в результате возраст в 7580 ± 300 лет, т. е. середину VI тыс. до н. э. Вероятно, что в указанное время существовало и поселение в Кунда. Образец кости (ТА-17), взятый из этого же слоя, имел возраст в 6020 ± 210 лет. Расходящиеся результаты могут и здесь, аналогично поселению Кунда, быть вызваны повторным заселением поселения илп же загрязнением костного материала современным углеродом. Образец древесного угля (ТА-7), взятый пз одного очага I мезолитического слоя, дал возраст в 5300 ± 250 лет, т. е. вторую половину IV тыс. до н. э. К сожалению, не определен возраст угля из черных пятен, располо
женных поверх песчаной прослойки. По судя по тому, что керамика нарвского типа в общем датируется первой половиной пли серединой III тыс. до и. э.7, является достоверной п принадлежность ку.тьтуппого слоя поселения Нарва, содержащего керамику указанного типа, к этому же периоду.
Неолит. По известным до сих пор данным, древнейшим типом керамики на территории Эстонской ССР является керамика нарвского типа, для датирования которой получен существенный материал из поселения Кяэпа 8 9, находящегося в Юго-Восточной Эстонии, в Вы-руском районе на берегу реки Выханду. Раскопки в поселенки велись с 1959 по 1962 г. Древнейшая часть культурного слоя расположена в нижней части торфа, образовавшегося в пойме речной долины, и содержит керамику нарвского типа и костяные изделия. Только в самом верхнем горизонте культурного слоя встречается и типичная гребенчато-ямочиая керамика. Позднее, по мере подня гия уровня воды в реке, поселение отступило по склону долины немного выше. Культурный слой находится здесь в глинистом песке и содержит как типичную гребенчато-ямочную керамику, так и находки более позднего времени.
Как отмечено, керамика нарвского типа датируется археологически первой половиной или серединой III тыс. до н. э. По палинологическим данным, древнейший этап поселения Кяэпа относится к позднему этапу атлантического климатического периода. Для определения возраста поселения радиоуглеродным методом был установлен возраст трех различных образцов, взятых из культурного слоя поселения. Эти исследования дали следующие результаты. По образцу торфа (ТА-5), взятого из нижней части культурного слоя, получен возраст в 4865 ± 235 лет, т. е. начало III тыс. до н. э. По образцам кости (ТА-6) и обугленной древесины (ТА-4), взятым (без уточненной стратиграфии) из того же культурного слоя, получены возрастные даты соответственно: 4480 ± 255 и 4350 ± 220 лет. Если образец торфа определенно датирует начало су шествования поселения, то даты, полущенные по остальным образцам, не увязываются с достаточной точностью с тем пли другим этапом
7 Л. 10. Я п и т с. Поселения эпохи неолита и раннего металла в устье р. Эмалыги (Эстонская ССР). Таллии, 1959, стр. 289 п сл.
8 A. L i i v а Кайра neoliitilise asula dateering radioaktiivse siisiniku meetodil. «Известия АН Эстонской ССР. Серия общественных наук», 1963, т. XII, А"» 1, стр. 60—61.
4 Заказ № 1350
существования поселения и с типами керамики, бытовавшей на этих этапах. Под вопросом может стоять как керамика нарвского типа, так и типичная гребенчато-ямочная керамика. Во всяком случае можно и здесь констатировать совпадение радиоуглеродных дат с возрастными данными, полущенными другими методами.
Из позднепеолптических поселений датировано радиуглеродным методом поселение Та-мула в Юго-Восточной Эстонии, в Выруском районе. По сравнению с предыдущими, это поселение существовало относительно короткое время, но все же, как можно предполагать, в течение нескольких столетий. В культурном слое этого поселения встречается как поздняя гребенчато-ямочная, так и шнуровая керамика, при этом последний тип керамики содержится лишь в верхних горизонтах культурного слоя в. По палинологическим данным, поселение относится к суббореальному периоду. Археологическая датировка этого поселения несколько точнее, а именно: первая половина II тыс. до н. э. По образцу (сваи постройки, ТА-10), датированному’ радиоуглеродным методом, полущен возраст в 3600 ± 180 лет.
В поселении Вилла, находящемся в нескольких километрах от Тамула, найден хронологически разнородный материал (гребенчато-ямочная керамика, шнуровая керамика, и керамика эпохи рапнего металла). Из этого поселения датирован костный образец (ТА-20), возраст которого 3570 ± 240 лет. Поскольку стратиграфически точное расположение указанного образца в пределах культурного слоя неизвестно, нельзя определить, какой именно этап существования поселения им датируется.
Из неолитических поселений, находящихся па территории Латвийской ССР, датирован ряд образцов: из Сарнате (ТА-24 и ТА-26) — 4490 ± 250 и 4700 ± 256, Лейманишки (ТА-23) — 3970 ± 250 и Крейчи (ТА-8)—4020 ± ± ЗОи лет. К сожалению, мы не имеем пока данных о том, какой именно археологический комплекс этих поселений датируется указанным образцами. Но можно утверждать, что полученные даты и с археологической точки зрения укладываются в период существования поселений.
Железный век. К значительно более позднему периоду, чем неолитические археологические памятники, относится городище Рыуге, расположенное в Юго-Восточной
9 Л. 10. Яните. Новые данные но неолиту Прибалтики. СА, XIX, 1954, стр. 159—204.
Эстонии (Выруский район). Судя по археологическому материалу, городище существовало в VI—XI вв. н. э.10, возраст его, определенный радиомглеродным методом (ТА-21),— 1190 ± 230 лет.
Заключение. Радиоуглеродные даты, полученные до настоящего времени в геобио-химической лаборатории Института зоологии и ботаники АН ЭССР, позволили, с точкп зрения археологии главным образом, определить и уточнить хронологию каменного века и возраст отдельных поселений. Особенно следует подчеркнуть значение радиоуглеродных данных для датировки различных культурных слоев поселения Нарва. Эти данные показывают ясно, что два нижних культурных слоя поселения хронологически не являются близкими между собой, а принадлежат к различным этапам мезолита. Учитывая также и возраст керамики нарвского типа, в определении которого радиоуглеродный метод сыграл важную роль, можно на территории Эстонской ССР переход от мезолита к неолиту датировать концом IV — началом III тыс., т. е. примерно ЗиОО лет до н. э.
Так как большинство поселений каменного века в Прибалтике существовало на протяжении продолжительного времени, то для датирования этих поселений необходимо брать образцы из различных горизонтов культурного слоя. При этом следз ет учитывать, какой определенный археологический комплекс датируется каждым взятым образцом.
ДАТИРОВАНИЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ АРХЕОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ
С П. БУРЛАЦКАЯ, Т. Б. НЕЧАЕВА
М. X. Ш мидохель м. Городите Рыуге в Юго-Восточной Эстонии. «Труды Прибалтийской объединенной комплексной экспедиции», т. 1. М., 1959, стр. 154—185.
Археомагнитный метод позволяет определять абсолютный возраст изделий пз обожженной глины, которые являются, как известно, самым массовым археологическим материалом.
Физическую основу метода составляет явление: глийа (или изделия из нее), остывающая после обжига в магнитном поле Земли, приобретает остаточную намагниченность, которая по величине и направлению идентична этому полю, т. е. поле как бы оставляет в глине свой «отпечаток». Такая намагниченность обладает высокой стабильностью, т. е. способностью в течение длительного времени оставаться почти неизменной. Таким образом, хотн магнитное поле Земли медленно и плавно изменяется от века к веку, магнитный «отпечаток» в глине сохраняет до нашего времени сведения о геомагнитном поле, существовавшем в момент обжига г.чипы. Следовательно, измеряя остаточную намагниченность древних объектов пз обожженной глины, можно определить характеристики геомагнитного поля времени обжига образца.
Основными параметрами геомагнитного поля являются: напряженность (абсолютная величина) поля, обозначаемая Н, и углы, характеризующие его направление:- наклонение I, т. е. угол наклона полного вектора геомагнитного поля к горизонтальной плоскости, и склонение D, т. е. угол между магнитным и географическим меридиапами.
Располагая коллекцией образцов керамики разного возраста и измеряя компоненты остаточной намагниченности каждого из них, можно построить функциональную зависимость параметров геомагнитного поля от времени. Кривые, графически изображающие эту зависимость, носят название кривых векового хода магнитного поля Земли. Построение кривых векового хода для различных районов является прямой задачей археомагнитного метода. Решив зту задачу, можно приступать к решению обратной, более сложной задачи, т. е. непосредственно к датировке образцов пз керамики путем сравнения характеристик их остаточной намагниченности со значениями параметров геомагнитного поля за кривых векового хода. Естественно, что датировка будет тем более надежной, чем успешнее решена прямая задача, в частности, чем полнее археологические коллекции образцов для различных районов и интервалов времени, которые используются для построения кривой датировки.
Если в пашем распоряжении есть образцы из объектов, не смещенных со времени их последнего нагрева, то, измерив остаточную намагниченность таких образцов, можно опре
делить все характеристики древнего геомагнитного поля: /, D и Л, предварительно ориентировав образец in situ по отношению к географическим координатам.
Если неизвестно, в каком положении образец находился во время обжига (неориентированный образец), то можно определить только напряженность древнего ноля (/Г), тогда как данные о его направлении в этом случае для нас потеряны.
Часто удается определить два параметра поля: напряженность (Н) и наклонение (/). Это бывает в том случае, когда известно положение образца во время обжига по отношению к вертикали. Объектами такого типа являются большинство древних и современных кирпичей, относительно которых есть сведения, что они обжигались на ребре (не плашмя). Это справедливо и для керамических сосудов, и некоторых сортов архитектурной черепицы, если известно их положение по отношению к вертикали во время обжига. Несомненно, что самыми ценными для археомагпитных построений являются образцы, ориентированные in situ, по которым можно определить все три компоненты древнего поля. Объектами такого типа являются прежде всего гончарные и бытовые печи (пх поды и стейки), если можно установить, что не было существенного оседания грунта под ними. Обожженные полы и стены жилищ из глины также являются подходящим материалом для определения направления и величины поля, если они не смещались с момента обжига. Примером могут служить известные трппольскпе площадки, найденные in situ и надежно датированные. Сосуды или кирпичи также могут быть ориентированы in siti* в том частном случае, когда они найдены в обжигательной печи несмещенными после охлаждения.
Впервые изучением намагниченности изделий из обожженных глин занимался в 1899 г. Фолгерайтер, производивший измерения на этрусских вазах ’. Далее аналогичные исследб-
1 G. Folghcraiter. Resullati della Misure Fatte per la delerminasione spenmentale della direzionc di un campo magnetico unifornie dall orienlazione del magnetismo da esso iudotlo. «Atli della Reale Accade-mia dei Lincei», 1896, v. 5, 2 se*n., стр. 199; G. F о 1-gheraiter. Ricerche sail inclinazione magnctica all epoca etrusca. «Atti della Ri-alc Accademia dei Lin-cei», 1896, v. 5, 2, sem., стр. 293; G. Fol gher i i-t e r. bulla forsa coerciliva dei vasi etrusca. «Atti della Reale Accademia dei Lincei», 1897, v. 6, 1 sem., стр. 64; G. F о 1 g h e г a i t e r. La m ignetizzazione ds llargilla colla cottura in relazione colle ipotesi sulla fabbrica-zione del vasel-lame neso etrusco.«Atti della Reale Accademia dei Lincei», 1897, v. 6, 2 sem., стр. 368.
вания были проделаны Меркантоном 2, Ке-нигсбергером 3, Р. Шевалье 4 * и другими учеными. Хотя идеи датирования высказывались учеными уже в то время, постановка задачи датирования была тогда еще преждевременной, поскольку, с одной стороны, материал, которым располагали исследователи, был еще очень невелик, и, с другой стороны, не был разработан метод определения напряженности древнего поля, а методика определения направления геомагнитного поля не была надежной.
В самые последние годы археомагнитные исследования получили широкое распространение во многих странах: в .Англии известны работы Д. Гриффитса 3, Р. Кука и Бельше 6 7. М. Эйткина ', в Японии — Н. Ватанабе 8. Этими исследователями строились кривые векового хода для паправления геомагнитного поля. Особенно ценный вклад внесли в дело развития археомагнитных исследований французские ученые Е. Телье и О. Телье ®. Методика, предложенная ими, завоевывает все большее признание, в частности ею пользуются исследователи английской и советской школ.
Методика, предложенная Телье, открыла новый этап в археомагнитных псследованпях:
2 Merman ton. La methode de Folgheraiter et son rule en Geophisique. «Arch, des Sc. Phys, et Nat». Geneve, XXIII, стр. 467—482. ,
3J. Koenigsherger. Zu Folgherailers Bes-timmungen des Mngnetischen Erdfeldes aus der Magne-tisierung gebrannter Tongegenstande. «Gerlands Beil-rage zur Geopbysik», Bd. 35, H. I, 1932, стр. 51.
4 R. Cheval li er. L’aimanlation des laves de 1'Etna ct L'orientation du champ terreslre enSicile du XXII au XVIII sieklo «Aunales de Physique», 1925,
IV, Deusieme-serie. Paris, VI, p. 5; «Variacion Secular del Campo Geomagnetico, Consejo Superior de Investi-gaciones cientificas», 1953. Memoria, N 11.
6 D. II. G г i f f i t s. The remanent magnetism of varvcd clays from Sweden. «Nature», London, 179, стр. 4549.
6 R. M. Cook, J. С. В e I s h e. Archaeomag-nelism. «Antiquity», 1958, XXXII, стр. 167—178; J. С. В о 1 s h e. Archaeomagnetism. «An Inderect Study of Geomagnetik Secular Variation, Vistas in Astronomy, Oxford», a. o., Perganion Press. 1961, v. 4, стр. 127.
7 M. Дж. Эйткин. Физика и археология. М., 1963.
* N. W а I а и a b е. Secular Variation in the Di-reklion of Geomagnetism as the Standart Scale for Geoniag-netochronology in Japan. «Nature», N 4632, August 9, 1958, стр. 383; N. \V a t a n a b e. The Direktion of Remanent Magnetism of Baked Earth and its Application to Chronology for Antropology and Archaeology in Japan' an Introduction to Geomaguetochrouology. J. Fac. Sci., Univ. Tokio, 1959. Sec. 5, 7, N 1, стр. 1.
° E. T h e 1 1 i e г, О. Thellier. Nouveax resultats sur la direction et I'intensile du champ mag-netique terrestre dansle passe historique. «Journal of Geomagnetism and Geoelektricity», v. 6, 1954, N4, стр. 217.
во-первых, только с помощью этой методики стало возможным определять напряженность геомагнитного поля в прошлые эпохи, во-вторых, она дала возможность существенно повысить надежность определения направления поля, поскольку метод термомагнитной чистки, предложенный Телье, дает возможность выделить первичную термоостаточпуто намагниченность образца. Необходимость применения такой чистки диктуется следующими соображениями. Объект, который мы исследуем, в течение своей жизни может приобрести вторичную намагниченность, искажающую первичный вектор намагниченности. Одной из причин возникновения такой паразитной намагниченности может быть повторный нагрев, вызванный, например, пожаром. Кроме того, во время эксперимента в лаборатории могут произойти изменения и в минералогическом составе, которые нарушат магнитную структуру образца и, следовательно, исказят первоначальную намагниченность. Методика Телье позволяет, с одной стороны, контролировать устойчивость минералогического состава (магнитной фракции) во время эксперимента и, с другой стороны, определять термическую историю образца. т. е. устанавливать, испытывал ли образец повторные пагревы и до какой температуры.
Метод последовательных нагревов основан на двух физических законах:
Первый заключается в том, что для слабых магнитных полей существует прямая пропорциональная зависимость между термоостаточной намагниченностью Irt, которую приобретает образец в поле II, и величиной этого намагничивающего поля. Иными словами, отношение намагничивающих полей равно отношению соответствующих намагниченностей и может быть обозначено через коэффициент К'.
^древнее /и ,.
-------—— = —— = A f “ лабораторн-
где In — естественная намагниченность, полученная образцом в древнем поле (в магнитном поле в древние эпохи), a Jrt — термоостаточная намагниченность, полученная образцом в лабораторном поле (в магнитном поле лаборатории).
Второй закон, па котором основан метод, так называемый закон а^щитивности, заключается в следующем: при нагревании в интервале температур от до 7, образец теряет ту часть своей остаточной намагниченности, которую он приобрел при термопамагничивапии (при остывании) в том же интервале температур.
Практически метод заключается в следующем: исследуемый образец помещается в спе-
циальную печь и последовательно подвергается двойным нагревам до температур 100, 200, 300° и так далее до 700°. После каждого нагрева ориентация образца относительно лабораторного поля меняется па противоположную. В результате получается ряд значений: убывающих по мере нагревов естественной остаточной намагниченности образца и ряд возрастающих значений новой намагниченности, полученной образцом в лабораторном поле во время остывания после очередного нагрева.
Сравнение этих величин в каждом температурном интервале дает возможность определить значение коэффициента К.
Пример применения метода последовательных нагревов приведен на рис. 1. Первая кривая (7) — размагничивание естественной остаточной намагниченности образца при нагревании; вторая кривая (2) — намагничивание образца в лабораторном поле во время охлаждения после очередного нагрева. В сиду закона аддитивности эти кривые должны быть зеркальным отображением одна другой, если они получены в одном и том же магнитном поле. Если они относятся к разным намагничивающим полям, то кривая 2 будет симметрична кривой 1, если ее ординаты умножить на коэффициент К, полученный из следующего соотношения:
In (tz) — /л (б) = л-Irt(h) — = ’
Третья кривая (3) представляет собой кривую 2, пересчитанную вышеуказанным способом и «опрокинутую» вокруг средней линии, параллельной оси абсцисс. Подробно о методе см. в работах Е. и О. Телье. М. Д. Эйткипа и С. П. Бурлацкой 10.
Совпадение кривых 1 и 3 на рис. 1 означает, что первичная намагниченность единственна и коэффициент К определен достоверно. Кривая 4 на том же графике представляет изменение естественного наклонения с температурой; по этой кривой определяется пстпнное значение наклопепия геомагнитного поля в прошлом, очищенное от влияния паразитных намагниченностей. Кривая •> иллюстрирует по-
_____I____।----1----1-----1----1----1-----
О 700 300 500 7ОО t
61пб
70° -
65° -
lili____I-1-1-
О 700 000 500 700 t°
Рис. 1. Определение величины и направления геомагнитного поля. Объяснение см. в тексте
10 Е. Т е л ь е, О. Тель е. Об интенсивности магнитвого поля Земли в историческом и геологическом прошлом. «Изв. ЛИ СССР. Серпя геофиз.», 1959, № 9, стр. 1296; М. Д. Э й т к и и. Физика и археология. М., 1963; С. П. Бурлацкая. Исследование магпитпого поля Земли в прошлые эпохи археомаг-нитпым методом. «Магнетизм горных пород. Материалы V Всесоюзной конференции во палеомагнетизму (16— 17 июля 1962 г., Красноярск)». Красноярск, 1963.
стояпство лабораторного поля во время экспе-рпмента.
Подобные эксперименты проводятся на каждом образце коллекции и по пол ученным J результатам строятся кривые векового хода элементов геомагнитного поля.
Рис 2. Вековые вариации наклонения в Париже по данным Телье
1—данные археомагнитных измерений; 2 — данные обсерватории* измерений
Изменение наклонения во времени на протяжении последних 500 лет для Парижа, установленное Телье, представлено кривой на рис. 2.
В Советском Союзе этим методом были исследованы коллекции образцов кирпичей из древпих сооружений Кавказа и г. Новгорода.
Кривая векового хода наклонения для района Кавказа представлена на рис. 3. При построении кривой были использованы образны из древних объектов и памятников архитектуры Грузинской ССР, Азербайджанской ССР и Армянской ССР. Вид кривой показывает, что изменение наклонения для района Кавказа за последние 2000 лет посит циклический характер. По расположению точек на кривой
Рис. 3. Вековые вариации наклонения на Кавказе
1 — Грузия; 2 — Азербайджан; 3 — Армения
видно, что наклонение в Грузии, Азербайджане и Армении изменяется в первом приближении одинаковым образом и, следовательно, изменение наклонения в этих трех районах описывается единой кривой векового хода. Эта кривая может быть использована для датировки кавказских образцов и.
Аналогичная кривая, построенная нами по результатам измерения коллекции образцов архитектурных памятников и иных сооружений города Новгорода, приведена на рис. 4. Как видно из графика, значения наклонения в г. Новгороде обнаруживают большой разброс, сравнимый по величине с максимальным изменением значения наклонения. Это затрудняет построение для г. Новгорода плавной кривой, подобной кавказской. Приведенная кривая построена по средним значениям наклонения для одновозрас гных образцов. Указанный разброс вряд ли можно считать отражением реальной картины изменения геомагнитного поля по соображениям i еофизического характера. С другой стороны, разброс нельзя отнести за счет ошибок в измерениях, поскольку все образцы подвергались термомагпитной чистке по методу Телье и на график нанесены только те данные, которые не вызывали сомнения. Един ственпое, чем можно объяснить такой разброс, это произвольное расположение кирпичей при обжиге, а не вертикальное, как это предполагалось.
К такому же выводу^ приходит Телье на основании исследования серии образцов из аббатства Святого Мартина в Анжере, датированных X в., показавших такой же разброс в значениях наклонения |2.
Таким образом, кривую векового хода наклонения для Новгорода нельзя уверенно рекомендовать для датировки.
Сравнение кривых векового хода наклонения для Парижа, Кавказа и Новгорода показывает. что наклонение в разных пунктах земного шара ведет себя по-разному. Следовательно, кривая датировки по наклонению должна строиться для каждого района отдельно. Однако кавказские данпыг свидетельствуют о том. что для районов примерно 500 к.и в поперечнике кривая изменения наклонения одна и та же. Этот вывод согласуется с данными М. Эйткина
11 С. П. Б у р а а ц к а я. Датирование археологических объектов археомагнитным методом. СА, 1963, V 4, стр. 115,
12 Е. Т n е 1 11 е г, О. Т II е 1 1 i е г. Sur la Pos-sibilite de Lonlroles Precis en Archaeomagnetisme. «Journal of Geomagnetism and Geoelektncity», v. XIII, N 3. 4, 1962. Tokyo, стр. 120.
Рис. 4. Вековые вариации наклонения в г. Новгороде
1 — данные архес-магннтных измерений;
2 — данные обсерва-торных измерений
и Г. Вивера 13, которые оценивают район одинакового векового хода в нескотько сотен миль. Это значит, что изменение наклонения во времени имеет региональный характер.
Как говорилось выше, метод Телье дает возможность определить, наряду с направлением геомагнитного поля в прошлые эпохи, также его напряженность. На рис. 5 построена функциональная зависимость коэффициента Ji от времени. По оси абсцисс отложено время, а по оси ординат — величина А'пст., представляющая собой отношение древнего поля к полю in situ. Для кавказских образцов обозначения те же, результаты новгородской серии измерений представлены крестиками; светлыми кружками обозначены результаты Телье для Фран ции.
Как видно из графика, результаты измерений французских, кавказских и новгородских образцов ложатся в первом приближении на одну и ту же кривую. Это значит, что изменение напряженности геомагнитного поля носит ярко выраженный планетарный характер. Планетарный характер этой кривой делает ее универсальной для датировки образцов пз любого района земного шара. Однако пологий ее характер снижает надежность датировки по этой кривой по сравнению с возможностями датировки по кривой изменения наклонения во времени. Существенным преимуществом этой кривой в качестве кривой датировки является
13 М. J. A i t к е в, G. Н. W е a w е г. Magne-tik Dating. Some Archaeomagnctic Measurements in Britain. «Archaeometry. Bulletin of the Research Laboratory for Archaeology and the Hislorj of Arte. Oxford University, v. 5, 1962, стр. 4.
то обстоятельство, что по ней можно датировать неориентированные образцы.
Итак, в нашем распоряжении имеются два типа кривых датировки: I = f(f) и А' = /(f). Установлено, что изменение наклонения носит циклический характер. Поэтому при датировке, казалось бы, может возникнуть затруднение в связи с тем, что одно и то же значение наклонения характерно для разных циклов, т. е. соответствует разным датам. Но использование кривой К = / (I) позволяет пз нескольких равно вероятных значений возраста выбрать одно. Это возможно потому, что величины циклов I и К существенно различны.
Если бы мы имели возможность определить н третий параметр геомагнитного поля (склонение D), то датировка по совокупности этих трех величин (А’, / и D) была бы еще более достоверной.
Таким образом, с помощью кривых векового хода элементов геомагнитного поля принципиально решается обратная задача археомаг-нитного метода.
Для того чтобы оценить надежность и точность археомагпитного метода датирования, необходимо выявить все возможные его ошибки. Их можно разделить па четыре группы: ошибки, связанные с отбором и ориентацией образцов; пнстр\ ментальная ошибка измерении; ошибка, связанная со скоростью изменения вектора геомагнитного поля во времени для изучаемого района; ошибка в датировке образцов, на основании измерения которых строятся кривые векового хода.
1) Большое значение имеет отбор образцов, так как наибольшее количество ошибок вносят в измерения сами объекты исследования за
Рис. 5. Изменение напряженности геомагнитного поля во времени по имеющимся данным
1 — Грузия; 2 — Азербайджан; 3 — Армения; 4— Франция 5 — Новгород
счет: а) неправильной (не строго вертикальной) установки объекта в печи при обжиге; б) неравномерного продевания в печи; в)в.тияния соседства железных предметов; г) ошибок в ориентации и при распиловке образцов. Ошибки этого типа выявляются только статистическим путем. В археомагпетпзме статистический метод ограничен немногими оба ектами. поэтому надо использовать все объекты, которые могут быть в распоряжении экспериментатора, и из каждого брать минимум три образца.
2) Инструментальная ошибка в работах, ведущихся во Франции Телье, па приборе индукционного типа составляет 30' при определении углов ,4. В работах английских исследователей инструментальная ошибка при определении направления геомагнитного поля составляет величину иорлрка 1°. В качество измерительного прибора в их работах использовался астатический магнитометр * 15 *.
В наших работах использовался астатический матитометр, ошибка измерения на котором составляла несколько десятков минут, до 1°.
3) М. Эйткином 10 показано, что средняя
14 Е. Thellier. Sur 1‘aimantation des terres elites et ses applications geophysiques. «Annales de L’institut de physique du Globe de rUntversile de Paris du Bureau central de magnelisme terrestre», t. XV. Paris, 1938, стр. 157.
15 R. M. Cook, S. С. В e 1 s h e. Archaeomag-netism. «Antiquity», 1958, XXXII, стр. 167—178.
ls M. J. Aitken. Magnelik Dating. «Archaeo-
metry. The Bulletin of the Research Laboratory for Archaeology and the History of Art». Oxford, 1958, v. I, стр. 16.
скорость наблюдаемого изменения направления геомагнитного поля для Великобритании составляет около 2° за 12 лет. При такой скорости изменения и инструментальной погрешности в 1° возможна датировка в пределах четверти века.
Детальное исследование изменения магнитного поля Земли за весьма длительным период времени от начала нашей эры до современности, произведенное нами для района Кавказа, показало, что скорость изменения направления поля меняется от века к веку, а поэтому п датировка для каждой конкретной эпохи будет производиться с разной точностью. Возможности датировки наглядно проявляются на кривой рис. 6, где изображена зависимость скорости изменения наклонения во времени. Еще лплпа это вилпо иа графику рпс. 7. Здесь по осп абсцисс отложено время в веках, и но оси ординат — величина, обратная скорости изменения наклонения, показывающая за сколько лет наклонение (в среднем) изменяется на 1“, т. е. величина, характеризующая погрешность датировки при инструментальной ошибке в 1°. Как видно из графика, эта погрешность (за исключением нескольких точек) не выходит за пределы 50 лет и в основном составляет 25 лет.
4) Точность датировки в значительном степени зависит от того, насколько точно датированы образцы, на основании измерения которых строится кривая векового хода. В частности, при построении кавказской кривой (рис. 3) объекты измерения были датированы с различной степенью точности: объекты, от-
носящиеся к XVI—XIX вв., с точностью от одного года до пяти чет; объекты, относящиеся ко времени от VIII до XVI в., были датированы с гораздо меньшей точностью — от одного века до нескольких веков. Естественно, что кривая ранее XVI в. построена с меньшей точностью, чем для более позднего времени. Однако уверенность в построении этой кривой обусловлена тем обстоятельством, что образцы из разных мест, разного происхождения дали согласованные результаты.
Наилучшим подтверждением достоверности кривых изменения наклонения и напряженности во времени служит их совпадение с данными прямых (обсерваторпых) наблюдений за последние 150 лет, для которых имеются прямые наблюдения, опубликованные в каталоге Б. П. Вейнберга 17. В частности, сравнение археомагнитных данных с обсерваторнымп для Кавказа показало хорошее совпадение: расхождение данных по наклонению не превышало 1,5°, а по Н — не выходило за пределы 5 о.
Учитывая все возможные виды ошибок, можно оценить погрешность датировки архео-магяитным методом для района Кавказа для последних 2000 лет примерно в 25—50 лет.
Некоторые исследователи, например Ватанабе, считают возможным использовать для датировки кривые, построенные без применения термомагнитной чистки. Однако надежность датировки при этом значительно снижается.
Первая попытка использовать кривые векового хода геомагнитного поля для района Кавказа (рис. 3, 5) для датирования была произведена на двух образцах из районов Дманиси и Парцхиси Грузинской ССР.
Эти образцы были подвергнуты последовательным нагревам по методу Телье, в результате чего были получены кривые, представленные на рис. 8 и 9, соответственно для образцов Дманиси и Парцхиси. На этих рисунках кри
17 Б. П. Вейнберг. Каталог магнитных определений в СССР п сопреде пятых странах с 1556 по 1926 г. Л., 1929.
вые 1 — кривые размагничивания естественной остаточной намагниченности; 2 — кривые намагничивания образцов в лабораторном поле; 3 — «опрокинутые» и умноженные на коэффициент А кривые 2; кривые 4 и 3 показывают изменение естественного и лабораторного наклонения в процессе нагреваний.
Как видно пз обоих графиков, кривые 1 и 3 очень хорошо налагаются друг на друга, что служит подтверждением того, что образцы не а теряли первоначальную намагниченность. Расхождение кривых до 100е легко объяснить дополнительными нагревами, вполне вероятными. Из соотношений ординат зтих кривых находится коэффициент А. Надо сказать. что для обоих образцов коэффициент К сохранял свое значение вдоль всего температурного интервала с точностью до 5“о. Найденные таким образом значения К еще не являлись искомыми, их надо было умножить на коэффициент п, представляющий отношение лабораторного поля к современному значению поля в Грузии. Этот коэффициент перехода от лабораторного поля к полю in situ в нашем случде был равен 0,94. Умножив на это значение найденные коэффициенты, мы таким образом нашли величины истинных коэффициентов, представляющих собой отношение древнего поля к современному in situ (A'I10T.). Для образца Дманиси это значение получилось равным 1.33, а для образца Парцхиси — 1,39. Значения углов наклонения получились: для образца Дманиси —^52с57', а для образца
Рис. 7. Погрешность датировки в зависимости от времени для Кавказа
>______
600 t°
-----------1---------._________________
О 200 000 600 t°
Рис. 9. Определение напряженности и наклонения древнего геомагнитного поля для образца из Парцхиси. Объяснение см. в тексте
Рис. 8. Определение напряженности и наклонения древнего геомагнитного поля для образца из Дманиси. Объяснение см. в тексте
Парцхиси — 59°35'. Если значение угла наклонения для образца Дманиси сравнить с кривой на рис. 3, то можно видеть, что оно повторяется в VII, XI и XIV вв. Однако, учитывая значения Л ,1СТ. (рис. 5), равное 1,33, этот образец можно отнести только к XI в. Таким образом, как по значению угла наклонения, так и по значению А'„ст_, этот образец относится к первой половине XI в. Это хорошо видно из графика па рис. 10. Если таким же образом проанализировать данные, полученные для образца Парцхиси, то из графика на рис. 3 можно видеть, что по значению наклонения этот образец можно отнести к VII, X, XIV и Х\ II вв. Но значение коэффициента Кист. (рис. 5) заставляет нас из этих четырех эпох остановиться на X в.
Таким образом, для этого образца как значение наклонения, так и значение Л’ист. указывают на конец X в. (рис. 11).
Это первый пример археомагнитного датирования, характеризующий возможности этого метода.
В качестве примера уточнения датировки можно привести результаты измерения образ-да из Азербайджанской коллекций, который был датирован X—XIII вв. н. э. Результаты археомагнитных измерений уточнили его датировку: как по значению Л'ист_, так и по значению I он несомненно относится к концу X, началу XI в.
Аналогичные рассуждения относятся к ряду образцов Грузинской ССР, для которых в табл. 1 даны для сравнения археологические и археомагнитные интервалы датировки.
Как видно, степень точности определения возраста с помощью археомагнитных измерений (точнее, с помощью метода последовательных нагревов) везде порядка чеысПти века. Археомагнитные измерения другой серии образцов из Грузинской ССР дали возможность продатировать их следующим образом. Образец Самтависи дал значение /, равное 52°30 и Кист равное 1,20. По этим значениям он датируется рубежом XIV—XV вв. Образец Ни-кбзи дал значение /, равное 58°, и значение Каст., равное 1,24, что соответствует второй половине XIV в. по временной шкале. Образец из Хашими оказался перемагниченным по современному^ полю, поскольку его значения I и Кист , равные 59Q и 1,02, являются характеристиками современного геомагнитного поля in situ. *
Образец из Гегути по своим значениям I, равному 80°, и /Сет., равному 1,22, можно от-.нести к концу XV в.
Рис. 10. Графическая иллюстрация датирования образца из Дманиси
Рис. 11. Графическая иллюстрация датирования образца из Парцхиси
Таблица I
Образцы (13 Грузинской ССР Археологическая датировка Apxei магнитная датировка
Гегути Гурджаани Санагире Дмависп Парцхисв Шиомгви ле Кинцвиси Кимотосубани — I, II* (первый слой) — Ill, IV (второй слой) — V (промежуточный слой) — VI. VII (третий слой) — VIII — IX — XI — XII — ХШ — XIV Примерно VIII—IX вв. Примерно X в. Примерно XII—XIII ьв. VIII—IX вв. IX —X вв. Начало XII н. XII—ХШ вв. XII—XIII вв. Конец VIII — начало IX в. (800^25) Конец X в. (950 — 1000) Примерно конец X в. Конец XII—начало ХИ1 в. (1200 ± 25) Начало VIII в. (700—750) Нагрев в XIX в.? Начало XI в. (1025 + 25) Конец X в. (975 ± 25) Конец XII в. (1150 + 25) ХИ—ХШ вв. Середина — конец XIV в. (1350 —1400)
* В агой графе рпискгми цифрами обозначены номера образцов.
Два образца из этой серии из Никозп и Уби-си дали нерепрезентативные результаты. После проведения цикла нагревов эти образцы оказались неразмагпиченными, что затруднило однозначное датирование этих образцов.
Итак, изложенный выше материал позволяет сделать следующие выводы.
Кривые векового хода элементов магнитного поля Земли могут быть использованы для датирования археологических объектов из обожженной глины.
Кривые изменения направления поля строятся отдельно для каждом ограниченной территории (область одинакового векового хода имеет поперечник порядка нескольких сот километров).
Кривая изменения коэффициента Кцст. во времени (величины, характеризующей напряженность поля) одна и та же для любой территории.
Точность датирования по совокупности кривых векового хода наклонения и напряженности геомагнитного поля неодинакова для разных районов. Для Кавказа она может быть оценена в среднем в 25—50 лет.
Кривая Л'цст = / (/) может самостоятельно служить для приблизительной оценки возраста и относительной датировки неориентированных объектов, хотя «чувствительность» этом кривой невелика: она разрешает уловпть разницу возрастов объектов от двух веков и более (это зависит от крутизны кривой).
Надежность датировки тем больше, чем большее количество образцов у частвует в измерениях.
Изложенные выше примеры датирования явились первой попыткой применить архео-магнитнып метод на практике. Метод, безусловно. нуждается в дальнейшей разработке.
Наибольшее затруднение при датировании связано с тем обстоятельством, что для каждого района в несколько сот километров нужно строить собственные кривые датировки по значениям наклонения и склонения (это пе относится к К). Это связано с тем, что направление геомагнитного поля имеет региональный характер. Однако возможно существуют закономерности, связывающие параметры векового хода направления геомагнитного поля в разных пунктах. Например, существует явление, известное в геофизике под названием «западного дрейфа», которое заключается в равномерном смещении центров областей одинакового векового хода на запад 18. Если бы удалось достоверно определить скорость западного дрейфа, это позволило бы строить для некоторых районов примерные расчетные кривые датировки по известным кривым другого района, расположенным на топ же широте.
Не менее существенно выяснить, каким образом распределены элементы земного магнетизма вдоль долготы и как это распределение меняется во времени.
Выявление закономерностей является первоочередной задачей в археомагпетпзме. по
18 В. П. Орлов. Вековой ход магнитного скло нения с 1600 года. «Труды НИЗМИР». Л., 1959, пып. 15/25.
скольку успешное ее решение намного упростило бы методику археомагнитного датирования.
Первый шаг в этом направлении уже сделан, а именно — произведена попытка определить скорость западного дрейфа по археомагнитным данным19. Величина этой скорости определялась разными авторами методом сферического анализа по данным прямых (обсерваторпых) измерений геомагнитного поля. По данным В. П. Орлова эта скорость для геомагнитного склопе-ния лежит в пределах от 0,26° в год до 0.40° в год. Ио данным Э. Эрвина величина скорости западного дрейфа равна 0.3° в год20, поданным Т. Юкутаке — 0,2° в год21.
Но дело в том. что все эти опреде зелия относятся лишь к последнему времени, когда были начаты регулярные наблюдения магнитного поля Земли, тогда как археомагнетпзм имеет дело с тысячелетиями. Поэтому мы не вправе экстраполировать имеющиеся данные на прошлые эпохи.
Чтобы ответить на вопрос, существовало ли явление западного дрейфа в прошлые эпохи, и оцепить его скорость, нами была построена зависимость времени наступления последнего максимума наклонения от географической долготы для широтного пояса 36°—51 с. ш. в диапазоне долгот от 0° до 140" в. д. Интерпретация полученной зависимости дала возможность сделать следующие выводы:
1) Явление западного дрейфа существовало на протяжении последнего тысячелетия.
2) Средняя скорость западного дрейфа может считаться примерно постоянной п равной 0,23°42U,6° в год, что хорошо согласуется с данными, полученными по обсерваторным наблюдениям.
В настоящее время ближайшей задачей является проверка установленной закономерности для широтного пояса, проходящего через территорию Польши и Украины. Значительный материат для этих исследований уже собран. Исследования вдоль меридиана будут проводиться по Новгороду, Москве, Киеву, Крыму, Кавказу.
В связи с тем, что во всех археомагнигных построениях большую роль играет ориентация образца, желательно было бы иметь в распоряжении какой-либо косвенный метод, позволяющий определить положение образца во время обжига. Было бы чрезвычайно ценно, если бы специалисты, занимающиеся изучением технологии древних производств, могли бы рекомендовать такой метод хотя бы для частных случаев.
Некоторые ограничения метода связаны с возможностями нашей аппосатуры. Измерения ведутся магнитометрическим способом на образцах кубической формы, размером 24 X X 24 X 24 мм. Качественно новым этапом должен явиться переход к измерениям объектов криволинейной формы, (сосуды и другие изделия из обожженной глины). Это требует разработки новой специальной аппаратуры, что в настоящее время и делается.
Однако те пока еще немногие результаты, которые удалось получить до настоящего времени, позволяют надеяться, что археомагнит-пып метод займет прочное место среди других физических методов датирования в археологии.
19 С. П. Бгр.тацкая, Т. Б Нечаева, Г II Петров а. Возможность изучения западного рейфа по археомагнитным данным.«Настоящее м прошлое магнитного поля Земли». В печатп.
30 Э. Э р в и п г. Обзор п анализ палеомагпптвых данных о положении полюсов. «Палеомагнетизм». М , 1962, стр. 191.
31 Т. J u k u t a k u. The Westward Drift of the Мац-netic Field «Bull, of Eart. Res. Inst.». Tokio, v. 40, part 1, 1962, стр. 1.
ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ
ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ
Б. А. КОЛЧИН
Дендрохронология, т. е. метод датировании древесных растений по годичным кольцам, в последнее время широко и уверенно вошла в археологию. С созданием новгородской абсолютной дендрохронологической шкалы археологи, изучающие русские древности, там, где хорошо сохраняется древесина, получили возможность датировать деревянные сооружения и постройки с точностью до одного года. Вместе с постройками более точные даты пол 5 -чают горизонты и ярусы культурного слоя и все находки, обнаруженные в нем.
Как и большинство сравнительно новых дисциплин, дендрохронология связана со многими пауками: ботаникой, экологией, лесоводством, метеорологией, гидрологией, геологией, астрономией и, наконец, археологией. Анализ изменений ширины годичных колец относится к области первых трех наук — ботаники, экологии и лесоводства. Остальные науки используют дендрохропологию для решения ряда са мостоятельных вопросов или дают исходные материалы к исследованиям. Наиболее удачным практическим использованием дендрохронологических методов в настоящее время оказалось применение их в метеорологии, гидрологии и археологии. История и хронология осадков и температур, т. е. история климата является областью интересов дендроклимато-логпи. В археологии дендрохронология решает вопросы датирования, определяя год рубки изучаемого дерева.
Изложение некоторых вопросов дендрохронологии мы начнем с краткого обзора принципов этой науки *. У древесных растений, произрастающих в умеренных и холодных широтах нашей планеты, ежегодно за вегетационный период происходит прирост древесины по внеш нему слою, охватывающему все растение. На поперечном разрезе ствола ежегодные слои прироста ясно заметны п образуют так называемые годичные кольца. Обычно в один вегетационный период образуется одно годичное кольцо.
• Ширина годичного слоя в стволе колеблется в больших пределах. Это завпспт от многих биологических и экологических причин, которые способствуют илп тормозят развитие и рост древесного растения. Среди внутренних биологических факторов, влияющих на рост годичного слоя, главное значение имеет возраст растения, а также периодичность и сила пчодононюнпя, местоположение слоя в стволе,
1 В. Е. В и х р о в, Б. А. К о л ч и и. Осповы и метод дендрохронологии. СА, 1962, As 1, стр. 95.
интенсивность ассимиляции и транспирации. Экологические факторы более многообразны. Наиболее важными являются метеорологические условия того или иного года, главным образом осадки и температура. Среди других факторов можно упомянуть нападения вредителей, затенение деревьев, лесные пожары и ряд других.
Сумма всех этих факторов, воздействующих на растения отдельно и во взаимосвязи, создает благоприятные или неблагоприятные условия их роста. Неблагоприятные условия роста вызывают у растения образование узких годичных слоев древесины. При благоприятных условиях, наоборот, образуются широкие кольца.
К неблагоприятным условиям относятся засуха или избыточное увлажнение, низкие температуры или объедание листьев насекомыми, значительное затенение или поражение растения грибами и бактериями, плодоношение пли бедность почв и т. и. При этом следует отметить, что действие причин, угнетающих рост растения, например недостаточное увлажнение пли низкие температуры, бывает более универсальным и более всеобщим сравнительно с факторами благоприятствующими.
Ширина годичного слоя зависит также и от возраста дерева. Возрастные колебания ширины годичных колец достигают значительных перепадов. Ширина колец постепенно уменьшается от ядра к заболони. Особенно узкие кольца образуются в стадии старения, которая наступает, например, у сосны в 120—140 лет. Поэтому годичные кольца, образовавшиеся в один и тот же год у молодого и у старого дерева, по своим абсолютным размерам будут различны и часто намного. Может быть так. что угнетенное, т. е. узкое годичное кольцо у молодого дерева будет шире не только угнетенного кольца (образовавшегося в этот же год) у старого дерева, но и превысит ширину кольца, которое образуется у старого дерева в благоприятные годы. Можно ли сравнивать между собой кольца, образовавшиеся в один год у молодого и у старого дерева? В абсолютных измерениях сравнивать нельзя. Но изменения ширины слоев будут относительно сопоставимыми и наглядными, если их оценивать на данном дереве с рядом лежащими годичными слоями — предшествующими и последующими.
Пап лучшей группой древесных пород для дендрохронологических целей являются хвойные. В США используют главным образом желтую сосну (pinus ponderosa), дугласову пихту (pseudotsuga taxifolia) и сосну пиньон (pinus edulis). В Скандинавии практически
исследуется шотландская сосна (pinus silve-stris) и норвежская ель (picea abies). В Советском Союзе исследуется главным образом сосна обыкновенная (pinus silvestris) и иногда ель обыкновенная (picea excelsa). Хвойные породы обладают четкостью годичных слоев, относительной однородностью и простотой в строении, отсутствием резко выраженных различий в структуре разных видов и сходством реагирования на изменения внешних условии. Кроме того, они обладают большой стойкостью против гниения, т. е. отличаются хорошей сохранностью, а это в археологии особенно важно. В Англии широко применяется в дендрохронологии дуб, который иначе, чем хвойные породы реагирует на разные экологические факторы.
Среди внешних факторов основными условиями, воздействующими на рост дерева, являются тепло и влага. Климатические особенности того или иного года, обильные осадки и ии длительные засухи, сильные морозы или теплые зимы, низкие или высокие летние температуры имеют не местное значение, а распространяются на довольно значительных территориях. Как известно, климат и погода непосредственно связаны с солнечной активностью и циркуляцией атмосферы, и поэтому одинаковые в основных факторах метеорологические условия складываются на больших пространствах земли. Их влияние распространяется на значитетьные массивы лесов и широко фиксируется структурой древесины в тех пли иных вариантах.
Итак, у дерева, независимо от его возраста, т. е. и у старого, и у молодого, под воздействием прежде всего климатических условий, а также и других внешних и внутренних факторов ежегодно образуются или узкие, пли средние, или широкие годичные слои. Эти понятия становятся между собой сопоставимыми, если мы кольцо на конкретном дереве оцениваем в сравнении с предыдущими и последующими слоями этого же дерева. А так как экологические и бпологпческие факторы и прежде всего факторы, у гнетающие дерево, действуют на значительных площадях, то у разных деревьев, произрастающих какой-то период в одно и то же время, юдпчные колебания роста колец за этот отрезок времени будут совпадать.
Годичные колебания роста колец лучше всего выражаются наглядно графиками. Если мы посмотрим на зтп графики, то легко заметим, что те пли иные закономерности (например, узкие кольца — пики вниз) и их комбинации повторяются через какие-то интервалы времени с разной степенью значимости
и составляют циклы с разными ритмами узких колец для данного дерева, для группы деревьев и для значительных массивов леса на довольно широкой площади.
Мы уже упоминали о том, что факторы, угнетающие дерево, при которых образуются узкие годичные слои, являются более всеобщими и более универсальными, и поэтому на графиках роста годичных колец учитываются в основном узкие угнетенные кольца. Следует еще заметить, что хронологически, т. е. во времени, циклы колебаний роста годичных колец с одинаковыми ритмами не повторяются. Всегда в том или ином цикле, большом или малом имеются какие-то варианты сочетаний узких и широких колец — микреппкжы, делающие циклы непохожими друг па друга, и которые ни через 100 или даже 500 лет не повторяются.
Изучая и сравнпвая графики роста годичных колец двух и более деревьев, мы можем определить, росли ли они какой-то период одновременно, П если да, то па сколько лет одни дерево было срублено раньше или позже другого. Так мы можем решать вопросы относительной датировки двух илп более деревьев Прп наличии графика роста колец с абсолютными календарными датами, т. е. абсолютной дендрохронологической шкалы, мы можем определить календарную дату рубки изучаемого дерева. Так решаются вопросы абсолютных да тпрований.
Метод дендрохронологического сравнения
достаточно прост и нагляден. Покажем это на примере трех графиков роста годичных колец деревьев А, Б и В (рис. 1). На график дерева В накладывают график дерева Б и ищут совпадений. Кривая роста годичных колец Б в каком-то интервале убедительно совпадает и накладывается на кривую графика В. Между внешними кольцами деревьев В и Б (они располагаются в левой части графика) получается разница в 58 колец, т. е. в 58 лет. То же самое можно проделать и с графиком дерева А. Последний также убедительно наложился па график дерева Б и дал разницу в 24 кольца, т. е. дерево Л было срублено позже дерева Б на 24 года, а после дерева В через 82 года.
Техника замера ширины годичных колец п составления графиков петрздоемка и заключается в следующем. На торце поперечного разреза ствола дерева делается биологический срез и на стереоскопическом микроскопе при увеличении х 20 по двум радиусам производится замер ширины годичных колец в миллиметрах с точностью до 0,05 мм. Итогом для сравнений берется сумма двух замеров одного и того же кольца по двум радиусам. Замеры начинаются с внешнего последнего кольца дерева и последовательно идут к ядру.
В настоящее время во многих дендрохронологических лабораториях мира процесс измерения и оценки ширины годичных колец ме ханизирован. Новейшим приспособлением для замера и одновременной записи ширины коль
ца является полуавтоматическая машина Эклунда. Она состоит из двух агрегатов. Первый агрегат представляет собой стереоскопический микроскоп с движущимся предметным столиком. Исследуемый образец дерева определенной формы закрепляется неподвижно на столике. С предметным столиком жестко соединен счетный полуавтомат типа табулятор. Он после каждой визуальной фиксации очередного кольца под микроскопом автоматически записывает величину кольца 2. Чешский ден-дрохпонолог Б. Вини* к полуавтомату Эклунда добавил еще агрегат — мерную вилку, которая позволяет наносить измеренные величины графически в виде точечной диаграммы кривых годичных колец, а также одновременно может рисовать и кривую роста дерева 3.
Для составления графиков роста годичных колец, а это основная форма сопоставлений между собой колебаний и цикличности, быю предложено много различных методов. Все <>ни предусматривают внесение поправок на возраст дерева и стандартизацию внутри синхронной серии. Одни из распространенных методов, предложенный американским дендрохронологом Дуглассом, заключается в том, что данные измерений ширины колец наносят на график, затем проводят стандартную линию, показывающую общую зависимость между возрастом и годовым приростом, и в новом выпрямленном графике ширину колец передают отступлениями от стандартной линии. Этот метод содержит некоторый элемент субъективности исследователя, но он достаточно прост и дает сравнительно хорошие результаты 4.
Наиболее распространенным способом у дендрохронологов, и в основном у дендроклиматологов, является метод выражения ширины годичного кольца через показатель в процентах к средней ширине кольца у данного среза или группы однообразных срезов. У этого метода при применении его в дендроклиматологии есть некоторые недостатки, которые подробно исследовал Т. Руден5 6. Было предложено еще несколько методов стандартизации
2 О. А. Н я е g. Arringundersokelser og dendrok-ronologi i Norge. Blyttia. Oslo, 1956, B. 14, стр. 43.
3 В. V i n s. Plotting unit — A Contribution io the Automation of Annual Ring Analyses. «For socialist agricultural science», 1962, v. XI, N 2, стр. 201.
4 W. S. Glock. Tree-Ring Analysis on Douglass
System. «Pan-American geologist», 1933, v. LX, August.
6 T. R u d e n. En vurdering av anvendle arbeid-smetoder innen tn kronologi og arringanalyse. «Medde-
lelse fra Det Norske Skogforsoksvescn». Oslo, 1945, 9/32, стр. 223.
п осреднения кривых колебаний роста годичных колец. При этом следует заметить, что использование всевозможных математических методов является характерной чертой норвежских дендрохронологов.
Для того чтобы получить чисиенное выражение степени сравнимости и надежности при сопоставленпп между собой отдельных серий годичных колец, норвежский дендрохронолог А. Ординг предложил ввести коэффициент корреляции, который высчитывается с помощью обычной формулы произведения моментов ®.
В номографии считается, что полулогарифмическая диаграмма является наилучшей для изображения относительного изменения величин и сопоставленпя значений трудносравнимых пли даже несравнимых, когда они выражены абсолютными величинами. На ось абсцисс наносятся в обычной арифметической последовательности слева направо годы. А на ось ординат наносятся логарифмы величин толщин колец, выраженных в миллиметрах.
Метод полулогарифмических диаграмм для составления графиков колебаний годичных колец впервые предложил Б. Губер 7, но в дальнейшем его развил и дал математическое обоснованпе Т. Руден 8. Этот метод основывается на положении, что величина изменения пропорциональна средней ширине годичного кольца. Если ширина одного годичного кольца «а», а другого «Ь», то отношение между ними л п
— = с. Различие между кольцами, т. е.
b — а можно выразить иначе формулой:
Ъ — а — ас — а = а (с — 1).
Следовательно, это различие пропорционально «а». С помощью логарифмов то же различие можно выразить так:
log b — log а - log (ас) — log а = log с.
Таким образом, различие это независимо от «а» и пропорционально «с». Следовательно, в полулогарифмическом графике различие между любыми двумя соседними годичными кольцами зависит не от их абсолютного размера,
® А. О г d i n g. Arringanalyser pa gran og furu. «Meddelelse fra Det Norske Skogforspksvesen». Oslo, 1941, 7/25, стр. 104.
7 В. Huber und W. H о 1 d h e i d e. Jainrin-gchronolouische Untersuchungen an Hbizeic... «Bcrichte der deutschen Botanischen qesellschaft». Berlin, 1942, H. 5, стр. 261.
8 T. R u d e n. Указ, соч., стр. 211.
а от отношений их величин. В работах дендрохронологов Норвегии, ФРГ и у нас, в Советском Союзе, использование полулогарифмических графиков стало общепринятым. Для целей дендрохронологических датировок этот метод является наиболее целесообразным по причине простоты обработки данных и практической пригодности при массовом исследовании, когда обрабатывается одновременно много образцов.
Наиболее энергичное развитие дендрохронологическая наука сначала получила в США. В 1901 г. молодой астроном Эндрыо Элликотт Дугласс заинтересовался вопросом о связп циклов солнечной активности и климата. Можно ли, зная климатические циклы, вывести из них циклы солнечной активности? 8 9 Чтобы получить сведения о климате, Дугласс обратился к исследованию годичных колец древесипы. Его дендрохронологические исследования довольно быстро увенчались успехом. Этому способствовали три благоприятных условия: 1) он начал своп работы на определенной замкнутой территории в засушливых районах юго-запада США, 2) в руки к нему лопали сразу наиболее подходящие впды хвойных деревьев желтая сосна и пихта Дугласса и 3) исследователь получил при изучении многовековые деревья, а это особенно важно.
Постепенно вырисовывалась интересная и достаточно полная картина по истории климата на юго-западе США на протяжении нескольких тысяч лет. Сначала была восстановлена история осадков. В последующие годы дендрохронологические исследования распространились и на другие районы континента — на побережье Тихого океана, на Юго-Западную Канаду, Восточный Орегон, в американскую Арктику и другие районы 10 11. По материалам Северо-Западной Аляски была составлена хронология температурных вариаций протяжением в 970 лет и. В последние годы в исследования американских дендрохронологов включены высокогорные сосны (Pinus aristata). имеющие возраст более 4500 лет.
В 1920 г. доктор Дугласс обратился и к археологическому датированию. Американские индейцы в северо-западной части штата Нью-Мексико и в прилегающих районах в продолжение многих сотен лет шпроко использовали
8 А. Е. D о u g 1 a s s. Climatic Cycles and Tree-
Growth, v. I—Ill. Washington, 1919. 1928, 1936.
18 E. S c 1) u 1 in a n. Dendrocliinatic changes in semiarid Amerika. Tucson, 1956.
11 J. L. G i d d i n g s. Chronology of the Kobuk-Kotzebue. «Tree-Ring Bulletin», 1948, v. 14, N 4.
в своих постройках древесину хвойных пород, среди которых было много дуглассовой пихты, желтой сосны и других видов. При сухом климате дерево хорошо сохранилось как в раскопанных постройках, так и в стоящих руинах. Полученный археологами вещественный материал пе содержал никаких данных для непосредственной абсолютной датировки, и среди американских историков были разные значительно расходящиеся мнения.
Сначала Дугласс попытался составить относительную хронологию, стараясь выяснить вопрос о времени заселения Пуэбло Бонпто и некоторых поселений ацтеков в северной части штата Нью-Мексико. Образцов дерева было вполне достаточно. Дугласс сразу же обнаружил, что деревья могут быть перекрестно датированы, и установил, что образцы дерева из Пуэбло Бонпто на 40—50 лет старше. Этот ответ, давшпй относительную (плавающую) хронологию, был встречен археологами с энтузиазмом. Они почувствовали, что может быть создан дендрохронологический календарь, по которому можно будет определять даты заселения различных древних городищ.
Были предприняты специальные работы по сбору материала. В коллекцию включались образцы дерева от построек ранних испанских поселений, от более ранних и поздних сооружений и даже от домов ныне заселенных в древ-пепшпх поселениях индейцев племени Хопп. В результате почти десятилетней работы была получена абсолютная хронология от современности до 1280 г. н. э. и еще относительная (плавающая) хронология от более древних сооружений протяжением в 585 лет. На основании археологических материалов можно было предположить, что относительная хронология не на много древнее абсолютной.
В 1929 г. были организованы специальные экспедиции по поиску материалов, по которым можно было бы построить дендрохронологическую шкалу, связывающую две эти хронологии. В местечке Шоулоу в Аризоне были организованы раскопки, которые дали образцы дерева от древних построек. Вечером 22 июня 1929 г. Дугласс соединил абсолютную хронологию с относительной, получив таким образом сразу же абсолютную дендрохронологическую шкалу для юго-запада США с 698 г. по 1929 г. Наиболее древняя постройка пз Пуэбло Бонпто датировалась 919 г.12 * * * Эта хро
12 А. Е. Douglass. Dating Pueblo Bonito and
Other Ruins of the South-West. «National geographic
Society, Contributed Technikal Papers». Washington,
1935, 'N 1.
нологическая шкала была построена на основе 168 деревьев. Позднее абсолютная дендрохронологическая шкала построек этого района была доведена до И года нашей эры 13. Дендрохронология другого района — Меза Верде в штате Колорадо, недалёко от города Дуранго — простирается до 369 г. н. э. Хронология, построенная только на археологическом материале, в этой шкале простирается до 1275 г. Хронология, основанная на живых деревьях, перекрывает археологическую хронологию на промежутке в 185 лет 14.
Самой крупной дендрохронологической лабораторией поныне остаетсн лаборатория Аризонского университета США, где, кроме Дугласса, работали и работают его многочисленные ученики: Хантингтон, Шульман, Глок Гиддингс, Мак-Джинес, Беннистер и многие другие.
В Европе дендрохронология долгое время не получала должного развития — отсутствовали условия, которые были в Америке. Современный европейский лес, учитывая, что дендрохронологи предпочитают работать с хвойными породами, может нас увестп в древность только на три-четыре столетня и то на единив ных образцах. Дуб может удревншь этот период еще на два-три столетня, но и это будут лишь индивидуальные экземпляры. Кроме того, отсутствовало массовое археологическое дерево. И, наконец, климатические факторы в Европе были более сложными.
Среди европейских дендрохронологов наиболее энергичная группа работает в Норвегии. Первую работу^ по дендрохронологии, основанную на серии еловых деревьев в количестве 1243 образцов, опубликовал в 1926 г. Е. Эйде 15. В 30-е годы в эти работы включились лесоводы А. Ординг и Т. Руден. Они ввели в дендрохронологию статистические методы и опубликовали ряд статей по теории и методике исследования годичных колец. Их работы в области математической обработки данных ден дрохронологии остаются поныне основными 16.
Параллельно с ними вопросами дендрохронологии занялись и ботаники в университете
в Осло. Группа студентов под руководством профессора ботаники А. Хега выполнила ряд дендрохронологических работ, которые дали ценные результаты и впоследствии были опубликованы 17 *. Некоторые из исследователей — П. Эйдем, Сласштад, Андстад, Джонсен и другие — продолжают работать и поныне 1Я.
Во всех работах норвежских исследователей в первую очередь ставились задачи из области практического лесоводства по изучению климатологических закономерностей, и там, где возможно, по датировке древних деревянных сооружений, которых в Норвегии достаточно много.
В сороковые и пятидесятые годы в Норвегии было составлено несколько хронологических серий годичных колец значительной протяженности для разных районов страны. Для Северной Норвегии составлена дендрохронологическая шкала до 1396 г.19 При этом следует заметить, что основана она в древней своей части на измерениях единичных образцов. Более массовой серия становится с XVI в. Для этих же районов П. Эйдем составил относительную шкалу протяжением в 370 лет. Есть предположение. что она относится к X—XIII вв. Но связать ее с абсолютной хронологической шкалой пока не удается 20.
По Юго-Восточной Норвегии составлена шкала по материалам из Флесберга, близ Конгсберга, протяжением до 1383 г. С 1520 г. шкала основывается уже на достаточно большом количестве образцов 21. Из относительных хронологий этого района следует упомянуть дендрохронологическую шкалу из местечка Ро-мерик протяжением в 50—60 лет, основанную на измерении 100 бревен из курганов Рак-нехаугена эпохи викингов и относящуюся, судя по археологическим материалам, к X в.22
Попытка дендрохронологического датирования самого большого в Норвегии кургана из Ракнехаугена была предпринята еще в 1937 г. Сотрудник Геохронологического института в Стокгольме Эва де Глр по приглашению норвежского историка Эриксена провела дендрохронологические работы по датированию
13 А. Е. Douglass. Estimated Ring Chronology 150—1934 A. D. «Tree-Ring Bulletin», 1940, v. 6, стр. 39.
14 R. Nichols. Dates from the site 1060 Pit-house, Nesa verde National Park. «Tree-Ring Bulletin», 14)62, v. 24, N 1—2, стр. 12.
15 E. Eide. Om sommervarmens inuflydelse pa arringbredden. «Meddelelse fra Det Norske Skogforsok-svesen». Oslo, 1926, N 2/7, стр. 87.
10 A. Ording. Указ, соч.; T. R u d e n. Указ, соч.
17 А. О. Н в е g. Growth-Ring Research in Norway. «Tree-Ring Bulletin», 1956, v. 21.
16 P. E i de m. Badstua fra Istad i Slidre. «Blyt-tia». Oslo, 1955, B. 13, стр. 65.
10 A. Ording. Указ, соч., стр. 301—306.
20 P. E i d e m. Om svingninger i t.ykkelsestil-veksten hos gran og furu i Trondelag. «Meddelelse Norske Skogfor...». Oslo, 1953, 12/41, стр. 68.
21 A. Ording. Указ, соч., стр. 265.
22 A. Ording. Skoghistoriske . nalyser tra Ra-knehaugcn. «Meddelelse Norske Skogfor...». Oslo, 1941, 8/27, стр. 91—130.
кургана. Она получила для исследования четыре среза от бревен разных пород — березы, яблони и сосны. Самый старый образец сосны обыкновенной насчитывал всего .титлк 66 колец. -Этот образец Де Гпр сопоставила с графиком горичиых колец калифорнийской секвойи (sequoia gigantea) п наложила его на участок годичных колец 865—930 гг.23 В настоящее время дата рубки сосны из Ракнехаугена весной 931 г. дендрохронологами не принимается, хотя для корреляции этих двух графиков колец Де Гир сопоставила их с кривыми слоев ленточных глин из Ангерманланда (Северная Швеция) с двухлетними максимумами. Необходимо новое более массовое исследование, сделанное на основе местной хронологии годичных колец.
Среди английских дендрохронологов, работы которых начали появляться в послевоенное время, известны Доббс 24 2, А. Лоутер 23 и особенно Д. Шоув 26. Мы уже упоминали о том, что англичане работают на дубе п в довольно большом количестве на дубе археологическом. Отличительной особенностью английской дендрохронологии является то, что Д. Шоув и А. Лоутер широко привлекают для перекрестной датировки и проверки дендрохронологии разнообразные дендрохронологические и письменные (хроники и другие документы) источники.
А. Лоутер на основании археологических материалов, исследуя чувствительный к засухам дуб, построил две относите тьные хронологии. Одна относится к периоду римского завоевания, к годам от 160 до н. э. и до 320 г. н. э. и хронологию для средних веков от 850 до 1500 г.27 Эта серия образцов была продати-рована и радиоуглеродным методом. Д. Шоув составил относительную хронологию для англосаксонского периода, предварительно датируемую от 714 г. до 835 г.28
При высокой точности средневековой дендрохронологической относительной шкалы ан-
23 Е. De. Geer. Raknehaugen. «Arbok I .liversi-telets Oldsaksamling». Oslo, 1937, стр. 27—54.
24 C. G. D о b b s. A Study of Growt h Rings in Trees. «Forestry». Oxford, 1951, v. 24, стр. 22.
2S A. Lowther. Dendrochronology. «Archaeological News Letter», 1949, v. 1, N 2, стр. 1.
28 D. S c h о v e and A. Lowther. Tree-Ring and Medieval Archaeology. «Medieval Archaeology». joondon, 1957, v. 1.
27 A. Lowther. The date... «Proceedings Hampshire Field Club and Archaeology», 1951, к XVII, стр. 129.
28 D. S c h о v e. Droughts of the Dark Ages and Tree-Rings (A. D. 714—835). «Weather», 1955, v. X, стр. 368.
г тпчанам еще не удалось соединить эту шкалу с хронологией живых деревьев.
Д. Шоув в условиях Англии предлагает несколько методов для датирования относительных хронологий: 1) датировка по независимым данным самого памятника, от которого взяты образцы — монеты, археологические па-ходки; 2) датировка по метеорологическим данным из летописей и хроник, по соотношению минимумов и максимумов ширины годичных колец; 3) датировка по другим свидетельствам документов, например упоминаниям лет с обильным урожаем желудей, пожаров и т. и.; 4) датировка путем сравнения максимумов и минимумов ширины годичных колец с подобной последовательностью на кольцах в другой части Европы; 5) сопряжение с современными деревьями, дата порубки которых известна.
Относительную хронологию римского периода А. Лоутер датировал первым методом с точностью до десяти лет. Хронологию англосаксонского периода Д. Шоув датировал вторым методом. Хронология средневекового периода датирована методом годичных колец, т. е. четвертым, с проверкой по второму и третьему методам.
Английские дендрохронологи, привлекая широко археологические и иные исторические методы датирования годичных колец, в основном все же преследуют цель составления наиболее широкой дендрохронологической абсолютной шкалы, которая могла бы служить для разнообразных климатологических и иных исследований.
Д. Шоув, работающий в Англии наиболее знершчно, опубликовал более 18 крупных дендрохронологических и иных работ, где основой изложения являются вопросы климатологии, истории солнечной активности и т. п. На эту же тему им написано более 30 мелких заметок и публикаций 2®.
В ФРГ профессор Б. Губер и его сотрудники, особенно Яцевич 30, систематически работают по дендрохронологии разных видов деревьев, но в основном с дубом. Они составили кривую роста годичных колец для дуба протяжением почти в 1000 лет. Сначала эту хронологию они построили на современных дубах, на знаменитых дубах Спессарта, которые имеют возраст более 400 лет. Затем эту хронологию
29 D. S с h о v е. The Climatic History of Europe. London, 1963.
30 В. H u b e r and W. v. J a z e w i t s c h. Tree-Ring Studies of the Forestry Rotany Institutes... «Tree-Ring Bulletin», 1956, v. 21, стр. 28.
удревнили по образцам из средневековых церквей до XII в. Например, было датировано . около 100 дубовых балок из средневековых построек города Цигенхайн близ Касселя 3I.
Из работ, связанных с археологическим датированием, следует отметить большую работу Б. Губера и В. Гольдхейда по исследованию 144 круглых сосновых свай из поселений бронзового века на озере Федерзее. Положительных результатов по датировке эта работа пе дала, были выявлены лишь две группы деревьев, между собой хронологически не сопрягающихся. Но эта работа важна чисто методически 32.
В последние годы Яцевич работала довольно много и опубликовала несколько интересных исследований по методике дендрохронологического анализа. Ею предложено автоматическое устройство для замеров годичных колец и ряд методов обработки данных замеров с помощью математических счетных машин 33.
Зачинателем дендрохронологических пабот в Финляндии является И. Хустич. Начиная с 1948 г. им опубликовано более 10 работ, все они связаны прежде всего с дендрок тиматоло-гией. В 1956 г. II. Хустич опубликовал интересное исследование, в котором пытался наптп соответствие в колебаниях годичных колец хвойных пород Аляски, Лабрадора и Северной Европы. Он исследовал закономерности угнетений и пытался связать узкие годичные кольца с какими-либо климатическими закономерностями в районах северной зоны хвойной растительности, расположенных на разных концах Земли. Эта работа носит еще предварительный характер, но И. Хустич убедительно установил на протяжении более 150 лет соответствие в этой зоне между холодными летними сезонами и узкими годичными кольцами 34.
В 50 е годы в Финляндии начали работать в области дендрохронологии Микола 35 36 * * и Сирен. В 1961 г. Сирен опубликовал дендрохроноло
81 W. v. J azewi tsch. J ahrringchronologie von ZiegenLainer Eichengebalken. «Zeitschrift des Ve-reins fur isssischa Geschichte und Landeskunde», 1954/1955, B. LXV/LXVI. J з и»
32 В. Huber und W. Holdheide. Указ, сеч., стр. 282.
33 W. v. Jazewitsch. Synchronisiermachine zum Vergleich von Jahrringkurvan. «Berichte der Deut-schen Botanischen gesellschaft». Berlin, 1956, B. LXIX, стр. 128.
34 I. H us tick. Correlation of Tree-Ring Chronologies of Alaska, Labrador and Northern Europe.
«Acl a geographica». Helsinki, 1956, B. 15, № 3.
36 P. M i k о 1 a. On variations in tree growth and
treir significant to growth studies. «Communicationes
Instituti Forestalls Fenniae». Helsinki, 1950, 38 (6).
гическую шкалу для Финляндии с 1150 г. до 1960 г.33
В Швеции дендрохронологические исследования ведет Б. Эклунд3', изобретатель полуавтомата для замера годичных колец.
Недавно начаты дендрохронологические работы и в Чехословакии. По шкале годичных колец ели возрастом в 550 лет из лесов Шуманы Б. Впнш установил соответствие узких колец прироста, т. е. угнетенных лет с максимумами восьмидесятилетнего цикла солнечной деятельности33.
У нас, в Советском Союзе, широкие планомерные работы по дендрохронологии начались в 1959 г., когда была организована лаборатория дендрохронологии в Институте археологии АН СССР.
До этого, в 1957 и 1958 гг., небольшие дендрохронологические исследования были проведены И. М. Замоториным на материалах Пазы-рыкских курганов. В этих курганах, относящихся к V—III вв. до н. э. (второй Пазырык-ский курган по С14 датируется 2350 ± 140 лет), хорошо сохранилось дерево от погребальных срубов. Порода дерева — сибирская лиственница. От сооружений пяти курганов было взято 50 образцов. Дендрохронологическую шкалу удалось составить протяжением в 235 лет. Была получена относительная датировка сооружения курганов. Наиболее древними оказались курганы № 2 и 1. Через 48 лет был сооружен курган № 5 39.
Основную коллекцию образцов в лаборатории дендрохронологии Института археологии составило дерево из раскопок в Новгороде. К концу 1963 г. лаборатория собрала и обработала 3951 образец дерева IX—XX вв. В основном это сосна и частично ель. Коллекция составлена из образцов дерева из археологических памятников и архитектурных сооружений северных и западных областей Европейской России. Эти материалы можно разбить на 18 самостоятельных хронологий, отличающихся между собой илч по географическому признаку, пли] хронологически (см. таблицу на стр. 72).
33 G. S i re n. Skogsgranstallen... «Communicationes Instituti Forertalis Fenniae». Helsinki, 1961, 54 (2).
37 В. E k 1 u n d. The Annual Ring Variationsin Spruce... «Med. Fran, statens Skogsforskningsinstitut». Stockholm, 1957, XLVII, N 1.
38 L. К r i v s k у, В. Vi ns. К dlouhodobc mu kolisani sirky letokruhu podnebi a slunecni cinnosti (отдельный оттиск).
30 И. M. Замотори в. Относи гельная хронология Пазырыксчих курганов. СА, 1959, № 1, стр. 21.
Рис. 2. Карта размещения археологических объектов, с которых взяты образцы для дендрохронологических датировок
Археологические раскопки в Новгороде дали более 3036 образцов древнего дерева. В культурном слое Новгорода из-за повышенной влажности почвы очень хорошо сохраняется органика, в том числе и дерево. В некоторых горизонтах культурного слоя на глубине 3—4 м дерево сохранилось так хоришо, что не изменился не только цвет древесины, но сохранился (когда его пилили) и характерный запах сосны. В слое это дерево находилось в впде настилов мостовых древних улиц, срубов домов, бревен разных построек и иных сооружений. Дерево равномерно залегало во всех прослойках культурного слоя, который за тысячу лет в Новгороде вырос на 7—8 м. Только одних срубов, точнее их остатков, сохранилось более 1500.
Наибольшую ценность для дендрохронологических работ представила древесина настилов мостовых Великой, Кузьмодемьянской и Холопьей улиц. Настилы лежали один на другом, начиная с середины X в. и до конца XV в. Следует заметить, что новгородцы с середины X в. регулярно мостили деревом свои
улицы. По мере роста в городе культурного слоя уровень мостовых поднимали, накладывая на старую мостовую новую. С X до XV в. на упомянутых нами древних улицах Новгорода было уложено 32 яруса настилов мостовых, которые были вскрыты при раскопках. 28 ярусов имели хорошую сохранность.
Составление дендрохронологической шкалы началось с сопоставления графиков однотипных хронологических групп, т. е. групп, одинаковых по времени рубки дерева п близких между собой по возрасту. Были взяты в первую очередь модели от деревьев Одной и той же мостовой какой-либо улицы. Такими настилами в первую очередь явились настилы 7, 8, 9, 10. 11. Эти настилы далп каждый довольно большое количество образцов. Подавляющее число деревьев в этих настилах имело возраст не менее 150 лет, часто приближаясь к 200 годам. Затем мы начали сопоставлять графики роста колец указанных мостовых уже в хронологической последовательности, т. е. наложение графика более молодых деревьев (по вре-
мони рубки) на более старые, т. е., например, сопоставление графиков настила 7 с графиками настила 8. Эти таблицы хорошо сопрягались между собой по рисунку графиков, т. е. по угнетенным кольцам и их циклам.
Так, от образцов XIVв., наиболее здоровых и сохранных Ci точки зрения дендрохронологии и давших более 700 графиков, мы пошли вглубь веков до X в. (28-й настил) и вверх до XV в.
(1-й настнл). Сопредельные графики, как правило, накладывались довольно надежно и убедительно, так как разница перекрытия в годах более древнего образца молодым или наоборот колебалась в пределах 10—30 лет и никогда не превышала 30 лет.
Таким путем каждое отдельное кольцо на наших графиках получило относительное местоположение на общей сводной шкале,
Рис- 3. Деревянные настилы мостовой Великой улицы
Номер п/п Место Памятник Количество образцов
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Н овгород Новгород Неревский раскоп Ильинский раскоп Археологические объекты XIV—Х\ III вв. Разные церкви Раскопки древнего Бе-лоозерска Археологические объекты XII—ХЛ II вв. Раскопки Верхнего замка Раскопки ва Замковой 2275 559 202 114 252 21 53 135 45 49 43 48 5 38 27 11 11 63
Белоозеро Белоозеро Полоцк Мстпслевль — Друцк (село)— Торопец В а л дай Курицкое Сопки Рышево. Кижи Кижи Лычный остров Новгородчина и др- районы
Раскопки древнего Дру-цк а —=— Раскопки Разные сооружения Иверского монастыря XVII—XVIII вв Деревянная церковь Успения XVI в Деревянная церковь Покрове XVII в Деревянная церковь Рождества Богородицы XVIII в. Дерьвяньа! церковь Преображения XVIII в Деревянная церковь Лазаря Муромского- Деревянная церковь Петра и Павла XVI] в. Современный лес .
Всего образцов 3951
а следовательно, и определенный во времени год, но пока еще календарно нам не известный. Мы получили относительную шкалу протяженностью в 578 лет.
Для того чтобы та илп иная дендрохронологическая шкала получпла абсолютную хронологию, т. е. календарные даты годов, необходимо знать календарный год образования лишь одного кольца. Это можно сделать, если мы знаем год рубки данного образца или путем того или иного сопоставления определим календарный год какого-либо годичного кольца внутри шкалы.
В Новгороде сохрани лось большое количество древних каменных и кирпичных зданий от XI в. и позже. В основном это церкви, большинство из которых имеют точные летописные
календарные даты их постройки. В этих церквах до пас дошли деревянные конструкции — лежни каменных фундаментов и связи внутри стен.
Для пашпх последований мы могли получить от трех церквей лежпи фундаментов и от двух церквей связи стен. Круглые деревянные лежни были получены от церкви Михаила Архангела (заложена осенью 1300 г.), церкви Саввы на Кузьмодемьянской улице (строилась в 1418 г.) и церкви Спас Преображения на Раз-важе-улпце (строилась в 1421 г.). Деревянные связи взяты от церкви Михаила Сковоротского монастыря (строилась в 1355 г.) и церкви Иоанна Богослова на Витке (построена в 1384 г.) (рис. 4).
Все модели древнего дерева от церквей (всего их взято 39 образцов) были обработаны дендрохронологической лабораторией и на каждую составлен график роста годичных колец. Графики были сопоставлены между собой и все дни по циклам узких угнетенных колец и рисунку микроциклов очень хорошо совпали как внутри одной постромки, так и между отдельными церквями. И, наконец, все они хорошо легли на общую сводную относительную дендрохронологическую шкалу, составленную нами ранее.
Итак, нам известны даты постройки церквей, а именно 1300, 1355, 1384, 1418 и 1821 гг. и место на общей относительной дендрохронологической шкале последнего кольца дерева от той или другой церкви. Теперь, определив, когда рубилось дерево для лежней и связей соответствующей церкви, мы можем наложить календарные абсолютные даты на наш сводный дендрохронологический график и получить таким образом абсолютную хронологическую шкалу.
Этнографические и другое источники свидетельствуют, что на строительстве таких общественных зданий, как церкви, для лежней и связей шел отборный здоровый свежесруб-ленный лес, т. е. лес, который рубили и заготовляли предшествующей зимой. Дополнительная косвенная проверка и перекрестная датировка на новгородских материалах это положение подтвердила. Следовательно, внешнее годичное кольцо на дереве образовалось в вегетационный период года, предшествующий году строительства церкви.
Получив абсолютные даты соответствующих линий годичных колец на общем графике угнетений, мы тем самым сразу же получили календарные даты и ко всем остальным линиям колец на этом графике. Наша дендрохронологическая абсолютная шкала
,, ;-----
4383 I
/370
/360 /360
/390
/330 /320
Ш
/300 /290
Рис. 4. Шлиф на образце от связи стен церкви Иоанна Богослова в Новгороде Дерево срублено зимой 1383—1384 гг.
Рис. 5. Спектры угнетений общей новгородской шкалы и ш.сал церквей
охватила период времени протяжением с 884 до 1462 г.40
Определить абсолютную дату времени рубки по дендрохронологической шкале мы можем у любого бревна или плахи при наличии j них здоровой заболони и последнего внешнего кольца. Зная время рубки массовых образцов дерева в том или ином сооружении, мы можем определить и время его постройки. В Новгороде в первую очередь были продатированы деревянные постройки на самом раскопе. Выяснилось, что самая древняя мостовая Кузь^го-демьянской улицы (пастил 28), проходившей через раскопанную археологами территорию, была построена в 953 г. Следующая мостовая этой улицы строилась через 19 лет, в 972 г. Подобные даты получили все остальные мостовые улиц и множество домов, стоявших на территории раскопа 41 42.
Вторым районом и археологическим памятником, давшим нам образцы древнего дерева, явилось древнее Белоозеро, расположенное на
4(1 Б. А. Болчи н. Дендрохронология Новгорода. «Труды Новгородской археологической экспедиция , т Ill. МИА, № 117, 1963, стр. 5.
41 Б. А. Колчин. Дендрохронология построек Неревского раскопе. «Труды Новгородской археологической экспедиции», т. IV. МИА, Лё 123, 1963, стр. 166.
р. Шексне вблизи Белого озера. Коллекция дерева, собранная в течение 1961 и 1962 гг., состоит пз 252 образцов — спилов от круглых сосновых бревен разнообразных построек древнего Белоозерска. Дендрохронологическому исследованию материалов этого памятника посвящена статья Н. Б Черных, опубликованная в настоящей книге 12. Здесь мы лишь укажем, что протяженность бейоо.зерской шкалы равна 372 гг., с 910 до 1282 г. Эта шкала хорошо связалась с новгородской абсолютной дендрохронологической шкалой, о чем подробно говорит Н. Б. Черных.
Третий район и археологический памятник с значительным удалением на юго-запад от Новгорода — это Полоцк. К концу 1963 г. закончена первая очередь работ по дендрохронологии древнего Полоцка. Институт истории Академии наук БССР передал для дендрохронологического анализа в нашу лабораторию 53 образца дерева от древних построек, раскопанных в 1961 и 1962 гг. на Верхнем замке в Полоцке. Постройки, от которых были взяты образцы, находились в слоях между горизон тамн с отметками от 265 до 390 см. Куль-
42 Н. Б. Черных. Абсолютная деидрохро-иологпче‘>кая шкала древнего Белоозера, стр. 86.
турный слой и все постройки на раскопе стратиграфически расчленены на несколько строительных горизонтов. Постройки, от которых были взяты образцы для изучения в лаборатории, относились к IX, VIII, VII и VI горизонтам.
Дерево хорошей сохранности, в подавляющем болнпинстве сосна, имело возраст от 40 до 130 лет. Но основная масса образцов не превышала 80 лет. Приходится сожалеть, что при хорошей сохранности дерева и построек (например, сруб № 14 сохранился на 5 венцов) белорусские археологи брали только по несколько избранных образцов, а не сплошь от всех бревен, как следует по инструкции ,3. Многие образцы, особенно из нижних горпзон-
4Я «Сборник инструкций по взятию образцов для анализа археологических материалов методами естественных паук». М., 1960.
тов (X—XIII вв.), оказались без паспортов и нами были из документпрованпой коллекции исключены. Всего было исследовано 22 образца с паспортами и 12 более древних без паспортов.
Сначала по всем образцам была составлена относительная хронологическая шкала. Все графики полоцких образцов довольно надежно сопрягались между собой и разместились в промежутке времени протяжением в 152 года. Интервал в годах между рубкой самого молодого и самого древнего образца составил 40 лет. В беспаспортной коллекции имелись образцы, которые хорошо связывались с общей полоцкой шкалой и удлиняли хронологию более чем до 200 лет. Они имели даты рубки 1206 и 1207 гг. Но так как зти образцы были беспаспортными (т. е. неизвестно, от какой постройки), мы их пока из общей шкалы полоцкой хронологии исключаем.
to 1300 so BO ™ BD 1250 ЬО 30 20 10 1200 SO
г
3
If
5
AWvi^b'f''
Л--./-j
7
в
s
ID
11
12
д x Vvv г'лл'|А
в
Рис. 6 (продолжение) » — Xltl в.; Г - XIV в.
На сводных таблицах графиков были выделены угнетенные кольца, а затем отмечены макро- и микроциклы этих угнетении. После составления сводного спектра угнетений полоцкого дерева мы начали сопоставление этого спектра со спектром новгородской шкалы. Когда наметились общие точки совмещений с новгородским спектром, а это были угнетения 1162 и 1163 гг., 1169, 1191 и 1192 гг., 1210, 1211 и 1212 гг., 1219 и 1220 гг , 1237 и 1238 гг., 1250 г., мы стали уточнять привязку полоцкой шкалы к новгородской через частные сопоставления отдельных графиков полоцкого дерева с наиболее выразительными графиками синхронных образцов Новгорода (рис. 10).
Итак, мы получили даты рубки 22 образцов полоцкого дерева. Пи сооружениям они разместились следующим образом:
I Номер п/п £0о >уженле Количество образцов г Дат? Горизонт
1 Плстпоика 14 5 1243-1245 IX—VIII—
VII
9 Постройка 19 2 1246 IX—VIII—
VII
3 Постройка 49 1 1244 IX
\ Бревна из IX гори-
зонта ? 1236 IX
и 1238
5 Настил VIII гори-
зонта — 1 1256 VIII
6 Постройка 8 2 1264 VI
7 Постройка 12 3 1266-1267 VI
8 Постройка 13А 1 1271 VI
9 Настил у постройки 2 1 1268 VI
10 Ворота у постройки 6 1 1276 VI
Новгород 1
белоозеро Z
Новгород 3
Белоозера 4
Новгород б
Белоозера б
Белоозера 7
Новгород в
Л' 7"""' л" '"
Рис. 7. Графики роста годичных колец деревьев из раскопок Белоозера и Новгорода
Белоозера 9
Новгород 70
Белоозера 7/
Полоцкая дендрохронологическая шкача имеет протяжение с 1124 по 1276 г., т. е. в 152 года. Работа с полоцким деревом продолжается. Будем надеяться, что в дальнейшем на археологических раскопках в Полоцке, да и не только в Полоцке, археологи внимательнее и аккуратнее будут собирать образцы дерева от всех сохранившихся бревен и делать более надежную паспортизацию.
Рассмотрим еще две хронологии, построенные на образцах от церквей. Первая — это хронология годичных колец деревянного лежня от фундамента трапезной церкви Благовещения на Михайлове-улице в Новгороде. Вторая хронология — коллекция образцов от бревен деревянной шатровой церкви Успения у села Курицкое, Новгородского района.
Сппч от соснового лежня фундамента ныне стоящей каменной трапезной церкви Благовещения был сделан во время реставрационных работ в 1961 г. Лежень представлял собой толстое бревно диаметром 52 см с хорошо сохранившимся внешним, последним годичным слоем. Дерево насчитывало 420 колец. Это самое многолетнее дерево во всей новгородской коллекции. График колебаний годичных колец очень хорошо наложился на новгородскую шкалу. Все основные угнетения новгородской шкалы, начиная с угнетений 1191 и 1192 гг., (овпали с угнетениями графика колец лежня (ри<. 11).
Время рубки этого бревна —1553 г., таким образом, хронология образца простиралась с 1133 до 1553 г.
Рис. 8. Графики роста годичных колец дерева из раскопок в Полоцке
во 70 во 1250 оо зо го ю 1200 во во 70 60 1I5L Новгород
Л олоцд
Рис. 9. Сравнение спектра угнетений годичных колец деревьев из раскопок Полоцка и Новгорода
Рис. 10. Графики роста годичных колец деревьев из раскопок в Полоцке и Новгороде
Этот образец новгородского дерева позволил нам, во-первых, выяснить дату постройки трапезной у церкви Благовещения и. во-вторых, продлить новгородскую абсолютную дендрохронологическую шкалу до середины XVI в.
Каменная церковь Благовещения ня Михайлове-улице была построена в 1362 г. Во время большого пожара на Торговой стороне в 1541 г. церковь обгорела. В июне 1542 г. ее восстановили — покрыли новым тесом 44. Через 12 лет после этого пожара, в 1553 г., церковь каппталь-по ремонтировали и пристроили к ней двухэтажную трапезную. Мощный фундамент трапезной покоился па деревянных лежнях, срубленных зимой 1553 г. Летописных данных о времени постройки трапезной мы не имели.
Среди русских деревянных шатровых церквей, сохранившихся до наших дней, хорошо известна церковь Успения у села Курицкое. В основе церковного здапия лежит деревянный прямоугольный сруб — четверик, на котором поставлена восьмигранная башня — восьмерик с рубленым шатровым верхом. С западной части к четверику примыкали сени с крыльцом. Церковь стоя та на самом берегу озера Ильмень. Но в связи с подмывом берега и грозившим церкви обвалом ее в начале XX в. перенесли от берега на 1,5 км.
В тптературе, где упоминается эта церковь, о ней говорится, что она относится к периоду не старше Х\ II в.45 В нашу задачу входило определение времени постройки этой церкви,
44 Новгородская Вторая летопись, стр. 15С.
45А. Строков В. Богусевич. Новгород Великин. Л., 1939, стр. 215.
Рис. 11. Графики роста годичных колец деревянного лежня из фундамента трапезной церкви Благовещения в Новгороде (1) и бревен срубов Не-ревского раскопа (2—7)
а также получение дополнительной дендрохронологической шкалы на период, для которого археологического дерева очень мало.
Для исследования от бревен церкви было взято 48 образцов; все они хорошей сохранности. Порода дерева —сосна. От основного сруба — четверика было взято 25 образцов, от восьмерика —13 образцов п остальные от переводов пола, потолка и западной пристройки.
Хронология годичных колец децевьев основного сруба и восьмерика совпала. Правда, у некоторых образцов не хватало по нескольку внешних годичных колец, но в подавляющем болыпьнстве все другие дали один и тот же год рубки. На всех графиках роста годичных колец, а их хронология достигает 190 лет. выделяется несколько четких циклов с значительными угнетениями. Связать хронологию Успенской церкви с абсолютной новгородской хронологией удалось благодаря хронологической шкале лежня фундамента трапезной церкви Благовещения. Хронология колец бревен церкви перекрывалась на протяжении 145 лет хронологией колец лежня. Сопряжение до
статочно надежное, графики накладываются друг на друга очень хорошо. Таким образом, шкала годичных колец бревен церкви получила календарные даты. Бревна для строительства церкви были срублены в 1595 г. (рис. 14).
Итак, мы рассмотрели четыре хронологических шкалы годичных колец деревьев, срубленных в X — XVI вв. в разных лесных районах на пространстве, охватывающем более 1000 км. Полоцк от Белоозера по прямой отстоит на 750 км. И в Полоцкой земле, и в Новгородчине, и в районе Белого озера мы отметили одни и те же легко сопоставимые основные циклы угнетений годичных колец хвойного леса. Сходство в колебаниях циклов угнетений и вообще в рисунке графиков годичных колец между Полоцкой землей и Новгородчиной больше, чем между Новгородчиной и районом Белоозера. Здесь на графиках и рисунке микроциклов появляется больше разнообразия и локальных вариантов. Это легко объясняется некоторым различием лесорастительных условий в этих районах. Но в основном на жизнь хвойного леса на этой огромной территории оказывают влияние одни и те же экологические
Рис. 12. Деревянная церковь Успения у села Курицкое
6 Зака» № 1350
О
Рис. 13. Детали сруба церкви Успения факторы и прежде всего факторы, угнетающие рост дерева. Какие это факторы или комбинации их, мы сейчас решить не можем. Но для нас важно то, что колебания основных внешних факторов одновременно фиксировались в структуре древесины хвойных лесов во всех перечисленных нами районах. А это для дендрохронологии главное.
Абсолютная хронология новгородской дендрохронологической шкалы была установлена по пяти летописным датам строительства церквей. В принципе для -дендрохронологического датирования достаточно даже одной абсолютной даты, чтобы дендрохронологическая шкала любого протяжения сразу же получала абсолютное значение. Но встает вопрос: сколь точна и надежна эта дата, которая является клю
чевой3 Здесь, естественно, необходимы прямые и косвенные проверки.
Одпу пз косвенных проверок, примененных нами во время работы над новгородской хронологией, мы здесь приведем. Год рубки деревьев для лежней и связен церквей мы определяем тем же годом, что и строительство (точнее, предшествующую зиму). Можно ли в нашем конкретном случае в этом быть уверенным? В Новгороде несколько раз случались большие пожары, во время которых сгорало довольно много церквей, домов п иных строений. Несколько таких пожаров было ив Неревском конце. Они упомянуты в новгородских летописях с точными датами. С другой стороны, позже мы определили годы рубки деревьев, которые шли на сооружения и, в частности, на пастилы мо
стовых улиц, которые строились посте пожаров. Везде, когда мы по летописи знаем дату пожара, можно заметить, что деревья для мостовых рубились (эта дата установлена уже по дендрохронологической шкале) в год пожара или в следующем году. Если бы мы считали временем рубки деревьев на лежпп и связи церквей не предшествующую зиму, а, предположим, зиму на год раньше, то вся наша хронологическая шкала удревнится на един год. Тогда рубка деревьев для мостовых будет совершаться регулярно на год раньше пожара, уничтожившего постройки вокруг мостовой и саму мостовую. Такое предположение, что новгородцы регулярно за год до пожара ехали в лес и заготовляли плахи для мостовых, которые нужны будут после пожара, маловероятно.
Возможна и прямая проверка нашей хронологии. Ее проделал английский дендрохронолог Д. Шоув, о работах которого выше мы говорили подробно. Новгородскую дендрохронологическую шкалу Д. Шоув проверил независимым методом климатологических сопоставлений, который он успешно применял ранее
в английской дендрохронологии. По русским летописям и другим источникам он собрал данные с календарными датами об отклонениях в Северной Росс in в течение нескольких столетий от нормального климата или каких-либо явлениях, говорящих об этом же. Все явления, которые действуют угнетающе на годичные кольца, он сопоставил календарно с узкими кольцами новгородской дендрохронологической шкалы. Здесь обнаружилось полное соответствие по математическим законам нормального распределения. Кроме того, Д. Шоув сделал такое же сопоставление, т. е. установил соответствие узких колец с пожарами, упомянутыми в новгородских летописях. Узкие кольца для новгородских лесов Д. Шоув связывает с засушливыми периодами. Пик в кривой распределения пожаров тоже совпал с годами узких колец.
Все эти данные сведены в таблицу, помещенную на стр. 84.
Итак, мы видим, что пики (наибольшее количество случаев совпадений) приходятся на узкие кольца, т. е. засушливые годы. Это дает исследователю веское основание считать, что
рис 14. Графики роста годичных колец деревьев из церкви Успения
построенная нами новгородская «абсолютная хронология подтверждается независимой проверкой»46.
Дендрохронологический метод, как мы уже знаем, определяет нам лишь дату рубки дерева, а не возраст археологического памятника. Следует напомнить, что и другие физические методы датирования определяют нам также не археологическую в общепринятом понимании дату, а лишь устанавливают возраст какого-то определенного физического или иного явления, непосредственно связанного с исследуемым предметом. Например, радиоуглеродный метод определяет время, вернее интервал времени, когда исследуемый предмет вышел из обменного цикла. Археомагнитный метод определяет время, когда керамический сосуд или иное изделие из глины последний раз нагревалось выше точки Кюри, т. е. температур порядка 720°.
Дальнейшая интерпретация этих данных, т. е. связь физического явления, возраст которого определяется, с жизнью изучаемого археологического объекта является самостоятельным, независимым от метода вопросом, имеющим свою сложность и специфику.
При дендрохронологическом датировании мы встречаемся с несколькими вариантами такой связи. Их нужно всегда выявлять и учитывать, так как игнорирование того или иного обстоятельства при условии, что дендрохронологическая дата, как правило, определяется с точностью до одного года, может привести к ошибкам в датировании археологического объекта. Ошибка возможна, хотя и незначительная, при переводе порубочной даты бревна к дате строительной. Чаще всего принимается условие, что строят из свежесрубленного леса, т. е. последующим летом. Но, возможно, строили через год, два и более. Значительнее ошибка может быть, когда бревно нужно связать непосредственно с археологическим объектом или каким-либо фактом. Эти ошибки возможны
чаще на многослойных памятниках, но возможны они и на памятниках однослойных.
Прежде всего необходимо учитывать, взят ли образец от постройки или какого-либо другого комплекса илп от отдельно лежащего бревна, или отдельно стоящего столба.
Отдельное бревно в культурный слой могло попасть и свежее рубленным, например оно осталось от строительства или от разобранной постройки, простоявшей до этого уже 50 и более лет. Здесь возможна в дате слоя ошибка более чем на 50 лет. При отдельно стоящем столбе к этому может добавиться еще ошибка—к какой прослойке отнести столб?
Определяя возраст бревна от построек, мы прежде всего хотим установить время сооружения данной постройки, а уже затем по этой постройке датировать слой и вещи. Если мы имеем дело при датировании с единичными образцами, возможны несколько разных вариантов ошибок. Вот два основных: для той или иной детали здания могли взять давно срубленное бревно или бревно хорошей сохранности от разобранной постройки. Здесь дата образца на много лет старше времени сооружения постройки. Для ремонта дома или одиночной замены топ или иной конструкции использовали све-жесрубленное дерево. В этом случае дата постройки дома заменяется датой ремонта, т. е. дата сооружения омолаживается на какое-то количество лет.
Приведем два примера из новгородской практики дендрохронологического датирования. Постройка 13-го яруса И13С сохранилась в одни венец. Сохранился в срубе и пол. Все образцы от стен постройки дали дату рубки 1274 г. Эту же дату дали образцы и от пристройки к срубу. А тесина пола дала дату 1284 г. При достаточном количестве образцов вырисовалась ясная картина —сооружение постройки в 1274 г. и в 1284 г. перестилка пола в этом сооружении. Если бы от этого дома дендрохронолог взял только образец пола, то получилась бы единственная дата —1284 г. 47
Другой пример: мостовая Великой и Кузьмодемьянской улиц 14-го яруса была построена в 1238 г. Решающим в определении даты сооружения мостовой явилось время рубки большинства плах и, главное, лаг мостовых. Но вот несколько хорошо сохранившихся лаг этой же мостовой на Кузьмодемьянской улице дали дату рубки бревен в 1254 г. Перед нами предстал случай ремонта одного из участков
46 D. S с h о v е. Medieval Dendrochronology in the USSR. «Medieval Archaeology». London, 1964.
47 Б. А. К о л ч и и. Дендрохронология построек Неревского раскопа, стр. 189.
настила Кузьмодемьянской улицы в 1254 г. Но если в руки исследователя попали бы только единичные экземпляры этих плах, то время сооружения настила улицы было бы определено с ошибкой в 16 лет 4Ч.
Итак, для решения вопроса о связи дендрохронологической даты с тем или иным изучаемым фактом на раскопе должны выполняться прежде всего два непременных условия — это массовость, т. е. сплошной сбор дендрохронологических образцов и очень подробная, с максимальным вниманием сделанная паспортизация образца. Затем на помощь археологу уже в лаборатории приходит и перекрестная датировка всех полученных образцов.
Определение последнего внешнего кольца при дендрох ронологическом датировании (а это решающий фактор в определении порубочной даты) довольно часто представляет собой сложную проблему. Следует помнить, что при археологическом датировании мы имеем дело с образцом, пролежавшим сотни, а иногда и тысячи лет в сухой или влажной земле.
Существует один прямой признак — это наличие на образце коры или клеток коры на внешней поверхности образца. Ну а если коры нет (она отсутствует у большинства археологических находок), что же делать тогда?
Существует несколько косвенных признаков: а) кольцо считается внешним, если оно прослеживается на протяжении всей окружности среза или в нескольких точках окружности, т. е. замыкается; б) присутствие на внешней поверхности годичного кольца ходов короедов и ходов личинок жуков-дровосеков; в) бревна, которые были очищены от коры и сразу использовались в строительстве, под воздействием воздуха или дыма домашнего очага образуют отличные от всей остальной древесины окраску и внешнее строение. На них появляется характерный и легко отличимый защитный более темный слой.
Теперь рассмотрим возможность датировки деревьев, у которых внешние кольца и даже часть заболони не сохранились. Объективного метода, основанного на каких-либо законах анатомического пли экологического порядка, не существует. Но некоторые оценки числа утраченных внешних колец опытный дендрохронолог может дать. Чаще всего он основывается на конкретном знании всей обрабатываемой коллекции дерева и на совокупности тех пли иных наблюдений. Например, оценку коли
чества колец у заболони, включая и отсутствующие кольца, можно дать по относительному положению пограничной линии между древесиной ядра и заболони. Этот метод опирается на знание пропорции между числом колец в ядре и в заболони. У некоторых видов деревьев (в том числе у сосны и ели), в зависимости от их происхождения, первоначального хранения и условий залегания в культурном слое или в части здания, внутренняя часть древесины, пли, наоборот, заболонь, отличаются особой окраской. Рассматривая разрушенный образец в общей совокупности всей коллекции дерева, можно грубо определить число утраченных у него колец заболони. Этим методом успешно пользовались в своих работах американские дендрохронологи А. Дугласс и Б. Беннистер 4В.
Иногда оценку потерянных колец можно сделать исходя из знания исходного диаметра образца (это наблюдение может сделать археолог) и сопоставления структуры колец со всех образцов обрабатываемой коллекции.
Новой очередной задачей лаборатории дендрохронологии Института археологии на ближайшие годы является сбор образцов и дендрохронологическая обработка древесины дуба. Особенно много древней древесины дуба встречается на археологических памятниках Киевщины. Некоторое количество образцов древесины дуба (около 50 спилов) собрано на раскопках в Новгороде в слоях X — XV вв. Создание дендрохронологической шкалы для древесины дуба — наша следующая задача.
Возможности дендрохронологии безграничны. Там, где сохраняется дерево (а оно сохраняется на многих археологических памятниках), мы можем развивать абсолютную и относительную шкалу вширь на новые территории и углублять ее в первое тысячелетие нашей эры, а с накоплением материалов уводить в века и тысячелетия до нашей эры. 40 * *
40 В. Bannister. The Interpretation of Tree-
Ring Dates. «American Antiquity», 1962, v. 27, N 4,
стр. 508.
=*8 В. А. Колчин. Дендрохронология Новгорода, стр. 87.
АБСОЛЮТНАЯ
ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА
’ ДРЕВНЕГО БЕЛООЗЕРА
Н. Б. ЧЕРНЫХ
Настоящая работа является первым опытом создания относительной дендрохронологической шкалы на материале узколокального характера и ее абсолютная датировка на базе новгородской абсолютной дендрохронологической шкалы. Объектом изучения стали остатки деревянных построек древнерусского города Белоозеро, самого северного из известных еще в X в. русских городов, расположенного близ Белого озера у истока р. Шексны.
История города своеобразна и трагична. Опустошенный эпидемиями чумы и сожженный новгородцами город в конце XIV в. был навсегда покинут оставшимися жителями, которые основали «новый» город (на месте современного Ьелоозерска) в 17 км от «старого». С тех пор территория «старого» города больше не застраивалась и погребенные его остатки сохранились непотревоженными.
В течение ряда лет здесь проводятся систематические археологические раскопки, в ре зультате которых были открыты усадьбы и улицы древнего города, выяснена его планировка и стратиграфия.
Химизм почв и повышенная их влажность на этой территории способствовали хорошей сохранности здесь археологического дерева, особенно на узкой приречной полосе, тянущей ся вдоль всего города. Коллекция дерева древ них построек была собрана коллективом Белоозерской археологической экспедиции Института археологии АН СССР и Вологодского музея (начальник экспедиции Л. А. Голубева) в течение полевых сезонов 1961 —1962 гг. и состоит пз 252 образцов. В ней представлены все типы деревянных сооружений древнего Бе ю-озера — срубы жплые и хозяйственные (образцы взяты с венцов срубов, венцов срубов подпечий, переводов и настилов полов) — 97 образцов; частоколы, разделяющие усадьбы. — 44 образца; настилы и вымостки—49 образцов: бревна из развалов, не связанных в определенные строительные комплексы. — 62 образца.
При обработке коллекции из Белоозера нами была применена та же методика, что и при работе с новгородским деревом. Так как основы и принципы ее достаточно четко и подробно изложены в опубликованных работах Б. А. Колчина *, нет необходимости останавливаться здесь на этих вопросах.
1 В. Е. В п х р о в п Б. А. Коля и н. Основы и метод депдрохроноло! им. СА, № 1, 1962; Б. А. Болтин. Дендрохронология Новгорода. МИА, № 117, 1963.
Работа велась последовательно в два этапа: первоначально необходимо было составить относительную дендрохронологическую шкалу для древнего Белоозера и па ней определить четкое место всех строительных комплексов, давших дерево для изучения. Только после этого становится возможной работа по сопоставлению и связи полученной относительной дендрохронологической шкалы Белоозера с абсолютной шкалой древнего Новгорода. Благодаря этому, с одной стороны, мы получаем абсолютные даты деревянных построек и связанных с ними стратиграфических слоев для Белоозера, с другой — уточняем определенный отрезок новгородской шкалы.
Для работы в первую очередь были отобраны все образцы дерева, относящиеся к определенным сооружениям (срубам, частоколам, настилам и т. п.). Эти серпп образцов, связанные в строительные комплексы п благодаря этому синхронные, представляются наиболее удобными для выявления основных закономерностей роста годичных колец исследуемого дерева. Это необходимо для дальнейшей работы ио сопоставлению и связи между собой кривых роста деревьев из различных строительных комплексов. Таким образом было отобрано 215 образцов (14 срубов, два частокола и два настила). Они и составили относительную дендрохронологическую шкалу древнего Белоозера.
Следующей ступенью исследования был выбор так называемого «эталонного» комплекса. «Эталонным» мы называем такой строительный комплекс, кривая роста годичных колец дерева у которого составит костяк шкалы п явится своего рода эталоном для сравнения с ними кривых роста других образцов.
Этот «эталонный» комплекс должен удовлетворять три следующие условия:
1) Он должен быть представлен достаточным количеством образцов (не менее 5—8 образцов).
2) Возраст деревьев, использованных для иостройки, должен быть не менее 150 лет, т. е. это должны быть взрослые деревья, представляющие наиболее благоприятные возможности для дендрохронологического изученпя.
3) Кривые роста годичных колец образцов дерева не должны обладать резко выраженной индивидуальностью развития.
Всем этим условиям отвечали образцы, полученные с жилого двухкамерного сруба № 5 (раскоп XXXII). От него сохранились три нижних венца. Длина бревен — 9 м, диаметр их —45—50 см. Дерево очень хорошей сохранности. С этого сруба взято 9 образцов.
Кривые роста годичных колец образцов хорошо совпали между собой, дав хронологический отрезок в 229 лет (см. табл, на рис. 1).
Прп сопоставлении кривых роста образцов сруба № 5 с кривыми, полученными для остальных сооружений, нами были отмечены точки, соответствующие наиболее тонким годичным кольцам (угнетениям), в которых сравниваемые кривые совпали. При этом общая закономерность роста годичных колец всех изученных деревьев не нарушалась. Таких связующих точек нами было выделено четыре. Мы обозначили их буквами .1, Б, В и Г. Каждое из этих угнетений состоит из группы узких колец: угнетение .1 —из двух колец, Б —из двух-четырех колец, В — пз двух-трех колец, Г — пз двух колец. Расстояние А — Б равно 57 кольцам, Б — В — 30 кольцам, В — Г — 21 кольцу (см. табл, на рис. 2).
Полученная таким образом относительная дендрохронологпческая шкала имеет протяженность в 372 года. Верхняя ее точка определяется годом рубки дерева образца С198 (плаха из развала у сруба № 32), нижняя — началом роста дерева образца С26 (венец сруба № 12 пз раскопа XXXII). Па этом хронологическом отрезке располагаются относительные даты рубки деревьев всех изученных построек и даты самих построек.
Самыми поздними являются деревья из развала у сруба № 32-6 (зачистка у западной стенки раскопа XXXII), самыми ранними — образцы, взятые со сруба № 18 (раскоп XXXII). Определяя дату постройки, следует отметить, что даты для сооружений, представленных малым количеством образцов, особенно с не-сохранившимися внешними (наружными) кольцами, могут считаться менее достоверными. Поэтому на нашей сводной таблице (рпс. 3) мы не приводим даты построек этого типа. На рпс. 3 графически изображается положение основных изученных строительных комплексов на хронологической шкале. Год постройки «эталонного» комплекса сруба № 5 обозначен буквой <ш», остальные сооружения имеют дату, обозначаемую п — (для старших) и п + (для младших), например, сруб № 11 — п + 16 лет, сруб № 16 — п — 50 лет.
Устанавливая дату постройки того или иного сооружения, мы исходим из предпосылки, что она синхронна с годом рубки дерева, использованного в постройке, и определяется крайним (поздним) годом рубки хронологически компактной группы бревен. При этом обязательно следует иметь в виду, какой строительной детали принадлежит образец с позднейшей датой рубки. Определяющими мы считаем
Рис. 1. Таблица кривых роста годичных колец образцов дерева сруба № 5 (раскоп XXXII)
1 — С16 (бревно, разделяющее сруб на две камеры); 2 — С13 (нижний венец восточной стены); 3 — С15 (верхний венец южной стены); 4 — СИ (верхний венец восточной стены); S —СЮ (верхний венец северной стены). 6—С17 (бревно у южной стены); 1 — С14 (нижний венец северной стены); 8 — С12 (нижний венец южной стены); 9 — CIS (средний венец северной стены)
Рис. 3. Таблица относительных дат постройки некоторых изученных сооружений Белоозера
образцы, взятые с венцов (для срубов), так как настилы полов, например, могли меняться уже через несколько лет после постройки. Схема определения дат постройки ряда изученных нами сооружений дана на рис. 3. Каждый черный прямоугольник дает положение даты рубки образца дерева на хронологической шкале. Год рубки образцов, определяющих дату постройки сооружения, обозначен стрелкой.
Второй этап работы — привязка полученной относительной белоозерской шкалы к абсолютной дендрохронологической шкале древнего Новгорода — оказался более сложным.
Предпринимая эту работу, мы исходили пз принципиальной возможности сопоставлений кривых роста годичных колец деревьев пз различных областей и стран одного климатического пояса, достаточно надежно доказанной
исследованиями над археологическим и современным деревом ряда отечественных и зарубежных климатологов и дендрохронологов.
Для нашей работы мы выделили тот отрезок новгородской дендрохронологической шкалы, который синхронен периоду существования древнего Белоозера. Его пижняя дата ограничивается X в., верхняя —концом XIV в. Связующими точками должны были стать угнетения J, Б, В и Г белоозерской шкалы и наиболее обшпе и спльные угнетения («генеральные») названного отрезка новгородской шкалы. Первые же попытки сопоставить кривые роста годичных колец деревьев пз этих районов позволили сузить хронологический отрезок шкалы, ограничив его XI — XIII вв.
В процессе работы, нам пришлось столкнуться с очень значительными региональными особенностями роста деревьев этих районов. Если
для новгородского депева характерен сравнительно спокойный ход кривой с хорошо выраженными минимумами и плавными максимумами, то для района Белого озера мы имеем кривую с резко выраженной цикличностью, что вносит значительные трудности в четкое определение важных для нас угнетений Поэтому пришлось отказаться от работы со средними кривыми и вести сопоставление индивидуальных графиков роста годичных колец. В процессе этого, постоянно имея в виду угнетения А, Б, В и Г для Белого озера и «генеральные» угнетения новгородской шкалы и пользуясь перекрестной проверкой полученных результатов, мы смогли надежно связать выделенные нами точки обеих шкал. Угнетение Л совпало с угнетением 1219—1220 гг., Б —с угнетением 1182—lw3 гг., В —с угнетением 1132 — 1133 гг., Г —с 1111—1112 гг. При этом закономерности роста годичных колец дере вьев обоих изучаемых районов совпали.
При сравнении спектра угнетений изучаемого отрезка новгородской шка зы и нашей оказалось, что все наиболее сильные и общие угнетения, свойственные кривым новгородской древесины, имеют место и на графиках роста белоозерского дерева,правда с разной степенью интенсивности (см. рис. 2; в верхнем ряду новгородский спектр, в нижпем — белоозерский: штриховыми вертикальными линиями отмечены наиболее сильные и общие у гнетения новгородскою дерева). Однако для нас особенно важны угнетения того хронологического отрезка, к которому принадлежит подавляющее большинство изученных образцов древесины из района Белого озера, именно периода конца XI в.—-20-х годов XIII в. Отметим, что угнетения XIII в. — 1237 и 1259 гг. — достаточно отчетливо прослеживаются на всех немногочисленных образцах древесины этого времени. То же самое можно сказать и об угнетениях X — X1 вв. (926 г., 932 г., 964 —965 гг., 977 г.. 1008—1009 гг., 1032 г.). Что же касается периода конца XI — начала XIII в., то все угнетения этого хронологического отрезка (1219 — 1220 гг., 1192 г., 1162-1163 гг.. 1132 -1133 гг., 1111—1112 гг., 1094 г.) прослеживаются очень хорошо на всех изученных образцах. Исключение составляет, пожалуй, лишь угнетение 1155 г.; оно прослеживается не на всех образцах белоозерского дерева.
Итак, связав точки относительной белоозерской и абсолютной новгородской шкал, мы получили абсолютную дату для каждого годичного кольца белоозерского дерева. Отсюда мы можем определить абсолктные даты годов рубки как самих деревьев, так и абсолют
ные даты всех белоозерских построек, дерево которых было изучено дендрохропологически.
Крайними точками белоозерской дендрохронологической шкалы являются 910 г. (начато роста образца С26) и 1282 г. (год рубки образца С198) —см. табл, на рис. 2.
Даты построек всех изученных нами сооружений располагаются в пределах середины XII —конца XIII в., т. е. примерно в отрезке 150 лет.
Дендрохронологическое исследование поз-волн то определить следу тощие абсолютпые даты постройки некоторых белоозерскпх построек.
Даты приводим в хронологической последовательности.
Сруб № 12 (раскоп XXXII), представлен 5 образцами, лата постройки—1170 г.
Сруб № 16 (раскоп Х\\.П), представлен 4 образцами. дата постройки—1171 г.
Сруб X? 8 (раскоп XXXII), представлен 3 образцами, дата постройки— 1177 г.
Частокол (раскоп XV II), представлен 29 образцами, дата постройки— 1195 г.
Частокол (раскоп VIII). представлен 12 образцами дата постройки — 1201 г.
Сруб Ке 13 (раскоп XXXII), представлен 4 образцами, дата постройки —1208 г.
Сруб № 5 (раскоп XXXII), представлен 9 образцами, дата постройки — 1221 г.
Настил сруба Б (раскоп XXXVI), представлен 25 образцами, дата постройки — 1221 г.
Сруб Б (раскоп XXXVI). представлен 15 образцами, дата постройки—1224 г.
Сруб № 11 (раскоп ХХХ11), представлен 9 образцами, дата постройки—1237 г.
Сруб № 20 (раскоп XXXII), представлен 5 образцами, дата постройки—1239 г.
Настил \ сруба 10 (раскоп XXXII), представлен 21 образцом, дата постройки — 1245 г.
Полученные нами даты пе противоречат стратиграфическим данным (датировка сооружений проводилась намеренно без учета стратиграфических данных) и полностью подтверждают предложенные ранее Л. А. Голубевой датировки на основании археологического материала.
Дендрохронологическое изучение археологического дерева с территории древнего Белоозера и создание на основе этого абсолютной дендрохронологической шкалы для этого района является отдельным звеном в том комплексе работ, которые ведутся лабораторией дендрохронологии Института археологии АН СССР по созданию абсолютной дендрохронологический шкалы для северных и западных областей Европейской территории СССР.
РЕГИСТРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ АКТИВНОСТЕЙ С ГРАФИЧЕСКИМ ПОСТРОЕНИЕМ ХОДА ИЗМЕРЕНИЙ
А. А. СЕМЕНЦОВ
Измерение низких гровней радиоактивности — длительный процесс, требующий большой надс-хкности и стабильности всего комплекса применяемой аппаратуры. Скорость счета в таких установках невелика и лежит в пределах от единиц до нескольких десятков импульсов в минуту, и поэтому для достижения достаточной точности измерения идут целыми сутками.
Измеряемая величина скорости счета п состоит из трех компонент:
— Пф Иоб|>. -|- 71П0чех, (1 )
где:
riq, — скорость счета фона,
ггиОр — скорость счета радиоактивного распада в образце,
«помех —скорость счета помех, которые могут вызываться работой мешающих объектов.
В свою очередь скорость счета фона установки Лф слагается из следующих величин:
«ф = «ш + «р + «к, (2)
где:
пш — скорость счета термошумов фотоэлектронного умножителя,
пр — скорость счета от распада радиоактивных загрязнении в материале детектора:
пк — скорость счета от высвечивания сцинтиллятором космических лучей.
В измеряемую величину скорости счета входят три нестабильных величины «помех, 77 ш- «к-
Скорость счета помех определяется наводками. которые либо есть, либо нет. Необходимо постоянно следить за измерениями, чтобы случайные помехи не исказили их результатов. Скорость счета термошумов ФЭУ зависит от его состояния и является нестабильной величиной. Скорость счета от высвечивания сцинтиллятором космических лучей зависит от их интенсивности, а последняя в сильной степени зависит от активности солнца. Эти нестабильные величины, входящие в измеряемую скорость счета, п нестабильность установки во времени могут исказить результат измерений.
Скорость счета определяется по
где: .V — общее число сосчитанных намерения импульсов, t — время измерения.
формуле:
(3)
за время
°= ^'*ср.>
Число импульсов в каждом интервале является случайной величиной, подчиненной нормальному закону распределения. Задаются границы значений случайной величины выражением:
= т „ -4- 2 б) max ср. 1 I ш . = zw „ — 2о | min ср. )
(6)
В этом случае 95% всех значений случайной величины должны лежать внутри заданных границ. Просматривая все значения тг, выделяют те из них, которые оказываются за указанными границами. Если число таких величин невелико (примерно 5% от А), то это означает, что измерение прошло без помех.
В радиоуглеродной лаборатории ЛОИА АН СССР проводился такой метод контроля измерений. Интервал выбирался равным 5 мину там, и за сутки регистрирующей фотокамерой снималось 288 отсчетов. При таком методе контроля измерений случайная величина — число импульсов—дискретна, и потому регистратором может быть либо фотокамера, либо печатающее устройство. Регистратор с фотокамерой — относительно несложное и надежное устройство, но обработка фотопленки и расшифровка ее отнимают много времени.
Второй способ. Измеряется время, за которое насчитывается некоторое число тшуль-сов т, постоянное для каждого измерения. Тот факт, что случайная величина — время набора т импульсов — яйляется не дискретной, а непрерывной, дает возможность легко построить график хода измерений. Для этого
необходимо, чтобы по бумаге с постоянной скоростью vx перемещалось перо. При поступлении заданного числа импульсов перо должно быстро (toop хода ^прям. хода) возвратиться в нулевое положение. В момент, когда перо вернется в нулевое положение, бумага должна немного сместиться по оси у, чтобы перо чертило новую линию. Дальше процесс повторяется, и в результате измерения получается график (рис. 1).
Подсчитывается число горизонтальных линий р. Зная время измерения и скорость перемещения пера цт, находят среднюю длину хода пера за измерение:
^ср.
где tK — время окончания измерения, fH— время начала измерения.
Время отмечается по хронометру. Средняя длина хода пера соответствует среднему времени набора т импульсов:
(8)
Рис. 2. Блок-схема регистратора
Подсчитывается число импульсов, которое набирается за 1ср. для 2о:
т
max
т .
mtn
= т 4- 2 з! = т — 2 з J
(9)
где о = Подмечая обратную зависпмость "между длиной хода пера и скоростью (чета, находят максимальную и минимальную длину хода пера:
(Ю)
^min ~~ ^ср. • , (И)
Эти .значения откладывают по оси х и проводят вертикальные линии. Если за обозначенными границами окажется не более 5% всех линий, то это означает, что намерения прешли без помех и окончательный результат подсчитывается по формуле:
т • р
Zk —тя '
(12)
Блок-схема регистратора, строящего график измерения, приведена на рис. 2.
Импульсы с выхода измерительной установки поступают в схему пересчета на два, которая выдает один импульс на два пришедших.
Когда в счетчик поступит установленное на нем число импульсов, он автоматически сбрасывается в нулевое положение. Счетчик импульсов замыканием своих контактов выдает команду возврата каретки самописца с пером в нулевое положение. Счетчиком импульсов является реле-счетчик импульсов РСИ-21.
Принципиальная схема регистратора (рис. 3) работает следующим образом. Входные импульсы положительной полярности поступают на триггер, собранный на полупроводниковых триодах и Т2. Потенциал коллектора 7’2 через эмптернып повторитель Т3 передается дифференцирующей цепочкой С2, Яи и /?12 на базу трпода Г*. Отрицательный импульс открывает нормально закрытый триод и реле Рг, включенное в цепь коллектора, замыкает свои контакты /<!, включая более мощное реле Р2. Это ре те замыкает свои контакты К2, и счетчик импульсов регистрирует приход импульса. Пара тле зьно контактам К2 включена цепочка 7?13, Се, которая подавляет наводки от работы счетчика импульсов на триггер. Пересчет на два, осуществляемый триггером, необходим для увеличения разрешающего времени регистратора,
1 К). Д. С е р п е р. Улучшение схемы реле счета импульсов PC1I-1 п РСИ-2. ^Приборостроение», 1901, № 12.
так как разрешающее время счетчика пмпу лесов составляет примерно 0,1 сек.
В самописце в исходном состоянии двигатель подачи ленты СД-09 и двигатель возврата каретки РД-09 отключены. Двигатель подачи каретки СД-2 постоянно включен. Для облегчения его'режима последовательно с ним включено сопротивление Т?14. Через нормально замкнутый контакт К5 реле Р5 подано питание на правую обмотку электромеханической муфты Р4, которая оказывается включенной и передает движение с двигателя на каретку самописца. Каретка с пером и указателем медленно (Ркор. = 47 мм[мин) движется к правому краю шкалы. Через некоторое время, когда наберется установленное на счетчике число импульсов, он сработает и выдаст команду на самописец, замкнув на некоторое время своп контакты К1п. Составится цепь питания поляризованного реле Р7, которое сработает, замкнет свои контакты К., и подаст питание на реле Р5. Реле Р5 переключит свои контакты К5 и, выключив питание обмотки Р4, подаст питание на обмотку Р3 электромеханической муфты. Она сработает, и кинематическая связь двигателя СД-2 с кареткой самописца прервется. Одновременно контактами подается питание па реверсивный двигатель РД-09, который включается таким образом, что возвращает каретку в нулевое положение. Быстро переместившись влево, каретка самописца замкнет контакты К9 и дойдет до упора. При замыкании контактов К9 подается питание на другую обмотку поляризованного реле Р7. которое разомкнет контакты К7 и обеспечит реле Р3. Реле Р5 отпустит свои контакты К3. Тем самым отключится реверсивный двигатель и включится электромеханическая муфта, так как питание с Р3 подастся на Р4. Каретка начнет двигаться вправо. Так как при своем быстром движении влево каретка сначала замыкает контакты К9, а затем только доходит до упора, то контакты К9 некоторое время при движении каретки вправо остаются включенными. Благодаря этому контакту составляется цепь питания реле Ро, которое замыкает контакты К6 и включает двигатель подачи диаграммной ленты СД-09. Таким образом, некоторое время в начале движения каретки вправо происходит перемещение диаграммной ленты. Как только каретка переместится вправо настолько, что контакты К9 разомкнутся, реле Р7 и Pfi обесто-чатся и схема придет в исходное состояние. В том случае, если за полное время перемещения каретки не наберется установленного числа импульсов и команды со счетчика импульсов не поступит, каретка дойдет до конца шкалы и
замкнет контакты К8. Дальше все произойдет так, как если бы поступила команда со счетчика импульсов.
Для удобства запуска имеется кнопка КН1, нажатием которой возвиащаются в нулевое положение счетчик импульсов и каретка самописца. Число рабочих циклов самописца подсчитывается электромеханическим счетчиком СБ-2. Конструктивно регистратор состоит из трех приборов: прибора управления и пересчета, электромеханического реле — счетчика импульсов и самописца.
В схеме пересчета в качестве реле, управляющего работой счетчика импульсов, использовано реле типа PC-13 с механически отключенными излишними контактами. У самопишущего потенциометра ЗШ1-092 используемся только пишущая часть. Все лампы и вибропреобразователь вынуты из своих гнезд. Вместо одной из ламп, включенной в цепь управления реверсивным двигателем, включено сопротивление В = 10ко„ так, чтобы двигатель перемещал каретку вправо. Одна из обмоток двигателя РД-09 включается на питание через контакты К6 реле Р5, а цепь питания синхронного двигателя СД-09 составляется через контакты К,- реле Р6. Движение на каретку самописца передается с двигателя СД-2. Для этого удобнее всего использовать механизм репе времени типа Е-55. С прибора ЭПП 09 снимается реохорд и на вал насаживается переходная втулка с шестерней Z,. Вторая шестерня Zt надевается на втулку выходного вала механизма реле времени, который затем крепится П-образной скобкой к корпусу лентопротяжного механизма. В описываемом регистраторе отношение Z2/Z4 — 100,20, и время прохождения кареткой всей шкалы составляет 5 мин 40 сек. В работе регистратор надежен, расходуется мало диаграммной ленты и результат измерения, получаемый в виде графика, позволяет быстро проводить статистический контроль.
2 П. Ф. Шмидт. Д. АГ. Богданов. Электронные самопишущие потенциометры с записью на ленточпой диаграмме. «Монтажно-эксплуатационная инструкция», НМ 6. -М. 1958.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И СОСТАВ МАТЕРИАЛОВ И ПРЕДМЕТОВ
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
И ИЗУЧЕНИЕ
ДРЕВНЕЙШЕЙ МЕТАЛЛУРГИИ ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ
Е. Н. ЧЕРНЫХ
Пожалуй, сейчас ни одна отрасль археологии не изучается столь интенсивно с помощью методов естественных наук, как история древнейшей металлургии. Основными методами здесь стали: металлография, изучающая структуру Древнего металла и технологию изготовления древнего предмета, а также спектральный анализ. Этот физический метод исследования был внедрен в археологические лаборатории уже более 30 лет тому назад, но лишь после второй мировой войны изучение археологического металла с его помощью приобрело большой размах в ряде стран Европы.
В большинстве лабораторий с помощью спектрального анализа разрешаются две основные группы вопросов: 1) выявление рудных источников металла, ареала распространения металла определенных металлургических центров, путей распространения его от места выплавки и т. д.; 2) история употребления различных металлов, появление искусственных сплавов металлов и их развитие. Эти вопросы всегда оказываются связанными между собой теснейшим образом. Первый из них признается сложнейшим для исследователей.
В настоящей работе нет смысла повторять все основные положения метода, уже опубликованные, тем более что объем статьи не позволяет делать этого *. Наиболее подробно они изложены в нашей книге «Спектральный анализ и история древнейшей металлургии Восточной Европы» г.
Здесь же мы остановимся на важнейших исторических выводах, решенных в основном методом спектрального анализа, па основании изучения химического состава металла и металлических сплавов. Мы попытаемся в настоящей статье дать очень краткий очерк истории металлургии Восточной Европы Вместе с тем, естественно, из-за объема статьи мы не можем снабдить все положения конкретными дока-
1 Е. 11. Черных. Спектральный анализ и проблемы происхождения металлов. «Методы естественных л технических наук в археологии. Тезисы дс .ладов на Всесоюзном совещании». И., 1963, стр 20 — 24; Он же. Исследования состава медных и бронзовых изделий методом спектрального анализа. СА, 1963, № 3. стр. 145 —156; Он же. К истории металлургии Восточной Европы в эпоху энеолита и ранней бронзы. Автореферат кандидат, дисс. М., 1963; Он же. Спектральные исследования металла из могильника Гатын-Кале. «Древности Чечене Ингушетии». М , 1963; Он же. Спектральные исследования медных изделий из могильников балановского и (ратьяновского типов. В кн. О. Н Ьадера «Вагановский могильник». М., 1963.
2 В печати.
зательствами, поэтому многие из них будут звучать здесь, постулативно. Необходимые доказательства интересующийся читатель найдет в нашей книге.
Еще до того, как лаборатория спектрального анализа Института археологии АН СССР стала выпускать с .начала 1961 г. серии анализов древнейшего .металла, перед нами встала задача правильного выбора методики спектрального анализа. Ориентироваться ли на простои и дешевый метод качественного анализа пли сразу внедрять в лаборатории количественный? В этом отношении колебании не было. Мы сразу же предпочли работать с количественными показателями, хотя, по уверениям Р. Питтиопп. качественные анализы вполне достаточны для разрешения сложнейшей проблемы происхождения металла 3. Ограниченность качественного анализа, по-видимому, до статично очевидна, и мы не будем уделять этому особого внимания 4. Скажем лишь, что к тому же второй круг вопросов этим методом абсолютно неразрешим.
Дешевый и быстрый метод приближенного количественного спектрального анализа, предложенный ленинградским химиком М. М. Клером s 6 7 * 11, позволил нашей лаборатории быстро и с достаточной точностью в проделать большие серии анализов. К концу 1963 г. произведено более 2300 анализов металлических предметов из различных коллекции культур эпохи меди и бронзы Восточной Европы и смежных областей (рис. 1).
Другим не менее важным вопросом было: какими предпосылками руководствоваться при разработке проблемы генезиса древнейшего металла. каким методом вести обработку спектральных анализов археологического металла, проводить сопоставления между химическим составом металла и геохимическими данными по составу медных руд и многое другое?
Заметим, что, как правило, большинство исследователей этой проблемы как в нашей
3 В. PilLioni- Lrzeitlicher Bergbau auf Кпр-iererz mid Spurenanalyse. «Archaeologia Austriaca», Bh. Г. Wien. 1957; Он же Metallurgical analysis of archaeological materials. "The application of guantiLa-live як I hods in archaeology.?. Chicago, 1960.
4 E. И Черны x. Исследование состава мед-
ных и бронзовых изделий методом спектрального анализа. СА, 1963, № 3, стр. 147, 148, 152—155.
6 «Приближенный количественный спектральный анализ минерального сырья». Под ред. М М. Клера. М., 1959.
8 В большинстве случаев средняя относительная ошибка анализа при исследовании сплавов па медной основе колеблется в пределах 10—80% относительных.
7 Заказ 1350
стране, так и за рубежом не уделяют должного внимания этим предпосылкам. Сами предпосылки или недостаточно ясно сформулированы, пли приемлемость их не обосновывается. Чаще всего изложение основ обработки аналитического материала бывает рассеяно по нескольким работам и поэтому не всегда доступно читателям. Например, в книге 3. Юнгханса, Е. Заигмайстера и М. Шредера наряду с подробным археологическим описанием 12 групп металла, выделенных ими с помощью методов математической статистики, вовсе не представ лен сам процесс такого подразделения, чтобы читатель мог судить о реальности предлагаемых совокупностей '.
Вместе с тем многие западноевропейские исследователи часто выражают свое несогласие др> г с другом в области методов обработки спектроаналитическпх данных. Но необходимо признать, что несмотря на расхождение в методах, которыми исследователи различных школ изучают химический состав древнего металла и обрабатывают аналитические данные, конечная петь остается у всех единой. Мы были бы глубоко несправедливы, если бы утверждали, что чей-то путь оказывается абсолютно непригодным для решения этих проблем. Даже те большие расхождения, которые имеются между лабораториями в Вене под руководством Р. Ппттпонп. с одной стороны, и Штутгартской — под руководством 3. Юнгханса, с другой. а также другими лабораториями и группами к. включая и нашу, не могут, по-видимому, сказаться па поступательном ходе развития этих исследовании. Каждая лаборатория, как мне представляется, вносит свой вклад в дело ра< крытия тайн древнейшей металлургии.
Часто методические посылки, которые та пли иная группа кладет в основу своих исследований. бывают обусловлены местными условиями и характером доступного ей материяга.
7 S. J ungha n s, E. S a n g m e i s t e r,
11. S c b г о d e r. Metallanalysen Kupferzeitliclier mid friilibronzezeitlicher Bodenftinde aus Eiiropa. Berlin, 1960.
8 II. О I I o, \\ . W i t t e r. llandbuch der alte-sten vorgeschiclitliclien Metalhugie in Mitteleuropa. Leipzig, 1952; H. H. Coghlan, H. Case. Early metallurgy of copper in Ireland and Britain. PPS, 1957, v. XX11I; H. H. Coghlan. Metallurgical analysis of archaeological materials. «The Application of Quantitative Methods in Archaeology* Chicago, 1960 L Bick. The examination of some copper ores. «Маи», 57, 1957; В. P i t I i о и i. Zwuck mid Ziel spektralanaly-tischer LTitersuchungeu fiir die I rgeschiclitc des Kup-ferhergwe pns. «Archaeologia Austriaca», il. 26. Wien, 1959; 4 A. Bro w n, A. E. В 1 i n - S 1 о у 1 e. A Sample analysis of British middle and late bronze ..go materials using optical spectrometry. PPS, 1959, v. XXV.
Рис. 1. Карта схема сборов материала и анализов, произведенных лабораторией спектрального анализа Института археологии АН СССР. Эпоха раннего металла
1 — вторая половина II тыс. до н. э.; 2 — первая половина II тые. до н. э.; 3 — ЕН тыс. до н. э.
Например, требование обязательного анализа медных руд, которые возможно использовались древними металлургами, выдвигаемое Р. Питтиопи, практически осуществимо только для Австрии, где изучаются изделия с небольшой территории и где имеются многочисленные и хорошо датированные горные выработки. Это возможно, я думаю, также для Англии, где имеются сходные условия. Трудно осуществимо это, например, для группы 3. Юнгханса, занимающейся анализами древнего металла со всей Западной Европы и смежных областей. Это требование тем более неосуществимо, на мой взгляд, для спектральных лаборатории Советского Союза. Они работают над материалами, происходящими с огромных пространств. Каждый горнорудный центр СССР, будь то Кавказ, Урал, Средняя Азия, Казахстан и т. п., отличается беспредельными территориями, на которых разбросаны многие десятки выявленных и невыявленных древних рудников. Многие из известных в древности разработок к тому же полностью ликвидированы современными шахтами.
Поэтому трудно оценить сколько-нибудь разумно время, потребное, во-первых, для более или менее сносного выявления и обследования большей части древних выработок, а, во-вторых, для производства анализов проб из них с целью выяснения их химического состава. Пусть это не будет истолковано так, что мы вообще предлагаем не заниматься исследованиями состава руд из древних выработок. Нам кажется, что в наших условиях это пе настолько рентабельно, чтобы направлять основные усилия по этому руслу. Очевидно, в данном случае разумнее сконцентрировать исследования на исчерпывающем анализе древнейших металлических изделий. Усовершенствование методов обработки анализов с целью установления действительно надежных по своему родству групп металла, связанного единством рудного источника, углубленное изучение геологической и геохимической литературы с целью получения данных о составе руд для большинства месторождений, уяснение посылок метода позволят более эффективно разрешать выдвигаемые вопросы. Несомненно, что при
этом очень важным подспорьем будут целевые исследования древнейших рудников. Иногда они будут играть и решающую роль.
Мы остановились на этом вопросе лишь для того, чтобы яснее стали причины, побудившпе нашу лабораторию избрать тот путь исследования, о котором мы уже сообщали в печати.
Нужно всегда оценивать, какое из направлений оказывается наиболее выгодным для лаборатории. Очень часто путь исследования диктуется условиями, наиболее пригодными в каждом конкретном случае.
В основу разработки проблемы генезиса металла нами положены две предпосылки: геохимическая и металлургическая. Основной, отправной предпосылкой для нас является геохимическая. Опа заключается в том, что руда любого медного месторождения отличается от руд других месторождений набором примесей к ней, образующих самые разнообразные комбинации. Отличия в комбинациях могут носпть как качественный, так и количественный характер. В последнем случае качественные показатели состава руд не могут, естественно, выявить гсех имеющихся различий.
Металлургическая предпосылка говорит о том, что при металлургических переделах руд, при переплавке металла изменения, происходящие с химическим составом продуктов передела, не лишают нас возможности различать между собой металлы, выплавленные из различных руд. Набор примесей в металле не отличается принципиально от набора примесей в исходной руде. Распределение концентраций примесей сохраняет свой характер. Отличия носят лишь количественный характер.
Обработка анализов древнего металла нами не мыслится без применения методов математической статистики. Это основано на том, что распределение концентраций примесей в рудах чаще всего описывается распределениями от логарифмически-нормальпого до обычного нормального. Это установлено уже многими авторами. Д. А. Родионов считает, что указанные два вида распределения являются крайнпмп предельными распределениями в рудах п горных породах ®. В. В. Богацкпй выделяет еще ряд распределений, близких к указанным 10. Так как исходный характер распределения в металле сохраняется, то мы получаем воз-
® Д. А. Родионов. К вопросу о логарпфмп-чески-нормальяом распределении содержаний элементов в изверженных горных породах.1 «Геохимия», 1961, № 4, стр. 326.
* 10 В. В. Б о г а ц к и й. Математический анализ разведочной сети. М., 1963, стр. 84—99.
можность выделять родственные совокупности п на металле. Если медь выплавлена из руд одного псточнпка, то, по-видимому, распределение концентраций прпмесей в некотором количестве образцов этой меди будет характеризоваться одним из этих распределений или близким к нему. И обратно, если распределение концентрации примесей пе будет описываться нп одним из этих видов, а тем более, если фигура распределения будет двух- пли многовершинной, это явптся важным свидетельством того, что мы встретились со смешанными совокупностями 11 и происхождепием образцов мецп из различных источников.
Сходство пли различие двух или нескольких групп металла невозможно установить строго доказательно без применения математической статистики. Так же трудно определить без ее методов границу между естественной и искусственной легироваппостью меди какой-либо примесью, выяснить зависимость между содержаниями различных элементов п т. и.
Математическая статистика позволяет, кроме того, успешно «сокращать информацию», т. е. сводить многие тысячи цпЛр к удобным в пользовании таблицам пли графическим изображениям. Нами используются в основном методы частотного анализа, выясняющие характер распределения концентраций элементов в меди, а также корреляционный метод, который во многих случаях оказывается более надежным и чутким методом, позволяющим четче подразделять металл на родственные совокупности. Вычисление коэффициентов корреляции, показателей ранговой корреляции, различных критериев сходства и т. п. производится лишь в сомнительных случаях. В большинстве своем даже графическое выражение различных зависимостей позволяет надежно разрешать все перечисленные вопросы.
Сейчас существуют объективные возможности наметить основные контуры истории металлургии Восточной Европы и смежных областей на древнейших этапах ее развития и проследить динамику развития металлургических знаний.
История металлургии Восточной Европы и некоторых прилегающих к ней областей была связана с действием ряда металлургических центров, определявших в ту или ппую эпоху характеи метал тического инвентаря, сплавов и влиявших на приемы металлообработки на
11 В. В. Налимов. Применение математической статистики при анализе вещества. М., 1960, стр. 127, рис. 21.
обширных территориях, заселенных различным по своему этносу и культуре населением. Для юга нашей страны она начинается по крайней мере в первой половине IV тыс. до н. э. или даже в начале его, когда в многослойных поселениях анаусской культуры в Южной Туркмении находятся первые металлические изделия ls. Несколько позднее в Закавказье, в слоях кюль-теплнекой культуры 12 13, а в конце IV тыс. в трипольских памятниках Молдавии и Западной Украины также появляется медь 14 15.
Прослеживая распространение металла на этих пространствах, мы убеждаемся, что оно происходило скачкообразно, охватывая во второй половине III тыс. до н. э. обширные территориальные и культурные зоны, когда медь и медные сплавы быстро завоевывали признание.
В IV — начале III тыс. до н. э. на территории пашей страны обнаруживаются следующие металлургические и металлообрабатывающие центры.
Апаусский центр металлообработки наиболее ранний из всех. Спектральный анализ показал, что уже в начале IV тыс. до и. э. в Южной Туркмении были распространены орудия и украшения, изготовленные уже из металлургической, а отнюдь не из самородной медн. Знание таких приемов металлообработки как отжиг меди после ее холодной деформации, литье меди, по-нидимому, в открытые формы и т. и. не оставляет сомнения в том, что мы столкнулись здесь не с зачаточными формами металлургии, но с металлургией, прошедшей уже достаточно длительный путь развития и пользующейся арсенало.м сложных средств ,5.
Еще до недавнего времени о металлургии племен так называемого куро-аракспнского «энеолита» говорилось как о примитивной, стоящей на низких ступенях развития. По находки закрытых литейных форм топоров, развп-
12 В. Al. М а с с о и. Первобытнообщинный строй на территории Туркмении. «Труды ЮТАКЭ», т. VII. Ашхабад, 1956, стр. 235, 236; И. Н. X л о п и н. Да-шлыджи-деие и эвеолитическпс земледельцы Южного Туркменистана. «Труды ЮТАКЭ», т. X. Ашхабад. 1961, стр. 182.
13 О. А. А б и б у л а е в. Некоторые итоги изучения холма Кюль-Тепе в Азербайджане. СА, 1963, .Ns 3, стр 161—162.
14 Т. С. II а с се к. Периодизация трипольских поселений. МПА, As 10. М.т 1949, стр. 31, 32.
15 Е. 11. Ч е р и ы х. Некоторые результаты изучения металла анаусской культуры. KCI1A, вып. 91, 1962.
того набора орудий 16, медных шлаков, анализы самого металла указали па то, что закавказские металлурги начала III тыс. пользовались собственной рудной базой и знали искусственные медно-мышьяковые сплавы 17. Все это сильно изменило в последнее время наши представления о характере металлургии куро-аракеннскпх племен.
Еще очень мало нам известно о металле кюль-тепинской культуры, до недавнего времени считавшейся неолитической. До сих пор обнаружено только семь медных поделок в нпжпем слое Кюль-Тепе. Содержание мышьяка в них незначительно, и это заставляет говорить о них как об изделиях пз «чистой», т. е. не легированной никакими примесями, меди *8.
Трипольская культура с внезапной находкой великолепного Карбунского клада с 443 медными изделиями может считаться сейчас одной пз самых богатых металлом культур эпохи ранней меди в Восточной Европе 1!’. Отнесение этой культуры к раннему этапу, «Л». Триполья тем более подчеркивает эту мысль.
Медным изделиям Триполья повезло более других. Сейчас уже около 150 находок изучено спектрально и более ста находок — с помощью металлографии в лаборатории структурного анализа кафедры археологии МГУ. Автором статьи установлено, что трипольцы пользовались почти исключительно чистой медью, рудные источники которой, по всей вероятности, локализуются в балкано-карпатской области. Лишь на позднем, усатовском этапе среди трипольских изделий обнаруживается некоторое количество (11) импортной мышьяковистой кавказской бронзы, завезенной сюда, по-видимому, в впде готовых предметов. Резко выпадает пз всей серии находок большой кинжал из Усатовского могильника, в меди которого зафиксировано большое количество мышьяка (больше 10%). Набор прочих примесей не позволяет отождествлять это орудие с кавказскими поделками. Родина его пока продолжает оставаться неопределенной.
16 О. А. А б п б у л а е в. Указ, соч., стр. 162.
17 II. Р. С е л п м х а и о в. Историко-химические и аналитические исследования древпнх предметов пз медпых сплавов. Ваку, i960, стр. 136 —143; М. А. Кашка н, И. Р. Селпмхавов Исследования медио-мышьяковых предметов из раскопок холма Кюль-Тепе в Нахичеванской АССР. ДАН АзССР, 1957, As 4.
18 О, А. А б п б у л а е в. Указ. соч.
19 Г. 11. Сергеев. Раннетрппольскип клад у с. Карбупа. СА, 1963, As I,
Н. В. Рындиной проведено детальное изу-чение технологии изготовления целой серии трипольских предметов. Установлены основные приемы металлообработки, прослежено пх развитие во времени 2°.
Если юя'нотуркменский очаг металлообработки и закавказский металлургический центр складываются под влиянием переднеазиатских п других очагов цивилизации, то проникновение на юго-запад нашей страны меди, обнаруживаемой в трипольских памятниках, должно быть сгязано с балкано-карпатскпм металлургическим центром, ранними металлоносными культурами Балкан и Подунавья. Трипольская культура пе имела доступа к рудным источникам, и поэтому весь металл в ее памятниках должен рассматриваться нами как привозной. Медные предметы Карбунского клада, относимого Т. С. Пассек к стадии «А», имеют также весьма развитые формы и изготовлены при помощи таких приемов металлообработки, которые не оставляют сомнения в том. что корни ее уходят, очевидно, в значительно более раннее время 20 21.
Таким образом, в IV — начале III тыс. до н. э. в южпых и юго-заиадных районах нашей страны мы застаем культуры, имеющие в своем обиходе медные и медно-мышьяковые орудия. Развитие собственной металлургии п металлообработки ут племен этих культур прежде всего следует связывать с втиянпем на них более развитых центров металлургип. В Закавказье па базе местных медных месторождений возникает в это время собственный металлургический центр.
Дальнейшая история металлургип Восточной Европы теснейшим образом связывается с действием закавказского металлургического центра. В середине III тыс. на северные склоны Кавказа из Закавказья проникает большое количество медно-мышьяковых изделий, столь часто находимых в погребальных комплексах майкопской культуры. Для майкопских племен медь закавказских источников являлась определяющей. Вместе с тем существенную роль продолжают играть и мышьяковистые бронзы с большим содержанием никеля (до 4,4%). Для изделий с таким химическим составом мы не можем найти па Кавказе рудных источников
20 Н. В. Р ы н див а. К вопросу о технике обработки трипольского металла. МИА, № 84. \1„ 1961; Опа же Анализы металлических пзделпп из трипольского слоя поселения у с. Не.чвнско. У1НА, № 102. М., 1962.
21 11 В. Рындина. Металлография в археологии. См. статью в настоящей книге, стр. 119—128.
с подобным набором примесей. Их следует связывать с зоной распространения меди с подобным пли близким набором примесей, бытующих в области культур Передней Азии и Анатолии. Типология предметов этой группы подтверждает такой вывод. Отмеченное обстоятельство связывается прежде всего с тесными контактами, которые имело майкопское население с культурами этих областей. На рубеже III — II тыс. до н. э. металл анатолийской или передпеазиатскоп зон практически исчезает па Северном Кавказе. Где-то, по-видимому, в середине II тыс. до п. э. северокавказские племена начинают разработку собственных медных месторождений.
Майкопские, а затем и северокавказскпе племена явились передатчиками закавказского металла на север в степи, где в III тыс. до п. э. обитало население ямноп, а позднее—катакомбной и полтавкинской культур. Кавказский металл быстро завоевывает огромные области от правобережья Днепра на западе до Заволжья на востоке. Отдельные находки на севере доходят до Оки. В полнуто зависимость от кавказского металлургического центра попадают ямные, полтавкпнекпе и особенно катакомбные- племена. Кавказские мышьяковистые бронзы представлены в значительном количестве также в инвентаре среднедпепровской культуры. Они же пМпикают л в позднетрипольские памятники, хотя и составляют там явное меньшинство. Зона господства этого центра охватывает большую часть Юго-Восточной Европы.
Очевидно, только трипольские, шнуровые, мегалитические племена, занимая в то время области Молдавии и Западной Украины, пользовались металлом юю-западиых и западных источников, хотя анализы металла этих культур имеются у пас в недостаточном количестве.
С Кавказа импортируются в основном готовые изделия. Говорить об экспорте металла в слиткам у нас нет никаких основании, так как до спх пор в этой зоне Восточной Европы в памятниках III — первой половины II тыс. пе найдено пи одного слитка меди. I хотя знание металлообработки степными племенами является бесспорным, они практически не вырабатывают собственных форм медных изделии, а копнрхют кавказские. Наиболее яркий пример этого мы видим при анализе медных топоров новосвободненского типа из Заволжья и некоторых других изделий из инвентаря степных культу р. Эти предметы, изготовленные из чистой меди некавказского происхождения, о чем свидетельствует их химический состав, с поразительной точностью воспроизводят
некоторые кавказские типы металлических поделок.
В III — II тыс. до и. э. восточнее Днепра мы не застаем сколько-нибудь существенных следов металла, связанного с западными источниками (Центральная Европа). Единственной культурой, могущей иметь контакты в этом направлении, является фатьяновская. Однако опа использует небогатые месторождения медистых песчаников в Среднем Поволжье, и мы не застаем в ее инвентаре западных, явно импортных металлических находок. Так же изолированной оказывается фатьяновская культура от кавказского металлургического центра (рис. 2).
Приблизительно в середине II тыс. до н. э. этническая и культурная карта Восточной Европы претерпевает серьезные изменения. Основной причиной этого явилось усиливающееся давление скотоводческо-земледельческих племен восточной ориентации. Поселения андроповской культуры в это время обнаруживаются уже на Южном Урале. Тесно связанные с андроновцами срубные племена усиленно продвигаются на запад к Днепру, оттеспяя катакомбное население к югу.
Широкое освоение и разработка множества казахстанских, среднеазиатских, алтайских и других меднорудных источников этой зоны относится к первой половине — середине II тыс. до н. э. Очевидно, это было немаловажной причиной, позволившей населению западноазиатских областей успешно продвигаться на запад в Восточную Европу. Эти rpvnnbi осваивают медные месторождения Южного Урала, по-видимому, около середины II тыс. Медь п оло-вянистые бронзы южноуральских и более восточных источников устремляются на запад, несомые многочисленным срубным населением. Зона господства, а затем и распространения кавказского металла резко сокращается. Сруб-ники не испытывают на себе того влияния Кавказа, которое имело место раньше в катакомбной культуре.
Другой мощный поток восточного металла отмечен на севере в лесостепной и лесной зоне п связан с носителями так называемых сейминско-турбипских форм металла. Родственность этих потоков отчетливо видна при анализе химического состава металла, так как в Сеиминском и Турбинском могильниках обнаруживаются изделия, идентичны» по своему происхождению с более южными — андроповскими и срубными.
С середины II тыс. до н. э. вслед за фатьч-новцами начинают эксплуатировать медпстые песчаники Среднего Поволжья и абашевскпе
племена.. Одновременно с ними приступают к выплавке меди на базе аналогичных месторождений Приуралья и поселенцы Прикамья, занимавшиеся охотой и рыболовством (так называемая «турбинская» культура, по О. Н. Бадеру). Металлурги этих культур почти пе знают броня. Лишь некоторая часть абашев-ского металлического инвентаря представлена импортными медно-лшшьяковыми поделками, исходной территорией которых является, невидимому. зона распространения вещей тур-бинских типов. Металлургический центр, питавшийся небогатыми рудами Приуралья и Поволжья, большого значения не имел и удовлетворял, вероятно, только нужды абашевской культуры и населения Верхнего и Среднего Прпкамья.
Северокавказские племена подготовили тот пышный расцвет бронзовой металлургии па базе местных медных месторождений Северного Кавказа, который, начавшись во II тыс. до н. э., особенно ярко проявился в кобанское время на рубеже II и I тыс. до н. э. В кобан-ской, прикубанской и каякенто-хорочоевской культурах начинают употребляться наряду с мышьяковистыми бронзами и бронзы оловя-нистые. Великолепие и разнообразие оружия и украшений этого времени поражают исследователей. Вместе с тем эти изделия не имеют такого широкого распространения в Восточной Европе, какое имели их предшественники. Зона их господства ограничивается преимущественно Кавказом.
За Днепром металл так называемых «киммерийских» форм, относящихся, по-видимому, к памятникам сабатиповского типа, как и бронзы культур Ноа и комаровской, имеет свои корни, очевидно, среди изделий балкано-карпатского металлургического центра. Металл Правобережной Украины и Молдавии во всяким случае следует отграничивать от медных сплавов восточных (урало-казахстанских) и кавказских источников (рис. 3).
Итак, мы видим, что для большей части Восточной Европы с середины II тыс. по IX — VIII вв. до н. з. (самое начало эпохи железа) определяющими и ведущими были металлургические центры Урала и Казахстана, тесно связанные, кроме того, со среднеазиатскими.
Таким образом, благодаря широкому спектроаналитическому изучению древнейших медных и бронзовых поделок, мы можем проследить основные этапы развития металлургии и распространения металла в Восточной Европе п смежных областях с IV по I тыс. до п. э. Здесь мы должны выделить два основных мощных
Рис. 2. Карта распространения в Восточной Европе металла различных центров в III—первой половине II тыс. до н. э.
1 — зона распространения меди фатьяиов-ской культуры; 2— зона распространения мышьяковистых бронз кавказского центра; 3 — зоне распространения меди трипольской культуры; 4 — зона распространения меди южноуральского варианта ямной культуры; 5 — терская группа меди; 6 — объединенная кубанская группа медн; 7 — группа так называемой чистой меди; 8 — первая майкопская (высоконикелевая) группа меди; 9 — зона преимущественного распространения кавказского металла
импульса, которые далн толчок распространению, а затем^п бурному развитию металлургии в Восточной Европе.
Под первым импульсом мы понимаем появление металла у определенных групп населения южных окраин нашей страны в IV тыс. до н. э. К ним относятся племена анаусской и трипольской культур. Еще более значительно сказалась на металлургии Восточной Европы деятельность мастеров куро-араксинской культуры, уже в самом начале III тыс. до н. э. начавших разработку закавказских медных месторождений типа кафанского, кедабекского, бе-локанского и др. Именно эти три культуры явились первыми гнездами развивающейся ме-таллуртии на территории Восточной Европы. Именно их деятельности послужила импульсивным толчком для распространения металла на север и восток. Хотя мы и объединяем здесь эти культуры, однако роль их в деле ознакомления неольтичес кого населения Восточной Ев
ропы с медью и бронзой была совсем неодинаковой.
Деятельность трипольского и анаусского очагов металлообработки, очевидпо, почти не распространялась на окружающее неолитическое население. Совсем иначе развивается история металлургического центра в Закавказье.
Значение деятельности закавказского металлургического центра и северокавказского очага металлообработки настолько велико для истории металлургии Восточной Европы, что мы выделяем в ней целый этап для этой, большей части Еьропы и называем его кавказским. Его хронологические рамки — с начала III до середины II тыс. до н. э. С его деятельностью мы склонны связывать второй мощный импульс для развития металлургии меди и бронзы на огромных территориях Восточной Европы.
Производство западноазиатских металлургических центров и господство их на большей
Рис. 3. Карта распространения в Восточной Европе металла различных центров во второй половине II — начале I тыс. до н. э.
1 — киммерийская группа; 2 — срубная группа; 3 — кавказская группа; А — металл Турбинскиж поселений: 5 — абашсе-ская группа; 6 — сеймннско-турбинская группа
части европейской территории СССР с середины II тыс. до IX — VIII вв. до н. э. (почему мы и называем этот этап металлургии урало-казахстанским) не играло подобно кавказскому импульсивной ролп. Местное население к моменту появления здесь восточных бронз уже знало и широко употребляло металл. Это не значит, однако, что мы должны преуменьшать роль этого этапа. Так вкратце представляется нам первая группа вопросов истории металлургип Восточной Европы в эпоху раннего металла.
Говоря об употреблении меди, времени появления искусственных сплавов и пх развигип. остановимся па следующем. Для Восточной Европы выделяются три фазы в развигип знаний по металлургии меди и употреблению ее сплавов:
1) появление меди и употребление орудий из чистой меди,
2) употребление мышьяковистых бронз,
3) употребление оловянистых (классических) бронз. Эти три фазы на всей территории следовали не всегда одна за другой. В каждом географическом и культурном районе имелись свои особенности, определявшие характер сплавов, распространенных в пем. Для большей наглядности памп была составлена хронологическая таблица, которая показывает историю развития меди и ее сплавов в каждом географическом рапоне, в каждой культуре (рис. 4).
Граница появления оловянистых бронз на представленной таблице еще не означает, что в культурах, лежащих выше этой границы, нет сплавов иного рода (например, медно-мышья-ковпетых, медно-сурьмяных и т. н.). Она означает именно появленпе в археологической культуре господствующей или по крайней мере значительной серии предметов, изготовленных из оловянпстых бронз. Так, например, в срубной
культуре известно довольно много предметов из чистой меди или ее сплавов, где олово не играло ведущей роли. Последнее, конечно, следует объяснять дефицитностью этого ценного легирующего компонента. Сказанное целиком относится и к. Прикубанской культуре самого начала I тыс. до и. э. на Северном Кавказе, где по-прежнему преобладают медно-мьгаья-ковые сплавы (около 60% от общего количества изделий).
Первое, что бросается в глаза при рассмотрении схемы,— отсутствие строгой закономерности в появлении и развитии сплавов на рассматриваемой территории. Самые раннпе искусственные сплавы появляются в Закавказье по крайней мере в первой половине III тыс., тог
да как на Украине, в Молдавии и Южной Туркмении в это время мы не знаем ни одного предмета, изготовленного пз искусственного сплава.
Население фатьяновскоп культуры ьсе II тыс. до п. э. продолжает употреблять орудия из чистой меди. То же относится и к металлу, находимому’ на поселениях камской («турбип-ской» по О. Н. Ьадеру) культуры II тыс. до н. э.
Медно-мышьяковые сплавы господствуют на Северном Кавказе до рубежа II—I тыс. до н. э., в то время как в степной п лесостепной зопах Восточной Европы доминируют оловяпистые бронзы. Наиболее ранняя дата последних относится здесь к середине II тыс. (комаровская
Рис. 4. Территориально-хронологическая схема появления и использования в археологических культурах Восточной Европы и смежных областей медных сплавов в IV—1 тыс. до н. э.
1 — оловянистая бронза; • 2 — медно-мышьяковые сплавы; 3—«чистая» медь
культура па Западной Украине, сеймгн-ско-турбпнский металл в Приуралье п Поволжье, срубная культура). Судя по анализам Ф Тавадзе и Т. Сакварелидзе 22, а также И. Р. Селимханова 23, появление немногочисленных оловянистых бронз относится в Закавказье к первой половине II тыс. до н. э. Более точно эта дата, к сожалению, не определяется. На схеме видно, как хронологически неровна граница появления медно-оловяни-стых сплавов в культурах эпохи бронзы Восточной Европы.
Читатель несомненно уже обратил внимание на то, какое мощное распространение получили на этой территории мышьяковистые бронзы. Центральная и Западная Европа не знают столь широкого их распространения 24. Основным источником бронз этого типа явился Кавказ, хотя металлургические очаги Урала и Казахстана производили их также в немалом количестве.
Такая картина развития металлургии, изображенная на синхронистической таблице, вступает в достаточно резкое противоречие с установившейся в советской археологической тп-тературе схемой эпох меди и бронзы п распределения по ним культур этого времени на территории Восточной Европы. Действительно, термины «энеолит» и «бронза», характеризующие прежде всего технический этап развития общества и ставящие при этом во главу угла степень развития металлургии (это по крайней мере должно было бы следовать пз самого названия), вовсе не основыралпсь, как это сейчас ясно, на металлургических признаках. Спору нет, для этого находится объективная причина — отсутствие до недавнего времени аналитического материала, который и послужил бы основным критерием п ключом для изучения древнейшей металлургии. Сейчас такой материал имеется Поэтому, очевидно, настало
22 Ф. Тавадзе, Т. Сакварелидзе. Бронзы древней Грузии. Тбилиси, 1959, стр. 44—47, табл. 6.
23 И. Р. С е л и м х а и о в. Хропологпческая схема овладения человеком металлами п сплавами на Кавказе. «Методы естественных и технических наук в археологии. Тезисы Всесоюзного совещания». М., 1963, стр. 30—31; О п ж е. К истории освоения человеком первых металлов и сплавов на Кавказе. См. статью в настоящей книге, стр. 138 -145.
21 Специальному изучению хронологический и территориальный ареалы распространения мышьяковистых бропз в этих зонах Европы до сих пор не подвергались. Основные сведения о них имеются в ана.штиче-скпх таблицах книги Г. Отто и В. Впттера, а также 3. Юпгханса, Е. Зантмапстера и М. Шредера, уже упоминавшихся здесь.
время для пересмотра существующих схем, уже не могущих, думается, удовлетворить современным требованиям.
Если оставаться на старых позициях, то неизбежны крупные недоразумения. Например, куро-аракспнские и майкопские племена, с одной стороны, н трипольские — с другой, употребляют различный по своему характеру металл, но относятся к одной и той же эпохе; то же следует сказать и про катакомбную, фатьяновскую, абашевскую и северокавказскую культуры; вместе с тем майкопские и северокавказские племена, употребляя искусственные сплавы (мышьяковистые бронзы), относятся к различным эпохам.
Список подобных недоразумений можно было бы продолжить, но мы ограничимся этим. Вывод один: если мы будем при определении эпохи, к которой относится та или иная культура, ставить во главу угла степень развития ее металлургии, то неизбежен пересмотр или по крайней мере уточнение существующей схемы эпох раннего металла на территории Советского Союза. В противном случае мы всегда будем ощущать последствия терминологической путаницы.
Появление металла, зарождение металлообработки и металлургии повлекло за собой огромные сдвиги в производительных силах древнего общества. Значение меди и бронзы проявилось не только в том, что они явились новым высокоэффективным рабочим материалом, но, пожалуй, еще более в том, что они активно способствовали разрушению замкнутости древнейшей неолитической общины. Именно с появлением меди в обиходе древнего населения мы находим ощутимые следы дальних связей. Вместе с медью и медными орудиями из передовых металлургических центров двигались торговцы, несущие новые идеи, активизировался межплеменной обмен. С начала эпохи металла начинает выделяться особая группа мастеров-металлургов, владевших тайнами своего мастерства. Локализация медных месторождений позволила племенам, их разрабатывающим, получить новый, мощный источник обогащения. Благодаря металлу, определенные горпометаллгргические центры подчиняли своему культурному в тиянию огромные территории.
Указывая на такую важную роль металла в истории человеческого общества, мы далеки от мысли утверждать, что уже одно появление металла в обиходе неолитических племен вызвало трансформацию присваивающего хозяйства в прогрессивное, производящее и что появление металла способно решительным об
разом изменить социальную структуру ооще-ства. Было бы нелепостью думать так. Имеется множество примеров, когда появление металла у неолитического населении практически не изменяло его охотнпчье-рыболовецкого хозяйства и, крнечно, не могло решительно покончить с родовой общиной и вызвать появление классов. С другой стороны, всем хорошо известно, что в различных частях Старого Света множество культур с- неолитической экономикой жило уже в условиях производящего хозяйства.
Но говорить, что металл (медь и бронза) не способствовал переходу к прогрессивным формам хозяйства, не был активным катализатором в разрушении устоев первобытнообщинного строя, также неверно. По-видимому, такой хозяйственный прогресс, совпадающий в ряде случаев с появлением у населения меди и бронзы, и почти полное отсутствие объективных данных по металлургии повлек за собой то, что определение эпохальной принадлежности каждой из культур велось не по основному — металлургическому признаку, а по некоторым косвенным — или хозяйственным, или даже формальным признакам, как, например, крашеная керамика. Это и привело к очевидной сейчас путанице и в определении эпох, и в распределении культур по эпохам.
Мы выступаем за то, чтобы металлургический признак в его самом широком значении был здесь главенствующим, иначе не имеют смысла сами термины: «энеолгге», «халколит», «медный век», «бронзовый век». В противном случае, если принимать за критерий иные признаки, мы должны будем искать термины, более соответствующие признакам, взЯ1ЫМ за основу. Положив в основу археологической классификации не ведущий рабочий материал, а форму хозяйства каждой культуры, нам необходимо будет коренным образом менять всю устоявшуюся терминологию эпох. Думается, что для этого нет достаточных оснований. Появление в хозяйстве древнего населения металла и металлических орудий может служить критерием для определения эпох. Именно этот критерий положен в основу авторами «Всемирной истории»25, а также А. В. Арциховским в учебниках по археологии 26. На этом мы и ограничим наш спор с исследователями, пспаяьзующилтп для
определения эпохи признаки отнюдь не металлургические.
Отнесение той или иной культуры к эпохе энеолита пли бронзы (я пользуюсь здесь наиболее распространенной терминологией) указывает нам прежде всего на степень развития ее металлургии и, косвенно, на состояние иных отраслей хозяйства. Итак, эпохи меди и бронзы — это прежде всего хозяйственно-технический этап развития общества.
До сих пор в советской археологической литературе нет общепринятой точки зрения на вопрос об определении границ эпохи раннего металла. Пожалуй, наиболее распространенной пли по крайней мере более определенной является точка зрения, высказанная А. Я. Брюсовым и поддержанная с развернутой аргументацией Б. Г. Тихоновым. Повторяем, что мы имеем здесь в виду те точки зрения, которые кладут в основу определения эпох металлургический признак.
По А. Я. Брюсову, эпоха бронзы в каком бы то ни было географическом районе начинается лишь с местным производством металлических орудий. Если же в инвентаре культуры мы застаем привозные металлические изделия или изделия местные, ноне получающие дальнейшего развития, то эта культура должна считаться неолитической27. Б. Г. Тихонов, поддерживая эту точку зрения, выделяет вместе с тем и энеолит. «Энеолитом называется,— пишет он,—... период, начинающийся с момента появ ленпя первых металлических орудий, возникших самостоятельно пли полученных из другого металлургического центра, и закапчивается с появлением местной обработки металла. Основной чертой энеолита является эмпирическое установление свойств металла, освоение навыков металлургического производства, т. е. техники ковки и литья, а в некоторых случаях даже добычи и плавки руд. С освоением местного производства металлических изделий начинается эпоха бронзы»28.
Мы привели эту выдержку, чтобы показать читателю, сколько противоречий содержится в подобных формулировках не только внутри каждой из них, но и между обоими авторами.
Первое противоречие заключается в том, что А. Я. Брюсов допускает для неолита не
25 ^Всемирная история», т. I, стр. 133, 134, 261, 262.
26 А. В. А р ц и х о в с к и й. Введение в архео-
логию. М., 1947, стр. 36, 46, 56, 57; О и ж е. Основы
археологии. М., 1955, стр. 60, 61, 70, 71.
2" А. Я. Брюсов. Очерки по истории племен Европейской части СССР в неолитическую эпоху. М., 1952, стр. 5—7.
28 Б. Г. Тихонов. Металлические изделия эпохи бронзы на Среднем Урале и Приуралье. МИА, № 90, 1960, стр. 86—88.
только использование металлических орудии, но даже местное производство орудий из металла, хотя, по-видимому, и в ограниченных масштабах. Но ведь множество культур, не разрабатывающих собственных рудных месторождений или лишенных пх, пользуется почти исключительно привозными изделиями; и бывает необычайно трудно установить, пмеем ли мы дело с подражанием привозной форме или с фактом прямого импорта вещп. если о подражании не свидетельствует химический состав.
В формулировке А. Я. Брюсова как будто бы нет места для энеолита. Б. Г. Тихонов же считает, что то время неолпта (по А. Я. Брюсову), которое характеризуется привозными металлическими изделиями, следует называть энеолитом. В этом уже кроется принципиальное различие в подходе к определению эпох. И еще одно противоречие: Б. Г. Тпхопов, говоря о том. что эпоха бронзы начинается с местной обработки металла, вместе с тем основной чертой энеолита считает «... освоение навыков металлургического производства, т. е. техники ковки и литья, а в некоторых местах даже добычи и плавки руд». Но ведь это и есть уже эпоха бронзы (по Б. Г. Тихонову), раз местные металлурги осваивают ковку и литье металла, добычу’ и плавку' руд.
Мы видим, что даже этп два автора, видимо согласных между собой, на деле противоречат не только друг другу, но допускают противоречия и в собственных формулировках. Как нам кажется, основной причиной этого явилось отсутствие объективного критерия для подобных определений. Это и заставило брать за основу' такие критерии, которые не могли быть определены при обычных исследованиях без применения методов естественных наук.
Отметим еще одну характерную деталь. Авторы, употребляя термины «энеолит» и «бронза», говорят лишь пли о местных, илп о привозных изделиях, абсолютно не принимая в расчет того, пользуется лп населенпе «чистой» медью илп уже имеют место пскусственные сплавы. При таком подходе эти термины также теряют свой смысл; их буквальное значение тогда уже не будет отражать действительности; в этом случае от них лучше отказаться. В этом смысле формулировки, принятые во «Всемирной истории» и предлагаемые А. В. Арцпхов-ским, гораздо более последовательны.
Уточним определение терминов. Прежде всего остановимся на том, что у нас еще с прошлого столетия существует триада: каменный век, бронзовый век, железный век. Лишь с исследованиями М. Бертло начали выделять медный
век (энеолит или халколит), медно-каменный век, да п то в качестве раннего этапа эпохи бронзы, иногда говоря о нем как о раннеброп-зовом веке. Сам же термин «бронзовый век»— понятие неточное. Следует, конечно, говорить о веке меди в честь ведущего материала для орудий этой эпохи. Появление бронзы, т. е. сплавов меди с различными металлами, следует рассматривать лишь как этан развития металлургии меди. Основа металлических орудий прп этом остается неизменной — медь.
С этой точки зрения века каменный и железный названы более удачно, по основным, ведущим материалам — камню и железу (ведь не говорим же мы «кремневый» и «стальной» века).
Напомним, что высказанная здесь мысль не нова. Еще в 1910 г. В. А. Городцов писал: «Бронзовая эпоха получила свое имя от «бронзы» — металла, представляющего смесь меди и олова или смесь меди и других легкоплавких металлов. В последнее время все чаще и чаще эпоху называют медною, очевидно руководствуясь тем, что-медь в продолжение всей эпохи играла основную культурную роль, тогда как бронза появилась только в позднюю пору эпохи. Такое суждение следует признать справедливым, и если нами эпоха названа не медною, а бронзовою, то это сделано только потому, что последний термин является еще общепринятым и в уважение той громадной роли, какую бронза сыграла в данную эпоху»29.
Позднее, в 1923 г., В. А. Городцов ввел тер мины «палеометаллическая» и «неометалличе-ская» эпохи, что соответствует предлагаемому здесь пониманию эпох меди и следующей за ней эпохи железа 30. Если следовать В. А. Го-родцову, то, несколько видоизменив его термин «палеометаллическая» эпоха, мы предлагаем назвать время появлении и употребления медных и бронзовых орудий медным веком или эпохой раннего металла. Замечательная прозорливость В. А. Городцова проявилась и здесь, предвосхитив выводы историко-металлургических исследований, проводящихся с помощью методов естественных наук.
Где граница между неолитом и медным веком? На наш взгляд, эта эпоха начинается в той или иной географической зоне, заселенной едпнокультурным населением, с появлением в его обиходе медных и бронзовых изделий. Усложнять определение зтой границы введе-
29 В. А. Городц о в. Бытовая археология. М., 1910, стр. 4, 14.
40 В. А. Городцов. Археология, т. I, Каменный период. М.—Пг., 1923, стр. 26, табл. 11, стр. 29„
нцем в него дополнительных условий как-то: местные орудия или привозные, знает ли население металлообработку или пет, дают ли типологическое продолжение в последующем времени употребляемые орудия или нет,— здесь, по-видимому, нецелесообразно. Это не важнейшие и .определяющий признаки, а лишь сопутствующие основному. Основной же при знак для нас — находка в памятниках соответствующей культуры серии медных плп бронзовых предметов, бесспорно относящихся к этой культуре. Он определяет время революционного скачка в экономике древних племен, время, когда население оцепило преиму щества металлических орудий перед каменными и начало активно пользоваться ими. Введение дополни тельных побочных условий может, кроме всего, внести ненужную путаницу в понятие, что повлечет за собой уже имеющий место произвол в отнесении различных кулиУур к эпохам. Вы-яспепие же этих данных лишь поможет пам в клубом конкретном c.ifjeae определясь- с бовь-шей полнотой степень развития металл» ргии в тон или иной культуре или районе.
Верхнюю хронологическую границу медного века должно определять появление в инвентаре археологической культуры устойчивом серии железных предметов, хотя и необязательно преобладающей при этом.
Эпоха раннего металла должна подразделяться на два этапа: 1) этап употребления собственно медных орудий (этап меди); 2) этап употребления бронзовых орудий (этап бронзы). Необходимость такого подразделения, по-видимому, пе следует даже аргументировать. Она очевидна. Это подразделение довольно близко соответствует терминам «энеолит» и «бронза», применяемых многими исследователями, а также подразделению В. \ Городцовым на-леометаллическоп эпохи на рапшою и позднюю. Этап бронзы начинается с появления в той или иной культуре устойчивой ц значительной серии изделий из искусственных сплавов па медной основе. При этом, конечно, не имеет значения, употребляются ли медни-оловянный, медно-мышьяковын, медно-су рьмянып и т. п. сплавы. Важно, что мы уже имеем здесь искусственный сплав. Умение изготовлять искусственный сплав, знание его преимуществ и является тем важнейшим признаком, который мы ставим во главу утла при определении этапов.
Как же можно отличись зту «устойчивую и значительную серию» бронзовых изделий, которая должна быть основным критерием прп подразделении эпохи меди на этапы/ Песо-мненно, что характер металла огромного боль
шинства культур, который подвергался нашему изучению, определяется прежде всего тем металлургическим центром, в орбиту^ господства которого было втянуто население той или иной археологической культуры. Эти культуры плп просто заимствуют отдельные орудия, производимые в центре, или начинают подражать им и копировать их в собственном производ стве. Каждый горнометаллургический центр употребляет для изготовления изделий или «чистую» медь, или искусственный сплав. Употребление орудий только из «чистой» меди объясняется прежде всего низким уровнем развитая металлургии в каждом районе. Если дело заключается только в отсутствие на месте ле-гпрующего сырья, то в инвентаре, производимом определенным центром, мы всегда зафиксируем искусственные сплавы, приготовленные с помощью привозного сырья. В противном случае бронзовых изделий не должно находиться вовсе. Следовательно, определить этап развития металлургии для каждого центра ныне вполне реально. Отсюда явствует, что таким же образом определяется принадлежность той или иной культуры к определенному этапу медного века. Если какой-либо металлургиче-скггй цепгр характеризуется этапом меди, то все культу ры, втянутые в зону его доминирующего влияния, будут находиться на этой же ступени. II, наоборот, сети культура или группа культур получает основное количество изделий пз центра, производящего бропзу, то мы должны считать эти культуры стоящими на этапе бронзы.
Как быть с культурами, нолучающими металлические орудия пз различных центров? До спх пор пам не встречалось случаев, где мы не моглп бы определить направление основного влияния. Например, в ямной культуре, возможно, несколько больше орудий из «чистой» меди по сравнению с импортными медно-шЦшьяковыми кавказскими изделиями. По мы должны относить се уже к этапу бронзы, так-как она несомненно подчинена влиянию металлургии Кавказа. Изделия же из «чистой» меди, относимые к ямной культуре, представляют собой точные кончи с некоторых вещей Северного Кавказа. Другой пример: тот же самый кавказский импорт мышьяковистых бронз в позднетрнпольскпе памятники не изменил традиционного характера трипольской металлургии, зависимой от балкано-карнатского центра, находящегося в это время на этапе меди.
Несколько слов следует сказать и о термине «энеолит» («халколит»). В буквальном переводе, как известно, он означает медно-камеп-
ный век. Обычно им хотят отразить факт сосуществования в инвентаре культуры мещых и каменных орудий в отличие от хозяйства культур бронзового века, где название как будто не предполагает такого симбиоза. Но и до массовых анализов металла было известно, что каменные изделия легко уживаются не только с медными, но и с бронзовыми предметами. Сейчас зто вырисовывается еще более отчетливо. Поэтому вряд ли имеет смысл употреблять эти термины.
Таким образом, на основании проведенных аналитических работ, мы можем уже сейчас выяснить отношение большинства культур медного века Восточной Европы и смежных областей к определенным этапам этой эпохи, руководствуясь предложенными выше определе-НИЯМИ.
Этап меди:
1) анаусская, 2) кюль-тепинская, 3) трипольская, 4) культура Чаплинского могильника, 5) фатьяновская, 6) волосовская, 7) камская (так называемая «турбинская» по О. Н. Бадеру), 8) абашевская.
Этап бронзы:
1) куро-араксинская, 2) майкопская, 3) ям-ная, 4) дольмепная, 5) северокавказская, 6) катакомбная, 7) полтавкинская, 8) среднеднепровская, 9) триалетская, 10) андроповская, 11) срубная, 12) культура Сейминского и Турбине.кого могильников, 13) комаровская, 14) сабатиновская (т. н. «киммерийские» формы металла по В. А. Городцову), 15) Ноа.
Это же подразделение отчетливо видно и на территориально-хронологической схеме. Значит ли это, что в один этап попадают культуры с одинаковым уровнем хозяйственного развития'’ По-видимому, нет. Например, ямная куль-дура стоит на более низком хозяйственном уровне, чем культуры сабатиновская или Ноа. Но при этом очевидно, что они относятся к совершенно различным хронологическим ступеням этапа бронзы. Из этого вытекает, что металлургические этапы могут и должны подразделяться на хронологические ступени, характеризуемые культурами с определенным уровнем хозяйственного развития, учитывая как время бьпования культуры, так и прогресс всех форм хозяйства. Однако это уже выходит за рамки настоящей статьи.
Неудовлетворительность терминологии, неопределенность основных критериев определения эпох, путаница в разнесении отдельных культур по эпохам чувствовались уже давно. Особенно ярко эти недостатки проявились при новейших исследованиях в области истории металлургии, что и побудило автора статьи
Изложить здесь своп соображения по этому вопросу.
Смысл предлагаемых поправок и уточнений заключается не в том, чтобы полностью видоизменить старую терминологию и принять принципиально новые установки в этом вопросе. Мы хотели лишь оснастить термины, которые уже исторически сложились в археологии и приняты огромным большинством советских и зарубежных археологов, более точными определениями, соответствующими исследованиям наших дней. В ряде случаев оказалось рациональным возвратиться к формулировкам ранних исследователей, где более последовательно рассматривались принципы терминологии.
Мы решили выступить более развернуто с некоторыми коррективами, которые, как нам кажется, позволят более стройно, логичнее и последовательнее подходить к конструктивным построениям для определения культурных явлений эпохи раннего металла. Вопросы эти сложны л дискуссионны. Но необходимость их разрешения уже назрела. Необычайно полезным было бы обсуждение этих вопросов в печати.
Успехи методов естественных паук в археологии очевидны. Они неизмеримо обогатили арсенал приемов, с помощью которых стало возможным решать археологические вопросы. Материалы этой статьи, как мы уже упоминали, целиком построены на результатах исследований с использованием методов естественных наук.
Однако всех да необходимо иметь в виду, что применение многих методов естественных, технических и точных наук находится еще на стадии эксперимента. Во всех лабораториях ведется поиск наиболее рациональных путей исследования. Следует также помнить, что любой метод наушного изыскания, в том числе и самый эффективный, может дать результаты лишь в определенных границах. Такая ограниченность методов заставляет нас искать новые пути и направления. Одним из перспективных путей является комбинирование методов изучения химического состава металлов и типологического анализа форм изделий, что успешно применяет грутша 3. Юнгханса. Не следует думать, что типологический метод полностью исчерпал себя. С внедрением в него математических критериев и взаимной проверкой его результатов результатами изучения металла с помощью спектрального анализа он будет давать интереснейшие результаты.
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
И ИСТОРИЯ СТЕКЛА
Ю. Л. ЩАПОВА
Стекло Киевской Руси представляет собою целый мир. сложный, противоречивый и привлекательный. В нем уживаются рядом скромные женские украшения, необыкновенно простая посуда и блестящее великолепие мозаик.
Каждый сезон работ приносит такую массу новых открытий, которая требует самого пристального внимания п осмысления.
К изделию из стекла можно подходить с разных точек зрения. С одной стороны, это продукция ремесленного производства и поэтому в нем отразились все особенности производства эпохи, с другой стороны, оно и бытовой предмет, имеющий свои художественно-эстетические свойства. Изучая стеклянные изделия, мы непременно обращаемся к вопросам их хронологии и области распространения. На основании этпх решений строятся догадки о центрах производства и путях распространения изделий, о характере культурно-экономических связей разных областей.
Стеклянные изделия, особенно бусы, археологически изучены достаточно подробно. Однако чпсто археологическое изучение не принесло решения всех проблем, хотя успехи значительны. Специалисты без ошибки отличают изделия Переднего Востока и Западной Европы, Средней Азии и Закавказья, Причерноморья и Руси, изделия античности от средневековых. За всем этим стоит работа по типологии и хронологии предметов и подробнейший стилистический анализ. Для полноты суждений исследование стеклянной продукции древности необходимо дополнить рассмотрением самой природы и характера стекольного производства. Подобные исследования ведутся в широком плане: исследуются составы стекол, начиная с периода Нового царства в Египте, кончая поздним средневековьем Западной Европы. Исследованием охвачены Сирия, Индия, Вавилония, Греция, Рим и т. д.
Проведено около 1000 анализов древних стекол. На первый взгляд кажется, что сделано очень много. В действительности этого хватит лишь для самой общей характеристики производства, существующего уже 5000 лет.
За последнее время взгляд на технологические исследования изделий древности изменился настолько, что результаты подобных массовых исследований сами становятся историческим источником, дополнением к признанным ранее (самп вещи, древние тексты, сочинения средневековых авторов)Новые веяния нахо-
1 D. В. Harden. Glass und glazed. «А History of Technology», v. II. Oxford, 1956, стр. 314—315.
дятся в тесной связи с основной задачей археологии — раскрыть историю производства древних обществ. Это делает понятный и серьезное отношение к собственно историческому источнику и стремление с помощью методов других наук извлечь из основного источника макан мум для решения основной исторической задачи
Десять лет назад на III международном конгрессе по стеклу обсуждалось значение современных технических методов в изучении древнего стекла 2. Правда, еще не всегда ясен метод, который химики могут передать археологам. Для изучения древних стекол предлагались различные аналитические приемы, среди которых химический, спектральный анализы и микроскопия были признаны наиболее эффективными для исторических построений. И хотя это совещание признало наиболее применимым анализ химический, объективно в практику исследования он глубоко по. внедряется.
Современная эпоха химпко-технологпческо-го изучения древних стекол началась с работ Б. Неймана 3. Им впервые определены составы древних стекол, красители, глушители, сделаны по-настоящему научные выводы об у ровне развития стекольной лвдуотлши в древности.
В последующие годы изучение технологии древних стекол почти не велось, а в 1937 г. оно было предпринято Г. Олсоном в связи с работой X. Арбмана над монографией «Шведы и государство Каролингов»4. Выводы о составе стекла были тесно увязаны с исторической проблематикой работы X. Vромана. Имеппо эта особенность работы Г. Олсона является наиболее знаменательной, здесь впервые результаты химико-технологического изучения не только интерпретированы в плане исторического исследования, по и эти результаты сами явились предметом исторического исследования. \втор не описал своей методики, можно лишь предполагать, что эта была обычная промышленная методика количественного спектрального анали
2 W Е. S. Т и г в е г. The Value of modern technical methods in the Study of ancient Glass. «Atti del Congresso Internationale del \etro». Venezia, 1953, стр 7(14 711.
3 В N c u in a n n. Anlike Glaser, ihre Zusani-nnnselzuiig und Parbung. «Zeitschrift fur angew.indete Chemie», 1925, Bd. 38, стр. 766—800 und 857—864: 1927, Bd. 40, стр. 963—967; 1928, Ed. 41, стр. 203—*04; 1929. Bd. 42, стр. 835-837.
4 G. Olson. ChemisCie Analysen von Gias aus der vorgcscliichllichen Zeit und dem fruhen Miltelalter. Exkurs 1. В ки.: H. Arbman. Schweden und das Karolingischc Reich. Stockholm, 1937, стр. 251—255.
за. M. Фэрнсворт и П. Ритчи 5 6 отказались от такой методики, опи предпочлп дополнить расшифровку- спектрограмм качественного анализа условным обозначением количественного содержания элементов в пробе. Буквенные обозначения, введенные авторами, имели свое чис-ловое выражение. Авторы провели сравнение результатов химического и спектрального анализов и убедились в равных возможностях использования обоих в историческом исследовании.
К. Зелигман и Г. Бик использовали результаты. порученные М. Фэрнсворт и II. Ритчи, для решения вопросов связи Запада и Востока по материалам стеклянных изделий. Авторы-археологи высоко оценили значение химических (спектральных) анализов в применении к археологическому- материалу. Бесспорным достоинством они считали быстроту’ спектрального анализа и требование небольших навесок. Впервые авторы отказались от так называемых точных определений составов. Это был смелый опыт, он вполне себя оправдал н обнаружит хорошие перспективы в его использовании.
Большим энтузиастом нового приема исследования состава древних стекол оказался J. Сален **. Он понял и достоинства нового метода п с\ть скептического отношения анали-тнков-практпков к применению в исторических исследованиях метода качественного спектрального анализа. Он писал, что сугубо теоретический подход к использованию этого метода делает его почти неприемлемым, так как в данном случае верны определения только качественные, по «эксперимент позволит определить в целом относительные пропорции различных элементов и показать те, которые играют решающую роль». Э. Сален, сочетая исследования химико-технологические с детальным анализом форм предметов, пх аналогий и т. д.. приходит к замечате 1ьным выводам, которые не уста ре 1 и до сих пор. Изменение составов стекол, п<> Э. Салену, совпадает в ряде случаев с крупными общественно-экономическими изменениями: падение Римской империи, переселение народов, образование феодальных государств в Западной Европе.
5 М. F а г n s w о г I h and Р. R i I с h i. Spect-rogsaphic Studies on Ancient Gias, Chinese Glass from pre-llan to Tangtimes. «Technical Sludies in the Field of the line Arts», v. V, 1937; C G. Seligman and H. С. В e c k. Far Eastern Glass: Some Western Origins. «Bulletin of the Museum of Far Eastern Antiquities». Stockholm, 1938
6 Ё. S a 1 i n Rhin el 1’Orienl. Paris, 1939, стр. 195—197, 289—290.
Уже более 20 лет над изучением древних стекол работает Ф. Мэтсон. Его интересы лежат в области позднеримских стекол, византийских и средневосточных. Его перу принадлежат работы теоретического плана, ведущая тема которых — значение применения естественнонаучных методов при исследовании древних стекол. Одно из первых его исследований коринфских стекол было не совсем удачным7: и в выборе методов (исследование показателей дре томления и качественные определения некоторых элементов), и в сделанных выводах (самый значительный пз них — установление температуры размягчения коринфских стекол — 750—780°), и в слабой связи с работой Г. Давидсон, опубликованной в этом же издании 8. Этот последний недостаток автор считает присущим не только своей работе, но и многим другим, посвященным химическому анализу стекол.
В другой работе Ф. Мэтсон сделал ряд тонких наблюдении об особенностях составов арабских стекол и пришел к правильному выводу, что различия пропорций составов стекол могут быть результатом производства стекол в разных мастерских 9. Развивая эту мысль далее, он заключает: эти сведения дадут цепную информацию о торговых сношениях разных областей и развитии областных производственных традиций. Хотя давно считается установленной характерность для восточных средневековых стекол состава щелочь — известь — песок, Ф. Мэтсон выделяет восемь вариантов этого состава 10 11. Это деление позволяет ему ставить вопросы и об использовании различных видов сырья, и об областных различиях в составах стекол. Разрабатывая вопрос об аналитической технике, Ф. Мэтсон особое внимание обращает на химический анализ. Это объясняется тем, что несмотря на успешные опыты использования других методов, до сих пор химический анализ является основным применяемым приемом. По мысли же автора, химический анализ нужно применять в тех случаях, когда стекло анализировано со всех точек зрения с помощью других методов: изме
7 F. R. М a t s о п. Technological study of the glass from Corinth. AJA, v. 44, N 3, 1940, стр. 325— 327.
8 Gladys R. Davidson. A mediaeval glass-factory at Corinth. AJA, v. XL1V, N 3, 1940.
9 F. R. Matson. Chemical analises. В ни.: G. Mile s. Early arabic glass weigths and stamp. New York, 1948.
10 F. R. M a l s on. The composition and workingproperties of ancient glasses. «Juothal of chemical education», v. 28, N 2, 1951, стр. 82—86.
8 Заказ № 1350
рение преломления, твердости, спектральною анализа, и статистически обработано. Технический прием исследования может и должен изменяться в зависимости от характера проблемы, общей исторической, историко-технической или частной — историко-технологической. Хи-мнко-технологическое исследование поможет правильно определить общую линию развития древнего стеклоделия; может помочь определению источников и видов сырья, применявшегося в древности. Этот взгляд Ф. Мэтсон полностью разделяется В. Тернером.
Наряду с химическим анализом все чаще в практику исследования входит анализ спек-трохимическпй и спектральный.
П. Хан-Вайнхаймер разработала методику полуко.тпчественного определения фосфора, меди, свинца, сурьмы и олова ll. Безусловные достоинства метода — требование малых навесок п быстрота исполнения — делают его применение чрезвычайно желательным. Историческая интерпретация результатов анализа сделана ею совместно с Т. Э. Хаверник 12.
В историографии стеклоделия нет недостатков в общих концепциях, в генеральных схемах развития стеклоделия, множество работ посвящено проблеме возиикновепия стеклоделия, отдельным важным и более частным вопросам 13. Однако следует признать, что планомерных подробных исследований не так много. К числу работ этого плана следует отнести работы Е. Ольчака, М. А. Безбородова, Н. Н. Угрелпдзе, 3. А. Львовой, Б. А. Шел-ковнпкова и других.
Ведущую роль в публикации материалов и исследований по истории стекла занимают технические журналы («Journal of the Society of Glass Technology», «Glastechnische Berichte»,
11 P. Hahn -Weinheimer. Uber speklro-chemische I ntersuchung in an romischen Fenstergasern. «Glasiechnik». Berlin, 1954, H. 12, стр. 459—466.
12 T. E. II a e v e r n i c k. Ri mische Fenster-scheiben. «Glastechn. Ber.», 1954, H. 12, стр. 464—466; T. E. Haevernick und P. H a h n - Weinheimer. Untersuchungen romischer Fensterglaser. «Berichte des Saalburgmuseums», XIV, 1955.
13 G. Eise n. Glass. New York, 1927; W. E. S Turner. The origin and development of Glass-making. «Journal of the Society of glass Technology», v. XXXI1, N 147, 1948; Серия статей этого же автора, объединенных общим названием «Studie: of Ancient Glass and Glass-making Processes», part I—VI «Journal of the Society of glass Technology», v. XXXVIII, N 183, 184, 1954; v. XL, N 192, 193, 194, 1956; v. XLIII, N 213, 1959; Серия статей В. Гайльмана и его соавто-ров, объединенных общим' названием «Beitrage zur Kenntis alter Glaser», part I-1V. «Glastechnischo Berichte», 1953, H. 9; 1954, H. 12; 1955, H. 4; 1956, H. 4; 1960, H. 6.
«Glaswelt», «Szklo i ceramika»), археологические издания («Советская археология», «Материалы и исследования по археологии СССР») и специальный Corning Glass center, созданный в США, который издает «Journal of Glass Studies» с 1959 г.
К настоящему времени опубликовано около 100U анализов состава древних стекол, из которых около половины — в СССР. Около 200 анализов — это анализы стекол, относящихся в основном ко времени Киевской Русп.
Таким образом, несмотря на кажущееся обилие материала, использование результатов химического анализа для исторических построений почти невозможно. Можно сравнивать лишь статические характеристики стеклоделия разных районов в какие-то отрезки времени. Для воссоздания истории стеклоделия отдельных районов не хватает данных. Например. для характеристики производства стекла на Руси совершенно недостаточно анализов 200 предметов. Иэ той массы изделий, которая находится в распоряжении науки, сейчас известно более 100 000 разных изделий из стекла. Следовательно, необходимы поиски иных путей
Это тем более необходимо, что мы сейчас стоим перед задачей воссоздания истории развития стеклоделия на Руси. Эта основная задача включает в себя ряд проблем, среди которых важное место занимает проблема происхож-дения русского стеклоделия, характеристика развития химии и технологии производства, пути развития и распространения ремесла, продукция которого буквально наводнила русские города браслетами, обеспечила все население Руси и ее соседей бусами, обставила быт знати стеклянной посудой. Прежде чем установить, какие закономерности определили развитие русского стеклоделия, необходимо рассмотреть его само как явление с его связями, традициями и нововведениями. Изучение стек тянпых изделий разных областей древней Руси — первая задача па пути к цели. И говоря о методах изучения, мы имеем в виду не критику химического анализа и не развернутую аргументацию в пользу спектрального анализа, а изложение принципов исследования истории стеклоделия древней Руси. Критерием действительности применяемых принципов могут служить результаты работы, а выбор приемов исследования определяется ее задачами.
Оба аналитических приема, анализы химический и спектральнып, имеют и своих приверженцев, и своих противников. Скептически к качественному спектральному анализу от
носятся многие специалисты — практики-технологи. о которых писал в свое время Э. Сален, предпочитают химические исследования древних стекол М. А. Безбородов 14 и Е. Ольчак 15.
Однако все чаще массовые определения составов стекол производятся с помощью анализа спектрального 16. Преимущества этого аналитического приема состоят в том, что требуются минимальные навески, — очень важное качество, он очень экономичен (быстрота выполнения, небольшие материальные затраты); по мере надобности можно проверять результаты анализа, не повторяя самою аналитического процесса. Это — преимущества, которых лишены анализы химические. Его же недостаток — наличие ряда зрительно сравнимых определений при отсутствии конкретных количественных — с успехом восполняется работой Д. В. Наумова 17. Поскольку объем материала, подлежащего изучению, очень велик (число находок приближается к сотне тысяч), с самого начала нужно хорошо себе представить объем необходимых опытов для характеристики явления с необходимой точностью и надежностью. Использование некоторых методов математической статистики указывает единственно верный путь и помогает разумно установить численные пределы исследования. Оказывает ся, что для характеристики русского стеклоделия в целом достаточно изучить состав стекла и технологию производства около 400 изделий. К настоящему времени опубликовано около 200 химических анализов. Этого очевидно недостаточно даже для исчерпывающей общей характеристики русского стеклоделия. О развитии стеклоделия древней Руси и ее отдельных областей не может быть и речи.
Исследование готовых изделий отодвигает на второй и даже третий план вопросы чисто технологические; определение температуры печей и их устройства, условий варки стекла и т. д. Поскольку изделие изготоьлепо, все эти вопросы в историческом аспекте темы теряют
14 М. А. Безбородов. Стеклоделие в древней Руси. Минск, 1956, стр. 113—115.
15 J. Olczak i Е. Jasiewiczowa. Szklar-stwo wczesnosredniowiecznego Wolina. Szczecin, 1963, стр. 55.
16 Ю. Л. Щапова. Применение качественного спектрального анализа для изучения истории стеклоделия древчей Русп. СА, 1960, ,№ 1; О в а ж е. Стеклянные изделия древнего Новгорода. МИА, № 117, 1963; М. Д. П о л у б о я р и н о в а. Стеклянные браслеты древнего Новгорода. Там же; Опа же Стеклянная пос уда древнего Турова. СА, 1963, № 4.
17 Д. В. Н а у м о в. Опыт количественного спектрального анализа древнего стекла. СА, 1962, № 4.
свое практическое значение, оставаясь важными для истории технологии производства, а это уже иной комплекс вопросов. Для решения исторических вопросов наряду с исчерпывающими археологическими и типо-хронологическими сведениями, необходимы данные о способе изготовления изделия: лптья, дутья, накручивания, прессования в форме и т. д. В большинстве случаев визуальное рассмотрение изделии или под микроскопом с небольшим увеличением вполне удовлетворяет нашим требованиям. Например, техника прессования бус из трубочек известна только в 1 тыс. н. з. па Переднем Востоке18, путем накручивания изготавливались бусы в античное время и в средние века 19 20 на Руси и в Западной Европе 2П, литая посуда известна в античную эпоху, дутая, начиная с первых веков н. э.21 22, литые браслеты — достижения кельтской индустрии23, русские, византийские и кавказские браслеты изготовлены путем вытягивания или накручивания 23. Таким образом, изучение технологии изготовления массовых изделий помогает нам различать изделия ладных эпох. Оказывается, что в большинстве случаев технологическая схема производства определяет форму изделий. Например, применение трубочек сделало производство бус массовым п экономичным, прессование щипцами бус обусловило появление много-частных пронизок, лимонок и лимоновидных бус, применение дутья позволило перейти к массовому производству стеклянной посуды и оконного стекла. С другой стороны, форма изделий может возникать и как подражание широко распространенным образцам, но исполнены они в иной технике Примеров этого чрезвычайно много: позолоченные бусы Русп, Византии и Переднего Востока, браслеты, бусы п посуда Руси и Византии 24 и т. д. Во всех случаях производство разных районов имеет свои отличительные черты, выражающиеся и
18 G. Eisen. The characteristics of eye-beads from earliest times to the present. «American journal of Archaeology», Second series, v. XX, 1916.
10 Ё. Sail n. Указ, соч., стр. 167—168.
20 10. .Л. Щапова. О происхождении некоторых типов древнерусских бус. СА, 1962, № 2.
21 D. В. Hartle n. Glass and Glazed, стр. 322— 324.
22 J. D ё с h е 1 е t L е. Manuel d’archeologie. Age du for. Paris, 1914.
23 M. Д. Il о л у б о я p n н о в а. Стеклянные браслеты древнего Новгорода, стр. 164—199; К). Л. Щ а-
п о в а. Стеклянные изделия Тмутаракани. «Керамика и стекло Тмутаракани». Ы., 1963. стр. 102—133.
е4 ТО. Л. Щапова. Древнеруикпе стеклян-
ные изделия как источник для истории руееко-визан-
тнйских отношений XI—XII вв. ВВ, XIX. М., 1961.
изменении технологических схем при сохранении формы. Существенные различия открываются нри рассмотрении химических составов стекол. Несмотря на то, что почти весь мир в античную эпоху и в средние века пользовался одним рецептом, составы стекол разных мест, например Египта и Сирин и отдельных районов Сирин, различаются разным соотношением основных стеклообразующих или наличием дополнительных элементов, играющих ту же роль: калия к натрию, магния, Sr, бария к кальцию. Во всех случаях это может быть следствием нескольких причин, среди которых могут быть названы использование разного сырья, изготовление в разных мастерских, в разное время и т. д. В отношении Сирии, где зарегистрировано восемь вариантов 25. п Пан-тикапея. где обнаружено четыре варианта одного состава 26, причины изменений пока что еще не определены наверное. На Руси зарегистрировано 11 разных составов и их вариантов. Все эти различия иногда получают отражение на внешних признаках предмета, а иногда скрыты совершенно.
Таким образом, состав стекла наиболее подвержен изменениям и наименее определим по внешним признакам. Причем важно определение не только соотношения основных стеклооб-разующпх, но и многих сопутствующих Sr, Ba. Ti, Al, Р и т. д., так как в некоторых случаях стабильная характеристика на один из второстепенных элементов оказывается признаком, по которому можно выде 1ять изделия одного района производства из целой группы однородных предметов 27. В спектральной лаборатории кафедры археологии Московского университета исследование состава стекла ведется на 26 элементов. Соотношенье элементов учитывается с помощью цифровой шкалы по семибалльной епстеме, причем наиболее дробные деления приходится на область малых содержаний. Используя результаты, полученные таким образом, можно делить составы стекол на классы, соответствующие современной классификации стекол. Такпм простейшим путем решается главный вопрос определения составов. Заметим, что себестоимость каждого анализа очень невелика (около рубля); в течение недели
2S F. R. М a t s о и. The composition and working-properties of ancient glasses. «Journal of chemical education», v. 28, I> 2, 1971, стр. 83—85.
28 IO. Л. Щапова. Результаты спектрального анализа стеклянных изделий пз Пантикапея. МИА, № 103, 1963, стр. 237-240.
27 В. В. Седов. Сельские поселения Смоленской земли МИА, № 92, 1961, стр. 78—80.
можно получить 40 —50 определений, следовательно, без больших материальных затрат и в короткий срок можно получить по.гиую Характеристику всего комплекса стеклянных находок памятника плп группы памятников. Для каждого отрезка времени можно составить связанные серии, сравнивая которые можно выяснять характер развития стеклоделия в разных направлениях. Напрпмер. установлено, что стеклянные браслеты Киева н южно-русских земель отличаются от браслетов остальной части русской территории, в которую входят Смоленск, Полэцк, Новгород, Белоозе-ро и г. д. В южнорусских землях преобладают изделия, изготовленные из калиево-свичново-кремнеземного стекла. В Новгороде, Смоленске -или Полоцке, где есть собственное производство стекла, браслеты от половины до двух третей изготовлены пз свинцово-кремнеземного птекла. В таких городах как Друцк, Белоозе-ро, Москва периода до монгольского нашествия, где собственное производство стекла пока пе установлено, потребность в браслетах на три четверти удовлетворялась за счет ввоза пз Киева и очень малой части пз других городов; в -такие города как Новогрудск, Минск почти все браслеты привезены из Киева, а маленький город Воищина под Смоленском, где тоже изготавливались браслеты, ввозил только 5% всего объема браслетов, обломки которых дошли до пас. Все сказанное — это только примеры, которые все вместе составят представление о культурных, экономических связях на частном, но очень конкретном и живом материале.
Обращаясь к изучению продукции средневековых мастерских, мы сталкиваемся с непредвиденными трудностями. Казалось бы, что мастера должны работать, строго соблюдая традиции. Но этого нет на самом деле. Постоянно прослеживаются изменения составов относительно установленных стандартов. Отчасти эти изменения зависят от изменения сырья, отчасти — от изменений соотношения основных стеклообразующпх, отчасти от изменения самого рецепта за счет введения дополнительных стеклообразующпх. Напрпмер, золотая кантарель Киевской Софии изготовлена по одному рецепту в пяти вариантах, в отжигательной печи любечской мастерской отжигались браслеты из стекла двенадцати вариантов основного состава. Следует помнить, что каждый из этих составов может быть встречен в любом месте — в Киеве, Гнездове, Маджарах. Тмутаракани. В силу этого значение единичных, пусть даже очень точных определении умаляется и возрастает значение статистических группировок, больших серпй анализов.
Только в серии может быть вскрыто дййстви-телиное значение каждого открытия, только в этой связи можно себе представить подлинное значение количественных определений (химических и спектральных).
Небезынтересен вопрос о сырьевой базе древнерусского стеклоделия. К сожалению, сейчас не представляется возможным получить ответ на этот вопрос. В ряде с тучаев можно предполагать, изменение какого составляющего повлекло за собой появление нового варианта или стабильного признака. Подчас невозможно дать однозначный ответ на вопрос, является ли титан примесью к песку, свинцу илп марганцу. Появление в составе стекла большого количества магния, стронция или бария можно связывать с изменением известкового сырья, алюминия —с песком, а фосфора— с золой. Однако в каждом случае это только предположения более или менее вероятные.
Трудно надеяться на положительное разрешение этой проблемы в будущем, так как сама природа стекла сложного многокомпонентного состава лишает нас надежной перспективы. Несмотря на весь интерес проблемы, решение ее дело далекого будущего.
Таким образом, совершенно очевидно путь решения проблем, связанных с историей стеклоделия как ремесла в самые разные эпохи, предполагает комплексное изучение предмета. В равной мере источниками по истории стеклоделия должны стать сами вещи, письменные документы и все те современные аналитические приемы, применение которых оправдано и возможно. Не имеет смысла доказывать значение первых двух видов источников. Именно на этих основаниях покоятся все современные генеральные построения истории стекла, в которых при ближайшем рассмотрении много натяжек и пропусков. Дело не в этом. Главная трудность, которая стоит сейчас перед «стекло-ведамп»,— это овладение новыми для археолога аналитическими приемами, которые позволили бы открыть новые черты и свойства самого предмета исследования. Уже первые опыты применения естественнонаучных методов исследования показали значение знания химического состава стекла. Но до тех пор, пока практика эксперимента находилась в руках химиков и технологов, до тех пор, пока изучение древнего стекла было искусственно разобщено, история стекла составляла более или менее подробный перечень фактов, цепь априорных или малодоказательных решений и построений.
Результаты химических анализов стекла привлекались главным образом в виде ярких
иллюстраций, историческим источником они становились очень редко.
К этому нужно прибавить, что историки и технологи по-разному подходят к оценке результатов. Историку необходимы массовые определения, пурть не очень точные, но достаточно надежные, определения, которые можно сопоставлять, например, с результатами типологического изучения. Отсюда следует, что для решенпя исторических вопросов необходимы сопоставимые и достаточно большие серии. Именно большие серии особенно трудно получить, применяя метод мокрого химического анализа, именно этот недостаток особенно остро ощутим. Поэтому всякий раз, когда ведущая роль в комплексном изучении истории стекла принадлежит историку пли археологу, обращаются к иным методам, чаще всего к спектральному анализу — качественному, количественному иди полуколичественному.
Начиная с 1937 г., спектральный анализ применяется как метод исследования древних стекол. Во всех случаях интерпретация результатов спектрального анализа находится в тесной связи с историко-археологическими исследованиями автора, взаимно дополняя и уточняя результаты, полученные др5гими путями. В прекрасных очерках по истории торговли 1 тыс. н. э. Бека и Зелигмана, Салена, Арбмана и Давидсон использованы результаты качественного спектрального анализа древних стекол. Сделанные выводы очень прочны п неопровержимы до сих пор.
Спектральный анализ — анализ высокой чувствительности и требующий малых навесок — позволяет обратиться и к исследованию полив, которое прежде было очень затруднено. Сейчас проанализированы поливы сосудов и • изразцов, на основании чего открылась большая терминологическая путаница. Среднеазиатская глазурь, широко известная в литературе под именем свинцовой, оказалась обычным известково-щелочным стеклом, а евпнцовая глазурь использовалась для поливы посуды и Иоразцов другого сорта: зеленой пли бесцветной поливы на красной глине. В связи с исследованием состава глазурей с применением спектрального анализа сделаны интереснейшие открытия Э. В. Сайко, Т. И. Макаровой 2S.
В литературе метод спектрального анализа стекла не раз подвергался резким критическим
28 Э. В. Сайко. Глазурь керамики Средней Азии VIII—XII вв. Душанбе, 1963; Т. И. Макар о-в а. Поливная керамика Таманского гоуодпща. «Керамика и стекло древней Тмутаракани». М., 1963, стр. 73—102.
разборам. Большим недостатком считается принцип условных обозначений содержания элементов в пробе. Опыт многих исследователей, в том числе и самих критиков, убеждает, однако, в том, что важны не количественные определения, а соотношения элементов в пробе. Важно определить содержание выше илп ниже какого-то предела и исследовать соотношение элементов в этпх пределах. Поскольку стекло в древности сумели сварить, следовательно, мастер имел в своем распоряжении правильно составленную шихту и необходимые условия тепловой обработки. В этой связи точность определений уступает место установлению соотношений, безусловно сохраняя за собой известное значение.
Нужно знать, из каких материалов стекло получено, имея в виду основные стеклообра-зующпе, обесцвечиватели, красители, глушители и дополнительные примеси и микропри-месп. Спектрограмма сразу дает ответ на все эти вопросы, причем правильность определений можно многократно проверять, ставить анализ на новые элементы, не повторяя самого анализа. В спектрограмме объективно зафиксировано содержание всех элементов в пробе. Нужно только повторить самую расшифровку.
Диагностика составов стекол, необходимая для их классификации, упрощается до предела. Правомерность применения метода, аналогичного нашему, для диагностики минералов была хорошо доказана в литературе2®. Ведущее требование — диагностика минералов и древних стекол — оказывается сходным в обоих случаях. До тех пор пока пе проведены диагностические определения большинства древних стекол, не вскрыта связь установленных групп составов стекол, пока этп результаты не будут увязаны с историческими судьбами разных территорий в разные эпохп, до тех пор обращение к более сложным методам исследования составов стекла, чем спектральный, можно считать прея.девременным. Мы не предлагаем отказываться от них совсем, мы предлагаем лишь тесную связь в работе. К сожалению, выбор объектов для химического анализа нередко очень случаен, что обедняет получен ный результат. Если химический анализ будет дополнять уже установленные характеристики для стеклоделия отдельных районов сведениями технологического свойства, то, сочетая пх с историческими исследованиями, можно будет получить наиболее полную картину
26 Г. Г. Воробьев. Диагностика минералов с помощью спектрального анализа. «Физический сборник», вып. 4(9). Львов, 1958, стр. 378—381.
развития стеклоделия, удовлетворяющую в равной степени и историка и историка-технолога, и уже в этой связи можно б\дст уточнять физические и химические характеристики древних стекол. Вполне вероятно, что некоторые открытия древних стеклоделов, продукция которых прошла испытание временем, могут помочь современной производственной практике.
Таким образом, изучение исторпп стеклоделия предполагает разностороннее исследование древних стекол, сочетающее приемы и методы разных наук: формально-типологический анализ, картографирование, установление технологических схем, стилистический анализ форм и декора, диагностика состава стекол, статистическая обработка результатов в сочетании с более или менее подробной датировкой
В результате подобного изучения древних стекол возможно решение самых исторически интересных вопросов: вопросов даты и места происхождения предмета. Столь подробное изучение стеклянных изделий сделает их надежным источником для решения проблем чисто исторических, историко-экопомическпх п историко-культурных. В качестве примера можно привести в самых общих чертах историю стеклоделия древней Руси.
Стеклоделие как ремесло появляется в самом начале XI в. Его возникновение и быстрый подъем в дальнейшем связаны отчасти с деятельностью византийских стеклоделов, а главным образом с тем, что оно родилось в то время, когда все явления, характеризующие феодализм, развивались по восходящей. Втянутое в круг древнерусского ремесла стеклоделие развивалось так же, как и другие ремесла. Будучи в первое время ремеслом очень кустарного свойства, оно постепенно прпобретает новые черты, вступая в последней четверти XII в. в новый этап развития. С этого времени сильно ощутимо стремление и известные до лишения на пути удешевления производства на п\тп повышения объема производства за счет усовершенствования технической базы. Црактп-чески это выразилось в применении дутья в форму, шаблонов прп формовке деталей, в переходе к выпуску бус сериями. Посту нательное развитие стеклоделия сопровождалось появле нием производства стеклянных браслетов в разных точках древней Pjcn и широким вывозом готовых изделий, главным образом бус. в земли ее соседей: Прибалтики, Польши, Русского Севера. Новое ремесло активно развивалось в центре, в Киеве, откуда оно распространилось но Руси. Пока неясно, что определяло в каждом отдельном случае выбор нового места производства. К настоящему времени пзу чено
стекло из 30 пунктов древней Руси, Польши, Прибалтики. В семи городах: Киеве, Любече, Полоцке. Влцщпне, Смоленске, Новгороде, Тмутаракани — существовали собственные производства браслетов, характерные черты и особенности развития которых можно обсуждать и сравнивать. Надо полагать, что общее развитие ремесла вызвало к жизни широкую цепь стеклоделательных мастерских.
Наряду с производством браслетов, рассеянным по Русской земле, существовал мощный центр развития стеклоделия в Киеве. Из Киева по Руси расходились пути, по которым бусы, перстни, браслеты, посуда, оконное стекло достша ш больших и малых городов, деревень и погостов. Уже сейчас известно, что золоченые цилиндрические и бочонкообразные бусы древнерусских курганов представляют собою остроумную подделку, в которой золото заменено серебром. Или другой пример: от сутс~ву ющпн кобальт русские мастера заменяли, сочетая два известных на Руси красителя: окись меди и окись марганца. Комплексное изучение продукции русских стеклоделов позволяет раскрыть но только их секреты и правила их производства, но и помогает раскрывать конкретные черты других сторон жизни Древнерусского государства.
К сожалению, монгольские завоеватели почти целиком уничтожили русское стеклоделие не только в Киеве и ряде других мест. Немногие мастерские Киевщины, (пасшиеся от губительного разорения, спустя столетие дали жизнь гу гному стеклоделию Украины, но это новая сложная и специальная тема. Уцелевшие браслетпые мастерские некоторое время еще существовали как самостоятельные организации, постепенно переходя на производство глазурей для равлжчных керамических изделий: посуды, игрушек, изразцов.
Такова в общих чертах история русского стеклоделия. Постепенно она наполняется конкретным содержанием. Многое еще скрыто от нас, и нужно выбрать правильный путь для решения проблем во всей их сложности. Путей много, использование массовых определений составов древнпх стекол предлагаемым вариантом метода спектрального анализа — один из них.
МЕТАЛЛОГРАФИЯ
В АРХЕОЛОГИИ
Н. В. РЫНДИНА
Метал юграфия — наука о внутреннем строении и особенностях металлов и сплавов, от которых зависят их механические свойства. Основными методами современной металлогра-' фин являются макро- и микроструктурный, рентгеноструктурным и термический анализы. Из них наибольшее применение в археологии находит макро- и микроструктурное изучение, дающее представление о качество металла изделия, о способах его обработки, о его механических свойствах.
Непосредственной задачей металлографических последований в археологии является выяснение древних способов производства,, выплавки и переработки металла, которые/ представляют интерес как для истории техники (в частности, металлургии, кузнечного, литей-| ного, ювелирного дела), так и для установления общего уровня хозяйственного развитии эпохи.
Общеизвестно, какую громадную роль сыграло в истории человечества применение металла и особенно железа и стали От развития металлообработки зависел технический строй всего производства, поскольку основные орудия труда земледельца, строителя, ремесленника былп сделаны из металла.
Прп сравпенпп уровня одной археоло! иче-ской культуры с уровнем другой, естественно, если в каждой пз них есть металл, нужно уделить ему особое внимание. При этом недостаточно знать его химический состав, так как
даже прп использовании однородного металла могут быть большие различим в степени мастерства, проявленного прп его обработке. Иногда такой сравнительный анализ помогает выяснить происхождение металлических изделий и проливает свет на отношения между изучав- , , мымп племенами, народами, государствами. Общность происхождения вещей определяется прежде всегр_едпнстоом их технологии, поскольку форма вещи могла быть легко займет-, вована.
Приложение металлографии к массовой серии изделий определенной культуры или памятника позволяет установить трудоемкость использованных технологических операций и i выяснить па этом основании характер оргапи- , занип и структуры ремесла.
В ряде случаев металлографический анализ приходит на помощь археологу и при выяснении даты памятника. Дата может основываться ___
не только па определении схемы или приема, имевших применение в ограниченный промежуток времени, но и па основе выяснения всей технологической картины ремесла и уточнения какан пз операций имела преобладаю-
щее значение. Ясно, что данные металлографии -приобретают датирующие смысл при условии достаточной изученности металлообработки на нескольких археологически хорошо датированных памятниках.
Перечисленные вкратце преимущества использования металлографического анализа в археологии не исчерпывают всех его возможностей. В применении к каждой исторической эпохе и даже к каждой культуре он приобретает особые, вполне конкретные задачи.
Металлография вошла в археологию с конца прошлого века, но вплоть до 20-х годов микроскопический метод изучения древнего металла не получил должного признания и его использование носило слушанный характер.
Удельный вес металлографических исследований в археологии заметно возрос после первой мировой войны. В этот период под руководством известных металлургов и металловедов ведутся работы по разработке методики исследований в конкретном применении их к древнему металлу \
Одпако систематическое изучение археологических материалов с помощью металлографии начинается с 40-х годов, после войны, в связи с общим подъемом развития естественных и общественных наук. Появились новые более экономные способы отделения от изделии необходимых для микроскопического анализа образцов. Эти способы, основанные на поверхностном шлифовании, высверливании образцов с помощью полых сверл или их вырезании из рабочих частей изделий, не приносят заметного ущерба изделиям. Археологи более охот-
1 Н. II a n е m a n n. Metallographische Untersuchung einiger altkrltischen und anliker Eisensachen. «Internationale Zeitschrift fiir Metallographies. Berlin, IV, 191-3, стр. 248—256; Он же. Metallographische Untersuchung... Eisenfunde. «Osierreicl . Zeitschr. f. Burg- und Hiittenwesen». 1914, N 62, стр. 183; О н ж е. Metallographische Untersuchung einiger altkeltischen Eisenfunde von der Steinsburg. «Prahi ,torische Zeitschrift». Berlin, N 13/14, 1921—1922, стр. 94—98; О и же. Untersuchung eines eisernen Spitzbarrens aus der vor-romischer Zeit «Prahistorische Zeitschrift». Berlin, 21, 1930, стр. 271; Он же. Untersuchung von RosGtaht aus der vorromischen Zeit. «Stahl und Eisen», T. 51, 1931, стр. 67; H. C. Carpenter. I. Al. R о her t son. The Metallography of Some Ancient Egyptian Implements. «Journal ol ihe Iron and Steel Institute». London. GXXI, 1930, стр. 417—454: О. Bauer, О. Vogel. Metallographische Untersuchung vorgeschichtli-cher Bronzefund'tucke. «Mitteilungen aus dem Konig-lichen Materialpriifungsamt». Berlin, 1916, стр. 291— 296; H. Garland. Egyptian Metal Antiqwtes. «The Journal of the Institute of Metals». London, 1913, v. X, стр. 329—343; C. Fremont. Lntersuch 'risen an eisernen Schmiedstucken... «Bi itriige zur Geschichte der Technik und der Industrie», B. 18, 1928, стр. 161.
но отдают для анализа свои находки и преодолевают то недоверие к металлографии, которое было связано с боязнью их разрушения.
Комплексное металлографическое изучение массовых серий древних металлических изделий позволяет создавать монографические иссле-
дования с широкими историко-техпологиче-скими и социально-экономическими обобщениями. Первой подобной работой, вышедшей в свет в 1953 г., была книга Б. А. Колчина «Черная металлургия и металлообработка в древней Pjcii». В основу исследования, кроме обычной археологической методики, легли металлографические и другие анализы 286 древнерусских металлических изделий. —J
В настоящее время активная работа в этом направлении ведется и в Западной Европе. Применение металлографии в археологии наб-
людается в нескольких научно-исследовательских центрах Англии: в лаборатории археологии и истории искусств Оксфордского университета, в музее Питт-Риверс в Оксфорде и в Комитете по древпей металлургии и горному делу Королевского антропологического института в Лондоне. Особенно интересных результатов в археологической металлографии удалось добиться X. X. Коглэпу, X. Мэриону и Е. Воуку 2.
Из французских исследований интересны работы доктора Э. Салена и А. Франс-Ланора, выполненные в музее Лоррен в Напей 3.
2 Н. Н. С о g h 1 a n. Notes on the Prehistoric Metallurgy of Copper and Bronze in the Old World. «Occasional Papers on Technology», N 4. Oxford, 1951; Он же. Notes on the Prehistoric and Early Iron in the Old World. «Occasional Papers on Technology», N 8. Oxford, 1956; Он же. Etryscan and Spanish Swords of Iron. «Sibrium», ill, 1956—1957, стр. 16/ 174: H. M a г у о n. Pattern-welding and Damascening of Sword-blades, Parts 1 and 2. «Studies in Conservation», 5, 1960, стр. 25—37, 52—60; E. Voce. Большая серия металлографических исследований («Royal Anthropological Institute. Reports of the Ancient Mining and Metallurgy Committee». См. статьи в «Man»: bi 17, 1948; N 178, 1949; К 236, 1950; N 6, 65, 234, 1951; bi 124, 1952; N 21, 1954).
3 E. S a 1 i n. La civilisation merovingienne d’ap-res les sepultures, les textes et la laboratoire III. Paris, 1957; О н ж e. Les origines de (a damasquinure mero-vingieune. Hommage a Waldemar Deonna. «Coll. Latonius», Bd. 28. Brussel, 1957, стр. 435—441; О и ж e. Les techniques metallurgiques a pies les grandes invasions. «Le fer a leavers les ages». Nancy, 1956, стр. 46— 56; E. S a 1 i n, A. Fr an c e - Lan or d. Le fer a 1’epoque merovingienne. Paris, 1943; A. France-L a n о r d. La fabrication des epees damassees aux epoques Merovingienne et Carolingienne. «Le Pays gaumais» X, 1949, стр. 19—45; Он же. Evolution de la technique du fer en Europe occidental de la prehistoire au Haut-Moyen-Age. «Le fer a travers les. ages». Nancy, 1956, стр. 27—43.
Б Италии проф.М. Бертолонэ создал Научно-исследовательский центр в Варезе и совместно с инженером С. Сторти разработал план обширных исследований древнего металла. Изучение металла проводится также в Центре по историп древней металлургии, в итальянской ассоциации ио металлургии в Милане. Из опубликованных в Италии работ заслуживают внимания работы М. Габриэль, С. Сторти, Э. Мариньянп, С. Пансери, М. Леони, Г. Га-рино А
В Австрии археологической металлографией занимаются Ф. Мортон, Ф. Хаутманн, Фр. Хампл и Р. И. Майерхофер 1 * * * 5.
В Германии и скандинавских странах металлографические исследования в настоящий момент затрагивают только единичные находки, хотя в 40-х и 50-х годах X. Отто, В. Вит-тер, Б. Нейман и А. Ольдебепг немало сделали для изучения ранней металлургии на ос
1 М. Gauri е 1. fi'tude metallographique sur un crampon en ter trawe dans la cave bclgo-ramaine de
I'Arbre a la Croix. «Bulletin des Chersheursde laWallo-nie», 16, 1957, стр. 148; C. S t о r t i, E. Mariani. Una spada gallica del III periodo di La Tene. «La metal-lurgia Italiana, atti notizie», N'5. Maggio, 1953, стр. 141—144; C. Panseri. Ricerche metallografiche sopra una spada da gnerra del XII secola. «Associazione
Italiana di Metallurgia», Quaderno I. Milano, 1953; C. Panseri, M. Leoni. Sulla tecmca di fab-bricazidne degli speech! Etrusdhi. «La Metallurgia italiana», 1957, N 4, стр. 233—241; Они же. Esame di
rpecchi bronzei, ritrowali in sepolereti romani dell'alte Lombardia, del I e II secolo d. C. «Sibrium», Varese, v. Ill, 1956—1957; С. P a n s e r i, M. Leoni. Sulla tecnika della fabbricazione degli specchi di bronzo et-ruschi. «Studi etruschi», 25. 1957, стр. 305—319; С. P a n-
s e r i, M Leoni, C. G a г i n o. Ricerche metallo-
grafiche sopra alcune lame etriische di Acciaio. «Associa-
zi me Italiana di Mi lallurgia», Quaderno II. Milano, 1957. (Dccumenti e Contributi per la Storia della Metallurgia); M. Leo n i. Archeologia e metallografia. «Sibrium», II, 1955, стр. 25—42; A. Reggiori, G. G a r i n о Esame tccnolugieo di un gruppo di
spade galliehe della Lombardia Nord-Occidenlale. «Si-brium», Varese, v. II, 1955, стр. 43—55.
5 F. Morton. Metallog-aphische Lntersuchun-gen an Bronzen aus Hallslatt. «Mitteilungen der prahis-torischen Kommision der Academic der Wissenscl.aften», В. V, N 4. Wien, 1949, стр. 126 —127; Он же. Ana-lysen von Eisenschlacken und Eisepwerkzeugen aus der rcmischen Niederlassund in der Lahn und vom Grab-ielde in HallslaP. «Jahrbuch des Obcrosterreichischen Musealveren es»,Ti 99. Linz, 1954, стр. 177—180; F. Tor-ton, H. Hautt. man. Chemische Analysen und metal-lographische Untersuchungen von Eisenerzen und Eisen-gegenstanden von der Dammwiese und der romischen Niederlagsung in der Lahn. «Jahrbuch des Oherdsterrei-chischen Musealvereines», N 102, 1957. Linz, стр. 133— 135; R. J. M а у г h о f e r, Fr. Hampl. Friihge-srhichtliche Bauernrennfeuer im sudostlichen biieder-osterreich. «Archaeologia Auslriaca», B. 2. Wien, 1958.
нове широкого использования металлографии 6 * * *.
Особого внимания заслуживают работы, проводимые в Советском Союзе, Чехословакии и Польше. Металлографические методы изучения древнего металла стали применяться здесь лишь после войны, но не будет преувеличенном сказать, что по активности и массовости их использования и по полученным историко-тех-пическпм выводам они уже сейчас превзошли все европейскпе страны. Поэтому, обращаясь к конкретным возможностям и достижениям металлографии, мы чаще всего будем иллюстрировать пх примерами из работ Р. Плей-пера, Е. Пясковского и Б. А. Колчина.
Одной из самых важных страниц в историп I металла является период появления и распространения железа. Открытие железа и освое="‘ ние его производства сыродутным способом создало предпосылки для преобразования всей материальной культуры. Однако сам факт распространения железа еще не говорит о тех великих социально-экономических изменениях, которые сопутствуют второму крупному разделению труда. Эти изменения связаны с моментом, когда кузнецы практически овладевают процессом науглероживания железа и другими способами широкого производства стали — металла такой невиданной твердости, который произвел действительную революцию во всем хозяйстве и социальном устройстве общества.
Основная задача металлографии в приложении к эпохе раннего железа и состоит в том, чтобы установить этот важный с исторической точки зрения момент открытия и целенаправленного использования стали. Древний кузнец, конечно, не имел никакого представления о том, что мы называем сейчас «роль углерода в производстве железа», он пришел к освоению сталп на основе длительных эмпирических поисков. Проследить пути этих поисков, узнать, как железная индустрия становилась на ноги, и призвана металлография. Некоторые успехи в этом направлении уже сделаны.\Так, метал-" лографическое изучение галыптатской кузнеч-
8 Н. О t L о, W W i t t с г. Handbuch der iille-sten vorgeschichtlich ii Metallurgie in Mitleleuropa. Leipzig, 1952; B. Neumann. Ilie iiltesten Verfahren der Erzeugung technischen Eisens dutch direkle Reduk-tion xon Erzen mil Holzkohle in Rennfeucrn und Stiick-ofen... Berlin, 1954; B. N e uma nn, H. Klemm. Metallographische L ntercuchung von eisernen Uubeln und Klammern aus dem uber 2000 J. Altcn Artemis Tempel von Magnesia am Maander. «Archiv fiir MeUillku, de», X 3, 1949, стр. 333—335; А. О 1 d e к e r g. Mctalltek-nik under forhistorisk Lid. I, II, 1942—1943.
ной техники выяснило, что кузнецы этого времени владеют всеми возможными операциями пластической обработки железа. Процессы науглероживания железа, преднамеренной сварки железа и стали, термической обработки стали. хотя и былп известны, но применялись сравнительно редко и не имели решающего значения в производстве. Получение стали и ее обработка находились еще в экспериментальной стадии ".
Большинство железных орудий гальштат-скоп эпохи, в силу недостаточной их твердости, имели то же значение, что и их бронзовые предшественники. Как известно, механически обработанная медь и бронза значительно тверже железа 8.
Обобщение результатов известных к настоящему времени европейских микроскопических анализов позволяет заключить, что сталь вошла во всеобщее употребление только в ла-тенскую эпоху. Большую роль в усовершенствовании п распространении в Средней Е вропе техники производства различных сортов стали сыграли кельты. Опи преодолели все трудности, связанные с цементацией железа, термообработкой полученной стали, с изготовлением сложных сварных лезвий вплоть до сварочного Дамаска. Они заложили основы металлургии л металлообработки, которые без существенных изменений прошли сквозь всю римскую эпоху и оказали свое влияние на формирование кузнечного пропзводства раннего средневековья
Использование металлографии позволяет в ряде случаев установить различие приемов и технических вариантов металлургии и металлообработки для разных культур пли территорий. Это в свою очередь помогает выяснить происхождение изделий, обладающих установленными технологическими признаками^ Например, металлографическое изучение" польской кузнечной техники галыптат-ского, латенского и римского времени выделило из общей серии группу’ поковок, ферритные зерна которых содержали игольчатые включения азотпых соединений железа. Картографированы этих изделий и статистическая оценка отдельных закономерностей их металла безусловно устанавливают, что центром их пропз-
7 R. Pleiner. Stare evropske kovafstvi. Praha. 1962, стр. 59—60, 63, 233, 235, 241.
8 h Pleiner. Указ, сеч., стр. 49; Н. Н. С о g h-1 a n. A Note upon Iron. «Sibrium», III, 1956—1957.
® R. Pleiner. Указ, соч., стр. 64, 66, 98— 100, 128, 129, 235—236, 238.
водства яв 1ялись Свеьтокшильские горы1П. Детальная обработка результатов микроскопических анализов показала, что свентокшиж-скпе кузнецы уже в галыптатский период работали па экспорт, снабжая своей продукцией поморские и частично лужицкие районы г1.
Племена лужицкой культуры используют, кроме того, изделия силезского происхождения. Основанием для выделения силезской группы железа послужила оценка содержания в их металле фосфора в сочетании с микроструктурным анализом шлаковых включений 10 11 12 13.
Еще более широкие возможности открывает приложение металлографии к изучению средневекового материала. При скудости письменных данных о средневековом ремесле многие историко-экономические проблемыудает-ся рассматривать на базе результатов массовых технологических анализов.
Важнейшим вопросом истории средневековой экономики является вопрос о характере товарных очношений между городскими и сельскими ремесленниками, о производственной дифференциации мЦкду городскими и деревен сними кузнецами. Разностопопнее изучение кузнечной технпьп древней Руси с привлечением данных металлографии показало, что весь древнерусский железный инвентарь по своим техническим признакам и условиям делится на качествеппый п обычный (некачественным) . Изготовление качественных изделий требовало использования сложных технических приемов вроде сварки стали и железа,
10 J. Р i a s к о w s к i, Т. R 6 z у с к a. Badania lechiiologii wyrobow zelaznych на ziemiach Polski w okresie lialsztackim i wczesnolatenskim. «Kwartal-uik Elistorii KulJury 'latenalnej», VII, N 3, 1959, стр. 388—397; J. Piaskowski. Tcchnologia zelaza
w Gorach Swiytokrzyskich v I—IV ivieku naszej ery. «Hutmk», 6. 1960. Katowice, стр. 218—223; J P i a s-kowski. Metaloznawcze badania wjeobow zelaznych • z okresu poznolatenskiego 1 rzynekiego znalezionych na Dolnym Slasku. «Silesia Anliqua», t. IV; J. Piaskowski. Badania metaloznawcze wyrobow zelaznych z cmentarzysk cialopalnych Wiolkopolski z okre: u halsztackiego. «Fontes Archaeologici Posuanienses», t. X. Poznan, 1959, стр. 202—228.
11 J. P i a s к о w ski. Metaloznawcze badania wyrobow zelaznych z okresu Halsztackiego i la'kenskiego Znalezionych na Pomorzu i Mazowszu. «Wiadomosci Archeologiczneo, I960, N 3—4, стр. 273—280
12 J.’Piaskowski. Tcchnologia i poebodzenie wvrobow zelaznych z cmentarzysk kullliry luzyckicj w" Chodakach, pow. Poddpbice oraz w Grojcu Wiflkim, i Lagiewnikach, ром. Sieradz w swietle badan rud i fragmentow, zuzia. «Prace i materialy archeologicznego i etnografieznego w Lodzi». Lodz, 19(51, N 6.
13 Б. А. К о л ч и п. Черная металлурги», и металлообработка в древней Руси. МИА, № 32, 1953, стр. 186—187.
термической обработки, паяния и т. д. Технология обычных железных поковок ограничивалась элементарными приемами кузнечной ковки и сварки. Среди находимого в деревенских курганах инвентаря в равной мере представлены и цекачественные, и качественные изделия. Причем последние обнаруживают одинаково сложную с городской продукцией технологию 14. Изучение технологических схем качественных изделии с учетом их сложности и трудоемкости с полной очевидностью говорит о том, что их не мог изготовить деревенский кузнец-универсал. Эти изделия были созданы руками специализированных город ских кузнецов, сбывавших свою продукцию на деревенский рынок 15. В основу этого вывода положены данные металлографического последования конкретных изделии русского ремесла.
Большую помощь оказывает металлогра-/фия при выяснении вопросов, касающихся /^лепиализацип городского ремесла. Уровень специализации определяется степенью сложности изготовления различных видов изделий и степей ью единообразия технических схем в пределах каждого вида. Изучение с этой точки зрения русской кузнечной продукции позволило выделить 16 профессии ремесленников в пределах кузнечного ремесла. Причем установлено, что разграничение этих специальностей зависело от производства определенной группы качественных изделии. Разделения труда по операциям еще не было ^6. Аналогичная картина вырисовывается нгГоснове технологического анализа польского п чешского металлообрабатывающего ремесла 17.
Кроме этой обычной системы дробления ремесла на узкие профессии по видам массовых изделий, удалось установить с помощью металлографии существование в Европе нескольких знаменитых производственных центров, продукция которых выделяется особо сложными приемами изготовления. Так, в Польше была специализированная мастерская, ковавшая оружие в технике сварочного Дамаска. Другая польская мастерская выпускала ножи с волнообразным сварочным швом. Для Франции и Бельгии такого рода специализация
прослеживается на примере металлографического изучения топоров18 *.
Массовый технологический анализ в сочетания со всеми возможными историческими и археологическими данными помогает раскрыть закономерности развития средневекового ремесла, а также характер и причины отклонений от этих закономерностей. Особенно четко улавливается по данным металлографических исследований тот перелом в истории ремесла, который находит себе объяснение в переходе ремесленников и, в частности, кузнецов п ювелиров, от работы па заказ к работе на рынок. Этот перелом удается установить по поразительному единообразию производственной техники, по упрощению и удешевлению технологических схем наиболее массовых изделий 1э.
В древней Руси он связан с серединой — второй половиной XII в. В это время, к примеру, трудоемкая и дорогостоящая технология многослойной сварки клиша ножа, широко используемая русскими кузнецами в X и XI вв., сменяется технологией наварки стального лезвия на железную основу клинка 20 *. Схема торцовой, боковой наварки позволила максимально использовать сталь, которая была более дорогим материалом по сравнений с железом, а процесс ее получения был бблее трудоемким. Распространение этой упрощенной техники повысило производительность труда и удешевило изделия, открыв им пути к рыночному' сбыту.
Изложенный принцип выяснения способов сбыта продукции на основе даииых ее техноло гического анализа в настоящее время успешно используется в изучении польского и чешского кузнечного ремесла.
Средневековое производство разных районов, обнаруживая сходные закономерности, присущие для всей техники феодального периода, пмеет и свои отличительные черты, выражающиеся в изменении технологических схем изделий даже при сохранении их формы. Располагая сведениями об этих особенностях кузнечной техники разных территорий, мы получаем широкие и иногда совершенно не-ожи. ганные возможности для решения спорных
14 Б. А. К о л ч и и. Указ.’соч., стр. 191.
15 Б. А. Коля и и. Указ, соч., стр. 191—194.
10 Б. А. К о л ч и п. Указ, соч., стр. 195—197.
17 R. Р 1 е i п е г. Указ, соч.; J. Р i a s к о rv-
s к i. Technika Gdanskiego hutnictwa i kowalstwa zelaz-nego X — XIV w. na podstawie ba dan metaloznawczych. Gdansk wczesnosredniowicczny, II. Gdansk, 1960. «Ргасе Komisji archeologicznej», N 2.
18 R. P 1 e i в e г. Указ, соч., стр. 240—241.
18 Б. А. К о л ч и п. Указ, соч.; Б. А. К о л-ч и и. Железообрабатывающее ремесло Новгорода Великого. МИА, Л-65, 1959; II. В. Рындиьа. Технология производства новгородских ювелиров X— XV вв. МПА, № 117, 1963.
20 Б. А. К о л ч и в. Жетезообрабатывающее ре-
месло..., стр. 53—54.
археологических вопросов, вплоть для уточнения спорных дат. При этом некоторые пред положения, оспованные на типологическом рассмотрении находок, получают конкретное подтверждение, другие, лишенные доказательств, отклоняются. К примеру, польские археологи, изучавшие материалы из средневековых погребений у Лютомерекэ, высказали мнение, что среди них имеются захоронения воинов русской дружины. Микроскопический анализ частей оружия из этих погребений обнаружил, что их технология не имеет ничего общего с юй технологией, которая характерна для русского оружия 21. На этом основании первоначальная гипотеза была отклонена. С другой стороны, благодаря металлографии удалось уточнить нижнюю дату памятника. Анализ обнаружил абсолютное преобладание на лю-томерских изделиях схемы многослойной сварки, которая получает в Польше распространение только с середины XI в.22
Исторические проблемы, связанные с изучением железа, отличаются от проблем, возникающих в связи с изучением технологии цветных металлов. Однако многое из того, что было сказано о принципиальных ьозможностях^'ме-таллографни, остается в спле и здесь.
Ранние этапы в исторпи металла^ (энеолпт, бронзовый век) выдвигают на первый план вопрос об установлении общих закономерностей в развитии ранней металлообработки и в связи с этим трактовку появления новых приемов как результата их естественного развития на месте или заимствования извне. X. X. Ког-лэн в своей работе по ранней металлургии Старого Света сделал попытку выяснить последовательность в использовании и обработке металлов от первого открытия Меди до перехода к бронзам и другим сплавам 23. Предложенная им схема сводится к следующему Первая стадия, «А», характеризуется применением самородной меди, к которой относятся как к разновидности камня. Вначале единственным известным методом ее обработки была холодная деформация, позднее — горячая деформация во всех ее разновидностях. Стадия «В» отмечена открытием плавления. того же
21 J. Piaskowski. Cmentarzysko z XI wieku w Luloiniersku pod Lodzia. Lodz, 1959; J. Piaskowski. Co daja badania metaloznawcze zrode] archeo-logicznych? «Dawna Lultura», N 4, 1956, стр. 250— 260.
22 J. Piaskowski. Указ. соч.
- H. II. С о g h 1 a n. Notes on the Prehistoric Metallurgy of Copper and Bronze in the Old World. «Occasional Papers of Technology», N 4. Oxford, 1951, стр. 28--33.
самородного металла и появлением первых изделпй.отлитых в открытых формах. Стадия «С» связана с открытием выплавки меди из руд и началом действительной металлургии. Впервые появляется литье в сложные разъемные и даже составные формы. Стадия «О» знаменуется переходом к бронзам и в связи с згим изменениями в литейной технике.
Установленные X. X. Коглэном стадии ранней металлообработки основываются на подробном изучении металлических находок из памятников энеолита и бронзы с четкой стратиграфией типа Tepe Gawra в Месопотамии, Tall Chagar Bazar в Северной Сирии, Тере Giyan в Иране и т. д. Однако металлографические и спектральные анализы этого материала до сих пор настолько редки, что, оперируя преимущественно археологическими доказательствами, X. X. Коглэн находился в очень затру днктельном положении. Недостаток аналитических материалов, например, не позволяет ему провести четкое разделение изделий из самородной и выплавленной меди.
Подробно анализируя имеющиеся в его распоряжении материалы и давая убедительную аргументацию в пользу» своей схемы, X. X. Коглэн подчеркивает, что только с помощью металлографического и спектроскопического методов можно выяснить с полной достоверностью происхождение металла н характер его обработки 24. Поэтому без их помощи нельзя дать полной характеристики ранних культур с использованием меди.
^Всесторонний технологический анализ медных изделий с привлечением металлографии 'без особых затруднений обнаруживает способы их изготовления. Гораздо сложнее установить характер исходного металла, отличить самородную медь от меди, выплавленной пз чистых модных минералов. Эта проблема имеет большое значение, поскольку7 важно знать, в каких размерах использовалась самородная медь в древности и как долго это использование длилось. До сих пор нет единого мнения в вопросе о способах распознания изделий из самородной меди. А. Ольдебер! 25 и В. Виттер 26 считают, что медь, полученная плавкоп даже очень чистых медных руд, таких как малахит, азурит, всегда будет содержать остатки инородных включений и не будет столь чиста, как медь самородная. Анализы, приведенные по
24 Н. Н. Coghlan. Указ, соч., сУр. 38—39
22 Частная беседа А. Ольдебсрга с X. Коглэном;. И Н. Coghlan. Указ. соч.,. стр. 37.
26 W. Witter. Die Altestc Erzgewinnung im nordisch-germanischen Lebenskreis. Leipzig, 1938.
инициативе X. X. Коглэна, действительно обнаружили очень высокую чистоту образцов самородной меди из различных областей Англии, Германии, Венгрии, Австралии 27 и как будто подтвердили упомянутые мнения. С другой стороны, имеются геологические данные, по которым дриродная медь может содержать значительный процент примесей иных металлов (обычно серебра, железа, мышьяка) 28, в то время как медь, выплавленная из окисных руд, обладает высокой чистотой 2 30®. Видимо, единственным, достаточно надежным признаком, выделяющим самородную медь, является полное отсутствие в ней окисных включений Зи.
Микроскопический анализ легко устанавливает наличие или отсутствие на шлифе закиси меди и дает возможность выяснить характер) исходной меди, если она обрабатывалась только вхолодную. Гораздо сложнее обстоит дело с изделиями, исполненными в технике горячей ковки или литья. И в том, и в другом случае под действием нагревания самородная медь будет насыщаться кислородом. Опыты Бергсё показали, что при отжшах закисью насыщаются лишь поверхностные слои металла 31, так что и при горячей обработке изделия микроструктурный анализ способен уловить самородный металл. При переплавке и литье выясни ь, имеем ли мы дело с самородным металлом, удается не всегда. Металлографическое исследование обнаружит литую структуру с обильными включениями закиси, даже если исходным материалом послужила природная медь. Вопрос о ее происхождении в атом случае может решить присутствие серы, поскольку в меди самородной серы нет. Но, к сожалению, ее отсутствие не может служить критерием для однозначного решения вопроса.
Изложенные некоторые соображения достаточны для того, чтобы представить широчайшие возможности металлографии в изучении истории раннего металла.
В лаборатории кафедры археологии Московского университета в настоящее время ведутся
27 Н. Н. С о й h 1 а п. Указ. соч. стр. 38.
28 В. И. В е р и а д с к и й. Избранные сочинения, т. II. М., 1955, стр. 251—252.
2,1 В. И. Вернадский. Указ, соч., стр. 251; С. N. Bromehead. Ancient Mining and Metallurgy Group Preliminary Report. «Man», 1948, v. 3, стр. 5—7; F. C. Thompson. The Early Metallurgy of Copper and Bronze. «Mans, 1958 v. 58, стр. 1.
30 F. C. Thompson. Там же; H. H. С о g h-1 а п. Указ, соч., стр. 38.
31 В е г g s и е. The Gilding Process and the Metallurgy of Copper and Lead amoung the Pre-Columbian •Indians. Copenhagen, 1938, стр. 17—18.
работы на основе металлографического анализа по изучению металлургии и металлообработки трипольских племен, история которых но ю-следним датировкам Т. С. Пассек 32 33 охватывает период второй четверти IV—III тыс. до н. о. Исследование трипольского металла представляет огромный интерес не только в связи с его ранней датой, но и в связи с четко разработанной периодизацией и относительной хронологией памятников, из которых он происходит83.
Из имевшихся в нашем распоряжении металлических изделий к раннему этапу развития культуры относятся рыболовный крючок с поселения Солончены I, клиновидное долото с поселения Кельменцы и серия орудий и украшений недавно открытого в Молдавии Карбун-ского клада. В состав клада входят 444 медных предмета; среди них медные бусы, различные пронизки, спиральные и пластинчатые браслеты, нластины-подвески, антропоморфные фигурки, два массивных топора, заготовки в виде полос необработанного металла.
Визуальному технологическому исследованию с помощью бинокулярного микроскопа МБС-2 были подвергнуты все .металлические предметы клада. На основании зтого из общей серии было выделено 36 наиболее интересных с технологической точки зрения изделий для металлографического изучения, включающего микро- и макроструктурный анализ, измерение твердости, подсчет количества видимых на шлифе включений.
Комплексное исследование технологии пе-речпелег ных раннетрипольских изделии с полной очевидностью обнаруживает, что мастера в совершенстве владели всеми видами пластической обработки меди, но совершенно не знали ее плавления и литья. Все 38 изученных металлографически образцов дали структуру, типичную для деформации (рис. 1,7, 2). Само но себе отсутствие литой структуры еще не может служить достаточным основанием для сделанного заключения, поскольку следы литья могли быть стерты последующей ковкой. Поэтому характер структуры в данном случае дает лишь повод для дальнейшего рассмотрения вопроса, а не для его окончательного решения. Наше мнение основывается на следующих донолни-_ тельных сообрахкеннях.
32 I. Р a s s е k. Relations ent re i'Europe occiden-tale et I'Europe orientale a 1'epoquo neobthique.«VI Congres International des sciences Prehistoriques et, Protuhistoriques». Moscou, 1962, стр. 15—16.
33 T. С. Пассек. Периодизация трипольских поселений. МИА, № 10, 1949; Т. С. Пассек. Раннеземледельческие (трипольские) пчемеча Поднест ровья. МИА, № 84, 1961.
При рассмотрении изделий Карбунского клада мы обнаружили яа пх поверхности многочисленные волосовидные трещины длиной от нескольких миллиметров до 1,5—2 ель Особую четкость они приобретали после макротравления (рис. 1, 3. 4).
При деформации трещины могут возникнуть по разным причинам. Большую роль играют природные пластические свойства обрабатываемого металла, состав и характер его микропримесей, конкретные условия его деформации (reMnepaTj рные режимы, степени обжатия) 34.
Попытаемся установить возможное влияние каждого из перечисленных факторов на растрескивание раннстринольского металла. Металл изученных нами изделии — чистая медь 85. Пз хрупких включений, влияющих на пластические свойства меди, в ней присутствуют свинец, висмут, кислород и сера. Однако в большинстве изделий, металл которых поражен трещинами, эти примеси содержатся в ничтожно малом количестве, поэтому’ видеть в них причину нарушения сплошности металла при деформации у нас нет никаких оснований 3®.‘
Как известно, чистая медь обладает высокими пластическими свойствами. Чтобы не ухудшить эти свойства, необходимо соблюдать определенные условия при нагреве меди перед горячей деформацией. Нагрев следует производить только в окислительной атмосфере; при нагреве в восстановительной атмосфере медь становится красноломкой, проявляет себя так называемая «водородная болезнь» меди. Это объясняется тем, что при высоких температурах водород, метан, углекислый газ, которые входят в состав восстановительной атмосферы, восстанавливают закись меди, содержащуюся в меди. При этом образуются водяные пары
и углекислота. Они выходят на поверхность металла и образуют трещины, которые расширяются при горячей деформации. Эти трещины имеют вид сетки 37 *. Кроме того, при микроскопическом исследовании характерным является исчезновение включений закиси меди на тех участках шлифа, где присутствует сеть трещин 88. Микроструктурное изучение ранне трипольского металла не установило пи того, ни другого явления, типичного для водородной болезнп меди (рис. 1, о, 1).
Наблюдаемые на трипольских изделиях трещины нельзя отнести и за счет пережога металла прп нагреве. При пережоге рванины имеют очень резкие очертания, а в местах разрыва обычно хорошо видны отдельные четко очерченные зерна 39.
’ Видимо, обилие трещин в раннетриполь-скоп .меди объясняется не склонностью к ним исходного материала и не температурными режимами его обработки, а характером самой деформации. Степень деформации была настолько высокой, что был достигнут предел пластичности металла.
___ Степень пластической деформации обычно характеризуется величиной обжатия 40. Относительное обжатие чистой меди (до появления первой трещины' колеблется в пределах-60—90%—в зависимости от температуры, при которой протекает деформация 41. Это значит, что растрескивание наступает в том случае, если толщина медной заготовки после деформации составят от 0,4 до 0,1 (соответственно колебаньям относительного обжатия) от толщины заготовки до деформации Очевидно, что столь сильное обжатие могло иметь место только прп полной формовке рапнетрнполь-ских изделий ковкой.
Другое обстоятельство, подкрепляющее наше мнение об отсутствии навыков плавлепия
34 IO. М. Ч и ж яков. Прокатываемость стали и сплавов. М., 1961, стр. 11. 58, 77; П. С. Исто м и п. Прессование металлов. И., 1944, стр 50.
35 Приближенным количественный спектральный анализ изделий Карбунского клада upon веден в лаборатории Института археологии АН СССР Е. Н. Черных. Пользуюсь случаем выразить esij благодарность за разрешение пользоваться результатами анализов. Химический анализ карбунского металла на серу выполнен в аналитической лаборатории Гиирсдветметоб-работкь
33 Содержание свшща колеблется в пределах 0,001—0Д)67%, висмута 0,0005—0,003%, кислорода 0,06—0,09% (содержание кислорода установлено с помощью метода секущих на мпкрогплнфе), серы 0,0036— 0,13%. В современной меди, предназначенной для обработки давлением, свинец допускается в Количествах до 0,05%; висмут — до 0,005%; кислород — до 0,1%; сера — до 0,1%.
37 В. В. Жолобов, II. II. 3 с д и и. Металлографический атлас по меди и медным силанам, обрабатываемым давлением. М —Л., 1949, рис. 164, 166 — 168.
33 В. В. Ж о л о б о в, Н. П. 3 е д и и. Указ, соч.. стр. 31.
39 IQ. М. Ч н ж и к о в. Указ, соч., стр. 1.3. 15, рпс. 5, 6; стр. 16, рис. 7.
40 еЬжатпр — пластическое сжатие металлов при их обработке давлением. Разность между высотой (толщиной) тела до деформации (%) и после деформа in(/u) называется абсо нотным обжатием (Лд ,= % — /ц). От-ношение этой разности к первоначальной высоте %—I '"o' называется относительным обжатием.
41 Ю. М Чижиков. Указ, соч., стр. 58— 59; П. С. Истоми и. Прессование металлов. М,—Л., 1935, стр. 77.
Рис. 1. Микроструктуры изделий Карбунского клада (ув. 120)
1, I — структуры деформации, типичные для раннетрипольского металла, 3,4 — трещины напряжения, 5, 6 — разошедшиеся по линии первоначального разъема сварные соединения
и литья у рапнетрипольских мастеров, сводится к следующему. Даже поверхностное изучение карбунского металла установило на каждом третьем изделии разошедшиеся от коррозии участки бывших сварных соединений. Из 38 раннетрипольских предметов, псследс-вапных металлографически, безусловные следы кузнечной сварки обнаружили 11 (рис. 1, 5, 6'). Кроме бус, в изготовлении которых сварка играет роль конструктивно оправданной операции, использование ее в остальных случаях не может быть объяснено особенностями технологических схем. С другой стороны, сварка однородных металлов но дает никаких технических преимуществ. Совершенно очевидно, что широкое применение сварки ранпетри-польскими мастерами связано с пакетированием исходного сырья; иными словами они прибегают к ее помощи для соединения разрозненных частей металлического лома или недостаточных пи величине кусков еще но бывшей в употреб^епип меди. Если учесть, что кузнечная сварка меди — сложный и кропотливый процесс, требующий правильного подбора температурных режимов и тщательного удаления загрязнении со свариваемых поверхностей, то объяснить столь широкое ее использование можно только незнанием техники переплавки металла.
Подробное рассмотрение раннетрипольскпх медных изделий с точки зрения их технологии позволяет заключить, что они созданы руками очень опытных кузнецов, технические навыки которых сложились на протяжении длительного знакомства с металлом. Трипольские мастера с успехом освоили все операции пластической обработки металла. Они научились расковывать медь в тонкие пластины и придавать им нужную форму последующей обрубкой и обрезкой краев, опи научились разрубать массивные куски меди и изгибать их на болванках нужного профиля, они достигли совершенства в технике сварки, вытяжки, пробивки и прошивки отверстий.
Некоторые изделия можно не колеблясь считать примерами удивительно высокого мастерства. В связи с этим нельзя не вспомнить проушной топор Карбунского клада. На основе внешнего осмотра мы почти пе сомневались в том, что изящный и сложный по форме корпус топора — литой. Однако технологическое изучение выяснило, что он отформован одной свободной кузнечной ковкой пз массивного куска меди. Характер структуры на образце, взятом из отверстия для рукояти, убеждает в том, что отверстие получено пробивкой сплошной кованой заготовки топора. Успешно
осуществить эту операцию мог только очень ипытный кузнец.
Следует заметить, что карбупский топор не является единственным примером использования подобной технологии. Подобные нашим наблюдения о вторичной пробивке отверстии были сделаны X. Мюллером и Е. Воуком при металлографическом изучении австро-венгерских и словацких топоров 4й, связаниых как будто с бодрогкерес турской культурой 41 * 43. В отлпчпе от карбунского топора их заготовки оказа шсь литыми.
Особый интерес представляет металлографическое изучение раннетрипольскпх изделий с точки зрения выяснения характера использованной меди. Исходя из описанных гыше методических принципов, решающую роль в разрешении зтого вопроса играет содержание в пей закиси меди и серы. Мийросшуктурный анализ обнаружил наличие закиси во всех раннетрипольскпх изделиях. Никакой слоистости в их распределении пет, что особенно важно для обработанного вгорячую металла из-за возможного окисления его поверхностных слоев при многократных отжигах. Присутствие серы установлено с помощью химического анализа и подкреплено наблюдением голе бовато-серых включений сульфида меди на шлифах. Па основании этого очевидно, что изученные предметы изготовлены из металлургической меди, полущенной плавкой чистых окисных минералов. Не вызывает сомнения ее привозной характер, поскольку сами ранне-трипольские племена не были знакомы с техникой плат ления. Причем создается впечатление. что трипольцы получают медь не от непосредственных соседей, у которых онп могли бы заимствовать технику плавления и литья, а пз какпх-то достаточно удаленных районов путем третьестепенного обмена.
Итак, с помощью металлографии установлено использование ранпотрппол некими мастерами металлургической меди. Это, с одной стороны. С другой,— приемы ее обработки не
41 Результаты этих интереснейших анализов опуб-ликованыХ. Коглэпом и Р. Ппттионп(см.: Н. II. С ogh-I а и. Metallurgical Analyses of Archaeological Materials, 1. «The Application ol quantitative Methods in Archaeology». New York, I960, стр. 11—13; II. Pit-t i о n i. Urzeitlicher Bergbau auf Kupfererz und Spuren-analyse. «Archaeulogia Austriaca». Beihelt 1. Wien,
1957, стр. 25—27).
43 Включение топоров с пробивными отверстиями в рамки определенных культур до сих пор пе могло быть бесспорно произведено, так как большинство из них не связано с онределеьпыми археологическими комплексами; место паходки многих вовсе пеизвестьо.
выходят за рамки применения различных кузнечных операции, скорее всего сложившихся в период знакомства с самородным металлом, который пе требовал переплавки и к которому относились как к разновидности мягкого камня. Сейчас трудно решить, связан ли этот период с раннетрипольским временем иди с историей племен, участвовавших в оформлении трипольской культуры. Ключ к решению этого вопроса дадут новые металлографические исследования.
В среднетрипольское время (этапы ВЛ, B/II по периодизации Т. С. Пассек) ковка продолжает оставаться основным способом придания изделию требуемой формы. Это подтверждается результатами металлографического изучения медных изделий пл поселения Поливанов-Яр и поселения у с. Зале-ши ки.
По имеющимся у нас данным, технология литья, долго остававшаяся неизвестной, была освоена на последней, переходной к т/I стадии среднего этапа трипольской культуры. Пз всего изученного металлографически трипольского металла самым ранним литым изделием оказалось колечко из поселения у села Не-звиска. Анализ на микроструктуру обнаружил, что оно отлито пз сплава на серебряной основе с 20—25% меди. Никаких следов дополнительной обработки нет.
В пэзднетрипольское время (этапы т/I и у/П по периодизации Т. С. Пассек) литье становится основным приемом металлообработки. Микроструктура двух шильев, аналогичных по форме ранним кованым шильям, и двух ножей из могильника у села Тудорово обнару -жила, что все они вначале отливались. После отливки рабочая часть изделия — лезвпе у ножа или острие у шила — дополнительно проковывалась. Таким образом, ковка в позднем Триполье приобретает совершенно иной технологический смысл. Она становится способом, с помощью которого металлу сообщают улучшенные механические качества. Позднетрипольские мастера, освоившие упрочняюшпй характер деформации, подвергают проковке только рабочую часть предварительно отлитого орудия.
Следует заметить, что открытие упрочняющей роли наклепа для эпохи меди и бронзы имело не меньшее значение, чем открытие науглероживания для эпохи железа. Как известно, чистая медь с твердостью 35—10 ед. по Бринелю может быть упрочнена ковкой до 110 ед., в то время как 10%-ая оловянная бропза может увеличить за счет ковки твердость с 88 до 228 ед. по Бринелю. Особую зна
чимость приобретают эти цифры, если учесть, что твердость прокованного железа пе превышает 70—80 ед.
Итак, металлографическое изучение трипольских материалов помогло выяснить технику обработки металла на разных этапах развития культуры и пути ее постепенного совершенствования.
Дальнейшие исследования в этой области послужат раскрытию некоторых недостаточно яс ных сейчас вопросов. И прежде всего вопроса о происхождении традиций трипольской металлообработки, которые уже на раннем этапе предстают перед нами в достаточно сложившейся форме.
Данные, которыми мы располагаем, поддерживают представление о том, что кузнечное мастерство рапнетрипольского времени имеет долгую предысторию, связанную с использованием самородной меди. Вполне возможно, что раскрытие этой предыстории ца основе привлечения рю.личных методов металлографии прольет свет и на до сих пор не до конца решенную проблему происхождения трипольской культуры в целом.
В рамках короткого сообщения трудно описать все возможности металлографии в археологии. Границы этой гемы широки. Приведенные сведения ни в коей мере не являются исчерпывающими и служат лишь частными примерами, показывающими некоторые возможности металлографических исследований.
На’ основе изложенных фактов очевидно, что путь решения проблем, связанных с историей металлообработки в разные эпохи, предполагает массовое изучение технологии металлических находок с привлечением металлографии. При этом данные Микроскопического анализа сочетаются с установлением состава металла, с картографированием и статистической обработкой результатов, с привлечением всех возможных исторических и этнографических сведении. Такое комплексное рассмотрение превращает древние изделия из металла в полноценный источник для решения исторических задач.
МЕТАЛЛ
ТРОИЦКОГО ГОРОДИЩА
Г. А. ВОЗНЕСЕНСКАЯ
К началу нашей эры железо уже широко вошло в быт европейских народов. Римские провинции, осваивая и умножая богатое наследие латенской культуры и античного мира, достигли высокого уровня кузнечного ремесла. Территории за пределами римских провинций имели более примитивную культуру и менее развитую технологию железообрабатывающего производства *.
Для лесостепных племен центральной части Восточной Европы конец I тыс. до н. э. и первая половина I тыс. н. э.— время постепенного накопления производственного опыта и роста производительных сил, распада родовых отношений, завершившееся возникновением феодального уклада и созданием государства. При изучении этого важного исторического периода особое значение приобретают вопросы истории металлургии и металлообработки, так как одним из решающих факторов развития производительных сил и роста общественного производства являлось усовершенствование техники металлургии и обработки черного металла и дальнейшее развитие орудий производства. Усовершенствование это прежде всего заключалось в овладении < талью: способах ее получения и обработки. Только широкое применение стали при изготовлении железных орудий труда и оружия дало им окончательные преимущества перед всеми другими и способствовало развитию новых конструкций различных кузнечных изделий. Нам предстоит решить, когда племена центральной части Восточной Европы овладели производством стали, сваркой стали с железом, термической обработкой стали, изготовлением изде-’ лий по сложным технологическим схемам.
В данной работе излагаются результаты металлографического исследования коллекции изделий из черного металла с Троицкого городища Можайского района Московской области. По мнению руководителя раскопок А.. Ф. Дубынина, наиболее интенсивный период жизни на городище относится к I— V вв. н. з., хотя возникло опо раньше, по-види-мому, в IV—III вв. до н. э.1 2 Троицкое городище — это первый памятник так называемой «дьяковской» культуры, раскопанный полностью. Коллекция железных вещей, найденных на Троицком городище, превышает находки со всех дьяковских городищ, вместе взятых.
1 3. Р le in er. Stare evropske kovarstwi. Рга-La, 1962, стр. 102—129.
2 А. Ф. Д у б [ и и п. Результаты работ Можайской экспедиции. КСИА, вып. 94, 1963, стр. 60.
9 Заказ № 13.Ю
Рис. 1. Серповидные ножи. Ручки реконструированы
Металлографическое изучение железных изделий дьяковской культуры поставлено впервые. Коллекция, отобранная для металлографического анализа, состояла из 58 предметов. Были отобраны орудия труда и оружие: ножи, серпы, кельты, шилья, копья и стрелы, так как именно эти изделия из имевшихся в нашем распоряжении могут дагь наиболее полную характеристику кузнечной техники.
Первый этан проведенных исследований состоял в определении качества железа и стали, что в значительной степени характеризует металлургическое производство, и установление технологических схем, т. е. конструкции изучаемых предметов и технологии пх изготовления. Структурное изучение состояло из исследования макро- и микроструктур, измерения микротвердости и отжига термообработанных изделий.
Наиболее многочисленны в изученной группе — ножи (25 экземпляров). Они представлены двумя видами: маленькие серповидные ножи (четыре экземпляра) и ножи с горбатой спинкой (рис. 1). Первые характерны для нижнего, а вторые — для верхнего слоя городища 3.
Основой технологии при изготовлении серповидных ножей была сварка двух полос ме-
3 А. Ф. Д у б ы п и п. Указ, соч., стр. Go.
галла: железа и стали так, что на острие лезвия будущего ножа выходила сгаль. В одном случае отмечена также дополнительная цементация клинка ножа, сваренного пз двух полос малоуглеродистой стали. Ножи откованы из металла хорошего качества: железо мелкозернистое, шлаковых включений мало. Микротвердость железа повышенная: 236, 247 кг/.члг. Сгаль сырцовая, мягкая. Содержание углерода в стали колеблется в пределах 0,2—0,4 %. Микротверд< ютьпезакалеппых сталей: 322, 350, 383 кг,'мм2. Па изготовление стального лезвия одного ножа (анализ 102) пошла неполностью процементированпая заготовка, которая ковалась, сгибалась и вновь проковывалась невколько раз. в результате чего приобрела полосчатую феррито-перлпШую структуру.
Готовые ножи подвергались термической обработке: в двух случаях обнаружены мартенситные структуры, дающие наибольшую твердость стали, т. е. была произведена закалка ножей в холодно!! воде. Микротвердость закаленных стале/i высокая: 514, 642, 724 кг; мм2.
Ножи с горбатой спинкой представляют следующие технологические схемы:
а) цементация лезвия готового ножа отмечена в восьми случаях,
б) изготовление ножа целиком из стали — восемь экземпляров;
130
в) железные ножи — четыре экземпляра: зта группа ножей ввиду сильной сточепности лезвия и плохой сохранности металла не позволяет более уточнить технологию изготовления ;
г) в одном случае встречен нож с горбатой спинкой, который изготовлен с применением сварки двух полос металла: железной и стальной так, что на острие лезвия выходит сталь.
Металл ножей с горбатой спинкой по качеству хуже, чем в вышеописанной группе серповидных ножей. Железо плохо прокованное, крупнозернистое, с повышенным содержанием шлаковых включений. Микротвердость: 1/0. 193, 206 кг/лыи2.
Сталь сырцовая, неоднородная: неравномерно науглероженная, мягкая, редко среднеуглеродистая. Содержание углерода колеблется в пределах 0,1—0,4%. Микротвердость стабильных (незакаленных) сталей: 236, 322, 420 кг/мм2.
В четырех случаях отмечен первоначальный характер термической обработки ножей, стал» которых имеет мартенситную структуру, коюрую она приобрела при закалке в холодной воде. Микротвердость мартенситных структур сталей: 464, 514, 724 кг/.м.и2 (рис. 2).
Другая группа исследованных орудий труда — серпы (12 экземпляров). Они все черешковые, причем серпы с более отогнутым черешком чаще встречаются в верхнем слое городища (рис. 3). Для изученных серпов характерны следующие технологические схемы:
а) сварка клинка серпа из двух полос металла — железной и стальной так, что на острие выходит сталь,— три экземпляра;
б) наварка стального лезвия на жетез-пую основу серпа — три экземпляра;
в) цельностальные серпы — два экземпляра;
г) цельножелезные серпы — четыре экземпляра (рис. 4).
Последняя группа исследованных серпов хорошей сохранности, так что нельзя предположить, чтобы такие дополнительные элементы технологии, как цементация пли наварка стального лезвия, не сохранились. Вероятнее всего, их и не было, а дополнительную твердость металлу придавал наклеп железного лезвия. Это предположение подтверждают измерения микротнердости, которые дают повышенную твердость железа у поверхности клинка. Разница в микротвердости с сердцевиной клинка от 50 до 100 единиц.
Рассматривая качество металла, из которого откованы серпы, можно прийти к следующему заключению. Железо, которое пошло на
изготовление серпов с наварными лезвиями пли сваренных из двух полос металла,— хорошего качества. Оно в основном мелкозернистое, шлаковые включения мелкие и встречаются в незначительном количестве. Исключением является только один серп из этой группы, где железо сильно загрязнено шлаками, а величина зерна феррита колеблется от мелкого до очень крупного. Микр отв орд ость железа этих серпов: 193, 254 кг/.чм2. Сталь в указанной группе серпов сырцовая, малоуглеродистая. Содержание углерода от 0,18 до 0,4%. В четырех случаях отмечено наличие термической обработки серпов (три структуры сорбитообразного перлита и одна — мартенситная). Микротвердость термообработапных сталей: 383, 4(54. 572 кс/.м.ч2. При изготовлении одного сварного и одного цельностального сеипов быта т потреблена очень хорошего качества сварочная сталь (уклад). Сварочные швы в стали тонкие, чистые. Содержание углерода колеблется в пределах 0,3—0,7%. Второй цельностальной серп откован из вторично иснользовапьой стали, неравномерно науглерожеппой (микротвер-лость колеблется от 514 до 297 кг/мм3) и сильно загрязненной шлаковыми включениями. Серп сохранил следы термообработки. Группа целон ожелезных серпов изготовлена из плохо прокованного, крупнозернистого железа, сильно загрязненного включениями шлака. Мпкротвердость: 170—254 кг/'мм2.
Из орудий труда структурному анализу подвергались также два кельта, найденные в пред-материковом слое городища. Один кельт с ушком для крепления рукояти, хорошо сохранившийся; другой — без ушка, хуже сохранившийся, с сильно сработанным лезвием. Макрос,трхктурпое исследование показало, что технология производства обоих кельтов была одинаковой. За основу кельта брался кусок железа, плохо прокованного, так как в данном случае тщательная проковка не имела особенного значения; затем этот кусок обертывался листом хорошо прокованного железа, после чего свертывалась втулка и отковывалось лезвие. Готовый кельт подвергался операции поверхностной цементации с целью улучшения рабочих качеств лезвия орудия. Ввиду плохой сохранности кельта без ушка обнаружены только слабые следы его цементации.В качестве железа, из которого изготовлены кельты, есть существенная разница. Железо, из которого, изготовлен кельт с ушком, гораздо лучшего качества: хорошо прокованное, мелко- и среднезернистое (вели тина зерна № 4—5 по стандарту), шлаковые включения мелкие. Железо другого кельта крупнозернистое (величина зерна
Рис. 2. Технологические схемы ножей
1 - железо; I — мелоуглеродистая сталь; 3 — среднеуглеродмстая сталь
Рис. 3. Серпы. Ручки реконструированы
Рис. 4. Технологические схемы серпов
Рис. 5. Наконечники копий
Рис. 6. Технологические схемы наконечников стрел и копий
1—железо; 2 — малоуглеродистая сталь; 3— среднеуглеродистая сталь
№2—3 по стандарту), границы дендритов неясны, шлаковые включения крупные и их много. Основа кельта — почти непрокованная губка железа.
Пять исследованных шильев с Троицкого городища показали, что они откованы из железа (ферритная структура, местами слабо науглероженная) или из мягкой неоднородной стали. Одно шило было подвергнуто поверхностной цементации. Содержание углерода в цементированном слое 0,1—0,2%.
Из предметов вооружения анализу подвергались 12 наконечников стрел и два копья. Изученные стрелы были разными по типу и оказались различными по технологии изготовления. Четыре из них происходят из клада стрел (более 10 штук), найденного на материке городища. Это черешковые листовидные стрелы, за исключением одной — листовидной, но втульчатой. Эти наконечАшп стрел откованы из металла хорошего качества: почти не содержащего штаковых включений, мелкозернисто
го. Два наконечника изготовлены целиком из стали с содержанием углерода 0,1% н 0,2— 0,25%. Одна стрела, откованная из железа, была подвергнута поверхностной цементации. Содержание углерода в цементированном слое 0,2%. И последняя из исследованных стрел клада дала совершенно отличную технологию изготовления, основой которой была сварка двух полос металла — железной и стальной. Металл также отличного качества: мелкозернистый, почти отсутствуют шлаковые включения. Сварка произведена чисто, сварочный шов прослеживается по очень мелким включениям шлака. Содержание углерода в стальной части 0,2%. Остальные исследованные стрелы Троицкого городища не дают иных технологических схем. В одном случае мы наблюдаем цементацию наконечника стрелы, изготовленного из железа. Содержание углерода в цементированном слое 0,7—0,8%. В двух экземплярах отмечена перлпто-феррптная структура на всей поверхности поперечного сечения стрелы;
Рис. 7. Микроструктуры
1—кельт (ТК-2), ув. 70. феррит и включения шлака- 2—серп (ТС-2), ув. 200, феррит с перлитом;
3—серп (ТС-5), ув. 70. сазрочная сталь; 4— кельт (ТК-1), ув. 70. феррит и включения шлака;
5 — копье (П2). ув. 200, феррит с перлитом; 6 — серп (93) ув. 70. сварочная стань
Рис. 8. Микроструктуры
1 — серп (ТС-2), ув. 70, сварочный шов. вверху железо, внизу сталь; 2-—серп (ТС-5), ув. 70, сварочные ШВЫ; 3—нож (ТН-2), ув. 200, мартенсит; 4 — нож (102). ув. 70. вверху сталь, внизу железо; J — нож (ТН-4), ув. 200, «Мартенсит с трооститом; 6— нож (91), ув. 200. мартенсит
Заьэе № 1350
следовательно, они откованы целиком пз стали повышенной твердости (содержание углерода 0,6—0,7%). Остальные наконечники стрел изготовлены из неравномерно науглероженной мягкой стали или железа со следами на-углероженности. Термической обработки стрел не производилось. >
Исследованные наконечники копий по типу разные: одно листовидное, втульчатое, другое— копье-дротик двушипное. втульчатое (рис. 5). Структурный аналпз листовидного копья показал, что они изготовлено из мелкозернистой (величина зерна .V 7 по стандарту) малоуглеродистой стали с содержанием углерода около 0,15%, равномерно науглероженной: шлаковые включения очень мелкие, их мало. Микрот вердость 236 кг 'мл2. Перо копья сварено из двух полосок стали; наблюдаемый на шлифе сварочный шов грубый, состоящий пз шлаков, плохо сварил металл.
Копье-дротик имело гораздо более сложную технологию производства. За основу копья брался железный стержень, один конец которого расковывался во втулку, а к другому концу 1’риьаривались трехслойные брусочки металла (в середине тонкая железная пластинка и но бокам — стальные), которые расковывались и превращались в цвушппное перо копья. В данном случае основой технологии производства выступает сварка железа и стали, которая дает пеооходимую твердую поверхность пера и пластичную, вязкую сердцевину наконечнику копья. Металл, пз которого отковано копье, хорошего качества: железо и сталь мелкозернистые (величина зерна Л» 7 по стандарту), шлаковых включений мало, они очень мелкие. Сталь мягкая: содержание углерода 0,1%, микротвердость 236 кг'ллг (рис. 6).
Структурный анализ троицкого металла открыл картину четкого разделения изученной коллекции на две группы предметов, характер ных по качеству железа и стали, конструкции изделия и приемам металлообработки. В этой классификации недостаточный материал дают стрелы, так как здесь нельзя ожидать усложненных технологических схем ввиду массовости изготовления и разового использования стрел, что обычно подтверждается при пх металлографическом изучении4. Исключение, пожалуй, составляют стрелы пз клада, которые выделяются по качеству металла и наличию в одном экземпляре необычной для
4 Г>. А. Колчин. Черпая металлургия и металлообработка в древпей Руси. МИА, № 32, 1953, стр. 143.
остальных стрел технологии сварки железа п сталп. а*
В первую группу могут быть включены серповидные ножи, более половины изученных серпов (семь экземпляров), стрелы из клада, копья. Железо и сталь этих предметов отличного качества, металл мелкозернистый, хорошо очищенный от шлаков, феррит повышенной твердости, а сталь — равномерно науг-лероженная. В нескольких случаях встречена хорлшая сварочная сТаль. В этой группе предметов мы наблюдаем сложные по конструкции изделия, как, напрпмер, копье-дротик. Па высоком уровне стоит металлообработка: кузнецы в совершенстве владели такими технологическими операциями, как сварка железа и стали, наварка тонких стальных лезвий на железную основу ножа или серпа, термическая обработка. Сварочные швы, соединявшие металл разной твердостп. четкие, тонкие, почти лишены шлаковых включений: кузнецы при сварке умело пользовались флюсами. Тонкие стальные лезвия не обезуглероживались при сварке с железной основой, так как мастер умело выдерживал нужный температурный режим.
Другую группу предметов составляют кельты, горбатые ножи, остальные серпы. Металл, пз которого изготовлены эти орудия труда, в основном более худшего качества: крупнозернистый феррит с пониженными механическими свойствами, неоднородная сырцовая сталь, сильное загрязнение железа и сталп мелкими и крупными включениями шлака. Перечисленные предметы второй группы изготовлены по более примитивным технологическим схемам: за исключением цементации и в нескольких случаях термообработки готовых стальных вещей, никаких других приемов улучшения рабочих качеств орудий труда не отмечено. Многие предметы откованы целиком пз неоднородной мягкой стали или железа. За псилюченпем одного случая, совершенно отсутствует сварка железа и стали в одном пред- / мете.
Термическая обработка изготовленных орудий труда отмечается в обеих группах предметов, хотя не представляет массового явления. Замечена также определенная закономерность термообработки: из семи термически обработанных ножей пять закалены на мартенсит. Из пяти серпов четыре пмеют болео мягкую сорбитообразную структуру, что объяснимо с точкп зреппя технологической целесообразности. Закалка па мартенсит длинного и тонкого клинка серпа придавала бы ему излишнюю хрупкость (рис. 7; 8).
' Верхний слой В и ж н и й слой
В ан. 86 35 103 Гн-1) Гн-6 tiz 113 Гн-1 ГН-2 Гс-2 Гс-5 Гн-1 Гн-2 102
1 серп серп нож нож нож Honbe Boube КелЬт НелЬт серп серп НОЖ нож . НОЖ
£ ь. § 3 3 * 1 А 1 П 'с.
СтруВлурН. састадля!о-Utue реррит реррит реррит реррит перлит мартенсит реррит перлит реррит перлит (рНррШП ссеряит реррит перлит реррит перлит реррит перлит реррит мартенсит реррит мартенсит втр/пен-сит реррит перлит
Содержание углерада % 0,2-0,3 11,! и, 15 0,/ 0,1 0,2 0,Н1 О,2-0,3 О,2~О,3 0,2 0,6
MuHpprfap-docmb, к г/мм- 170 -256 /S3-гзв 133 р.~ /33 м-516 133 гзв п. 236 р. 133 п. 236 р.221 п. 256 п. 300 л. 256 р. 133 м. 572 М. 662 572 726 р.236 п. 350 п.зоз
Величин? зерна Н па стандарту д-6 6~5 5-6 6-6 J-5 7 7 2-3 6-5 7 Ь-7 5-6 7 5-7
Рис. 9. Таблица схем и характеристик по слоям
При сопоставлении результатов структурного исследования со стратиграфическим» данными коллекции отчетливо наблюдается следующая тенденция: изделия с более высоким уровнем технологии и более качественным металлом характерны для нижнего слоя городища; изделия из металла худшего качества и с более примитивной технологией производства относятся к верхнему слою городища Дрис. 9).
Относительно отдельных предметов можно сделать такие замечания. Исходя из того, что кельт с ушком по качеству металла резко отличается от второго исследованного кельта, несмотря на их одинаковую технологию, можно предположить их изготовление в разных местах. Кельты найдены в предматериковом слое городища, но технологии изготовления их нужно отнести к предметам пз верхнего слоя.
Исследованные копья оба найдены во рву городища и стратиграфически относятся к верхнему слою, но по технологии производства и отличному качеству металла они резко выделяются из тех изделий, которые характерны для этого слоя. Технологическая схема, по которой изготовлено двушипное копье-дротик, не встречалась более ни в одном предмете. Можно предположить импорт этого копья.
Г~ Таким образом, налицо тот факт, что на I втором этапе жизни Троицкого городища произошел явный упадок металлургического и металлообрабатывающего ремесла. При объяснении такого явления можно предположить или неместную металлургию и металлообработку на первом этапе жизни городища и возник-- новение местного производства на втором эта-£ пе, илп утрату высоких производственных 7 приемов в результате этнических и исторпко-культурных изменений на втором этапе жизни Троицкого городища.
Проведя металлографическое изучение железных изделий Троицкого городища, интересно было бы сравнить конструкцию и технологию производства аналогичных предметов родственных культур того же времени. К сожалению, сравнительный материал такого рода отсутствует, так как металлографического анализа интересующих нас находок с территории Восточной Европы не производилось. Опубликованные материалы структурного изучения железных вещей римской эпохи на территории Средней Европы — в Польше и Чехословакии — дают возможность сравнить технологию производства различных кузнечных изделий одного времени. Обратимся к результатам исследовании находок из могиль
ников с трупосожжениями в Домарадзицах — район Равич (I в. до н. з.— III—IV вв. н. э.), Вымыслове — район Гостынь (I в. до н. э.— III в. н. э.)т Млодзикове — район Сьрода (I в. н. э.— 2-я половина III в. н. э.), Соботке — район Остров (III в. н. э.) L Хобенк — район Волов (I—II вв. н. э.), Нососицах — район Глогов (римская эпоха), Струнине — район Волов (III в. н. э.) ®, проведенных польским исследователем Е. Пясковским. Из предметов вооружения исследованы в основном наконечники копий, а из орудий груда — хозяйственные ножи. Наконечники копий изготовлялись в подавляющем большинстве случаев целиком пз стали. Два экземпляра — копье пз могильника в Нососицах п копье из могильника в Струнине — железные. Никаких других технологических схем в изготовлении копий нет. Никакой закономерности в употреблении материала не наблюдается: на изготовление наконечников копий шла мягкая, сред-неуглеродпетая, высокоуглеродистая сталь и она часто была науглерожена неравномерно.
Аналогичная картина наблюдается яри рассмотрении результатов исследования ножей из тех же памятников. Ножи отковывались целиком пз стали, иногда встречаются единичные экземпляры цельножелезных ножей. Таким образом, конструкция этих изделий чрезвычайно простая.
Кроме перечисленных технологических схем изготовления орудий труда и оружия, в варварских культурах римской эпохи очень часты цементированные (науглероженные) изделия. Исследованные Е. Пясковским сельскохозяйственные орудия из Иголоми-Зофиполя — район Прошовпце (чересло, сошник, серп, датируемые II—IV вв. н. э., и маленький сошник IV—VI вв. н. э.) — имеют науглероженные лезвия; чересло и серп были термически обработаны 5 * 7.
Исследованные Р. Плейнером два копья римского времени из Сендражиц у Яромержа откованы из железа, в одном случае неравномерно науглероженного. Маленький ножик пз
5 J. Piaskowski. Metaloznawcze badania wyrobow zelazhych z cmentarzysk Wielkopolski z okresu wplywow rzymskich. «Fontes archaeologici Posnanien-ses», v. XII. Poznan, 1961.
e J. Piaskowski. Metaloznawcze badania wyrobow zelazhych z okresu posholatenkiego i rzymskiegO' znaleziunych na dolliym slqsu. «Silesia Antiqua», t. IV. Wroclaw, 1962.
7 J. Piaskowski. Metaloznawcze badania za-bytkow archeologicznych z Wyciaza, Igolomi, yadownik Mokrych i Piekar. «Studii z driejow gornictwa i hutnict-wa», t. II. Wroclaw, 1958, стр. 23—29.
того же памятника откован оыл из сварочного железа со средним содержанием фосфора. Следов цементации не обнаружено. Топор из Белей у Ьеруна, датируемый I—II в. н. э., изготовлен из железном пластины, у которой один конец был науглерожен. Пластина сварена была так, что науглероженный конец вышел на лезвие. Рабочие качества железного топора пз Печку у Подебрада (III в. н. э.) были улучшены путем науглероживания значительной части лезвия. Наиболее интересны с точки зрения технологии два меча из упоминавшихся уже Сендражиц. Один меч откован из заготовки хорошей малоуглеродистой стали; на поверхности лезвия кое-где отмечается значительная науглероженность. Так как меч был в огне погребального костра, определить, подвергался ли он тепловой обработке, невозможно. Другой меч происходил пз богатого погребения с труиосожжением, где находилось еще несколько железных предметов. Клинок этого меча тоже откован из заготовки качественной малоуглеродистой стали, в свою очередь сваренной из четырех кусков металла. Острие клинка с обеих сторон сильно науг-лерожено. Этот меч был изготовлен просто, но качественно8.
Итак, анализ железных поковок римской эпохи на польских и чешских землях дает простейшие технологические схемы изготовления некоторых видов оружия и орудий труда. Этому уровню развития кузнечного ремесла соответствует изученная нами группа находок Троицкого городища, характерная для верхнего слоя.
Кузнечная продукция, относящаяся к более древним слоям городища, представляет более высокую ступень развития железообрабатывающего производства. На таком уровне развития стояла обработка черною металла у скифских племен, которые уже в раннем железном веке умели путем цементации получать хорошую сталь и освоили различные приемы обработки железа и стали, в том числе п кузнечную сварку этих металлов в одном изделии, которая применялась сознательно для улучшения рабочих качеств орудий труда п оружия 9.
К ИСТОРИИ ОСВОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКОМ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ НА КАВКАЗЕ
И. Р. СЕЛИМХАНОВ
8 R. Р 1 с i п е г. Указ, соч., стр. ИЗ—118.
э Б. Л. UT р а м к о, Л. А Солнце в, Л. Д. Ф о-м и в. Техника обработки железа в лесостеппой и степной Скифпп. СА, 1963, А» 4.
В лаборатории Института истории Академии наук Азербайджанской ССР совместно с археологами систематически изучаются металлические предметы пз раскопок на территории отдельных районов Кавказа 1 п наряду с ними формы для литья, лптеиные остатки и местные руды. Применительно к памятникам Грузии такими исследованиями занимались в Институте металла п горного дела Академии наук Грузинской ССР под руководством Ф II. Тавадзе 1 2 и сотрудники лаборатории Исторического музея Грузии 3. Даже эти первые исследования позволяют, исходя пз археологических даппых о возрасте памятников, установить, когда и какие металлы и сплавы появились впервые на территории некоторых районов Кавказа в древнейшие периоды.
Следует отметить, что за последнее время публикуется немало исследований, посвящен ных истории металлов и древней металлургии, в которых значительная часть выводов, касающихся стран Ближнего Востока, сделана на основании старых химических анализов археологического материала, выполненных главным образом С. Г. Деш 4, К. Илем 5 и др. в 20— 30-х годах. Большинство этих анализов страдает неполнотой и, например, вполне справедливо предположение Ж. Р. Марешаля 6 о возможном присутствии мышьяка, сурьмы, свинца и железа в некоторых анализированных К. Илем древних металлических поделках.
Произведенные после 1930 г. исследования археологических поделок из металла с применением количественного спектрального аналп-
1 И. 1'. С е л и м х а п о в. Историко-Хишгческпе п аналитические исследования предметов из медных спла-.ов (иа материале энеолита Азербайджана). Баку, I960; I. R. Selimchano w. Spektialanalytiche Unler-suchungen von Metalfundcn des 3 und 2 Jahrlausends aus dem ostlichen Transkavkasien — Aserbaidschan. «Ar-<Jiaeol6g« Austriaca», 28, I960, стр. 71—79; I. R.Se-1 i- m k a n о v. Spectral Analysis of Metal Articles from Archaeological Monuments of the Caucasus. "Pro-ceoa’ngs of the Preh. Society», 1962, v. 28, стр. 68—79.
2 Ф. T а в а д з e, T. Сакварелидзе. Бронзы древней Грузии. Тбилиси, 1959.
3 Ц. А б е с а д з е, Р. Б а х т а д з е, Т. Д в а-л и, О. Джапаридзе. К истории медно-броизо-вой металлургии в Грузии. Тбилиси, 1958.
4 С. Н. D е s h Sumerian Copper. Reports of the
Comitt.ee on... 1—7. «Reports Bril. Assoc. Advanc. Sciences», 1928—1936.
8 C. F. E 1 a m. Bronze Speciments from Royal Graves at Ur. «Journal of the Institute of Metals», 4, 8,
1938, N 1, стр. 97—104.
8 .1. R. Marechai. Le Prohleme des Origines du Bronze. OGAM, tradition Cellique, t. V, fasc. 4, 1956. Rennes, стр. 279.
за привели к новым существенным результатам в области познания истории металлов и древней металлургии для некоторых районов Европы и на Кавказе. Однако при этом целый ряд вопросов первого овладевания человеком металлами и сп гавамп в районах Ближнего Востока пока остается нерешенным.
• В настоящей работе мы делаем попытку су ммировать в самом сжатом виде результаты исследований по Кавказу и оказавшиеся нам доступными сведения о первом появленин металлов у древних народов отдельных районов Ближнею Востока, чтобы тем самым установить направление дальнейших исследований по истории металлов и древней металлургии доисторических времен.
1. К о г д а и какие метал л ы впервые появились у древних народов? Некоторые исследователи на основании химических анализов предметов из археологических раскопок делают, как правило, довольно пространные исторические выводы о первом появлении металлов в быту у народов отдельных районов. При этом большинство придерживается мнения, что в качестве первого мета !.та, которым овладел человек, были самородки меди, золота и серебра.
По Г. Г. Коглену 7, пока еще нет достаточно анализов древнейших металлических поделок, чтобы сказать, когда и где впервые начали плавить самородную медь и отливать ее в формах.
Согласно схеме, приведенной Р. Форбе-сом 8, впервые изделия из самородной меди и золота появились в быту у пародов на Ближнем Востоке 7000—5000 чет до п. э. Однако это были мелкие предметы — украшения, изготовленные пу гем холодной ковки самородков металла.
Плавить самородную медь человек научился с V тыс. до и. э. К этому же времени относится начало использования метеоритного железа и выплавка меди пз руд.
В начале IV тыс. до н. э. человек познакомился с самородным серебром, в середине — со евпнпом, а в конце IV тыс. до и. э. возникла выплавка оловянной бронзы. Сурьмяные изделия появляются в III тыс. до и. э., например в Телло (Вавилония) был найден обломок
' Н. Н. С о g h 1 a n. Prehistoric Copper and °onie Experiments in Smelting. «The Newcomen Society», v. XX, 1939—1940 етр. 49—65.
8 R. J. Forbes. Metalluigie in Antiquity. Leiden, 1950.
сосуда из «чистой» сурьмы. Р. Форбес 9 допускает, что снабжение сурьмой Месопотамии производилось из Кавказа, прп этом появление сурьмы в странах Ближнего Востока в его хронологический карте не отмечено. Следует сказать, что. по данным наших исследований на Кавказе,’ столь древние сурьмяные изделия пока не обнаружены.
Вози икновенпе выплавкп железа из руд Р. Форбес 10 11 относит к III тыс. до и. э. Медно-мышьяковые медные сплавы с большими примесями никеля в схеме им также не отмечаются.
По Т. Бартон-Брауну и, в Геой-тепе на берегу Урмийского озера (в Иране) первые обработанные металлы обнаружены в культурных слоях, относящихся ко времени 3250 лет до н. э. По спектральным анализам они медные с малыми примесями. В медных предметах датированных 3100 годами до н. э., появляется приплав 1 % мышьяка. Оловянная бронза встречается в слоях, датированных 2400 годами до и. э.
Р. Д. Брейдвуд 12 и др., занимавшиеся исследованием материала из Сирии, считают, что до сих пор точно неизвестно, где и когда впервые возникли медные орудия, а раннее использование самородной меди на Востоке, по их мнению, еще пе вполне доказано.
Интересно, что экспедициями Чикагского университета 1932—1938 гг. в Спрпи 13 14 были найдены в культурных слоях IV — II тыс. до н. э. 140 медных и бронзовых предметов. Причем появление медных предметов фиксируется не раньше 3500—3100 лет до н. э.; часть предметов содержит примесп мышьяка и никеля. Например, найденные шесть шпльев разного возраста от W00 до 3100 лет до н. э. содержали примеси никеля 0,93— 2,73% и мышьяка 1,35—2,05%. Примесь олова в меди установлена в предметах, датированных 3100 лет до н. э.
По Л. Эйчисону п, впервые металл появп I-ся в долине Нила в V тыс. до н. э., в эпоху,
° R. J. Forbes. Указ. соч.
10 R. J. Forbes. Указ. соч.
11 Т. Burton-Brown. Excavations in Azerbaijan, 1948. London, 1951.
12 R. J. Braidwood, J. Burke and H. N a-c li t. r i e b. Ancient Syrian Copper and bronzes. «Journal of the Chemical Education», v. 28, N 2, 1951, стр. 87 —96.
13 C. F. C h e n g and С. M. Sc hwi t ter. Nickel in Ancient. Bronzes. «American Journal of Archaeology», v. 61, N 4. 1957, стр. 357—365.
14 L. Ai tchison. A History of Metals. London, 1960.
которую он определяет неолитом; это были изделия, изготовленные из самородков меди и золота. На о. Крите металл появился 3300— 2500 лет до н. э., а получение олова как изолированного металла он относит к середине II тыс. до н. э.
Ж. Р. Марешаль 15 приходит к выводу, что олово в металлическом состоянии было впервые подушено не на Ближнем Востоке, а на территории Центральной Европы, нахождение же оловянного браслета в Терми IV (остров Лесбос), по его мнению, должно быть подвергнуто контрольному псследованшо.
Эти данные заставляют еще раз проверить, действительно ли первые литые предметы изготовлены из чистой меди, т. е. с малыми есте ственыыми примесями других металлов. Нет ли ошибок в пх анализах и определении возраста памятников? Известно, что при отсутствии так называемых раскислителей практически невозможно получить медную отливку, лишенную пористости. Логичнее было бы считать, что первая медь, которую человек научился выплавлять, была мышьяковой, так как мышьяк в этом случае играл роль раскислителя, давая безупречную медную отливку-При этим месторождения мышьяковых минералов в виде аурипигмента имеются в немалом количестве как на Кавказе, так и в соприкасающихся районах. Тем не менее Г. Отто п В. Виттер 16 * *, исследовавшие материалы из Средней Европы, все же считают, что первым металлом у человека была самоподная медь, которая обрабатывалась вхолодную, получать же медно-мышьяковые сплавы он научился сначала пз медно-мышьяковых руд. Месторождения домейкита пмеются в Цвикау (ГДР), и, следовательно, по мнению Г. Отто и В. Вит-тера, распространение медно-мышьяковых сплавов началось пз Германии. Это, конечно, внушает сомнение.
Первое появление металлических изделий на территории Кавказа. Исследов; ние вопросов истории металлургии Древнего Мира безусловно требует широкого привлечения материалов по Кавказу в целом, на территории которого выявлено несколько сот месторождений меди
15 J. R. М а г ё с h а 1. Consideration sur I'origine et evolution de la Metallurgie du bronze. OGAM, tradition Celtique, t. XIV, fasq. 4, 5. Rennes, 1962, стр. 389.
16 И. О 11 o, W. Witte r. Handbnch der alte-
sten vorgeschichtlichen Metallurgie in Mitteleuropa. Leip-
zig, 1952.
и других металлов, разрабатывавшихся в древности, но отсутствуют месторождения олова.
Каково же положение с вопросом о появлении обработки металла у народов Кавказа в древности? Проведенные до настоящего времени исследования показали, что в Азербайджане, Дагестане и в некоторых других районах Северного Кавказа первые металлические изделия обнаруживаются при раскопках памятников, датированных III—II тыс. до н. э. В памятниках более ранних их пока не находили, равно как и признаков металлургии. При этом следует отметить, что еще нет единого мнения о правильности датировки отдельных памятников энеолптическоп эпохи на территории Кавказа.
В Грузии появление первых металлических изделий датируется, по О. Джапаридзе 17, концом IV — началом III тыс. до н. э. Они отнесены к эпохе энеолита. У О. Мелп-ынпвили 18 энеолит Грузии отнесен к III тыс. до н. э., а Р. М. Мунчаев 19 энеолит для Кавказа в целом датирует в пределах III тыс. до н. э.
Произведенный нами количественный <пеь тральный анализ металлических предметов пз памятников на территории Азербайджана, Армении и Дагестана 2°, отнесенных к позднему энеолиту, показал, что они были сделаны из меди, содержащей до 6% мышьяка. К этим памятникам в Азербайджане относятся «энео-литические» поселения па зольном холме Кюль-Тепе, в Нахичеванской АССР, курганы в г. Степанакерте (Нагорный Карабах) и холм у с. Хачбулаг (Азербайджан).
Золотые и серебряные изделия также найдены в курганах г. Степанакерта и на холме у Халбулага.
Один металлический предмет, найденный в «энеолитическом» поселении на холме Кюль-Тепе, оказался свинцовым 21.
Поделки из Северного Кавказа содержат, помимо мышьяка, иногда еще и никель до 4, \ %22 (курганы в г. Майкопе, у станиц Новосвободной. Костромской). Вопрос присутствия никеля в древних медных сплавах Кавказа до сих пор неясен. Содержат ли никель кавказские медные руды? Пока этих данных у нас нет. Считать в то же время, что никелистые медные предметы привозные пз Омапа. где в древности разрабатывались медпо-никелевые месторождения, вряд ли возможно, тем более, что опп пе столь мощные, в то время как медно-нпкелевые предметы широко распространены по всему Древнему Миру, особенно в ранние периоды металла. Р. Форбес23 считает, что медные руды Ирана, районов Черноморья. Мраморного моря. Египта и Синаи пе содержат никеля.
Характерно, что в медных шлаках, найденных в Омане, присутствие никеля не установлено. Р Форбес24 объясняет это хорошим процессом плавки, при которой никель полностью переходит пз руд в металл. Последнее находится в прямом противоречил с положениями, приведенными у Л. Бийка 25, согласно которым при плавке медных руд значительное количество присутствующего никеля дотжпо перейти и в шлак.
Шплья из энеолнтпческого поселения на Амиранис-горе в Грузии, по данным наших анализов, содержат около 2% мышьяка. По Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе 26, предметы из энеолитических памятников в Триалети, Урб-ниси и Тквиавп также медно-мышьяковые, но содержание мышьяка в них не больше 1.3%. Эти анализы также приведены в работе Ц. Абе садзе, Р. Бахтадзе и др.27 28 В «колечке» из Ткви-ави содержится повышенная примесь никеля 2S. Изделия же из чистой меди в Грузии, согласно опубликованным данным, отсутствуют. По Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе 29 *, эти изделия выкованы вхолодную из мышьяковистой меди, но их спектральные анализы
17 О. М. Джапаридзе. Ранний этап древней металлургии в Грузии (на грузинском языке). Тбилиси, 1955, стр. 53.
18 О. М е л и к и гп в и л и. К истории древней Грузии. Тбилиси, 1959, стр. 149.
19 Р. М. М у и ч а с в. Древнейшая культура Северо-Восточного Кавказа. МИА, АГ« 100, 1961.
20 И. Р. Селимханов. Спектральное исследование металлических предметов из археологических памятников Кавказа и установление их эпохи (III—II тыс. до н. э.). «Известия АН Азербайджанской ССР. Серия геолого-географических наук», 1. Баку, 1960, стр.
21 О. А б и б у л л а е в. Энео литическая культура Азербайджана. «Материалы ио археологии Дагестана». Махачкала, 1961, стр. 68.
22 II. Р. Се л и м х а и о в. О никеле в древних медных сплавах. «Доклады Академии ваук Азербап-джапгкон ССР». Баку, 1962, № 6, стр. 43.
23 R. J. Forbes. Указ, соч
24 Там же.
25 L. В i е k. The examination of some Copper Ores. «Man», 1957, стр. 84.
26 Ф. Тавадзе, T. С а к в a p e л п д з e. Ук<1з. соч.
27 Ц. Абесадзе, Р. Б а х т а д з е, Т. Д в а л и, О. Джапаридзе. Указ. соч.
28 По данным анализов у Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе, никеля в колечке из Тквиави «много».
29 Ф. Т а в а д з е, Т. Сакварелидзе.
Указ, соч., стр. 8—14.
показали, что лишь в двух образцах самородной меди пз Грузии содержится мышьяк с оценкой «следы» п «есть». Произведенный же нами спектральный анализ всех доступных нам образцов кавказской самородной меди показал полное отсутствие в них мышьяка.
Следует отметить, что О. Е. Звягинцев и Э. Л. Писаржевская 30 также обнаружили следы мышьяка в одном образце самородной меди из Армении.
Сопоставление примесей в поделках и самородках показывает, что пока нет оснований утверждать, что на Кавказе человек раньше обрабатывал самородную медь, чем сплавы меди с мышьяком.
Местное же происхождение древнейших изделий из таких сплавов в Азербайджане доказывает также находка на Кюль-Тепе литей-пых формочек, в пробах с лптейноп поверхности которых оказались большие примеси меди и мышьяка.
Первая половпна II тыс. до и. э. В это время па землях Азербайджана, Дагестана и местами на Северном Кавказе появляются изделия из оловянистой бронзы и сурьмы. Содержание мышьяка в меди доходит до 7,35% (с. Миатлп в Дагестане), а олова в бронзовых изделиях до 13 % (с. Велпкент в Дагестане).
Местная отливка бронзы в Дагестане доказывается находкой литейной формы (в Верхнем Гунибе). Произведенный нами спектральный анализ проб, отобранных с рабочей поверхности формы, показал присутствие примесей меди, олова и свинца.
В памятниках предметов из оловянистой бронзы находили мало по сравнению смедно-мы-шьяковымн, которые продолжали бытовать у населения. Это можно объяснить отсутствием местного олова. Примесь 1,22% свинца в медном клинке (Хачпнчапскпй курган в Азербайджане) показывает, что свпнец начинает применяться для легирования меди.
Сурьмяные изделия найдены в Дагестане (с. Велпкент). Несмотря на палпчпе богатых месторождений сурьмяного блеска, которые разрабатывались в древности на Кавказе, находки изделий пз сурьмы единичны, а изделия пз медно-сурьмяпых без мышьяковых сплавов до сих пор не обнаружены. Однако
311 О. Е. Звягинцев и 3. Л. П и с а р ж с в-с к а я. Исследование самородной меди пз района А.т-лаверды. «Известия АН СССР, отделение математических п естественных паук, серия химическая», .V 3. М., 1937, стр. 675—680.
примесь сурьмы отмечается в нескольких предметах совместно с мышьяком, оловом, свинцом (кургап на правом берегу р. Хачинчап). Это также может быть объяснено тем, что древний металлург в этот период для выплавки металла начал составлять сложную шихту, состоящую пз медной, оловянной, свипцовой, мышьяковой и сурьмяной руд. Таким образом, сурьма в этот период играла неболыпупо роль как легирующий элемент медных сплавов.
В Грузии этот период по схеме Г. А. Ме-ликишвили 31 относится к эпохе ранней бронзы. По данным, приведенным Ф. Тавадзе п Т. Сакварелидзе 32, большая часть исследованных металлических предметов изготовлен.1 пз медно-мышьяково-су рьмяных сплавов (Са-цхерп и Нарцнс-гора в Грузии); примесь сурьмы достигает 1,2%. Встречаются также и мет-но-мышьяковые сплавы без примесей супьмы (в Триалетч и Абхазии). По данным анализов, приведенных у Ц. Абесадзе и др. 33, примеси сурьмы в медно-мышьяково-сурьмяных сплавах этой эпохи доходят до 12,64% прп 11,92% мышьяка (с. Дзагипа), при этом медно-сурь-мяные изделия без примесей мышьяка на территории Грузии также не обнаружены. По данным опубликованных анализов, олово в древнпх медных сплавах, равно как и медные изделия с малыми примесями других элементов в этот период в Грузии не обнаружены.
По Р. Форбесу 34, в странах Ближнего Востока в первой половине II тыс. до н. э. в Месопотамии и Египте выплавлялась медь также из сульфидных руд. Впервые появляется металлическое олово и продолжается производство оловянистой бронзы. Медно-мышьяковые и медио-сурьмяпые сплавы, а также сурьма в схеме у Р. Форбеса не отмечены, хотя и на Ближнем Востоке сурьма была известна еще в III тыс. до н. з.
В своих последних работах Р. Форбес 35 отмечает, что найденный архив клинописных табличек у Алалакха (Спрпя) дает богатейший материал по истории древней металлургии с XVIII в. до XIV в. до н. э. Эти данные под тверждают, что населению Сирии были извест
31 Г. A М е л и к пш в и л и. Указ. соч.
32 Ф. 'Г а в а д з е и Т. Сакварелидзе. Указ, соч., стр. 17—25.
33 Ц. Н. А б е г а д з е, Р. А. Б а х т а д з е. Т. А. Д в а л и. Клад позднебропзовой эпохи из с. Уда. СА, 1961, № 3, стр. 166.
31 R. J. Forbes. Metallurgie in Antiquity. Leiden. 1950.
3S R. J. Forbes. New Evidence on Late Bronze Age Metallurgie. Estrato da «Sibrium», v. Ill, 1956— 1957, стр. 113—119.
ны золото, серебро, медь, олово и свинец, а также железо.
Вторая половина II тыс. д о н. э. По данным спектральных анализов, в эти времена на землях Азербайджана и Дагестана возрастает значение олова как легирующего элемента в медных сплавах. Прп этом совместно с оловом часто содержатся примеси мышьяка, сурьмы и свинца. Как показывает увеличивающееся число металлических находок в памятниках этой хронологии, на Кавказе металла в быту стало больше. Изделия пз чисто медно-мышьяковых сплавов встречаются реже, примесь мышьяка в сплавах доходпт до 4,2% (с. Чох в Дагестане); содержание олова в медно-оловянных предметах — до 12% (хутор Мамай-Кутан в Дагестане). Важно отметить появление лишь в этом периоде медных изделий с весьма малыми приводными примесями других элементов (Узерлик-тепе в Азербайджане и хутор Мамай-Кутан в Дагестане). Это, по-видимому, объясняется достигнутым мастерством получать беспористое литье без раскислителей.
Характерно мнение Ж. Марешаля36, что древний металлург впервые научился получать литую медь с малой пористостью, бросая кусок свежего угля в расплавленный металл.
Среди исследованных предметов этого периода из Азербайджана и Дагестана чпсто свинцовых не оказало< ь, но свпнец входит в состав некоторых поделок совместно с медью, оловом и мышьяком. Примесь свинца 1,3 % установлена в одном предмете (Узерлпк-тепе в Азербайджане).
По анализам Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе 37 в Грузии, изделия из меди с малыми примесями отсутствуют, и только в это время появляются первые медно-оловянные предметы, ио большая часть изделий изготовлена пз медно-мышьяковых и медно-мышьяково-сурьмя-ных сплавов. Содержание сурьмы в них достигает 24,3% (с. Нули в Грузни). Содержание мьппьяка, по сравнению с изделиями эпохи равней бронзы, увеличивается почти до 19% (с. Эшерп в 1 рузии).
Ц. II. Абесадзе, Р. А. Бахтадзе, Т. А. Два-лп 38 39 отмечают, что «трубочка № 29» пз аб
хазских долменов зпохц средней бронзы содержит мьппьяка 15,7% и сурьмы — 6,12%. Следовательно, и на землях Грузии в эпоху средней бронзы легирование меди производилось мышьяком с сурьмой. Одна сурьма для легирования не применялась, очевидно, из-за хрупкости получаемой сурьмянистой бронзы. Примесь свппца в медных сплавах доходит до 3,8% (с. Квасатали).
Конец Пи первая половина I тыс. до н. э. На землях Азербайджана и Дагестана в это время появляется железо в виде орудий труда и оружия (пос. Мингечаур и с. Вардаплы в Азербайджане); олово становится главным легирующим элементом в медных сплавах, а медпо-мышьяковые сплавы встречаются в меньшем количестве. Содержание олова в украшениях доходпт до 15 % (пос. Мипге чаур).
Первые оловянно-свпнцэвые изделия поя ваяются в пос. Мингечаур, а по данным анализа, приведенного у Р. Вирхова зэ, ножное кольцо (?) из Калакента состоит пз почти чистого олова 40. Видимо, упрочившиеся торговые связи народов Кавказа с соседями в то время вызвали приток оловянного камня или олова в слитках и в изделиях. Изделия же из. сурьмянистой бронзы редки; в одном предмете пз такого сплава без олова и других примесей оказалось 14% сурьмы (пос. Мингечаур). Мелкие изделия пз чистой сурьмы представлены богато среди находок в Армении (Редкин-ла-герь).
По сравнению с предыдущими периодами в памятниках этого времени появляется намного больше предметов пз меди с очень малыми прпмесямп. а наряду с ними — поделок из. сложных медпых сплавов, содержащих олово, мышьяк, сурьму и свинец в разных соотношениях. Последнее следует отнести за счет шого-кратных переплавок изделий и лома.
Иа землях Грузии это в основном период поздней бронзы. У Ф. Тавадзе и Т. Сакварелидзе 41 среди поделок преобладают бронзовые, в которых содержание олова достигает 14,3°) (Сагареджоло). Встречаются предметы из сложных медных сплавов, в которых присутствует до 5,2% свинца (Триалети). Мед-номышьяковые сплавы с другими малыми
зя .1. R. М a re с h a I. Zur Friihgeschichle der Metallurgic. Lamniersdorf fiber Aachen, 1962.
37 Ф T а в а д з e, T. Сакварелидзе. Указ соч., стр. 44—47.
38 Ц. Н. А б е с а д з е, Р. А. Б а х т а д з е, Т. А. Д в а л и. Указ, соч., стр. 165—174.
39 R. V i г с 11 о w. Uber die cullurgeschichtliclies. Slelluiig des Caucasus. «Verlag der Kgl. Akademie der Wissenschaften zu Berlin», 1895.
40 Этот анализ требует контроля.
41 Ф. Т а в а д з е и Т. Сакварелидзе. Указ, соч., стр. 64—67
1. Зилота Ди
2. Серебро fig
3. МедЬ Си
Датировка (во н.э.)
Наименование металлов й сплавов
4. ‘ведно-мопаолковистб/е опппвЬ/ Си-As
5. Медна-мбш/бяково-никелевые оплавв/ Cu-Rs-Ni
3. Слова Sn
7. СдрЬма Sb
°. / 'овчо-оловяннме с пл с В о,
Си- Sn
9. Свинец РЪ
10. Железо Fe
7/. Медно-сурЬмянмЫе сплавы ____________Си - Sb_________ 12. Многокомпонентное спловЫ
без цинка Cu-Rs-Sb-Pb-Sn
13. Многокомпонентные сплавы с цинком Си- As-Sb-Pb-Sn-Zn
Рис. 1. Хронологическая схема использования металлов и сплавов древности на территории Кавказа
примесями редки (Мцхети п Самтавро). Примеси сурьмы также небольшие. По анализам Ц. Н. Абесадзе, Р. А. Бахтадзе, Т. А. Двали 42, предметы этой эпохи из с. Удэ(Грузия) тбо медно-оловянные, либо из сложных сплавов, но один предмет из медно-мышьякового, а другой из медно-мышьяково-цинкового сплавов. Примесь цинка доходит до 2%. В остальном предметы из Грузии и других местностей Кавказа схожи по составу.
Вторая половина I тыс. и I в. н. з. По химическим анализам медные сплавы
42 Ц. II. Абесадзе, Р. А. Бахтадзе, Т. А. Два л и. Указ. сон.
этого периода отличаются от предыдущего не-риода главным образом тем, что в некоторых из них содержатся большие примеси пинка — до 12"о (Кара-Тепе в Азербайджане). Это указывает на нарочитый приплав, достигаемый главным обраном присадкой обожженной цинковой обманки к меди при плавке под слоем древесного угля. Чисто медно-мышьяковые сплавы к этому времени почти исчезают, а содержание мышьяка в медно-оловянных многокомпонентных сплавах обычно небольшое. Невидимому мышьяк уже стал случайной примесью.
Заключение. На основании изучения данных анализов археологического материала устанавливается, что первые металлические
изделия на Кавказе появляются в памятниках. датированных пределами III тыс. до н. э. Это прежде всего медно-мьппьяковые, медно-мышьяково-никелевые, золотые, серебряные и свинцовые предметы. Изделия из медно-оловян-ных сплавов еще пе бытовали, а период использования «Истой меди путем холодной ковки или плавки одной самородной меди пока остается гипотетическим.
В отдельных районах Ближнего Востока, по данным старых анализов, установлено появление первых поделок из чистой медп и золота с V—IV тыс. до н. э., что требует проведения контрольного исследования.
В III тыс. до н. э. на территории Ближнего Востока были известии медь, золото, серебро, свинец, сурьма, а также медно-мьппьяковые, медно мышьяково-никелевые и мецно-оловян-ные сплавы. Последние получались совместной плавкой медных и оловянных руд.
В период первой половины II тыс. на Кавказе появляются предметы из медно-мышьяко-во-сурьмяных сплавов и единичные из медно-ологянных, а также из сложного состава медп, олоьа, мышьяка, сурьмы и свинца.
На территории стран Ближнего Востока в зтот период появляется олово в металлическом состоянии и железо, полученное плавкой РУД-
На Кавказе изделия из меди, содержащей очень малые примеси других металлов, начинают появляться с середины II тыс. до н. э. Железные изделия бытуют с конца II тыс. до н. э., одновременно появляются первые оло-вянно-свинцовые поделки.
Медные сплавы с примесью цинка устанавливаются в предметах с конца 11 тыс. дс н. э. и их число резко возрастает к концу I тыс. до н. э., равно как и процентное содержание в нпх цинка.
Итоги изучения данных анализов отражены в диаграмме (рис. 1). Наши данные предварительны и могут быть уточнены лишь при дальнейшем накоплении спектральных анализов металлических предметов из микрорайонов Кавказа.
10 Заказ Kt f35u
о. ю. круг
ПРИЛЛРНРНИР ПРТРОГРАФИИ Петрографическими методами могут быть 1 1Гг 1/»п_i it—i irii_ । it-। । । лч'ги! исследованы все минеральные неметаллические
л nvCHnf^rl/fM археологические материалы: камень, керамика, D ArAtkJJ ICJI И1И1 строительные растворы, металлургические шлаки, стекла и другие археологические объекты.
Методы классической петрографии, которая изучает естественные горные породы, издавна применяются в археологии для изучения состава и установления места производства каменных археологических образцов. Сднако наиболее массовым археологическим материалом являются технические силикатные продукты, искусственные материалы, созданные человеком, такие как керамика и металлургические шлаки. При изучении этих искусственных продуктов петрографические методы применяются еще редко и неуверенно. Это связано с трудностями перенесения существующих методов исследования современных технических продуктов на археологические материалы, полученные в результате принципиально иных производственных процессов.
В этой области известен ряд работ с применением микроскопического анализа к изучению археологической керамики. Наиболее интересные из них: методическая работа американского археолога Анны ТПепарт «Археологическая керамика» \ в которой раскрываются возможности петрографического исследования примитивной керамики. В небольшом исследовании Нилиса Зундиуса 1 2 по керамике эпохи викингов и раннего средневековья на территории Скандинавии были выделены петрографические типы керамики, изготовленной в разных производственных центрах. В этом же плане была проведена работа поляком Тадеушем Рейманом при изучении керамики II—IV вв. н. э.3 В Советском Союзе микроскопический анализ параллельно с химико-технологическим применялся в исследованиях О. А. Куль-ской 4, Н. С. Гражданкиной 5 * *, Э. В. Сайко 8 и других авторов.
1 A.. Shepard. Ceramics for the Archaeologist. «Cainegue Instituts Washington Publ.», 609. Washington, 1956.
2 D. Selling. Wikingirreitiche und Frfihmittal-liche Keramik in Schveden. Stokgolm, 1955.
3 T. Reyman. Metoda ctasovjania szlifon prze-zcoczyctych w badanich nad ceramika starozytna. Б.м. и б.г.
*0. А. Кульская. Химико-технологическое исследование ольвийских керамических изделий. «Оль-ппя», том I. Киев, 1940.
5 Н. С. Г р а ж д а нкина. Древние строитель-
ные материалы Туркмении. «Труды ЮТАКА», т. VIII.
Ташкент, 1958.
8 В* В. Сайко. Глазури керамики Средней Азии VIII — XII вв. Душанбе, 1963.
Нами проводится систематическое исследование древних технических силикатов — керамики и шлаков. Сейчас главной нашей задачей является выявление тех археологических проблем, которые могут быть решены петрографическими методами, а также выбор и разработка наиболее простых, точных и рациональных методов для их исследования.
При изучении керамики петрографическими методами могут решаться такие важнейшие археологические вопросы, как классификация керамики по ее составу, определение места керамического производства и установление некоторых сторон гончарной технологии.
Простейшей археологической задачей, которая может быть решена петрографическим методом, является разделение керамическою комплекса на группы по петрографическому составу при помощи микроскопа. Такое исследование целесообразно производить дополнительно к типологической классификации и совершенно необходимо в случае, когда последняя по какой-либо причине затруднена. Термин «неопределимая» керамика, который часто употребляется археологами, должен быть совершенно искоренен. «Неопределимой» керамики не существует! Достаточно иметь керамический обломок размером 2 см2, чтобы определить микроскопическим путем петрографический состав материала (его минералогический состав и структуру) и отнести его к той пли иной группе материала.
Преимуществом петрографических методов исследования является возможность широкого использования критериев классификации искусственного технического силиката и общепринятой научной терминологии. При исследовании же керамики чисто археологическими методами часто дается субъективное ее описание и используются термины, условно принятые отдельными исследователями. Петрографическое исследование может служить, естественно, и проверкой наблюдений археолога.
Методологический прием выделения группы керамики по составу ложится также в основу петрографического ее исследования при определении места производства керамики и раскрытии особенностей технологического процесса ее изготовления.
Определение производственного центра керамики является весьма важной проблемой. При решении вопроса о происхождении керамики петрографическое ее исследование может сыграть решающую роль. При этом необходимо параллельное изучение образцов керамики и глин из предполагаемых древних карьеров. Не менее важна археологическая проблема
раскрытия технологии древнего керамического производства. Такие стороны технологии производства, как подбор сырья, приготовление керами геского теста, условия обжига, не могут быть установлены без петрографического изучения керамики. Микроса опический анализ позволяет точно определить все составляющие керамического теста., структуру глины и примеси естественные и искусственные независимо от размера ее зерен. Визуальное же наблюдение над изломом черепка неточно и может привести к серьезным ошибкам.
Древняя керамика в целом из-за специфики ее производства не может быть сопоставлена по минеральным фазам с современной керамикой. Она выделяется в самостоятельную своеобразную группу искусственного материала, для исследования которой нужна специальная методика. Трудность петрографического исследования древней керамики заключается в большом разнообразии технологии ее производства на разных этапах развития общества.
Археологическую керамику целесообразно исследовать в первую очередь наиболее рациональными методами микроскопического и термического анализов.
Микроскопический анализ как главный метод петрографии основан на определении оптических постоянных, характерных для определенного кристаллического вещества. По оптическим константам определяется минералогический состав вещества, а по соотношению и расположению минералов устанавливается его микроскопическая структура. Микроскопический анализ позволяет классифицировать археологическую керамику (по минералогическому составу и микроструктуре) для выявления центров керамического производства, а также для установления их производственной технологии. Керамический материал разных производственных центров отличается по минералогическому составу тонкой глины и крупной обломочной примеси.
Образцы керамики исследуются в прозрачных шлифах в проходящем свете и разные их фракции — в иммерсионных препаратах.
Термический анализ, являющийся сейчас не менее популярным петюографическим методом, основан па изучении тепловых эффектов, происходящих в результате физико-химических превращений веществ при изменении их температуры, сопровождающихся выделением пли поглощенном тепла. Термический анализ широко применяется в петрографии для диагностики минерального состава глин. При исследовании археологической керамики термоанализ может использоваться для сопоставления
самой тонкой фракции (глиняной основы) керамики с тонкой фракцией глины пз геологического разреза предполагаемого древнего карьера. Термоапализ является наиболее рациональным методом исследования топкой части глипы, которая не поддается микроскопическому изучению. Термический анализ можно применять лишь при исследовании примитивной керамики, подвергнутой слабому обжигу.
Простейшей задачей петрографа нрп изучении археологической керамики является классификация ее по составу (керамический комплекс разделяется по примесям и структуре теста). Подобные работы проводились в помощь археологам при типологическом исследовании и классификации керампкп. Так, микроскопически была исследована прикамская и зауральская керамика античные амфоры Босиорского царства 6, средневековая поливная керамика Тмутаракани в, древпего Лю-беча и многая другая.
Примером определепия места производства керамики может служить результат исследования керамических изделий Боспорско-го царства. Под микроскопом вся исследуемая керамика делится на две большие группы: первая группа — керамика города Пантпкапея и прилегающих к нему поселений, расположенных па Керченском полуострове; вторая группа — керамика, найденная по другую сторону пролива, на Таманском полуострове, амфоры Гермонассы, Фанагории и пх окрестностей.
В результате оптического исследования удалось наметить три крупных центра производства керамики Боспорского царства, которые пользовались разным сырьем и. соответственно, определенными приемами приготовления керамического теста. Это — города Пантика-ией, Гермопасса, Фанагория 7 8 * 10.
Для подтверждения места производства исследуемой античной керампкп был произведен минералогический анализ керамики и глин из предполагаемых древних карьеров. Пссле-
7 О. Ю. К р у г. Петрографический апалпз керамики. В кв.: О. И. Баде р. Отчеты камской археологической экспедиции. Институт археологии АН СССР. М., 1961, выв. 2, стр. 262—263.
8 О. 10. К руг. Петрографический анализ керамики. В кп.: 11. Б. 3 е е с т. Керамическая тара Бос-пора. МИА, № 83. М., 1960, стр, 128—132.
8 О. Ю. Круг. Микроскопический анализ. «Керамика и стекло древней Тмутаракани». М., 1963.
10 О. Ю. К р у г и С. Д. Четвериков. Опыт применения петрографических методов к изучению керамики Босиорского царства. СА, 1961, № 3.
довалась керамика и глины из Пантпкапея и Гермонассы. Для этого от глин и керамики была отмучена фракция крупного алеврита размером 0,01 —0,05 льи и разделена по магнитным свойствам н удельному весу. Легкая и тяжелая фракции исследовались иод микроскопом в иммерсионных препаратах. Среди тяжелой фракции выделяются акцессорные минералы. которые также встречаются в образцах керамических изделий. Так, в результате минералогического анализа в глинах Керченского и Таманского месторождений были обнаружены акцессорные минералы турмалин, рутил, циркон, дистен. Такие акцессорные минералы и приблизительно в таком же количестве наблюдаются в образцах керампкп Пантпкапея и Гермонассы. Это может служить доказательством того, что исследованная керамика в античное время производилась здесь на местном сырье. В легкой фракции одного из образцов глин, так называемого кила, взятого в Тамани, обнаружены в большом количестве спикулы кремнистых губок, обломки диатомовых водорослей, обломки раковин фор-манифер и двустворок. Такая же фауна встречена и в образцах керамики античной Гермонассы. Это также подтверждает, что керамическое производство в Гермонассе основывалось на местном сырье. Интересно, что современные гончары до сих пор используют этот местный кил в виде составной части керамического теста.
Окончательно решить вопрос о происхождении данной керамики позволил произведенный нами анализ фанагорпйскпх глин п материала античной керамики (взяты были недо-обожженные части терракот). Диагностические кривые нагревания хороню совпадают в своей высокотемпературной части от 600° до 1000° (рис. 1). Глины и материал керамики имеют одинаковый монотермитовый состав. Это еще раз подтверждает правильность наших выводов о местном, боспорском производстве исследуемой керамики. Еще эффективнее термический анализ может быть применен при изучении более примитивной керамики, и чем ниже была температура ее обжига, тем точнее мы сможем интерпретировать результат анализа.
В данном случае наши исследования явились подтверждением сделанного II. Б. Зеест предположения о местном керамическом производстве. В том же случае, когда типологическое изучение керамики затруднено, петрографическое исследование может оказаться решающим при решении подобных вопросов.
Примером петрографического исследования археологической керамики с целью раскры
тия некоторых сторон технологии ее производства может служить микроскопическое изучение керамики Черняховской культуры.
Под микроскопом было изучено восемьсот фрагментов керамики разных типов, полученных с разных Черняховских памятников, расположенных на территории Украины
Подобным исследованием охвачено около 100 памятников, с которых отбирались типичные образцы тонкой лощеной и грубогончарной керамтщ (рис. 2). Ниже будут приведены некоторые предварительные данные по изучению Черняховской керамики, далеко пе исчерпывающие всех возможностей петрографического ее изучения. Итак, нами исследовалась тонкая гончарная керамика черного лощения, типичная Черняховская, парадная, пзящпая посуда: кувшины, миски, горшки. Чернолощеная керамика со многих украинских памятников очень близка по своей микроструктуре и выделяется нами в одну большую группу. Для нее характерно или полное отсутствие крупной обломочной примеси, или присутствие ее в очень незначительных количествах, всегда менее 10%. Обломки представлены кварцем — 97%, цветными минералами — 2%, полевыми шпатами —1%. Основная масса мелкозернистая, ожелезненная, иногда карбонатизирова-на. Она составляет 92—98%, в проходящем простом свете золотисто-желтого цвета, обладает тонкочешуйчатой структурой тонкой глины с множеством мелких остроугольных кварцевых зерен размером от 0,1 мм до мельчайших, преобладающая их фракция —0.06 — 0,03 мм. Материал хорошо сортированный. Редко встречаются среди них зернышки плагиоклаза Обнаружены также акцессорные минералы глипы: цпркон, турмалин, апатит, магнетит (рис. 3, 7, 2, 3).
Поразительное сходство материала ио микроструктуре, взятого с разных памятников, сильно затруднит выявление центров производства лощеной керамики. Еслп допустить существование не одпого-двух, а нескольких таких центров, то невольно напрашивается вывод о едином технологическом рецепте приготовления теста тонкой чернолощеной керамики, бытовавшей па огромной территории в течение II—IV вв. н. э. Технологию изготовления лощеной керамики характеризует целена правленный, тщательный подбор глиняного сырья, а в отдельных случаях, по-впдимому, предварительная его обработка. Высокое содержание мельчайшей естественной примеси угловатых обломочков кварца, составляющих 40—50% образца, обусловливает относительно невысокую пластичность теста, не требую-
Рис. 1. Графики термического анализа фанагорий-ской глины и керамики
1—термограмма глины; 1 — термограмма керамики
щего искусственной отощающей примеси, и в то же время придает прочность и звонкость тонкому изящному изделию. Итак,большое однообразие структур теста черной лощеной керамики говорит о большой культуре гончаров и о весьма высоком уровне ремесленного производства.
Рис. 2. Расположение археологических объектов, с которых были взяты образцы
а — места археологических раскопок, с которых брали на анализ керамику
Остановимся также на рассмотрении грубой серой керамики с шероховатой поверхностью, произведенной на ножном круге. Эта группа посуды повсеместно распространена на черняховских поселениях и в могильниках полей погребений. Она имеет ярко выраженные на йсех памятниках формы, шероховатую поверхность и часто на глаз совершенно не различается в изломе. Однако под микроскопом серая шероховатая керамика очень разнообразна по минералогическому составу и структуре теста. Вся эта группа характеризуется одной принципиально общей чертой: она всегда содержит крупную обломочную примесь, правда, разную по минералогическому составу и происхождению, в зависимости от месторождения глины, которым пользовался тот или цной ремесленный центр. Так. например, исследуемая керамика из поселений Киевской области (Черняхов, Жуковцы), а также северной части Черкасской области (Жу-равка, Завадовка, Мошны) содержит в виде естественной примеси глины кварцевый песок. Размер окатанных или полуокатанных кварцевых обломков от 0,1 до 1,5 мм, преобладающая фракция — от 0,8 до 0,2 мм. Материал среднесортированный. Крупная примесь составляет 20—30°о (рис. 4, 7). В пределах Полтавской области выделяются по примесям два типа серой грубогончарной керамики. Первый тип керамики из Ново-Липовского, Демья-новки и Пранозова содержит плохо сортированный кварцевый песок, неравномерно распределенный по материалу. Обломки кварца имеют разную степень окатанности, и размеры их от 0,1 $o0,Smm. Второй тип керамики —пз Недога-ровки и Красной слободы, наряду с крупнообломочным среднесортированным кварцем размером от 0,5 до 0,1 мм встречаются многочисленные обломки лейкократовой породы — гранито-гнейса (рис. 3, 4). Керамика из Ппажева (Житомирская область) содержит очень богатую разными минералами крупную обломочную примесь, характерную только для этого района. Она представлена обломками кварца, биотита, ромбического пироксена, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и др. Иногда это целые обломки пород габоро-норитового состава (рис. 3, 5). По примесям намп также выделены типы керамики Винницкой области (Шуровцы), Херсонской области (Канры, Борислав), а также Черниговской (рис. 3. -5). Сумской (рис. 4, 2) и Курской областей. Структура основной глинистой массы образцов керамики данной группы непостоянна, иногда даже в пределах одного поселения. Выделенные нами типы серой шероховатой керамики, види
мо, принадлежат разным мастерским, которые пользовались местным сырьем, обладающим характерными для него примесями.
Так как многие памятники, с которых была взята на исследование керамика, расположены на значительном расстоянии друг от друга, мы не можем установить общее число производственных центров грубой керамики на изучаемой территории. Оконтурить районы, которые снабжались керамикой из одного производственного центра, возможно при тщательном изучении микрорайонов. Примером такого исследования может служить изученный нами микрорайон южной части Черкасской области.
На небольшой территории Уманского района была взята керамика с 65 памятников. Грубогончарная керамика этого микрорайона характеризуется строго выдержанным минералогическим составом обломочной примеси. Ояа представлена крупными, до 6—7 мм, угловатыми обломками калиевого полевого шпата (микроклина) и реже —катаклазированным кварцитом (рис. 4, 3, 4) ).
Эта примесь внесена в тесто с первичным белым каолином, который, по всей видимости, использовался местными гончарами как огнеупорная добавка к керамическому тесту. Такое своеобразпе технологии обязывает выделить серую грубогончарную керамику данного микрорайона в отдельную, самостоятельную группу. Эта группа выделена только по микроскопическим данным. Типологически эта керамика еще не исследовалась. Для дальнейшего успешного изучения керамики Черняховской культуры необходимо более детальное ее последование по отдельным районам.
При изучении истории технологии древнего керамического производства необходимо прежде всего исследование глин и керамики современных гончаров для выявления всех закономерностей влияния тех ити иных технологических приемов на конечный петрографический состав керамического изделия. Сейчас намп исследуется этнографический гончарный материал, собранный на территории Украины и Молдавии в 1963 г. Эта работа явится первым важным шагом па пути к решению проблемы технологии Черняховской культуры.
Петрографические методы могут также успешно применяться при изучении древних металлургических шлаков. Первые попытки их микроскопического исследования были сделаны Лапиным11, которому удалось из представленных
11 В. Лапин. Материалы по петрографии шлаков советской металлургии. М., 1945.
Рис. 3. Микрофотографии структур керамики
1—3 — черная лощеная керамика черняховской культуры. Простой свет, увеличение 4-х. Однородная мелкозернистая структура без крупной обломочной примеси,- 4—6 — серая грубогончарная керамика с шероховатой поверхностью Черняховской культуры. Николи-г, увеличение 50-х;
1 — из с. Журавки Черкасской обл. 2 — из с. Косаиова Винницкой обл.; 3 — нз с. Родниковки Уманского р-на Черкасской обл.,- 4 — из с. Недогаровкн Полтавской обл., характерны крупные включения гранито-гнейса; 5 — из с Гурбинцы Черниговской обл.. характерна примесь кварцевого песка; 6—из г. П раже в а Житомирской обл., характерно присутствие обломков пород габбро-норитового состава.
Рис. 4. Микрофотографии структур керамики
1 — из с. Мошиы Черкасской обл., характерна примесь кварцевого песка; 2 — из с. Западные Горкн Сумской обл., характерна примесь крупнозернистого хорошо окатанного кварцевого песка;
3, 4 — из Уманского р-на Черкасской обл. (3—с. Ятранивка, 4 — с. Старые Бабаиы). обломкн катаклазировакных минералов
Рис. 5. Микрофотографии структур руды и шлака
1 — малахитовая руда Николи-»- 2— медьсодержащий турмалиновый кварцит. Николи-}-;
3 — медный шлак. Простой свет (корольки меди); 4— кузнечный шлак
Заказ № 135и
ему образцов выделить медные и железные шлаки. При детальном и систематическом исследовании древних металлургических шлаков можно раскрыть многие стороны металл} р-I ического процесса и часто — установить вид и качество используемой руды 12.
Сыродутные шлаки неоднородны по петрографическому составу. Для них характерны включения невосстановленной шихты, топлива, •огнеупорного материала печи. Ничего общего они не имеют с современными металлургиче-' скими шлаками. Они выделяются в особую петрографическую группу искусственных материалов. Сложность их исследования связана еще с тем, что подобные работы никем не производились.
Первым необходимым этапом изучения шлаков являются исследования экспериментальных образцов металлургических продуктов, полученных в печи, моделирующей древний металлургический горн13. Изучив под микроскопом затвердевшие шлаки, мы установили особенности шлакообразования в сыродутной печи, так как они отображают взаимосвязь окислов, существующих в жидких шлаках, особенно вблизи их температур плавления и кристаллизации. Раскрыв особенности шлакообразования при сыродутном металлургическом процессе, удалось установить последовательность кристаллизации минеральных фаз, температурный режим и другие стороны процесса.
Экспериментальные образцы, полученные при заданных условиях, являются эталонным материалом для дальнейшего изучения шлаков из археологических раскопок.
Примером микроскопического изучения археологических шлаков и руд для установления сырьевой базы металлургического дрерне-го производства может служить произведенное исследование медных шлаков и руд андроповской культуры из раскопок Еленовского отряда Оренбургской экспедиции 1960- -1961 гг. Они были найдены на правом берегу р. Кпем-бай, на поселениях Кудуксай и Ушкатты. В нашем распоряжении были также образцы руд из современного карьера Еленовского медного месторождения, который расположен вблизи от археологического памятника.
Кроме того, был произведен эксперимент выплавки меди из малахитовой руды в лабора
12 О. 10. К р у г и II. В. Рындина. К вопросу о железной металлургии Пантпкапея. МИА, № 103, 1962.
13 Б. А. К о л ч и н, О. Ю. К руг. Физическое моделирование сыродутного процесса производства железа. См. статью в настоящей книге, стр. 196—215.
торных условиях. В результате исследований было установлено местное производство выплавки меди, установлен характер и уровень зтого производства и выяснен сырьевой источник местной металлургии.
Образцы шлаков исследовались под микроскопом в проходящем и отраженном свете, при разных увеличениях. В результате микроанализа установлено, что исследуемый материал является медным шлаком и представлен кислым вязким кварцевым стеклом, почти бесцветным, на фоне которого выделяются корольки восстановленной меди размером от 0,1 до 0,3 мм в диаметре. В других случаях материал представляет собой наполовину расплавленную массу, недовосстановленной кварцевой медь-содержащей породы, обогащенной турмалином. В расплавленных участках в стекловидной силикатной массе наблюдаются мельчайшие частички восстановленной меди, не успевшей отделиться от расплава из-за недостаточной температуры металлургического процесса (рис. 5, о). Этот материал говорит о неудачной или не доведенной до конца плавке. Микроскопический анализ археологических образцов медных руд и руд из современного месторождения показал, что они относятся к единому комплексу медьсодержащих пород из зоны окисления медного месторождения. Археологические образцы имеют разное содержание меди и некоторые из них не могут считаться рудой. Вероятнее всего, это пустая порода, оставшаяся после обогащения руды. В плавку шли богатые медью породы: турмалиновый кварцит с прожилками меди и малахитовый сланец (рис. 5, 1, 2). Из этих руд в лабораторной печи с восстановительной средой при температуре 1200° нами была выплавлена чистая медь. Экспериментальные образцы также исследовались под микроскопом.
В результате сделаны следующие выводы:
1) Процесс выплавки меди происходил с очень большой потерей чистой меди в шлаке, что говорит об относительно низком уровне производства.
2) Для получения меди пз местной руды необходима и достаточна температура порядка 1100—1200°.
3) Сырьевым источником металлургического производства в данном случае может являться комплекс медьсодержащих пород Еленовского месторождения.
Важнейшим вопросом для характеристики древнего производства является изучение кузнечных и металлургических шлаков. Эти материалы являются результатом принципиально разных производственных процессов. В од
ном случае речь идет о получении железа, в другом — лишь о его обработке, т. е. о кузнечном производстве.
Автором было произведено микроскопическое исследование древних железных шлаков Московской экспедиции, в результате которого удалось выделить кузнечные шлаки пз общей массы железных шлаков. Подобные исследования ранее никем не производились. Исследованный нами материал представляет собой типичные кузнечные слитки. Каждый такой слиток образовался в кузнечном горне в результате нескольких кузнечных операций. Окисчы железа, образующиеся прп кузнечной обработке металла, падаю’” па дно горна и, сплавляясь с силикатной обмазкой горна или специальной песчаной подсыпкой, в восстановительной среде образуют слиток, состоящий из железного окисла — магнетита и силиката железа — фаялита. По своему химическому составу материал тождч^твен железным сыродутным шлакам, так как прп его образовании в реакции участвуют те же компоненты, и кристаллизация силикатного расплава протекает в тех же восстановительных условиях п приблизительно в том же температурном интервале.
Однако кузнечные слитки обладают характерной микроскопической структурой и часто легко отличимы от металлургических шлаков. В нашем распоряжении было восемь кузнечных слитков из раскопок поселений II—III вв. (Щербило и Неждино). Прозрачные шлифы были сделаны из разных частей слитков. Исследовались они в отраженном и проходящем свете. В поперечных шлифах слитка была обнаружена характерная микроскопическая структура. При увеличении в 40 раз хорошо видно полосчатое чередование слоев с определенным соотношением минералов (рис. 5, 4). Каждый слой состоит из прослойки крупнокристаллического чистого фаялита и прослойки магнетит п нос фаялит, образующих эвтектическую структуру. Слои имеют разную толщину. Каждый слой соответствует одной кузнечной операции.
В настоящей статье мы пытались показать возможность и эффективность применения петрографических методов при изучении технлчс -ских материалов (керамики и шлаков) для решения конкретных задач в археологии. Настоящая работа далеко не исчерпывает возможную область применения методов, базирующихся на микроскопическом, термическом п других анализах. При широком изучении археологических материалов потребуется повседневная проверка методических приемов исследования и, возможно, привлечение новых точных и рациональных методов.
МЕТОДИКА ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕВНЕЙ КЕРАМИКИ
Н. С. ГРАЖДАНИНА
Лаборатория археологической технологии Института истории и археологии АН УзССР в течение ряда лет изучает ис торию керамического производства Средней Азии, исследуя продукцию этого производства — бытову ю п архитектурную керамику пз археологических сборов и из памятников древпеп архитектуры.
Керамическое производство играло весьма существенную роль в общественной жизни народов Средней Азии, начиная с глубокой древности. Столетиями росло и совершенствовалось иэ поколения в поколение мастерство народных умельцев-керамистов, оставивших нам сооружения, украшенные поражающей и в настоящее время многообразием и высокими художественными достоинствами керамической облицовкой, и такие же образцы бытовой керамики.
Освоение опыта древних мастеров, выявление уровня их знаний в области переработки на керамику местного сырья, развития и совершенствования этих знаний во времени, роста и изменения керамического производства в связи с историческими событиями в странах Средней Азии и обмена опытом между мастерами соседних стран составляло задачи проводимого исследования.
Методы проведения исстецования подбирались и отрабатывались в процессе работы применительно к разновидностям керамики с их характерными особенностями.
Ассортимент архитектурной керамики при всем его многообразии может быть сведен к трем главным типам: терракоте, глазурованной керамике на глиняном основании без рельефа и с резким рельефным орнаментом и глазурованной керамике на фаянсовом основании.
Формы керамического декора встречаются самые различные в зависимости от места их назначения в сооружении: изразцы, плиты, целые керамические детали, типа капителей и баз колонн, блоки, из которых собирались колонпы, сталактиты, карнизы и др.
Наиболее ранним типом облицовки является терракота, отдельные детали которой возникают в первые века до н. э. Высшего расцвета терракотовые резные облицовки достигают в XI—начале ХП1 в., позже они встречаются преимущественно как дополнение к глазурованной керамике
Применение г тазурей в архитектурных облицовках начинается с XI—XII вв., вначале в виде частичных покрытий резной терракоты и простых керамических плиток для панелей и полов. Начиная с сере, (ины XIV в.
по начало ХА I в. глазурованная керамика бурно развивается, расширяется цветовая гамма глазурей, появляется надглазурная роспись керамическими красками, делается сложным орнамент, детали которого покрываются позолотой. В XV] в. полихромная керамика^ па гтиняном основании сходит со сцены, усту-ч. пая место фаянсу. С XVII в. и позже она. используется вновь наряду с фаянсом и терракотой.
Одновременно в Средней Азии получает развптпе резная керамика, сплошь покрытая глазу рью, но она бытует преимущественно н XIV в., хотя эпизодически встречается местами п позже.
В XI1 в. в Хорезме начинается применение фаянса в облицовке сооружении, достш ающее большого развития в XIV—XV вв. и вытесняющее все виды облицовок в XVI в. Широкую известность архитектурному фаянсу создала шестицветная мозаика. В полихромном плитчатом фаянсе, практиковалась надглазурпая и подглазурная росписи. Обильно использовалась позолота.
Исследование иодглазурных оснований архитектурной керамики было направлено в соответствии с материалом на восстановление технологии глиняной керамики и фаянса.
Ассортимент среднеазиатской бытовой керамики еще более обширен по формам, декору и технологическим вариантам. Изучению ее посвящено большое число работ археологов, искусствоведов, этнографов и керамистов.
В лаборатории было проведено подробное изучение пока только двух видов бытовой керамики: глиняной, покрытой красным лощеным ангобом,— от первых веков до н. э. по XII в. н. э. — и сероглиияной (декорированной лощением, нарезным и штампованным орнаментом), бытовавшей в X—XIV вв. п. э. Изучается рачняя черпая керамика н бытовой фаянс XI—XVI вв. н. э.
Главными вопросами, разрешавшимися химико-технологическим исследованном, были: выявление использованного для производства керамики сырья, составы керамических масс, способы изготовления сосуда илп архитектурной детали, техника декорирования изделия, сушка изделия, температура и режим обжига, физико-механические показатели материала.
Сообразно этим задачам и была выработана методика проведения исследований. Источниками для нее явились современные методы испытания керамического сырья и изделий, а также некоторые труды, посвященные изучению древней керамики, как, например, работы
О. А. Кульской \ А. Лукаса 2, А. И. Августинина 3.
Методика изучения архитектурной керамики.
Изучение архитектурной керамики расчленяется на три главных этапа:
I. — Полевое изучение облицовок в сооружениях или на раскопе. Целью его является выявление сортамента керамики, способа крепления на сооружении, сочетания с другими видами облицовок, сохранности во времени прп воздей( твии местных природно-климатических факторов. Особое внимание обращается на сопротивляемость керамики химической и физической коррозии в сооружениях, возведенных на засоленных грунтах. Одновременно производится отбор проб для лабораторного исследования.
II. — Сбор сведений о керамическом сырье района сооружения пли археологического объекта. Выявляется наличие видов сырья: лёссов, глин, кварцитов, известняков, красителей. Сведения получаются в reo.ioi ических и строительных организациях. Производится обследование месторождений с отбором проб для лабораторного изучения.
III. — Лабораторное изучение проб сырья и древней керамики. Лабораторное исследование сырья включает: спектральный анализ, выявляющий мельчайшие примеси, характерные для данного месторождения, и химический анализ. Для глин и лёссов производится определение пластичности теста, воздушной и огневой усадкп и изменения цвета во время обжига при температурах, возможных в древних печах: от 750° до 1150°, с интервалом через каждые 50°. Наборы образцов глин, обожженных при различных температурах, служат эталонами для ориентировочного определения температуры обжига древней керамики.
Лабораторное исследование архитектурной керамики состоит из анализа, теоретического расчета состава и практической проверки результатов исследования.
1) Анализ включает:
а) Изучение способа изготовления детали по следам, оставляемым различными пнетру-
2 О. А. К у л ь с к а я. Химико-технологическое hi следование ольвийских керамических изделии. «Ольвия», т. I. Киев, 1940, стр. 171—184.
2 А. Л у к а с. .Материалы и ремес генные производства древпего Египта. Перевод с английского Б. Н. Савченко. М., 1958, стр. 255, 256, 562, 56в, 574, 575, 704.
3 А. И. А в г у с т и н и к. К вопросу о методике исследовантг“ древней керамики. КСИИМК, вып. 64, 1956, стр. 149—156.
ментами. Обычно легко отличить резку плиты или изразца из пласта сырой, слегка окрепшей глпны по острым кромкам изделия, по сборке глпны на плоскости разреза. Ленка различается по оттискам пальцев или деревянных правил. У детали, оттиснутой в форме, всегда скруглены кромки, часто смяты углы. Вполне различимо послеобжиговое вытачивание рельефа по частым «зарезам», по остроугольным поверхностям дна выемки. Дообжи-говая резка рельефного орнамента характерна четкостью линий и тонкими черточками на лицевой поверхности изделия — остатками сетки, по которой наносится рисунок.
Подобными же наблюдениями может быть установлена послеобжиговая обработка боковых сторон, шлифовка лицевой поверхности, очередность нанесения слоев глазури и росписи и т. п.
б) Изучение текстуры свежего излома при помощи бинокулярного микроскопа. Обычно наиболее удобны увеличения в 10—40 раз, в редких случаях применяются 60—80-кратные увеличения.
Макроанализ позволяет ориентировочно определить размер добавки воды для замешивания формовочной массы и степень уплотнения глпны прп формовании изделия по количеству, величине и форме водяных пор и наличие минеральные п органических примесей. Последние при обжиге оставляют в глине четкие отпечатки, позволяющие установить, каким исходным материалам они принадлежат: саману, травяным стеблям, пуху камыша, шерсти или волосу. Для более точного определения используются специально изготовленные эталоны.
При наличии на керамике ангоба или глазури при помощи микроскопа выявляется и ют-иость их сцепления с основанием и замеряются толщины слоя покрытия, а также толщины промежуточного слоя между глазурью и основанием.
Во время макроскопического исследования ориентировочно намечается возможная температура обжига керамики по степени диссоциации известняковых включений (если они имеются) гг по сравнению с эталонами. Изучение поверхности керамики при тех же увеличениях дает возможность выяснить способы ее отработки и установить пороки глазури.
в) Микроскопическое изучение керамики в прозрачных шлифах применялось при исследовании фаянса. Микроанализ позволяет, кроме петрографической характеристики материалов, входящих в его состав, установить наличие расплавов, склеивающих частицы кварца, и
диссоциацию известняка. Определить температурные модификации кварца не удалось, очевидно вследствие неполного его превращения при сравнительно невысокой температуре обжига (не выше 1200°) и обратимости этих превращений при понижении температуры. Так же неприменимым оказался и мет од рентгеноструктурного анализа, отчасти по тем же причинам, что и при микроскопическом исследовании, отчасти из-за трудности получения на рентгенограмме линий у — тридимита за массой высокотемпературного кварца.
г) Спектральный анализ основания керамического изделия и его покрытия. При помощи спектрального качественного или полуколи-чественного анализа выделяются главные компоненты материала, специальные добавки и случайные примеси, вносимые сырьем. Сравнение данных спектрального анализа керамики и сырья помогает выявить исходные материалы керамики.
д) Химический анализ основания керамического изделия. Производится по обычной методике силикатного химического анализа. Определяются: кремнезем, окись железа, глинозем, окиси кальция и магния, потеря при прокаливании. В фаянсе полезно определение щелочей, которые не являются составной частью материала, а вносятся глазурью во время политого, вторичного обжига. Результаты химического анализа служат основанием для теоретигческого расчета вероятного состава керамики.
е) Определение физико-механических показателей основания керамики. В состав определяемых показателей, по аналогии с испытаниями современной керамики, входит: объемный вес, водопоглощение, предел прочности при сжатии в сухом и насыщенно и водой состояниях. В отдельных случаях производится испытание на морозоустойчивость методами непосредственного замораживания или химическим способом.
Предел прочности определяется раздавливанием на гидравлическом прессе образцов кубической формы, выточенных из керамики. Направление давления должно совпадать с направлением уплотнения формовочной массы, длина ребра кубика — соответствовать толщине изделия. Опорные поверхности тщательно пришлифовываются. Водопоглощение по весу определяется попутно с насыщением образца водой при определении предела прочности.
2) Теоретический расчет вероятного состава формовочных масс керамики.
По результатам химического и микроскопического изучения определяются качествен
ные компоненты состава формовочных масс. Для фаянсовой массы характерны кварцевые зерна, известь и глина, для глиняной керамики, зная составы сырья из ближайших месторождений, всегда можно определить, из одного вида глины или пз смеси двух приготовлена керамика. В выборе вероятных исходных материалов следует руководствоваться данными спектрального анализа.
Химические составы пересчитываются для облегчения сравнения на прокаленное вещество. Задаются (ориентировочно) дозировки составляющих и подсчитывается по ним химический состав керамики. Если компоненты химического состава будут отличаться от таковых у изучаемой пробы на величину не более 0,1 % (по отношению к их сумме), а вся сумма компонентов будет отклоняться от 100% не более чем на □2 5%, то расчет считается правильным. В противном случае дозировки изменяются, или даже исследуются материалы других месторождений.
Само собой разумеется, что выбор месторождении вероятного сырья должен быть лоти-чески обоснован по близости месторождения к изучаемому объекту, наличию древних выработок или же пе сведениям из литературных источников об использовании данного сырья в древности.
Допустимые пределы отклонения расчетного состава от состава древней керамики определяются экспериментальным путем.
3) Опытная проверка правильности вероятного состава.
Правильность выбора сырья и ориентировочно определенная температура обжига проверяются путем воспроизведения керамики по расчетному составу.
Из принятого за исходное сырья, в расчетных дозировках, готовятся образцы керамики цилиндрической формы с высотой, равной диаметру (22 мм) при ручном уплотнении. Попытки уплотнения прп помощи ручного пресса привели к очень значительному повышению прочности по сравнению с древними образцами. Образцы высушиваются в затененном пространстве и обжигаются при заданных температурах, а иногда и более высоких или более низких. Если опытные образцы соответствуют древним по внешнему виду и показателям, то опыт считается законченным. В случае отклонения изменяется режим обжига, иногда изменяется сырье.
Одним из приемов проверки температуры обжига является дополнительный обжиг древней керамики. Особенно часто им приходится пользоваться при изучении фаянса. Обычно
розовый и красный цвета соответствуют температуре порядка 90U—950°, во всяком случае ниже 1040—1050°, когда наступает осветление динаса, к которому ближе всего подходят по составу древние фаянсы. Но краспыи цвет могут дать и глины, если повышенное содержание железа в них не уравновешивается известковыми и магнезиальными примесями. Красный фаянс обжигается вначале при 9501 * 3, выдерживается 2—2,5 часа и после осмотра вновь обжигается при 1050—1100'. Осветление материала определяет температуру его обжига.
Полный цикл анализов с практической их проверкой необходим для исследования нового типа керамики. При определении типов, аналогичных изученным (из топ же географической зоны и того же периода времени), можно ограничиться изучением текстуры и химическим анализом, которые позволяют получить представление и о составах керамических масс по сравнению с образцами, прошедшими полное исследование.
Ме т о д и к а изучения быт о в о й керам и к и.
Для исследования бытовой керамики в методику, принятую для архитектурной керамики, вносятся некоторые изменения, но состав методов остается тот же. Поэтому в изложении методики изучения бытовой керамики сообщаются лишь дополнительные данные, которые отсутствуют в первой.
I этап — изучение форм исследуемого типа цо музейным коллекциям и археологическим сборам. Одновременно изучаются орудия гончара и оборудование гончарных мастерских.
II этап — изучение керамического сырья в районах, откуда произошли пробы бытовой керамики,— полностью сохраняется.
III этап — лабораторное исследование нового типа — включает также три раздела: анализ, расчет и синтез, причем в последний часто включается дополнительная серпя экспериментов, восстанавливающих отдельные детали технологического процесса.
В состав анализа входит: подробное изучение фрагментов сосудов, па основании чего определяется способ формовки: ручная лепка, формовка па круге, оттиск в специальной фирме, лепка па деревянном шаблоне с подкладкой ткани или без нее (рис. 1.7).
Изучение текстуры свежего излома и поверхности черепка производится так же, как и для архитектурной керамики. Изучение поверхности приобретает особую важность при исследовании лощепой керамики. По рискам прослеживается направление лощения: гори
зонтальное, под угол к горизонтали, сетчатое, полосчатое и сплошное 4 *.
Наличие минеральных примесеч к котельной массе фиксируется микрофотографиями. Органические примеси, особо тонкие в бытовой керамике, как правило, определяются при помощи эталонов.
Вероятная температура обжига, как и для архитектурной керамики, определяется по набору эталонов из местных обожженных глип и уточняется при практической проверке. По здесь объем эталонов применяется более широкий.
Из вероятных в использовании г шн готовится серия образцов в виде круглых пластинок толщиной 4—5 .кл. диаметром 2U мм. Образцы, помимо обжига прп различны:; температурах в среде со свободным доступом водуха, обжигаются и в восстановительной, углеродистой среде, создаваемой в конце обжига забрасыванием в печь древесных опилок или вдуванием распыленного топлива (угля, графита) при плотно закрытой печи. Такой обжиг дает набор эталонов различных оттенков серого цвета, позволяющий определять температуру обжига сероглипяной керамики “.
Из числа физико-механических показателей для бытовой керамики производится только определение водопоглощения, характеризующее уплотнение черепка при формовке и косвенно — степень и полпоту обжига. Водопогло-щение определяется методом двухчасового кипячения черенков с последующим выдерживанием их в воде в течение суток 6 * 8.
На основании изучения черепка и проведенных анализов производится расчет вероятного-состава формовочной массы и разрабатывается схема технологического процесса изготовления керамики. Правильность данных подтверждается обжигом синтезированных образцов и проведением специальных экспериментов.
В качестве примера последних можно привести опыты, проведенные в лаборатории при изучении лощеной керамики для выяснения приемов лощения, которыми пользовались древние мастера. На опытных образцах были
1 И. С. Г раж д а пк и и а. Опыт технологиче-
ского исследования древней краслоавгобированпой ке-
рамики Узбекистана. «История материальной культуры
Узбекистана», вып. 3. Ташкент, 1962, стр. 130—139,
табл. 2.
а Н. С. Г р а ж д а и к п и а. К истории керамического производства Средней Азии. (Методы иш отовло-
ппя сероглиняиоп керамики IX—XIII вв.). Рукопись.
8 Метод рекомендован А. И. Августинином (А. И Августинин. К вопросу о методике..., стр. 152)
Рис. 1. Макроструктуры следов технологии изготовления
1 — отпечаток ткани на обратной стороне фаянсового блюда Xi I 8. из Me рва следы накладывания формовочной массы на ткань, выстилавшую шаблон: 2 — следы выгоревшего при обжиге самана в толстой строительной керамике (уе в 1.5 раза); 3 — следы тонки! растительных волокон в масти плиты (уп. в 1,5 раза)- 4—следы тонкого пука камышовых метелок в изломе тонкой керамики (ув. в 25 раз)
проверены применение в разных случаях каменных, костяных и железных лощил и приемы производства лощения ио ангобу, нанесенному на поверхность высушенного или уже обожженного обпазца, а также неангобированной-керамики 1.
Принятая методика химико-технологического исследования древней керамики пр!гменена лабораторией для исследования ряда образцов архитектурного декора и бытовой посуды.
Архитектурная керамика, как поливная, так и неполивная, в подавляющем большинстве случаев выполнялась из местных лёссов. Неполивные архитектурные детали до XIV в. делались из лёсса без всякого облагораживания его, и лишь с середины XIV в. наблюдается удаление из лёсса грубых песчаных частиц путем отсеивания, в отдельных случаях — путем процеживания жидкой глиняной массы через ткань.
Для предохранения изделий во время сушки от усадочных деформации и растрескивания в формовочную массу вводились волокнистые добавки: грубые — в виде крупного самана (рис. 7,2), более тонкие — пз стеблей травы (рпс. 1,3) и при тонком рельефе — чрезвычайно мелкие волокна типа пуха камышовых метелок и шерсти (рпс. 1,4).
Формовочная масса, тщательно промешанная и промятая, раскатывалась в пласты на досках или же, полужидкая, разливалась в большие с низкими бортами ящики и выдерживалась здесь до загустения. После этого она резалась на куски, выбивалась гладкими каменными или керамическими колотушками п резалась по шаблону на нужные куски. Иногда деталь лепилась из глины руками или с помощью правила, иногда масса набивалась в формы.
Если рисунок на керамике штамповался, то резка производилась после оттиска. Если рисунок вырезался, то на поверхности слегка окрепшего пласта тонкими линиями размечалась сетка, по которой затем вырезался орнамент. Сушка производилась в затененном, закрытом от сквозного ветра месте во избежание быстрого испарения воды. Совершенно высушенное изделие подвергалось обжигу в печах, напомпнав-шпх недавно бытовавшие напольные печи постоянного действия. Температура обжига в такой печи всегда неравномерная. Внизу,вблпзп от топки, она могла достигать 1100—1200’, в верхней части могла не превышать 800—850 . Обжиг изделий получался довольно пестрый, хотя большая часть глиняной керамики обож-
жепа прп температуре порядка 950—1000°. Довольно часто встречается алый недожог, реже пережог. Гтазурь наносилась погружением изделия в штикер — прп сплошном покрытии, при частичном — кистью. Кистью же производилась надглазурная пли подглазурная роспись керамики плп наложение второго слоя глазури. Золото вырезалось полосками илп прямоугольниками пз тончайшей фольги и наклеивалось животными клеями ити мелом па уже готовое глазурное покрытие, изделие вновь нагревалось до небольшого оплавления. Скрепление позолоты с глазурью при таком способе зависит от степени расплавления глазури. В большинстве случаев оно невелико и сохранность позолоты невысока.
Физико-механические показатели имеют довольно значительные колебания в зависимости от степени уплотнения формовочной массы и температуры обжига (табл. 1), по в це том одинаковы для всех типов глиняной или, вернее, лёссовой архитектурной керамики.
Морозоустойчивость почти во всех случаях выше требований ГОСТ для стеновых материалов —15 переменных замораживаний и оттаиваний. Отдельные образцы выдерживали до 50 циклов непосредственного замораживания. Исключением является алый недожог.
Сопротивление действию солевой коррозии вполне удовлетворительное. При непосредственном воздействии воды с высокоп концентрацией солей разрушается только недожог. Керамика нормальной и повышенной степени обжига солестойка. Сопротивление физической коррозии, которой особенно подвергается керамика Бухарского оазиса, — неудовлетворительно. В зоне капиллярного подъема воды рушится керамика всех степеней обжига.
Фаянсовая облицовочная керамика существенно отличается от современного фаянса. В настоящее время мягкие фаянсы покрываются прозрачной глазурью и содержат в своем составе: глинистый фаянс — 75—85% глины и 15—20% кварцевой составляющей — и известковый фаянс — 65—75 "о глины, 15—30% кварца и 10—35% мела или мрамора. Температура обжига глинт того фаянса имеет пределы 920—960’, а известкового — 1000—1100 . Во-допоглощение мягкого фаянса составляет 19— 21 %7 8-
Среднеазиатские фаянсы, как и фаянсы всего средневекового Востока, часто бывают помыты непрозрачной глазурью, водопоглощение их
7 Н. С. Г р а ж д а н к и н а. Опыт технологиче-
ского исследования..., стр. 154—156.
8 1 II А в г у с т п п п к. Керамика. М., 1957, стр. 361.
Таблица I
Физико-механические показателп древней среднеазиатской керамики
Наименование керамики Объемный вес, г/с.ч3 Водопоглощение, по весу в % Предел прочности при сжатии в кг/см? Снижение прочности от насыщения водой в %
в сухом состоянии в насыщенном водой состоянии
Терракота X—XII вв. 1,49—1,72 21,32—31,90 131—393 93—334 9,0—29,0
Резная керамика с частичной поли-
вой XII—ХШ вв 1.63—1,92 12,10—22,20 269—384 191—318 2,0—29,0
Поливная керамика XIV в 1,59—1,86 20,40—23,70 246—289 132—188 35,0—57,0
Поливная керамика XV в 1,60—1,70 16,20—19,80 340—485 300 -370 11,8—28,4
Облицовочный фаяпс XII—ХШ вв. 1,51—1,75 10,20—22,50 112 -298 78—247 14,8-36,6
Облицовочный фаянс XIV в 1,35—1,73 17,80—22,80 49—177 27—123 5,5—51,0
Облицовочный фаянс XV в. 1,64—1,83 16,3—38,00 48—238 27—128 5,2—69,0
Облицовочный фаянс XVI в 1,41—1,88 11,4—59,00 29—155 18—101 9,3—49,0
Облицовочный фаянс XVII в. 1,43—1,67 21.17—22,30 70—155 60—91 14,5—41,0
в очень редких случаях (табл. 1) соответствует современным требованиям и лежит в пределах 11—59%. Компонентный состав тот же, но соотношение ингридиентов совершенно иное. По химическим составам среднеазиатские фаянсы больше приближаются к динасу, особенно хорезмийские и бухарские, в которых содержание кварца досылает иногда 95%, а известь и глина являются лишь добавками, не превышающими 3—4%. Нередки случал использования для фаянса барханного песка, содержащего в себе все нужные агридиенты. Песок дополнительно размалывался, скреплялся водным раствором клея, формовался, высушивался и поступал в обжиг.
Фаянсы Самарканда и Ташкента содержат значительно больше извести и глины. Содержание кварцита в фаянсах Х1Л в. составляет 75- -84%. Глина и известь в приблизительно половинных пропорциях занимают 25—14%.
Ранний фаянс из Самарканда (раньше половины XIV в.) близок по составу к фаянсам Азербайджана XII — XIII вв., позже он больше соответствует составу черепка персидских облицовочных плиток, хотя значительно уступает им в плотности и прочности (табл. 2).
Фаянс 30—60-х годов XIV в. из раскопок Сарай-Берке является высокосиликатным и относится к хорезмийскому типу9. Технологический процесс изготовления архитектурного
9 Пробы для исследования были переданы нам Г. А. Федоровым-Давыдовым.
фаянса строился по следующей схеме. Кварцит или кварцевый песок, содержащий в своем составе до 97—98% кремнезема и небольшое количество примесей кальция, магния и алюминатов, обжигался в керамической печи или же просто на костре до сильного растрескивания, дробился молотками и домалывался на жерновах до размеров большей части зерен в 0,5—0,3 мм.
К кварцитному песку добавляли известь-пушонку и глину, почти всегда беложгущуюся, которые разбалтывались в воде до затворения. Масса получалась более или менее пластичная в зависимости от размера добавки глины. Дальнейшая обработка почти не отличалась от обработки глиняной керамики. Так ясе расплющивались пласты формовочной массы, вырезались ножом нужные плиты или изразцы, подсушивались п обжигались вначале без глазури, затем с ней повторно. Температура обжига лежала в пределах 900—1200°.
Бытовой фаянс обычно формовался на гончарном кр\ге, по крупные сосуды из высоко-силикатной массы, особенно в том случае, когда в качестве связующего материала использовался растительный клей, формовались накладыванием массы на специальные шаблоны, выточенные из дерева. При сложной форме высушенный сосуд обжигался вместе с шаблоном, который при этом сгорал. Блюда и плоские чаши формовались на ткани, которая дозволяла снять высушенное изделие с шаблона.
Процессы, протекающие при обжиге фаянса, должны соответствовать начальной стадии обжига динаса и сопровождаться образованием
силикатов кальция, а также превращениями кварца из a-формы в Р и у. Должна также наступить и частичная трндимитизацяя. Проследить эти превращения даже в опытных фаянсах не удалось, очевидно вследствие быстрого протекания обратных преобразований кварца при остывании образцов.
Обилие по сравнению с фаянсом добавок минерализаторов приводит к образованию расплавов. Микроскопическое исследование фаянса в прозрачных шлифах показало наличие стекла с показателями гроломлепия 1,53— 1,54, склеивающего зерна кварцита.
Скачкообразное изменение окраски динаса при 1000—1040° с розовой на светлую, желтоватую наблюдаются и у среднеазиатского фаянса и служат одним из критериев для определения температуры его обжига.
Прочность фаянса очень различна и зависит, как удалось установить, не только от температуры обжига, но и в значительной степени от уплотнения формовочной массы, что бывает трудно вследствие большой ее жесткости. Высокая пористость материала, достигающая 45%, не допускает плотного спекания частиц материала. Они склеиваются стекловидным расплавом лишь в точках касания песчинок. Этим объясняется хрупкость фаянса и легкость его распиловки или даже резки обычным ножом. Благодаря этому свойству фаянс получи । широкое распространение как материал для мозаики.
В лаборатории из одной и той же массы, при одинаковых температурах обжига, меняя степень уплотнения массы, удавалось получать фаянс с пределом прочности при сжатии от 80 до 350 Прочность древнего фаянса
(табл. 1) в среднем не превышает 200 кг/смйг а часто бывает порядка 30—70 кажВ-2. При насыщении водой прочность снижается иногда на 50—70°-. Отдельные пробы, особенно ранних фалнсов (XII в-), имеют предел прочности, достигающий почти 300 кг/смъ. Морозоустойчивость фаянса, за исключением особо сыпучих экземпляров, довольно высока. Некоторые пробы выдерживали 50 циклов непосредственного замопаживания без внешних изменений, с небольшим понижением прочности.
Связь с глазурным покрытием очень хорошая. Глазурь в большинстве случаев наносилась непосредственно на подш.лифованную поверхность. Но бывали случаи, когда лицевая поверхность плиток покрывалась, очевидно до обжига, тем же материалом, но более тонкозернистым и белым.
Пористость фаянсового основания способствовала образованию между глазурным покрытием и основанием сильного промежуточного слоя, обеспечивающего сохранность глазури. Глазурь на фаянсе имеет хороший разлив при сравнительно низком числе пороков. Светлый тон черепка допускает использование прозрачных глазурей без ангоба. Благодаря близости коэффициентов расширения фаянса и глазури
Химические составы архитектурной керамики Средней Азии
Таблица 2
Наименование керамики Компоненты химического состава в %
SlsO Fe,O3 + FeO AljOe Cao MgO SiOs KjO+Xa-O 1 Потеря при прокаливании
Терракота X в. (Бухара) 56,84 5,06 12,64 15,33 3,00 0,58 0,85 5,50
Терракота XI—XII в. (Самарканд) 62,08 4,84 14,59 10,84 2,58 0,41 1,99 2,67
Керамика с частичной поливой XII— ХШ вв. (Самарканд) 56,27 4,76 11,86 11,20 3.31 1,00 2,00 9,60
Поливная керамика XIV в. (Самар-канд) 54,93 4,99 11,11 12,65 2,65 2,54 2,14+1,45 2,56
Фаянс, ХТ1 n fl?\гня-УпгвтгчЛ 92,33 1,20 2,33 1,92 0,66 0,33 0,30
Фя итгл X ТV r /К хлтя-Упгр.нчЛ 91,57 1,50 2,00 2,05 1,06 0,60 0,36 0,85
Фаянс XTV в (Самарканд)- 75.19 1,02 4,90 8,30 4,43 0,52 2,27 3,27
Фяяпс. 5CV в ^Сямяпканп^ 87,70 0,82 3,08 4,43 2,77 0,34 0,61
Флпттг. XVT т? {'НфтяпяЪ 90.70 1,08 2,20 3,00 2,03 0,41 0,70
Фаянс XVI в. (Ташкент) 88.06 0.48 3,82 4.43 1,85 0,69 — 1,08
ФАЯНС ХТТ в (Т-Тяхпчвкянь) 74,84 0,68 10,20 3 19 2,80 0 41 1,7+4,48 1,30
Фяянг, XIТ в fMnan^ 84,74 0,92 5,48 2,13 3,20 0,20 1,36+2,01 0,56
на ее поверхности цел почти всегда крупный, п отскоки глазури наблюдаются редко. Все это и создало предпосылки тому, что в Х\ I в. (в период массового возведения монументальных сооружений) в ряде городских поселении Средней Азии из фаянса делали все детали керамических облицовок, включая круппораз мерные изразцы.
Бытовая неполивная и поливная керамика большей частью готовилась из смесп двух глин: обычно пластичную глпну смешивали с лёссом, Приблизительно в половинных пропорциях, с отклонениями в ту и другую сторон1,. Во избежание растрескивания сосудов во время сушки в формовочную массу добавлялся пух камышовых метелок.
’ Для получения красной керампки подбирались красножгу щпеся глины и на ангобы к ним использовались высокожелезистые глпны «Ки-чыл Кесяк», дающие в обжиге (при оптимальных температурах 900—950 ) красивые красные и оранжевые тона. В слишком жирные ан-гобные глпны иногда добавляли 20—30% лёсса, что не способствовало большей прочности ангобпого покрытия и не ухудшало его цвет.
Для сероглипяных сосудов ‘применялись часто те же самые глипы, по, очевидно, в зависимости от возможностей для них старались выбирать сырье, богатое содержанием железа, кальция и магния. Такие глпны прп обжиге в углеродистой среде принимали серую расцветку различных тонов. Варьируя насыщенность среды в обжигательной печи углеродом и меняя температуру" обжига, можно получить пз бело-жгущейся глпны серебрпсто-серую, а пз красно-жгу щейся — темно-серую.
Бытовой фаянс находится в стадии последования. По составу- он почти не отличается от •архитектурного, но он более плотен. Некоторые его черепки по твердости приближаются к фарфору. Очевидно, здесь играет роль более сильное уплотнение массы, возможен иной режим обжига.
Изучение архитектурной и бытовой керамики Средней Азии еще не закончено. Однако настоящее состояние работ уже дает возможность сделать выводы о высоком (применительно к исторпчеектгм периодам) уровне развития керамического производства и о закономерном .росте его с течением времени.
Среднеазиатские керамисты в процессе работ вели накопления эмпирических данных, которые постепенно складывались в правила и производственные традиции, передававшиеся •от мастеров к ученикам. Мастера Средней Азии умело ориентировались в области распознава
ния керамического сырья, комбинируя пз него смесп. превращавшиеся в опытных руках в художественные изделия.
Общность производственных приемов, составов керамических масс, форм и декора изделий убедительно говорит о существовании связей и взаимном обмепе опытом у керамистов различных районов Средней Азии и ряда стран Блпжнего Востока.
Ясно выступает существование уже в XII в самостоятельной шко гы керамистов-строителей п гончаров в Хорезме. Влияние хорезмий ской школы прослеживается в Бухаре, Сурхандарьинской области и других местах.
В Самарканде и через него в Ташкенте выявляется связь со школами, имевшими центры в г. Нахпчевале и Южном Азербайджане.
Таким образом, химико-технологический анализ наряду- с обычными методами археологии служит делу изучения истории народа, его производственной деятельности.
ТЕХНОЛОГИЯ КЕРАМИКИ
СРЕДНЕВЕКОВЫХ МАСТЕРОВ
Э. В. САЙКО
Керамика является наиболее массовым материалом среди археологических находок на средневековых памятниках и в значительной степени отражает в каждый конкретный момент уровень одного из самых распространенных производств, рост и развитие которого в конечном итоге обусловливался потребностями развивающегося феодального общества, и поэтому она является ценным источником при изучении вопросов исторического развития феодальных городов. В этом плане особое значение принимают при изучении керамики методы исследования естественных наук, позволяющие глубже и серьезнее решать вопросы исторического развития керамической технологии и все шире и шире входящие в практику историков-археологов как в нашей стране, так и за рубежом.
Большая работа по изучению как строительной, так и бытовой керамики с использованием методов исследований естественных наук ведется в лабораториях институтов истории и археологии Академий наук среднеазиатских республик, в частности в Институте истории им. Ахмада Дониша АН Таджикской ССР.
В настоящей статье автор приводит лишь некоторые результаты комплексного изучения керамического материала ряда среднеазиатских археологических памятников1, на примере материя юв одного из крупных ремесленных центров X—XII вв., столицы средневекового Хутталя— Хульбука 1 2.
Широкое и всестороннее изучение хульбук-ской керамики путем сравнительного анализа и использования методов исследования естественных па уж позволяет ставить вопрос не только о характере керамического ремесла определенной средневековой области Средней Азии и его особенностях, но и говорить об уровне технологии, производственных возможностях средневековых мастеров, позволяет ставить вопрос о месте хульбужского керамического ремесла в гончарном производстве Средней Азии.
Исследованию подвергались фрагменты хульбу’кеких изделий различных форм, вида и назначения, глазурованные и неглазурованные,
1 Автором исследована керамика нескольких археологических памятников разных историко-экономических и географических средневековых областей (например, Хульбук — средневековый Хутталь, Калаи-боло— Фергана) и несколько разных керамических комплексов одной историко-экономической области (Хутталь—гончарная печь в бывшем Октябрьском районе, Мардат-Сай, Хульбук). Материалы керамических коллекций Института историп им. Ахмада Доншпа АН Таджикской СССР
2 Городище средневекового Хишт-тепе расположено на территории кишлака Курбе п-Шаид Восей-ского района Таджикской ССР.
11 Наказ № 1350
украшенные подглазурноп росписью и без росписи. Среди основных методов исследования, используемых при изучении хульбукскпх керамических изделий и изделий других керамических комплексов: химический анализ3— определение состава глиняных масс черепка, ангоба, глазури (прежде всего определение количественного соотношения основных компонентов); спектральный анализ, применяемый для выявления качественной характеристики ангобных масс и выделения основных типов глазури4 *. Большое место в работе занимает микроскопическое и макроскопическое изучение керамических предметов с использованием различных оптических приборов, в частности поляризационного микроскопа. Исследование керамических образцов в прозрачном шлифе подполяри-запионньгм микроскопом позволило автору определять тип глин, употребляемых для изготовления изделий различного вида, их особенности, генетическую сторону, характер и качество обработки глиняных масс, приблизительную температуру обжига, характер ангоба, толщину его, структуру, особенности, характер глазурного покрытия красящей массы и т. д. 6 * В качестве дополнительного метода использовался рентгепоструктурный анализ и проводились различные технологические исследования (определение водопоглощения черепков, измерение микротвердости и т. д.).
Такое комплексное исследование керамического материала позволило сделать ряд интересных наблюдений, в том числе относительно технологии глиняного сырья, техники глазурования, формовки, обжига, наблюдений, имеющих важное значение для изучения истории одного из наиболее распространенных средневековых ремесел.
Важным вопросом керамического ремесла является технология сырья. О хорошо разработанной, тщательно проверенной опытным путем технологии глиняного сырья свидетель
3 Химические анализы производились в лаборатории физико-химических исследований Научно-исследовательского института стройматериалов Таджикской ССР В. В. Горшениной, О. Б. 1 аджиковоп, Э. В. Сайко; в лаборатории Института химии АН Таджикской ССР — Г. Калашниковой; в химической лаборатории Института геологии АН Таджикской ССР— Л. К. Кабановой.
4 Спектральные анализы произведены в спектральной лаборатории Института геологии АН Таджикской ССР 3. М. Давыдовой при участии и по программе
автора.
6 Микроскопическое из у чеши; материала производилось автором под руководством кандидата геолого-мипералогических наук А. И. Проскурко.
ствуют данные исследования керамического материала, средневековые источники, в которых дается классификация глин, выделяются различные виды их, указываются возможности применения. Характерно прп этом, что, например, Абуали-ибн-Спна в своем медицинском Каноне и химик X в. ар-Рази называют различные виды глин не только в связи с определенными месторождениями (хузистанская, армянская), но и выделяют различные виды глиняных масс по характеру их использования, по техническим особенностям (лощильная, глина тигля, фарфоровая, глина мудрости и т. д.)в. 'Го есть согласно данным средневековых источников в практике средневековых мастеров использовались не только хорошо сортированные глины, но и специально приготовленные глиняные массы. Сведения средневековых письменных источников прекрасно подтверждаются археологическим материалом 7. Так, например, химический анализ, а также микроскопические и, в частности, петрографические исследования изделии различного вида и формы позволили: во-первых, выявить характер глиняной массы в каждом конкретном случае, определить минералогический состав их, вид, в ряде случаев связать их с возможными местными ресурсами8 и, во-вторых, впервые экспериментальным путем удалось выявить целый ряд конкретных, специальных технологических приемов по подбору, подготовке и обработке керамического сырья. Так, необходимо отметить следующее:
1) Хульбукские мастера использовали для изготовления своих изделий глипы, суглинки, лёсс.
2) Изделия одного и того же вида и формы изготовлялись из различных по своему составу
8 Ибн-Си на. Канон врачебной пауки. Ташкент, i960, стр. 65, 66, 118, 119, 137, 236, 260, 308, 310, 338, 343, 447, 452, 457, 487, 528, 533, 538, 539, 541, 543, 549 и др.
7 Работы по выявлению характера материала и сопоставлению его с определенными конкретными месторождениями были проведены Н.С. Гражданкиной при изучении древпих стрительных материалов Туркмении (Н. С. Гражданина а. Древние строительные материалы Туркмении. «Труды ЮТАКЭ», т. VIII. Ашхабад, 1958) и А. А. Бобринским прп изучении керамики Новгорода (А. А. Бобринский. Гончары-пидьбляпе. СА, 1959, № 1. Для зарубежной литературы в этом плане можпо отметить, например, работу: W. I. Young and F. Е. Whitmore. Analysis of oriental ceramic Wares by nondestructive X-ray methods. «Far eastern Ceramic Bulletin», 1957, v. 9, стр. 1—27.
8 У. И. Каримов. Неизвестное сочинение ар-Рази «Книга тайна тайп». Ташкент, 1957, стр 19, 49, 84, 96, 97, 100, 103, 157 и др.
и характеру глиняных масс, в ряде случаев это связывается с работой разных мастеров ®. С другой стороны, изделия разных форм (например, чаг’и, тарелки) изготовлялись из сходных глиняных масс.
3) Характерно при этом, что глиняные массы изделий высоких форм, например кувшино-образных изделий, как правило, более пластичны, чем глиняные массы изделий типа тарелок, чаш, блюд, т. е. для изделии различных форм — высоких, закрытых (кувшины) и низких, открытых (блюда) — использовались разные по пластичности глиняные массы. Такой подбор глин связывается современными мастерами, например гончарами Карат ага, Риштана, с разными условиями и приемами формовки этих сосудов 10 *.
4) Для получения глиняной массы, имеющей необходимые формовочные и другие технические качества, хуттальские мастера использовали прием смешивания различных глин в определенных пропорциях. Так, например, тарелка из Хульбука с прозрачной глазурью и полихромной росписью была изготовлена из двух глиняных пород (первая — из довольно пластичной маложелезистой породы, пластический материал в ней очень мелкий, представлен в основном кварцем и составляет очень небольшой процент; и вторая — из сильно железистой породы со значительным количеством карбоната). Пластический материал второй породы более крупный, разнообразный и состоит в основном из зерен кварца, плагиоклаза, обломков кристаллической породы. В данном случае смешивались две разные глины, в результате чего получалась смесь, обладающая необходимыми качествами. Смешанные глиняные массы хульбукские мастера приготовляли и для кувшинообразных изделий, и для тарелок, чаш.
Прием смешивания использовался, судя по данным исследования, в XI — XII вв. мастерами и других ремесленных центров. Смешанные глиняные массы отмечены были при микроскопическом изучении шлифов, например магианской керамики. О приготовлении и использования специальных глиняных масс свидетельствуют, как уже отмечалось, письменные источники. Интересные данные о приготовле-
6 W. I. Young and F. Е. Whitmore. Указ, соч., стр. 13.
10 Е. М. П е щ е р о в а. Гончарное производство Средней Азии. М. Л., 1959, стр. 214 — 215: а также наблюдения автора у современных гончаров Кара-тага.
нии смешанных глиняных масс дают этногра-фическпе материалы 11.
Иногда смесь г гьняных масс бывает более сложной и предполагает смешивание не двух, а нескольких различных глин и, кроме того, примесь различного рода других веществ 12.
5) Особое место в практике средневековых мастеров занимал прием получения специально отощенных масс для изготовления кухонной носу цы, прием, известный в глубокой древности13. Среди специальных отощителей, употребляемых древними и средневековыми мастерами, отмечены в археологической литературе дресва, шамот, песок, оитый кварц, гипс. Для хульбукской керамики наиболее характерным является шамот. Он вообще широко распространен в среднеазиатской грубой керамике памятников Южного Тапжикистана, в частности в так называемой расписной керамике 14.
Технология изготовления шамотных изделий в настоящее время имеет еще много неясных и спорных вопросов, в частности, таких, как величина зерен, характер их формы, температура обжига, характер связывающей массы и т. д.
Высокие качества —прочность, огнеупорность изделий, приготовленных из отощенной глиняной массы, по отношению к изделиям другого вида — свидетельствуют о тщательно и
п В. Р азв адов скип. Опыт исследования гончарного и некоторых других кустарных промыслов
в Туркестанском крае. «Туркестанское сельское хозяйство», № 6. 19, стр. 570; Ё. М. П е щ е р о в а. Указ, соч., стр. 140; М. К. Рахимов. Художественная керамика Узбекистана. Ташкеьг, 1961, стр. 43. Автором исследовались смешанные глиняные массы и составные части смесей каратагских мастеров: Э. В. С а й-к о. Из опыта применения микроскопического метода исследования к изучению средневековой среднеазиатской керамики. «Известия Отделения общественных наук АН Таджикской ССР», № 11 (22). Душанбе, 1960.
12 Ар-Разп среди таких веществ называет поваренную соль, волос (У. И. К а р и м о в. Указ, соч., стр. 166).
13 Прием специального отощеия глиняных масс известен уже для керамики эпохи бронзы (Б. А. Л и т-винский, А. П. Окладников, В. А. Р а-н о в. Древности Кайрак-кумов. Душанбе, 1962, стр. 285; В. И. С а р и а и и д и. Керамическое производство древнемаргпанскпх поселений. «Труды ЮТАКЭ», т. VI1I. Ашхабад, 1958, стр. 333). О большом значении непластичпых материалов, употребляемых в качестве отощителей древнейшими мастерами, пишет А. Шепард (A. Shepard. Ceramics for the archaeologist. Washington, 1956, стр. 26.
11 Э. Г у л я м о в, Т. И. 3 е й м а л ь. Находки в районе Перепадпой ГЭС. «Археологические работы в Таджикистане в 1955 г. Труды АН Таджикской ССР», том XIII. Душанбе, 1956.
хорошо разработанной опытным путем технологии изготовления шамотных изделии.
Изучение характера массы отощеиного шамотом черепка под микроскопом позволило отметить следующее:
1) Разный размер зерен шамота в керамической массе одного изделия. Крупные, до 1 см, зерна сочетаются с пылевидным шамотом. Это позволяет, очевидно, в какой-то степени регулировать плотность укладки зерен в массе. Кроме того, это улучшает и другие качества: достаточную прочность, полученную за счет мелких зерен шамота, и достаточную огнеупорность, отмечающуюся при увеличении размера зерен шамота 15.
2) Форма зерен различная, чаще угловатая. В этом случае получается большая поверхность соприкосновения с соседними зернами1в.
3) Процентное содержание шамота в хуль-букских изделиях различно и составляет 30, 40, 50, 70% всей массы черепка.
4) Связывающая масса, как правило, достаточно пластичная, тонкодисперсная. Это качество связывающей массы улучшает формовочные качества глиняных масс.
5) Температура обжига шамота, судя по термическим изменениям в массах зерен шамота и связывающей массы, обычно выше температуры обжига черепка изделия, реже—равная ей. Температура предварительного обжига шамота в современной практике является еще спорным вопросом.
Исследование под микроскопом характера черепка лепного изделия из Хульбука [шифр КП 140/15 (ЗФ)], приготовленного из отощен-ной глиняной массы, позволило сделать такие выводы. В глиняной цементирующей массе каолинового состава с очень малой примесью гидрослюды отмечаются угловатые, слабопросве-чивающие, тонкозернистые изотропные обломки размером от 0,02 до 5 -и.м. Отмечаются также оплавленные зерна кварца. Угловатые обломки являются материалом, предварительно обожженным до момента образования муялита. Аналогичная картина отмечается и для глиняной массы фрагмента КП-140/5 А (ЗФ).
Практически установив целый ряд конкретных закономерностей, средневековые мастера получали высококачественные изделия с ото-щенным черепком.
Глиняные массы, используемые в практике средневековых гончаров, тщательно обрабатывались с учетом их назначения (тулово изделий
16 Г. 3 а л ь м а и г. Физико-химические основы керамики. М., 1959, стр. 216, 219.
1С Там же, стр. 215.
различных форм, ангоб, краски, глазури16 17), имели порой удивительно тонкий помол. Так, например, у массы ангобов под микроскопом почти аморфный вид. Необходимо отметить, что сравнительное исследование глиняных масс черепков различных изделий одного и того же типа и формы (например, тарелок с прозрачной глазурью и росписью, сделанной плавким зеленым и зелено-коричневым красителем) под микроскопом позволило отметить значительную разницу в качестве их обработки.
В прямой зависимости с историческим развитием технологии глазурованной керамики находились приемы приготовления глиняных масс основы черепка, на который наносилась глазурь. Выделяются, например, три следующих варианта: а) подглазурный ангоб из тщательно обработанной, тонкого помола, беложгущейся глины на черепке из обычной глины. Ангоб такого типа широко использовался в практике среднеазиатских мастеров рассматриваемого периода. Глазурь свинцовая; б) кашинный высококремнистый черепок под щелочной глазурью, вошедшей в Средней Азии в производство, очевидно, в XII в.; в) высококремнистый белый ангоб на черепке из обычной глины. Глазурь обычно щелочная. Этот вариант ангоба входит в производство с щелочными глазурями с XII в.
Итак, изучение характера черепков различных изделий позволило отметить: во-первых, целый ряд конкретных приемов по подбору и обработке сырья на определенном историческом зтапе, приемов, свидетельствующих о продуманной, высокоразвитой керамической технологии зтого периода; во-вторых, отметить интересные факты взаимосвязи характера черепка с формой, иодглазурпой росписью и характером глазури.
Эти факты являются интересным первоначальным материалом для выявления работы различных мастеров и многообразных конкретных их приемов, особенностей и общих черт разных технологических вариантов в одном производственном центре.
17 Глиняная масса добавлялась, как показали исследования, в состав красок и глазурей. О стабилизации красок глиной см. также: A. Jane. Early Islamic pottery. London (Faber), 1947. Об использовании глины в средневековых глазурях свидетельствуют данные исследования керамического материала и средневековый керамический трактат персидского мастера. См.: Н. Ritter, I. Ruska, R. W i n d e г 1 i c h. Eine persische Beschreibung der Fauencetechnise, «Istan-buler ilitteilungen», H. 3. Istanbul, 1935; K. R o-d e r. Zur Technik der persischen Fayence ipi 13 und 14 Jahrhundert. «'zeitschrift der deutschen Morgenlan-dischen, Neue Folge», B. 14 (89), И. 2. Leipzig, 1935.
Еще более интересные материалы получены при изучении средневековых среднеазиатских глазурей.
Суммируя некоторые данные, полученные при исследовании глазурованной керамики ряда керамических комплексов VIII — XII вв. различных областей (Магиана, Калаи-Боло, Хульбука и др. комплексов), данные историкоархеологических работ, посвященных изучению керамики этого периода, мы можем отметить для технологии производства глазурованной керамики периода VIII — XII вв. ряд значительных достижений:
1) Употребление в производстве щелочных глазурей (VII — VIII вв.).
2) Употребление в подглазурной росписи под щелочной глазурью металлических красителей двух цветов — черного и зеленого.
3) Введение в производство свинцовых глазурей и замена ими щелочных (IX в.).
4) Введение белого подглазурного ангоба, изготовлявшегося из тщательно отработанных светложгущихся глин (IX —X вв.) 18.
5) Введение в подглазурную роспись под свинцовой глазурью металлических красителей (IX — X вв.).
6) Введение монохромной росписи плавкими металлическими красителями ((X в.).
7) Введение полихромной росписи плавкими металлическими красителями (IX в.).
8) Введение монохромной росписи четком коптурной линией под свинцовой глазурью (IX -X вв.).
9) Введение полихромной росписи четкой контурной линией под свинцовой глазурью (IX -X вв.).
10) Освоение технологического приема стабилизации красителей для росписи глиной.
11) Введение более качественной (по отношению к ранним) щелочной глазури, обжигаемой при более высокой температуре, чем температура обжига ранних щелочных глазурей (XII в.).
12) Введение в производство специальной основы кашинйого высококремнистого черепка для глазури (XII в.).
Именно VIII — IX вв. являются важным рубежом в историческом развитии глазурованной керамики, рубежом технических новшеств и завоеваний. А весь период IX — XII вв. представляется определенным и законченным эта
18 А. И. Сухарев отмечает, что для иеовоп группы тяжеловесной керамики (наиболее ранней) не употреблялся ангоб, он появляется во второй группе и господствует в позднейшей полихромной керамике (А. И. Сухарев. Указ, соч., стр. 15).
пом, с целой серией многообразных, но конкретных и характерных приемов, технологических и декоративных вариантов, важным этапом в истории керамического ремесла Средней Азии.
В этот период выделяется целый ряд крупных керамических центров со своими характерными особенностями и в то же время для них отмечается много общих черт в производстве керамики, в том числе и в плане технологическом.
Для X — XII вв. господствующими в Средней Азии были различные варианты свинцовых глазурей.
Исследованпе состава хульбукских глазурей методом спектратьного анализа позволило выделить для одного ремесленного центра несколько основных типов свинцовых глазурей, отличающихся определенным повторяющимся сочетанием основных компонентов. Среди них:
1) Глазурп свипцово-силикатные. Основные компоненты: окись скопца и окись кремния.
2) Глазури свинцовые с повышенны л содержанием щелочей натрия. Основные компоненты: окись натрия, окись свинца и кремния.
3) Глазури свинцовые с повышенным содержанием щелочей, магния, кальция (нат-риево-кальциевые, магпиево-свинцово-силикат-ные). Основные компоненты: окисп натрия, кальция, магнпя, свинца, кремния; резко преобладают окиси свинца и кремния.
4) Глазури свинцово-оловяппые. В них, как правило, отмечается повышенное содержание натрия (натриев о-свинцов о-ол ов о-силик атиые). Основные компоненты: окиси натрия, свинца, олова, кремния.
5) Глазури свинцово-оловяьпые с повышенным содержанием натрия, кальция, магния (натриев о-кальциево-магнпево-свинцово-оловосиликатные). Основные оьислы: окиси натрия, кальция, магния, свинца, кремния.
Наличие различных типов глазурей, употреблявшихся мастерами одного керамического центра, является весьма важным фактом. Но не менее важно и другое.Удалось выявить, что один и тот же тип глазурей, отличающийся сочетанием определенных основных компонентов, судя по данным химического анализа, имеет различное количественное соотношение этих компонентов в различных образцах изделий одного комплекса. (Наличие или отсутствие тех или иных второстепенных элементов, отмечаемых спектральным анализом для каждого вида, объясняется, очевидно, различным качеством сырья, используемого различными мастерами или даже одним и тем же мастером). Определенное значение для первоначального выявления
качественного различия глазурей имеет микроскопическое изучение глазурей и сравнение показателей их преломления. Дело в том, что показатель преломления глазури является, как правило, очень чувствительным к изменению ее химического состава, в частности к изменению соотношения окиси свинца п кремния, не говоря уже о различных видах глазури (щелочных и свинцовых).
Сравнительные исследования показателей преломления глазурей, относящихся по своему качественному составу (по данным спектрального анализа) к одному типу (например, РЪО, SiO2), позволили довольно легко определить предварительные относительные различия в соотношении главных компонентов глазурей этого типа как для глазурей одного керамического комплекса (Хульбук), так п для разных (Магиап, Хульбук, Калаи-Боло). В тех случаях, когда количество исследуемого материала не позволяет проводить сравнительный анализ глазурей в широком плапе, микроскопическое определение различий глазури несомненно приобретает особенно большое значение. Например, факт различия показателей преломления глазурей одного и того же типа (качественного состава) весьма показателен не только в плане многообразия технических вариантов глазурей этого типа. Этот факт (наряду с другими данными) позволяет в какой-то степени ставить вопрос о связи определенных вариантов количественного решения одного и того же распространенного в данном керамическом центре рецепта (типа) глазури с различными мастерами.
Качественные же варианты, т. е. основные типы глазурей, некоторые пз которых, судя по данным спектрального анализа, отмечаются для изделий керамических комплексов другпх областей п являются весьма распространенными в Средней Азии этого периода1”, выступают как более общее явление, как общее достижение среднеазиатских мастеров. Очень распространенным, например, является тип глазури, состоящий из двух основных компонентов. Этот тип глазури отмечен для керамических изделий Магиана (Согд), Калаи-Боло (Фергана), Афрасиаба (Согд). Но решение этого качественного рецепта было многообразным даже для одного пункта.
Микроскопическое изучение глазурей позволило выявить целый ряд другпх характерных деталей- Среди них: различная степень провара
стекловидной массы, однородности стекла, разный характер окраски глазури, состояние и распределение красителя и т. д. Измерение микротвердости глазурей выявило, во-первых, значительные перепады в показателях микротвердости глазурей разных фрагментов и, во-вторых, позволило отметить для Хульбука фрагменты с довольно твердыми глазурями.
Все эти данные позволяют в определенной степени судить о расчетах и просчетах средневековых мастеров, говорить о сложных и многообразных технологических приемах и вариантах изготовления глазурованных изделий.
Материалы, полученные в результате изучения средневековой керамики с использованием различных методов исследования естественных наук, представляют большой интерес и являются весьма ценным источником при изучении исторического развития керамического ремесла, пстории его технологии, уровня и возможностей — словом, истории среднеазиатского ремесла периода феодализма.
19 Э. В. Сайко. Глазури керамики Средпей Азии VIII—XII вв. Душанбе, 1963.
ВУЛКАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО ИЗ СТОЯНОК КАМЕННОГО ВЕКА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ И ЧЕЧЕНО-ИНГУШЕТИИ
В В. НАСЕДКИН, А. А. ФОРМОЗОВ
В лптерат5ре по археологии Кавказа и сопредельных районов не раз отмечались находки орудий из обсидиана в тех местах, где нет дпсв-нпх вулканов, а следовательно, нет и месторождений вулканического стекла. Эти находки свидетельствуют об обмене материалом для изготовления каменных орудии и самими орудиями в первобытном обществе. В изданиях XIX в. всем находкам обсидиана приписывалось армянское происхождение. Уже в 1920 х годах Жак де Морган говорил о распространении армянского обсидиана чуть ли не до Персидского залива *. Вероятно, армянский обсидиан иногда попадал в Переднюю Азию, но скорее всего цивилизации Древнего Востока использовали более близкие месторо/кдения. расположенные к югу от государственной границы СССР. Находки обсидиана на самом Кавказе и в районах, лежащих к северу от него, могут быть связаны п с месторождениями Грузии и Кабардино-Балкарии, а не только Армении.
Сведения о находках обсидиана к северу от Кавказа вызывают большой интерес. С. Н. За-мятниъ сообщает об обсидиановом отжимнике, найденном на дюнах близ ст. Нижне-Купдрю-ченской в Нижнем Подонье М. Я. Рудин-скип — об обсидиановых изделиях на дюнах Харьковщины и Полтавщины 1 2 3 4, Б. В. Зайков-ский — об обсидиановых орудиях из Терновки в Нижнем Поволжье J. Однако нет уверенности в том, что во всех случаях минерал был определен правильно. Помимо этого, ценность находок снижает то, что все они происходят с разрушенных памятников. Датировка их поэтому неясна.
За последние годы в Краснодарском крае исследовано несколько поселений каменного века и знеолпта. В ряде хорошо датированных комплексов среди тысяч кремневых изделий встречались единичные обсидиановые пластинки и отщепы. Месторождений обсидиана в Краснодарском крае нет. Хотелось выяснить, откуда приносили обсидиан на Северо-3 апад-
1 Ж. де Морга и. Доисторическое человечество. М.— Л., 1926, стр. 271.
2 С. Н. Замятии и. О возникновении локальных различий в культуре валСолитиче кого nepi одт. «Труды Института этиогра<Ьии АН СССР», т. XVI, 1951, стр. 95.
3 М. Рудиььскпй. Деяк1 гпдсумки та блпж-4i завдяння палетполопчпих вивчень у межах УРСР. «Антрополопя», IV. Ки!в, 1931, стр. 164.
4 Б. В. Зайкове кий. К открытию в Саратовской губ. стоянок и городищ медного века. «Труды Саратовской ученой архивной комиссии», вып. 30. Саратов, 1913, стр. 199.
ный Кавказ в разные периоды первобытной истории. Для выяснения этого вопроса археологи обратились в Институт геологии рудных месторождений петрографии, минералогии и геохимии АН СССР. Здесь В. В. Наседкин провел специальное исследование образцов обсидиана из раскопок, сравнивая зти образцы с обсидианами из месторождений разных районов Кавказа. Помимо находок в Краснодарском крае, на определепие был передан и ряд образцов из Чечено-Ингушетии.
Изучались образцы из поселений:
1) Русский навес № 1 —стоянка зпохи позднего палеолита в бассейне Лабы в 10 км от ст. Баракаевской. Раскопки П. У. Ачтлева 1962 г.
2) Губский навес № 7 — стоянка конца палеолита — начала мезолита в том же районе. Раскопки П. У. Аутлева и А. А. Формозова 1962 г.
3) Двойная пещера — памятник в том же районе. Вероятно, поздний палеолит. Шурфов-ка П. У. Аутлева 1962 г.
4) Лубочный навес — в том же районе. Вероятно, поздний палеолит. Шурфовка П. У. Аутлева 1962 г.
5) Ацинская пещера на р. Ац — притоке Сочи. Образцы взяты из слоя эпохи мезолита. Раскопки Д. А. Крайнова 1958 г.5
6) Нижне-Шиловская стоянка на р. Псоу близ Адлера. Неолит. Раскопкп А. А. Формозова 1957 г. 6
7) Мешоко — стоянка близ пос. Камепно-мостского в верховьях р. Белой. Энеолит. Майкопская культура. Раскопки А. Д. Столяра 1962 г. 7
8) Хутор Веселый — стоянка той же эпохи в верховьях р. Фарс в 12 км от Каменномост-ского. Раскопки Е. Н. Черныха 1962 г. 8 *
9) Сержень-юрт — энеолмтическое поселение в Чечено-Ингушской АССР в 30 км к востоку от Грозного. Раскопки Е. И. Крупнова 1962 г. 8
® Д. А. Крайнов. Отчет Сочинского отряда Северокавказскои экспедиции о раскопках Ачинской пещеры. Архив ИА АН СССР, № 1830.
8 А. А. Формозов. Неолит Крыма и черноморского побережья Кавказа. МИА, № 102, 1962, стр. 129—147.
7 А. Д. Столяр. Мешоко—поселение майкопской культуры. «Сборник материалов по археологии Адыгеи», т. II. Майкоп, 1961, стр. 73—98.
8 А. А. Формозов. Периодизация майкоп-
ских поселений. «Историко-археологический сборник». М., 1962, стр. 37.
8 Р. М. М у н ч а е в. Памятники майкопской культуры в Чечено-Ингушской АССР, СА, 1962, 3,
стр. 177—182.
10) Сборы на дюнах в районе Ачикулака и Махмуд-Мектеба в Северо-Западном Прикас-пип. Предположительная датировка—неолит— энеолит. Коллекция Е. И. Крупнова 1946—1948 гг. 10 *
11) Сборы на дюнах в районе совхоза Турк-сад в восточной части Манычской долины, примерно в 100 км к востоку от Арзгира. Неолит — энеолит (?). Сборы В. П. Любина 1957 г. 11
В основу исследования положены следую-ш,ие соображения.
Обсидиан — вулканическое стекло, безводное или содержащее менее 1 % Н2О. Показатель преломления стекла характеризует его состав. Поэтому показатель преломления — константа, вполне однозначно определяющая принадлежность стекла к тому или иному вулкану или извержению. Сказанное касается только тех стекол, содержание воды в которых не превышает 1 %. Увеличение содержания воды вызывает увеличение показателя преломления. Таким образом, для того чтобы иметь возможность сравнивать две разновидности стекла по составу, надо знать его водосодержание. Стекла, содержащие менее 1 % воды, как уже указывалось, обладают постоянством показателя преломления.
Месторождения неизмененного вулканического стекла, т. е. обсидиана, на территории Кавказа указаны в табл. 1 на стр. 169.
Сравнивая показатели преломления образцов, исследованные обсидианы Кавказа можно разделить на три группы.
В первую группу попадают обсидианы с показателем преломления 1,482—1^483. Эти разновидности пользуются наиболее широким распространением. Ко второй группе можно отнесги обсидиан, показатель преломления которого равен 1,486, и к третьей —со светопреломлением 1,487.
Исследованию подвергались обломки стекла размером 0,5—1,5 мм, отбитые от периферических частей образцов. Обломки погружались в жидкости с известными показателями преломления. Приготовленный таким образом препарат изучался под микроскопом в поляризованном свете. Об относительном показателе преломления можно было судить по эффекту Бекке — движению световой полоски при поднятии тубуса микроскопа в сторону вещества с большим показателем преломления. Эффект Бекке
10 Е. И. Крупнов. Первые итоги изучения Восточного Предкавказья. СА, 1957, № 2, рис. 9—10.
ы В. П Любин. Отчет о работе палеолитического отряда Северокавказской вксдедт нии ИИМК АН СССР в 1957 г. Архив ИА АН СССР, № 1646.
Таблица 1
Номера 1 п/п | Месторождения, откуда взяты образцы Светопреломление (ТОЧНОСТЬ +0,001) Примечание
1 Гора Артепи, Арме- Образцы отли-
НИЯ 1,482 чаются по
2 То же 1,483 цвету и тек-
1,483 стуре
4 Сухой фоптан, Ар-
мения 1,486 Слабопори-
стый обсидпан
5 Гора Аг-Даг, Арме-
НИЯ 1,483
6 Куюн-Даг (район оз.
Тапаравани), Гру-
ЗИЯ 1,483
7 Заюково, Северный Характерны
Кавказ (бассейн кристаллиты
р. Баксан) . 1,487 . пироксена
8 Чегем, Северный неправиль-
Кавказ 1,487 ной формы
наблюдался в монохроматическом натриевом свете. После каждого сравнения показатель преломления жидкости определялся на рефрактометре. Таким образом достигалась точность
в +0,001. Нулевая точка рефрактометра периодически проверялась по показателю дистиллированной воды.
Кроме показателя преломления стекол, исследовались находящиеся в них кристаллические образования.
В общей сложности исследованы под микроскопом п определены показатели преломления 20 образцов. Результаты приведены в табл. 2
Таблица показывает, что обсидиан из всех поселении каменного века Краснодарского края, из Сержень-юрта и ряда пунктов в Северо-Западном Прикаспии дает один и тот же показатель преломления — 1,487. Тот же показатель и у образцов обсидиана из Заюкова и Чегема, тогда как показатели преломления обсидианов закавказских месторождений —другие. Очевидно, источником импорта обсидиана для Северо-Западпого Кавказа в палеолите, мезолите и неолите, а для Северо-Восточного Кавказа — в неолите — энеолите было Заю-ковское или близко от него расположенное Чегемское месторождение. Этот вывод подтверждается и другими петрографическими особенностями материала, в частности тождественностью продуктов кристаллизации и текстуры
Таблица 2
Номера п/й Памятник, откуда происходит образец Показатель преломления Петрографические особенности
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Губскпп навес Ai 1 — Губе кий па вес 7 1,487 ' 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,487 1,484 1,485 1,482 1,4811 1, 483 ] 1,483 1,483 1,483 Кристаллики пироксена обра-
Двойная пещера Лубочный навес Нижняя ПТпдовка зуют узелкоподобпые выделения П рпзматическис микролиты пироксена
Ацинская пещера
Ачинска н пещера Ацинская пещера Се рженъ- Юрт Турксад М а хмуд-М ектеб То же Выделения пироксева в виде узелков. Текстура тонкопо-лосчатая То же
М а хмуд-М ектеб Мешоко Мешоко Мешоко .— Хутор Веселый Тонкополосчатая текстура Кристаллиты пироксена в виде узелков Призматические кристаллики
Хутор Веселый пироксена ориентированы в едином направлении
18 19 20 М ахмуд-М ектеб Ачикулак
Махмуд-М ектеб Топкополосчатая текстура
Рис, 1. Карта находок обсидиановых орудий на Северном Кавказе и месторождений обсидиана
1 — Нижняя Шнлоека; 2—Ачинская пещера; 3 — Мешоко н хутор Веселый; 4—Губскне навесы; 5 — Ачнкулак; 6 — Мах/луд-Мектеб; 7— Сержень-Юрт; 8 — Турксад; а — месторождения обсидиана
(тонкополосчатые разновидности). По прямой от Заюкова до Баракаевской — 240 км, до Адлера и Сочи — 275 км, до Махмуд-Мектеба и Сержень-Юрта — 200 км. Но путь был несомненно еще больше. Ведь, направляясь в район Сочи, нужно было перевалить через Кавказский хребет.
Обсидиан из энеолитических поселений Мешоко и хутор Веселый дает другие — меньшие показатели преломления, чем заюковские и чегемские вулканические стекла. Меньшие, чем у заюковского обсидиана, показатели преломления и у образцов из грузинского и армянских месторождений. Видимо, в энеолите обсидиан в Прикубанье доставляли уже из Закавказья. Роль закавказскпх и переднеазиатских связей в развитии майкопской культуры хорошо известна. Импорт обсидиана из Закавказья и следует рассматривать в этом контексте. Путь, который вел от закавказскпх месторождений к верховьям Белой и Фарса, был еще длиннее, чем путь от Заюкова. От Танаравани до верховьев Белой — 450 км, от армянских месторождений —600—650 км (рис. 1).
Часть находок обсидиана в Северо-Западном Прикаспии также имеет закавказское происхождение. Но из-за неопределенности датировок подъемного материала мы пока не можем сказать, приносили ли сюда обсидиан в разные эпохи из разных районов, как в Прикубанье, или импорт обсидиана происходил из разных мест в одно и то же время.
Исследование образцов обсидиана из археологических памятников районов, прилегающих к Кавказу, должно быть продолжено. Целесообразно также обследовать окрестности
с. Заюково, чтобы найти древние мастерские по обработке обсидиана. В Закавказье такие мастерские уже обнаружены 12.
Беглый осмотр окрестностей Заюкова, проведенный в 1963 г. А. А. Формозовым, показал, что здесь среди галек и естественно расколотых кусков обсидиана встречаются и предметы, побывавшие в руках древнего человека. Так, на правом берегу Баксана напротив Баксанской ГЭС на поверхности террасы высотой 50 м былп подняты массивный остроконечник и несколько отщепов и нуклеовидпых обломков из обсидиана. Сборы необходимо продолжить.
Описанный здесь опыт исследования орудий из вулканического стекла может быть использован и при изучении коллекций из двух других районов СССР, близких к месторождениям обсидиана, — коллекций из Западной Украины и с Дальнего Востока. Месторождения обсидиана в Прикарпатье, на Камчатке и в Приморье были известны людям каменного века. Для Западной Украины есть сведения и о находках обсидиана на достаточно удаленных от месторождений стоянках, например на позднепалеолитическом поселении Вороновица I на Среднем Днестре 13 14, отстоящем от Карпат на 300 км. Первые попытки петрографического исследования обсидиана из археологических памятников Прикарпатья и Приморья недавно былп освещены в печати в статье В. Ф. Петру-ня и. Эти работы также следует развивать дальше.
12 М. 3. Паничкина. Находка каменных орудий на Арагаце. «Известия АИ Армянской ССР. Общественные науки», № 5. Ереван, 1946, стр. 55—60.
13 А. П. Черныш. Поздний палеолит Среднего Приднестровья. «Труды Комиссии по изучению четвертичного периода», т. XV. М., 1959, стр. 51.
14 В. Ф. П е т р у н ь. Из истории применения вулканического стекла (обсидиана) в первобытной технике. «Сборник научных трудов Криворожского горнорудного института», выл. VIII. М., 1960, стр. 104—113.
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
КЕРАМИКИ
В. С. МИТРИЧЕВ
Разработка методики дифференциации керамических находок по их происхождению и установление места производства определенных групп керамики — задача, чрезвычайно важная для археологической науки. При подобном исследовании керамики обычно приходится выяснять следующие вопросы: 1) принадлежность ряда отдельных обломков керамики единому предмету, 2) общность происхождения ряда образцов керамики по месту их изготовления, 3) выяснение конкретного места изготовления керамики.
Решение этих вопросов и составляет содержание так называемого идентификационного исследования.
Отождествляемыми объектами при таком исследовании являются: а) конкретные единичные керамические изделия, б) совокупность указанных изделий, имеющих одинаковое происхождение, в) конкретные места производства керамических изделии.
При решении рассматриваемых вопросов идентификации керамических изделий археологи могут использовать ряд методических положений и технических средств, разработанных к настоящему времени криминалистами в судебной экспертизе.
Применяя данные криминалистической теории идентификации, можно сформулировать следующие задачи использования методов эмиссионного спектрального анализа для исследования керамических изделий.
Для установления принадлежности ряда обломков керамики одному предмету необходимо изучить химический состав отдельных изделий и определить: а) качественный химический состав теста керамики н пределы его изменяемости в отдельном изделии; б) объем и порядок изъятия (отбора) пробы от керамического изделия для получения надежных данных о среднем составе его теста; в) количественное содержание элементов в тесте каждого изделия, типичные пределы варпационности идентификационных количественных характеристик; г) необходимый объем и порядок отбора пробы для проведения количественного эмиссионного спектрального анализа; д) качественный и количественный состав материалов покрытий на керамических изделиях.
После получения указанных данных возможна постановка массового спектрального анализа керамики для разработки критериев статнс гической оценки меры надежности (вероятности) идентификации конкретного изделия по данным спектрографического исследования материала, из которого он был сделан.
Еще большую сложность представляет установление общности происхождения ряда однородных образцов керамики. Применение эмиссионного спектрального анализа, на наш взгляд, в этом случае должно базироваться на предварительном решении следующих основных вопросов.
На основании предварительного спектроаналитического исследования теста группы образцов керамических изделии требуется определить:
а) характер и пределы вариацпонностп качественных и количественных характеристик в изделиях одного происхождения;
б) характер и пределы варпацпонности указанных выше характеристик в однородных образцах керамики разного происхождения.
На основании проведения такого предварительного исследования и статистической обработки его результатов необходимо разработать критерии оценки меры надежности (вероятности) установления факта общности происхождения сравниваемых образцов кепамики.
Наконец, для идентификации конкретного источника происхождения керамики предварительная работа состоит в онределенип характера и пределов вариационпости спектральных характеристик в керамике заведомо известного происхождения. Результаты такого предварительного исследования могут быть положены в основу разработки критериев статистической оценки меры надежности идентификации конкретного источника происхождения данной группы образцов.
Таковы те общие теоретические положения, которые мы считаем исходными для применения методов эмиссионного спектрального анализа в рассматриваемом случае.
Необходимо попутно отметить, что спектральный анализ является одним из многих методов комплексного исследования керамики. В этой связи статистическая оценка результатов должна быть разработана таким образом, чтобы охватить все данные, полученные в результате комплексного исследования.
Эмиссионный спектральный анализ теста средневековых керамических изделий, проведенный нами в спектральной лаборатории Цент ральпого НИИ судебных экспертиз, представлял собой в значительной мере разведку возможностей его использования в рассматриваемом направлении, и полученные результаты поэтому носят предварительный характер.
Методика спектрального анализа: порошкообразная проба керамики после просеивания через сито смешивалась с порошком угля в отношении 2:1, помещалась в чашечку угольного электрода и уплотнялась спиртом; испарение пробы и возбуждение спектров в дуге переменного тока (19 ±, 0,5 ампер).
Спектры регистрировались на спектрографе ИСП-28, конденсор — трехлинзовый, перед щелью устанавливался трехступенчатый ослабитель 150, 100 и 10% пропускания. Спектры фотографировались на пластинках «спектральные, тип ЭС» (в зоне до 2500 А) и на «спектральные, тип III» (в зоне менее 2500 А).
В результате исследования 100 образцов керамики установлено, что анализ целесообразно вести по следующим элементам: а) основным — кремнию, алюминию кальцию, титану, магнию, натрию, железу; б) дополнительным — меди, барию, хрому, ванадию, цинку, свинцу, олову, цирконию, молибдену.
Таблица 1
Номера п/п Содержание влсмента Количество случаев сравнения Количество случаев дифференциации Пределы вариационное™ количественной характеристики в значениях
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Алюминий Барий Железо Кальций Кргмний Магний М едь Натрий Никель Марганец . 171 171 171 171 171 171 171 171 171 171 37 44 44 50 50 55 60 61 79 81 От —0,5 до +0,5 От —0,3 до +1,9 От —1,0 до +1,1 От —0,2 до +1,8 От 0,0 до +0,7 От —0,8 до +1,2 От —0,6 до +1,4 От —1,4 до +1,4 От —1,0 до +0,8 От —0,3 до +1,5
Рис. 1. Полигон рассеивания
AS Ca-Ti
Общие пределы вариационности качественных и количественных характеристик ориентировочно определялись по результатам исследования 70 образцов керамики, обнаруженных при раскопках в районах Киева, Белгорода, Вышгорода, Саркела, Новгорода, Городски, Воинской Гребли, Сокольцев, Любеча, Чернигова, Разгради, Новогрудка, Переяславля, Мстиславля, Замехшара, Друцка, Белоозера и Тмутаракани.
Количественный анализ проведен по методике, применяемой в экспертных криминалистических учреждениях. За количественную характеристику принималась величина логарифма относительных интенсивностей спектральных линий определяемого и одного из основных элементов.
Пары линий выбраны опытным путем с учетом следующих требований: а) близкое расположение в спектре с тем, чтобы значение коэффициента контрастности фотоматериала и величина непрерывного фона для данной зоны спектра были постоянными; б) достаточная
относительная чувствительность анализа, позволяющая дифференцировать образцы керамики различного происхождения.
В качестве внутреннего стандарта при проведении количественного анализа выбран титан (линии с длиной волны 5014, 2 А, 3358, 2 А и 2942,0 А). Определено относительное содержание кремния, алюминия, кальция, магния, натрия, железа, меди, никеля и бария. В результате статистической оценки результатов эксперимента в пределах точности анализа дифференцированы объекты, приведенные в табл.1.
На основании приведенных результатов эксперимента намечен следующий ряд элементов в порядке изменения их пригодности для дифференциации образцов керамики различного происхождения: марганец, никель, натрий, медь, магний, кремний, кальций, железо, барий, алюминий.
Дальнейший эксперимент состоял ь решении вопроса, являются ли количественные характеристики взаимосвязанными и определенными
для определенного источника происхождения изделий из керамики. На рис. 1 приведены графики ориентировочного корреляционного анализа, проведенного по результатам количественного определения меди, натрия, кальция, магния, бария и тптена в девяти образцах средневековой керамики, обнаруженных в районе Киева. Как видно из графиков, количественное содержание бария связано с соответствующим содержанием меди, натрия, кальция и магния.
По указанным количественным характеристикам образцы керамики № 1, 4 и 7 в целом отличаются от группы образцов № 2, 3, 5, 6, 8, 9. Это различие подтверждается и другими данными археологического исследования.
Итак, проведенные предварительные исследования химического состава теста керамики методами эмиссионного спектрального анализа показали пригодность указанных методов для дифференциации данного рода объектов по источнику происхождения.
В процессе проведения экспериментальных исследований выявлена еще олна важная деталь. Элементарная статистическая обработка экспериментальных данных не всегда позволяет решить вопрос об общности или различии происхождения сравниваемых образцов. Даже проведение попарного корреляционного анализа мало помогает, ввиду близости элементарного состава образцов керамики и большого числа источников их происхождения. Выход пз данного затруднения, на наш взгляд, состоит в том, чтобы постепенно перейти к такой машинной системе обработки информации, которая учитывала бы в процессе сравнения одновременно весь объем полученной экспериментатором информации. Для решения такой задачи может быть использован алгоритм, разработанный В. А. Якубовичем1, для дифференциации почерка с помощью электроне овычисли-тельных машин. Каждая из количественных характеристик принимается за координату точки в «п»-мерном пространстве, где <п» — число таких характеристик. 1 * * ч
ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ДРЕВНИХ СТЕКОЛ
М. А. БЕЗБОРОДОВ
1 Б. М. Козинец, Р. М Ландман, Б. М.
Соколов, В. А. Якубович. Опознание и диф-
ференциация почерков при помощи элекарониовычис-
ч отельных нашил. Сб. «Самообучающиеся системы". В печати.
До последнего времени для изучения древних и средневековых стекол применялись десять технических методов. Одни из них раскрывают химический состав стекла; другие определяют химические и физические его свойства; третьи проходят ныне опытную проверку для выяснения пригодности их при изучении древних стекол.
Самым старым и наиболее распространенным методом является химический («мокрый») анализ. Первые качественные определения красителей в древних стеклах были сделаны в последние годы ХАШ в. С течение*! времени отдельные качественные определения были заменены количественным химическим анализом,, техника которого постепенно совершенствовалась. Число определяемых компонентов увеличивалось, точность определений повышалась. Количественный химический анализ с его тщательно разработанной техникой следует считать в настоящее время самым совершенным методом исследования стекла, наиболее полно раскрывающим его химический состав и дающим реальные и наиболее точные количественные соотношения компонентов по сравнению с другими методами. Все современные данные археологической технологии стекла обязаны более всего количественному химическому анализу. Он служит также основой для классификации стекол па «химические типы» и выработки пх локальных и хронологических особенностей. Некоторым недостатком его часто оказывается трудоемкость и длительность определений, а также потребность в значительной навеске вещества (в сложных цветных стеклах до 3 г).
Большое преимущество перед химическим («мокрым») анализом в смысле быстроты определений и потребности в малых навесках имеет спектральный анализ, относящийся к сравнительно новым способам исследования состава стекла.
Впервые качественные спектральные определения отдельных элементов в древних стеклах были сделаны около четверти века назад за границей. Тогда же были предприняты попытки выразить условными символами (буквенными и цифровыми) количественное содержание компонентов. Эти попытки оказались далеко не удовлетворительными, так как не отражали действительного количественного состава стекла, и позже за рубежом не повторялись. В течение последних нескольких лет в СССР были сделаны некоторыми исследователями опыты ио применению качественного спектрального анализа для изучения составов средневековых стекол и попытки выразить пх количест
венно цифровыми символами. Однако удовлетворительных результатов этим способом пока подучить не удалось: символы не только не отвечают каким-либо реальным количествам элементов в стеклах, но нередко искажают действительное их соотношение. Поэтому быстрота определении и пх малая трудоемкость оказываются в этом случае призрачными достоинствами и никак пе оправдываются качеством получающихся результатов.
Количественный спектральный анализ оказался, напротив, вполне пригодным для определения малых компонентов и микроэлементов в стеклах обычных типов. При изучении древних и средневековых стекол его начали с успехом применять с 50-х годов. Он основывается на использовании «эталонных» образцов известных составов, по сравнению с которыми определяются количественно отдельные элементы в изучаемых стеклах. Содержание главных компонентов, превышающих всегда 3—5%, пока не удается большей частью определять с достаточной точностью. Наоборот, точность определения микроэлементов достигается весьма высокая. Полный количественный спектральный анализ, не достигший должного совершенства, уступает во многом количественному химическому («мокрому») анализу, безусловно превосходя его быстротой определений и ма тыми навесками анализируемого вещества (до 15 .иг/?). Нет сомнений, что благодаря дальнейшему усовершенствованию техники спектрального анализа он окажется скоро вполне удовлетворительным методом изучения древних и средневековых стекол и станет серьезным конкурентом химического апатиза.
Учитывая достоинства и недостатки описанных методов, следует признать, что в настоящее время наилучшие результаты могут быть достигнуты при совместном применении обоих методов — химического и спектрального. При помощи первого целесообразно определять главные и малые компоненты (более 3%), а вторым -— микроэлементы и отчасти малые компоненты (менее 3%).
Микроскопические исследования велись разными способами в зависимости от свойств стекол и поставленных задач.
Для определения формы, размера и направления длинных осей пузырей (в случае их овальности) применялось полумикроскопичес-кое изл чеппе образцов под лупой (X 10 — X 20); также велись работы по установлению общей «пузырпстости» стекол для характеристики их гомогенности. Эти наблюдения имеют самое ближайшее отношение к технологии варки и выработки изделий.
Светопреломление стекол изучалось иммерсионным способом, как наиболее простым и быстрым. Показатели преломления могут служить для некоторой предварительной классификации стекол на высокопреломляющие свинцовые и низкопреломляющие кальциевые стекла.
В наших работах по сравнительному изучению дреьнерусских образцов было установлено, что стекла свинцово-кремнеземного типа (тРЬО, nSiO2) резко отличаются от всех остальных высоким светопреломлением (1,74 —1,78 и выше, тогда как у стекол других типов оно ниже 1,59). Наименьшее светопреломление имеют стекла «античного типа» — натриево-каль-циево-кремнеземные (mNa2O, nCaO-pSiO2).
К микроскопическим исследованиям принадлежат петрографические работы с «глухими», мозаичными стеклами, поверхностными палетами и новообразованиями, возникающими в результате многовекового лежания образцов в земле. Сюда же может быть отнесено изучение минерального состава и структуры огнеупорных тиглей и кирпичей, выполнявшееся на минералогических («прозрачных») шлифах.
Большой успех был достигнут благодаря рентгеновскому изучению непрозрачных цветных и опаловых стекол при определении кристаллических фаз красителей п глушителей п установлении их физико-химической природы. Речь идет, в частности, об исследованиях Тернера и Руксби, доложенных в 1959 г. на V Международном конгрессе по стеклу в Мюнхене п посвященных изучению глушителей в стеклах за 3400 лет.
Отметим попутно, что в числе образцов находились древнерусские мозаичные стекла из Новгорода, Чернигова п Полоцка, высланные нами профессору Тернеру по его просьбе. В них были обнаружены такие крпстал-лические фазы как SnO2 (из Полоцка и Чернигова — зеленое, желтое и темно-желтое стекла) и весьма сложное соединение — двойная соль сурьмянокислого свинца и станната свинца (Pb2Sb2O7 — Pb2Sn2O0 или 2PbOSb2Os — 2PbO2SnO2) в оранжевом стекле XI в. из Новгорода. Оказалось, что среди 37 образцов такой же глушитель, как и в новгородском стекле, был обнаружен только еще в одном случае — в желтом исламском стекле XIV в. Эта весьма интересная работа внесла ценный вклад в археологическую технологию стекла. Рентгеновские исследования имеют, однако, ограниченное применение — они целесообразны лишь для изучения кристаллических фаз в глухих стеклах и еще, пожалуй, для исследования стекловаренных тиглей и кирпичей.
Следует также упомянуть об определениях температуры размят тения стекол, применявшихся некоторыми исследователями. Эти определения имеют узкий интерес и выполняются в связи с изучением технологии производства древних стекол.
Особое значение имеют работы по изучению химической устойчивости древних и средневековых стекол. Одни образцы, найденные в раскопках, покрыты тончайшей ирризацией, легко стирающейся мякишем пальца; другие — плотным и толстым слоем патины; третьи совершенно свободны от всяких налетов, имеют чистую поверхность, как будто они изготовлены сегодня. Никаких! опытом, искусственно поставленным в лаборатории, невозможно заменить многовековое испытание стекла водой и почвенными растворами в земле. Фактор времени нельзя заменить никакой моделью. Вместе с тем современная жизнь требует стекла устойчивые против вредпых влияний окружающей среды. Изучение их самих, а также новообразований на пх поверхности сводятся в конечном счете к определению их химической устойчивости как функции состава стекла, окружающей среды и отчасти времени. Образцы стекла из раскопок — ценнейшие объекты для подобного изучения.
Приходится, однако, выражать сожаление о недостаточном еще внимании исследователей к этой теме, где интересы археологии и стеклоделия очень теспо соприкасаются между собой. Опубликованные до настоящего времени исследования (Тернер, Гайльмап, Безбородов и др.) пока касались лишь отдельных частных вопросов. Сюда же должны быть отнесены работы по консервации древних стекол, поскольку задача сводится к сохранению поверхности, недостаточно устойчивой против атмосферных влияний.
Недавно было высказано предположение (Брилл, США) о датировке древних и средневековых стекол на основании подсчета тончайших слоев на поверхности стеклянных изделий, образовавшихся в течение длительного времени. Изменения поверхности происходили в результате реакции стекла с окружающей средой. Это предложение проходит ныне опытную проверку. Положительное решение его было бы очень полезным для объективной датировки стекол.
Очень широкие возможности открывает новый метод изучения химического состава стекол при помощи «электроннолучевого зонда». Этот метод был испытан и развит в 50-х годах Раймоном Кастенем во Франции; первая опытная установка была построена им в 1949 г,
я Париже и применялась для анализа металлических сплавов и минералов.
Впервые о «микроанализе электронным зондом» древних стекол доложили в сентябре 1961 г. на конференции Международного института по консервации произведений искусства и истории в Риме Брилл и Молл. Принцип метода заключается в следующем.
Точно фокусированный электронный луч («электроный зонд»), диаметром менее одного микрона, направляется на определенную точку на поверхности образца, химический состав которого изучается. Очень малый объе и вещества, облучаемого электронным зондом (около 1 куб. микрона), испускает сложный рентгеновский спектр, содержащий характерные излучения разных элементов, находящихся в образце в месте «удара» в него зондом. Спектрографический анализ рентгеновского излучения позволяет определять относительные концентрации элементов в образце. Определение концентрации производится с помощью сравнения янтен сивности излучения волн одной и той же длины, испускаемых излучаемым образцом, и эталоном в виде чистого элемента или вещества известного состава.
Значительное достоинство нового метода состоит в том, что он не требует ни разрушения образца, ни выделения из него какой-либо части; для исследования нужно ничтожно малое количество вещества. Как сказано ранее, пучок электронных лучей фокусируется очень резко на мельчайшей поверхности анализир} емого образца на площади от одного до двух микрон в диаметре ((',001—0,002 мм). Это значит, что зонд способен выполнять химические анализы предметов, которые столь малы, что их невозможно видеть простым (невооруженным) глазом. Во время исследования предмет можно видеть в микроскоп и передвигать его по желанию.
Некоторые анализы были сделаны на «образ-1
цах», имевших измерения менее толщины человеческого волоса. По достигаемой точности микроанализ электронным зондом занимает промежуточное положение между химическим количественным и спектральным количественным анализами, уступая первому и превосходя второй.
Испытания нового метода показали, что благодаря ему открывается неограниченная возможность анализировать сколь угодно малые по размеру стекла и любые мельчайшие инкрустации в них, например глазчатые mhoi оцвет-ныр бусы, тончайшие окрашенные декоративные полоски и узоры на полых изделиях, мпого-12 Заказ -N4 13йп
красочные миллефиори с любой толщиной слоев и прослоек, глазурные покрытия и рисунки на керамических предметах и многие другие образцы, изучение которых было практически невозможно другими аналитическими методами. Быстрота определений есть также ценное преимущество нового метода.
МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ
ДРЕВНИХ ГЛАЗУРЕЙ
Ф. А. БУРНАШЕВА
История развития техники производства глазурей в средневековом Узбекистане имеет тысячелетнюю давность. Вначале глазурью покрывалась только посуда, а начиная с XII в., глазурь стала применяться в облицовке архитектурных сооружений. В ранних памятниках глазурованные детали находятся в виде отдельных вставок, но к XIV в. появляются сооружения со сплошной глазурованной облицовкой. Подобный способ облицовки сохранился до XX в., но только на отдельных уникальных памятниках. Наиболее интенсивно употреблялась глазурная полива в X — XIV вв. на посуде и в XIV — XV вв. в архитектуре.
Большой фактический материал X — XV вв., имеющийся в Институте историп и археологии АН Узбекской ССР, представляет интерес в плане изучения исторического процесса развития материальней культуры Узбекистана с привлечением химико-технологических методов исследования, что позволит проследить уровень ра шития техники производства глазурей за определенный промежуток времени, выяснить технологические параметры производства. Из большого многообразия методов, описанных в литературе, выбирались такие, которые не требуют значительного количества материала для исследования. Последнее является в данном случае главным при выборе той или иной методики.
Определялись свойства, обусловливающие долговечность службы глазурей, а именно качество поверхности, степень согласованности глазурей с подглазурным основанием, механическая прочность с определением твердости и микрохрупкости, составы, температурный интервал обжига.
Наиболее подходящими оказались следующие методы.
Микроскопический анализ: оценка качества поверхности проводится с применением микро скопа МБС-1. Изучается микроструктура глазурей, отмечаются кристаллические включения, наличие пузырьков, их размеры, плотность насыщения глазурного слоя пузырьками.
Термический анализ: определение согласованности глазури с черепком проводится на дилатометре системы Института стекла.
Из глазури, отколотой от черепка и размолотой в порошок, спекаются цилиндрики длиной 5U мм, диаметром 5 мм. Спекание проводится в лодочке из вещества, которое не сплавляется с глазурью (графит, платина и др.). Из подглазурного черепка подобные цилиндрики изготавливаются выпиливанием. Перед определением коэффициентов термического расширения (к.т.р.) глазурей и керамического черепка необ-
Изменения. козЦирициента термического расширения глинокеромическаго черепка при многократнЬ/х измерениях его на дилатометре
книзу образец 76% 3-и замер
Вверху образец BtfZ ---------3°"ер --------2-S замер ---------
Рис. 1. Кривые термического расширения керамического черепка при трехкратном замере
ходило провести предварительную термическую обработку образцов (нагрев до 600° и постепенное охлаждение). В противном случае числовые значения к.т.р. будут искажены:у глазурей величина к.т.р. увеличится, так как спекание глазурного цилиндрика и довольно резкое охлаждение соответствуют процессу' закалки, а закаленная глазу рь обладает повы
шенным к.т.р. по сравнению с отожженным *; величина к.т.р. керамического черепка будет несколько занижена. На рис. 1 видно, что при трехкратном измерении одного и того же
В. П. Барзаковский. Физико-химические свойства глазурей. Сб. «Физико-химические основы керамики*. М., 1956, стр. 230.
керамического образца кривая термического расширения, пол ученная при замерах без тепловой обработки (первый замер), находится ниже кривых, полученных на образце с предварительной тепловой обработкой (второй и третий замеры). Кривые последних замеров однотипны, и значения к.т.р. очень близки. Подготовленные образцы загружаются в печь дилатометра, закрепляются системой из кварцевого стержня и кварцевой трубки. Увеличение длины образца при нагревании в печи фиксируется индикатором. По температуре на!рева и по показаниям индикатора строится график, по которому высчитываются значения коэффициентов, а расположение кривых характеризует поведение глазурей и основы при обжиге. Чем ближе числовые значения, тем больше согласованность.
При определении температурного интервала пластичности можно основываться на данных, полученных при проведении испытаний на дилатометре, а именно: за температуру размягчения (так называемую температуру Tg, ниже ко-орой глазурь становится хрупкой) принимается температура деформации глазурного стержня 2. За температуру разлива (так называемую температуру Tf, выше которой глазурь находится в жидком состоянии) можно принять температу’ру сплавления образцов из глазурного порошка при подготовке их для дилатометрических испытаний. Температуры интервала пластичности получатся несколько завышенными по сравнению с истинными, так как в замеряемых образцах количество плавней значительно снижено по сравнению с первоначальным содержанием их в шихте.
Оп ределение температурного интервала плавкости по наклону конусов, изготовленных из глазури ”, при исследовании древних глазурей не может быть использовано из-за дополнительного расхода глазури на изготовление конусов.
Для бытовых изделий с тонким слоем глазури используется метод сравнения: образцы, подвергавшиеся тепловой обработке при температуре от 600° до 900°, через каждые 50' осматриваются для определения изменения качества поверхности по сравнению с эталоном.
Химический анализ: состав глазурей определяется после проведения спектральных качественных пхимических количественных анализов.
! Б. Д. Е г о р о в, А. И. Колбаснико-в а. Определение коэффициента лилейного расширения стекла па дилатометре. 1956.
3 Ю. Г. Ш те й ибер г. Стронциевые глазури. М., 1960, стр. 22; А. Петцольд. Эмаль. М., 1958, стр. 270.
Для малых количеств вещества представляют интерес работы спектра чьщикев Ленинградского отделения Института археологии, связанные с количественным спектральным анализом стекол и глазурей.
Химический анализ дает состав конечного продукта обжига, то есть состав глазури без учета улетучившихся компонентов и элементов, полученных глазурью из черепка и отданных черепку. Выяснение первоначального состава шихты проводится в несколько этапов: изготовление шихты по данным химического анализа последу емой древней глазури, после соответствующего обжига вновь приготовленной глазури проводится ее повторный анализ. Расхождения в содещкании тех или иных компонентов принимаются за поправку, учитывающую обеднение или обогащение глазури некоторыми элементами в процессе обжига.
Подготовке глазурей к анализам уделяется особое внимание. Кусочки глазурей отшлифовываются или откалываются от керамики и частично от промежуточного слоя, а иногда протравливаются кислотами, окончательно отмываются в дистиллированной воде. Подготовленные кусочки растираются в порошок в агатовой ступке и только тогда подвергаются анализам.
Спектральный анализ дает качественную характеристику состава глазури, а кроме того, указывает на ее так называемое «происхождение». Мельчайшие примеси, обнаруженные спектрографом, являются специфичными для месторождений сырья, изучение которого предшествует изучению глазури.
Физико-механический анализ: определение твердости глазурей проводилось на микротвердомере ПМТ-3 < Значения твердости получаются от измерения диагоналей отпечатков, образующихся на поверхности глазури при вдавливании алмазной пирамидки под нагрузкой. Величина нагрузки индентора, при которой появляются около отпечатка сколы и трещины, характеризует микрохрупкость. Значения микротвердости, полученные на приборе ПМТ-3, сопоставимы со шкалой Мооса. Шкала Мооса удобна в полевых условиях для первичных ориентировочных определений. Поверхность испытуемого образца перед проведением замеров отчищается и промывается спиртом. При работе с бесцветными или белыми глазурями целесообразно окрасить поверхность слабым раствором чернил для улучшения видимое гп отпечатка.
4 М М. X р у щ е в и Е. С. Беркова ч. .Микротвердость, определяемая методом вдавливания. М.. 1143.
Если толщина глазури меньше 0,5 мм, то следует проводить измерения непосредственно на черепке.
Определение показателя преломления глазурей по иммерсионному методу следует проводить для качественной характеристики типа глазурей. Например, показатели преломления бессвипцовой эмали соответствуют 1,5—1,55®, свинцовых стекол — 1,9—2,2, натриево-каль-циево-силикатных стекол — 1,48 -}- 1.53 °.
Исследования, проводимые лабораторией археологической технологии Института истории и археологии АН Узбекской ССР, основывались на датированных экспонатах пз раскопок археологов. Изучаемым объектом был выбран древнейший керамический центр Узбекистана X — XV вв,— г. Самарканд.
Фрагменты поливной керамики различаются по фактуре поверхности, по способу нанесения глазури на черепок, по виду ангобнон массы и по применяемому основанию. Соответственно отбирались следующие образцы:
а) поливные облицовочные изразцы па керамическом основании с непрозрачными глазурями белого, голубого, блекло-счнего и коричневого цветов, относящиеся к XIV в.;
б) поливная архитектурная фаянсовая мозаика с прозрачными глазурями синего, зеленого, коричневого и черного цветов, относящаяся к XV в.;
в) поливные архитектурные фаянсовые изразцы с непрозрачными глазурями белого и голубого цветов, датируемые XV в.;
г) поливные бытовые керамические изделия с прозрачной блестящей глазурью, нанесенной поверх цветного ангоба с орнаментом, выписанным зеленой, коричневой, оливковой, оранжевой красками, датируемые X — XI вв.;
д) поливные бытовые керамические изделия с непрозрачными глазурями белого цвета, имеющие надглазурный орнамент, выполненный зеленоватой или коричневатыми красками, и одноцветного голубого цвета, датируемые X — XI вв.;
е) поливные бытовые фаянсовые изделия с прозрачной стекловидной голубой или бесцветной глазурью, первые датируются XII в., вторые — XIV в.;
ж) поливные бытовые керамические изделия с прозрачной бесцветной глазурью, нанесенной поверх белого кристаллического ангоба,
6 В. В. В а р г и в и др. Технология эмали и эмалирования металлов. М., 1958, стр. 81.
•И. И. Китайгородский л др. Технология стекла. М., 1963, стр. 61.
расписанного синей, голубой и коричневой красками. Образцы датируются XIV—XV вв.
Исследование следует начинать с визуальной и микроскопической характеристик, а затем переходить к определению свойств глазурей, связанных с разрушением целостности образца.
По основным компонентам различается бытовая глазурь четырех типов: свинцово-натрие-во-силпкатная, или свинцовая, кальциево-нат-рпево-спликатная, или щелочная, кальциево-свинцово-натриево-силикатная, или малосвип-повая, свинцово-натриево-оловяино-силпкатная, или свинцово-оловяпная.
Архитектурная глазурь различается трех типов: щелочная, свпнцово-оловянная и свинцовая.
По внешнему виду глазури в общем хорошо сохранились: у мпогих образцов сохранился цвет, глазурь прочно держится на черепке, блеск на свинцовых и на свинцово-оловянных глазурях яркий. На щелочных глазурях часто наблюдается иррпзация. потеря блеска, но при благоприятных условиях щелочные глазури по внешнему виду почти не отличаются от других.
На поверхности глазурей наблюдаются трещины (пек), происхождение которых обусловлено различными причинами: некоторые могли появиться в процессе обжига и охлаждения, другие — при проведении облицовочных работ, третьи — при эксплуатации.
Характер цека, частый (расстояние между соседними трещинами меньше 0,5 с.м) пли редкий (расстояние больше 1 см), показывает степень согласованности глазурей с основанием. На свинцовых глазурях с керамическим основанием цек, как правило, частый (рис. 2,1), который, наверное, вторичного происхождения. Если такие фрагменты выдерживать в печи, нагретой до 800°, то цек исчезает, а поверхность становится блестящей и ровной. Очевидно, с течением времени подглазурный черепок насыщался влагой, увеличиваясь в объеме, разрывал поверхностный слой глазури. На щелочных п свинцово-оловянных глазурях цек. в зависимости от вида подглазурного основания, бывает редкий или частый. Если в качестве подглазурного черепка употребляется фаянс, «кварцевый фаянс» с содержанием кремнезема в пределах 90—98,6%то цек редкий. Па керамическом черепке щелочная глазурь покрывается частым цеком, а свинцово-оловянная
7 А. II. Августин п к. Керамика. М., 1957, стр. 433.
Рис. 2. Разновидности цена
1 — частый цех; 2— редкий цех
ближе к редкому. Наличие иод щелочной глазурью белого кристаллического ангоба изменяет картину цека: цек становится реже (рис. 2,2). Вероятно, кварц, входящий в состав кристаллического ат оба в повышением количестве, способствует увеличению сцапленля между глазурью и черепком. Глинистый ангоб под свинцовыми глазурями выполняет дру гу ю роль, он служит для создания фона при нанесении орнамента. По составу глинистый ангоб представляет собой почти то же. что и керамический черепок.
На фаянсовую основу все без исключения глазури ложатся ровно, причем зачастую с образованием значительного промежуточного слоя, состоящего из бесцветных остеклованных кристаллов. Поверхность древних глазурей имеет мельчайшие наколы (которые на качественных образцах почти не заметны) и редко разбросанные открытые пузыри.
Микроструктура глазурей неоднородна: в тол ще просматриваются кристаллические включения—-остатки неразварившегося кварца, закрытые пузырьки. Наибольшая сосредоточенность пузырьков наблюдается в щелочпых г газурях и в глазурях, окрашенных медью и марганцем. Свинцовая глазурь отличается большей гомогенностью: кристаллические включения отсутствуют, а пузырьки встречаются ред ко.
Плотность насыщения слоя пузырьками: свинцовых глазурей 0—5 шт. в лмг, щелочных —20—30 шт. в лиг, окрашенных —20—50 шт.
в мм', окрашенных щелочпых —до 100 шт. в ммг.
Размеры пузырьков глазурей: свинговой — 0.(12—0,25 мм, щелочной —0,01—0,5 льм; в свинцово-оловяпной пузырьки видны в изломе, (паметр их 0,2 .ил.
Толщина глазурного слоя у бытовых глазурей: 0,025—0,1 мм —у свинцовой, 0,5 — 1,6 л.и —у щелочной, 0.25—1,5 мм —у свин-цово-оловянной. На одном н том же памятнике толщина архитектурных глазурей па фаянсовой мозаике иезавш нмо от состава достигает около 0,5 .ил. Непрозрачные глазури на керамике имеют толшину 0,3 мм. е незначительными отклонениями.
Коэффициенты термического линейного расширения определялись для прозрачных и непрозрачных глазурей на фаянсовом черепке (образны XV в. в медресе Улугбека), для непрозрачных — на керамическом черепке (об разцы XIV в. с мавзолея 1360/61 г.). Характер кривых, как видно по графикам, однотипен, причем у керамического черенка кривые глазурей расположены выше кривых оснований (рис. 3, .1).
Числовые значения коэффициентов свинцо-во-оловянных глазурей и керамического черепка довольно близки: например, к.т.р. глазурей — 8.1—9,9 х 10 е; к.т.р. черепков — 6,9 —8.4 х Ю“6.
В случае фаянсового черепка, кривые глазурей ниже или очень близко подходят к кривым фаянса (рис. 3, Б), то есть глазури нахо-
/00 150 200 250 JOO J50 COO <50 500 550 600 650
РозррициентЬ/ термического линейного расширения глазурей, лпйглозурнога основан ил с мавзолея 1360/61 г (Самарканд)
А—глазурь, керамика; Б— глазурь, фаянс
Дятся под напряжением сжатия, что способствует увеличению механической прочностп изделия. Это обстоятельство связано с долговечностью службы поливных фаянсовых изделий.
К.т.р. фаянса —9,0—12,0 х 10“6, а к.т.р. глазурей — 5,5—10,0 х 10 6 (значения к.т.р. определялись в интервале температур 20—400е).
В случае значительных расхождений между величинами к. т. р. глазури и черепка прочность сцепления обусловлена, по-видимому, или наличием промежуточного слоя, или большой упругостью глазури.
По шкале Мооса, свинцовые глазури относятся к 4—5 классам, свинцово-оловянные
Т а б .1 и ц i 1
Состав глазурей в %
Глазури
S1O3 Fe,O, TlOi MnO A1,O, CaO MgO K,O NatO SO,
P.O, CuO
PbO Cr,O,
CoO
N1O
I Sb2O3|
Г олубая Синяя
53,4
67,4
0,74 0,07
2,34 0,08 0,04
1,1
2,8
4,06 2,821,11 10,57
6,0 3,782,3312,97 I
0,11 2,95
0,29 0,08
12,62 0,02
0,17 0,04
0,3
0,06
0,3 0,03
* Химические анализы провидилис^, в лаборатории Узбекского геологического управления в г. Ташкенте
глазури — к 5 —b классам, щелочные глазури — к 6 —7 классам.
По данным, полученным на микротвердомере ПТМ-З, величина твердости свинцовых глазурей 321 —455 кг/льм2,свинцово-оловянных— 505—576 кг/л»2, щелочных —616—885 кг/мм2.
Интересно отметить, что величина твердости однотипных глазурей в зависимости от красителя и применяемого основания изменяется. Например, белая свинцово-оловянная глазурь на керамике имеет твердость 505 кг/мм2, на фаянсе — 549 кг!м,м2, голубая на керамике — 511 кг/льм2, на фаянсе — 576 кг мм?. Вполне вероятно, что повышенное содержание кремнезема в фаянсовом черепке способствует обогащению глазури кремнеземом и тем самым увеличению ее твердости. Твердость свинцово-оловянных глазурей повышается в зависимости от применяемого красителя: голубая глазурь (краситель — медь) имеет твердость 511 кг/льл12, вишнево-коричневая (краситель — марганец) — 527 кг/мм2, блекло-синяя (краситель —кобальт) — 572 кг/мм2.
Температура размягчения у свинцовых глазурей — 415 —475°, у свинцово-оловянных — 526—580°, у щелочных —640—680°.
Температура плавления свинцовых глазурей около 800°, свинцово-оловянных —850°, щелочных — около 900°.
По данным химического анализа, приведенным в табл. 1, составлялась шихта голубой и синей глазурей.
Шихта изготовлялась из чистых реактивов с повышенной добавкой окислителей и плавней. После фриттования, последующего измельчения, глазурь наносилась на синтетический фаянс и обжигалась. Цвет глазурей несколько отличается от оригинала, остальные свойства пока еще не определялись. С проведением повторных химических анализов состав шихты будет соответственно изменяться.
По времени появления архитектурные глазури можно расположить в такой примерно
ряд: ХИ—XIV вв. — евппцово-оловянные, XIV (конец) — XV вв. — щелочные и свинцовые, причем с появлением новых составов старые не исчезали, а продолжали существовать одновременно.
Очередность появления бытовых глазурей следующая: X —XI вв. — свинцово-оловянные и свинговые, XII в. — щелочные на фаянсе, XI', в. — щелочные глазури на керамике с белым кристаллическим ангобом.
Таким образом, выявляется нижняя грани ца существования гех или других глазурей.
В дальнейшем, с накоплением исследованного материала данные химико-технологического исследования будут и-пользоваться для датирования археологических поливных керами-ческпх изделий.
ВЫЯВЛЕНИЕ МИКРОРАЙОНОВ НЕОЛИТИЧЕСКИХ ПЛЕМЕН МЕТОДОМ
П ЕТРОГРАФИ Ч ЕСКОГО
И СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗОВ
И. М. ГАЙДУК
Начиная с древнейшие палеолитических времен и до неолитического периода включительно, господствовала каменная индустрия, даже в бронзовый век камень все еще не был вытеснен. Поэтому понятно естественное тяготение исследователей к изучению этой далекой, очень обширной и интересной общественноэкономической формации с целью проследить развитие ее многообразных прояв юний, слагающих первобытнообщинный строй. Из всего многообразия вопросов автору представляется возможным разобрать лишь некоторые, относящиеся к расцвету неолитической культуры в низовьях р. Томи и частично р. Чулыма.
1) Выяснить петрографический состав горных пород, из которых изготовлялись орудия труда, найденные при раскопках стоянок и могильников.
2) Выяспить наличие и районы распространения естественных выходов горных пород на дневную поверхность, из которых неолитический человек мог изготовлять орудия труда.
3) Выяснить микрорайоны обитания неолитических племен в низовьях р. Томи и частично р. Чулыма по каменным орудиям труда путем их петрографического и спектрального сопоставления с выявленными естественными выходами горных пород на дневную поверхность.
4) Выяснить возможность общения племен различных микрорайонов по материалам горных пород, из которых изготовлены орудия труда. Трудность поставленного вопроса заключается в том, что подобного рода работы редко встречаются в литературе, а в Западной Сибири такая попытка предпринимается впервые.
Как уже упоминалось, необходимость использования петрографического и спектрального анализов обусловливается тем, что все древние орудия труда были изготовлены из горных пород (камня), отличающихся друг от друга минералогическим составом и, следовательно, физико-химическими свойствами, от которых зависит качество камня: твердость, вязкость, растворимость, свойство давать режущие края и т. д. Кроме того, то или иное месторождение горной породы пмеет свой генезис и определенное географическое местонахождение.
Для этой цели были использованы: 1) материалы Тахтомышской, Басандайской, Томской, Киргизской, Самусьскоп, Новокусковской стоянок, хранящиеся в Томском государственном университете; 2) материалы Томского (хранятся в Томском областном краеведческом музее) и Самусьского (хранятся в Томском государственном университете) могпльпиков.
Всего подвергнуто петрографическому исследованию более трехсот основных орудий труда и заготовок для них, которые были обнару’-жсны при раскопках в стоянках и могильниках.
Исследованию подвергались также горные породы, имеющие естественный выход па дневную поверхность в нижнем течении бассейна р. Томи и частично бассейна р. Чулыма.
В результате проведенных исследований установлено название и состав горных пород, из которых изготовлялись орудпя труда (см табл. 1), и очерчены районы обитания неолитических племен.
Исследованный фактический материал могильников и стоянок представлен главным образом окремненными алевролитами. Достаточно сказать, что из 302 орудий труда ь заготовок к ним (в виде сырья), обнаруженных в семи могильниках и стоянках вместе взятых, оказалось 200 находок орудий труда и сырья для них, состоящих из окремщ иных алевролитов. Это составляет 66,2 % всех находок, т. е. почти две трети.
Сопоставляя этот материал макро- и микроскопически с уже ранее известными и дополнительно выявленными автором выходами горных пород на дневную поверхность, установлено, что этот основной материал, служивший для массовой поделки таких жизненно важных орудий труда (для добычи пищи, защиты от врагов и т. д.). как наконечники стрел и копий, ножей, скребков и др., человек брал на месте. Другие орудия труда хозяйственного обихода (тесла, точила, выпрямители, древка стрел, топоры и др.) немногочисленны, п при их детальном макро- и микроскопическом последовании и сопоставлении с естественными выходами горных пород на дневную поверхность оказалось, что и они также изготовлялись из местного сырья. Лишь отдельные, единичные орудия труда (тесла, ьтбоиники) изготовлены из материала, имеющего месторождения в Кузнецком Ала-Тау и бассейне Енисея. Таковы, например, яшмовидный силнцпт, пефрпт, серпентин, фельзит и некоторые другие материалы, которые (кроме нефрита?) иногда можно встретить в гальке и валунах рек Томи и Чулыма.
Во избежание увеличения объема настоящей работы мы ограничимся описанием результатов петрографических шлифов только массовых ору -дни труда и сырья для их изготовления — окремненных алевролитов, обнаруженных в могильниках и стоянках, и сопоставим их макро-и микроскопически с естественными выходами таких пород на дневную поверхность.
Таблица 1
Классификация главнейших орудии труда из стоянок п могильников по составу горных пород (печатается в сокращении, е указанием только преобладающе! о каменного материала, из которого изготовлялись орудпя труда)
Название горных пород Названия орудий труда в том число и заготовок (сырья) к ним
Диабазы Диабазовые порфириты .Алевролиты Песчапик Г лшшето-а левро литовый сланец Песчано-глинистый сланец Кремнистый сланец Аргиллит Глинистые сланцы Хлоритовый песчаник Окремненная порода Песчапик алевролитовый Окремненные алевролиты Порфириты Туфы Серпентин Яшмовидный силицпт Амфиболит Фельзит Нефрит Доцпт Микрокварцит Метаморфические породы 1 топор, 9 тесел 2 тесла 5 топоров, 10 тесел, 6 ножей, 1 скребок, 1 фигурка медведя, 5 точил 1 топор, 3 тесла, 1 пластинка, 2 выпрямителя древков стрел 2 тесла, 1 пож 1 тесло 1 тесло 2 тесла, 9 отбойников, 1 на-конечппк (остроконечник), 1 линзовидный диск 3 тесла, 1 стерженек 1 отбойник 3 отбойника 2 точпла 24 пожа, 2 скребка, б скребел, 30 сколов, 46 отще пов, 49 наконечников стрел, 13 пакопечпиков копий, 2 остроконечника, 1 кинжал, 29 плиток (сырье), 1 скобель 3 топора 1 топор, 2 тесла 1 топор 3 тесла, 1 пож 1 тесло 1 тесло 3 тесла, 1 нож 1 тесло 4 тесла 1 тесло
Шифры коллекций
а) Т о м г к н й неолитический могильник и томская п е о л и т и ч е-с к а я стоянка.
Шлифы'. № M-VI-46, где М — мусульманское кладбище, расположенное на Томском неолитическом могильнике, римские цифры — порядковые номера раскопа, арабские цифры — порядковые номера предметов.
Шлифы,-. № ТМ-1, где Т — начальная буква названия могильника Томского, М — могильник, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
Шлифы-. №1 ГС-1, где Т — начальная буква названия стоянки Томская, С — стоянка, арабские цифры — порядковые номера шлифов, б) Киргизская стоянка.
Шлифы: № КС-1, где К — начальная буква названия стоянки Киргизская, которое дано по р. Киргизке, С — стоянка, арабские циф ры — порядковые номера шлифов.
в) С а м у с ь с к и й м о г и л ь п п к и Самуеьскан стоянка.
Шлифы: № СМ-1, где С — начальные буквы названия могильника, стоянки, которое дано по названию пос. Самусь, М — могильник, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
Шлифы: № 6719-372, где 372 — инвентарный номер находки (отщепа).
г) Нагори о-И ш т а н с к а я стоян-к а.
Шлифы: № 6197 (наконечник копья), где арабские цифры обозначают инвентарный но-‘ мер.
Шлифы: № ПИ 1, где НИ — начальные буквы названия стоянки Нагорно-Иштанская, которое дано по пос. Нагорный Иштан, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
д) Б а с а и д а й с к а я стоянка.
Шлифы: № Б-1, где Б —начальная буква названия стоянки Басандайская, которое дано по р. Басандайке, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
е) Новокусковская стоянка.
Шлифы: Н-1, где II —начальная буква названия стоянки Новокусковская, которое дано по пос. Новокусково, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
ж) Естественные выходы горных пород на дневную поверхность.
1) Но р. Киргизке в районе села Туган.
Шлифы: № КО-1, где К — начальная буква названия обнажения, которое дано по р. Киргизке, О — обнажение, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
2) По р. Цитат.
Шлифы: № КИТО-1, где КИТ —начальные буквы названия обнажения, которое дано по р. Китат, О — обнажение, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
3) По р. Яя в районе села Бол. Дорохове.
Шлифы: Л« Яя-1, где Яя —речка, но которой дапо название обнажению, арабские цифры — порядковые номера шлифов.
Прежде чем перейти к петрографическому описанию шлифов, папомним, что описание горных пород представлено не каждым шлифом в отдельности, а целой группой шлифов (усреднение), представляющих характерные особенности как тех пород, из котоных изготовлены орудия труда, так и тех, которые составляют месторождение ’.
Описание шлифов а) ид). Томский неолитический могильник. Томская и Басандаш кая неолитические стоянки. Горные породы Томского могильника. Томский и Басапдайской ст ояпок, пз которых изготовлялись массовые орудия труда, обнаруживают ясно выраженные отличия в своем составе, позволяющие отнести их к ’bv м различным месторождениям — Ки-татскому и Киргизскому. Поэтому представляется целесообразным произвести их описание отдельно, причем не каждого шлифа в отдельности, а. как упоминалось выше, целой группы шлифов, так как но составу они одинаковы, не считая незначительной их вариации.
Opj дня труда, изготовлявшиеся из горных пород Китатского месторождения. Шлифы: М-V 1-4б(плптка); M-VIII-57 (отщеп); ТМ-1; ТМ-2; ТМ-3: ГМ 4; ТМ-5; ГС-1; ТС-2; ТС-3; ТС-4; ТС-5 (плитки, отщепы, паконечпики стрел, копий и т. д.“). Сюда же относятся и шлифы из Басапдайской стоянки: Б-1; Б-2; Б-3; Б-4; Б-5.
Макроскопически окремненные алевролиты представляют собой светло-серые, иногда с розоватым оттенком, очень плотные, крепкие, кремнистого облика породы с нлоско-ракови стым изломом и острыми режущими краями.
Под микроскопом видны тонкораскристал-лизованные зернышки кварца (возможно, с примесью халцедона), пропитанные (местами) топ-кораспыленнымп гидроокисламн железа. Цемент — базальный. Среди кремнистого (реже глпнисто-кремпистого) цемента наблюдаются отдельные более крупные скопления зерен кварца различных размеров (от 0 1 до 0.8 лип) и редкие зерна эпидота, возможно реликты. Цемент нередко корродирует (разъедает)
1 Определения шлифов пз этих месторождений многочис-еппы. Кроме авторских, есть определения Н. В. Григорьева, Е. П. Йагорсной (Н. В. Г р и-г о р ь е в. Е. II Н а г о р с. к а я. О происхождении кремнистых песчаников северной окраины Колывань-Томской зоны. «Вестник Западно-Сибирского и Новосибирского геологических управлений», .?1« 2. Томск, I960).
обломочные зерна. Количество цемента и количество обломочных зерен примерно одинаково. Слоистость отсутствует, органических примесей порода не содержит. По генезису порода, по-видимому, относится к эпигенетическим кремням, т. е. продуктам окремнения готовой породы в результате эпигенеза.
При макро- и микроскопическом сопоставлении выше описанных окремненных алевролп тов с окремненными алевролитами, выходящими на дневную поверхность по правому берегу р. Китат, оказалось, что они совершенно одинаковы, не считая незначительной их вариации, которая иногда наблюдается в двух шлифах одного и того же орудия труда. Поэтому не вызывает сомнения тот факт, что такие большие (до 40 см в длину) рассланцовкн (плитки) окремненных алевролитов (инвентарный №М- VI -46) были взяты именно из Кптатского месторождения. К тому же такие большие (до 35 с.и) орудия труда, как инвентарный № М XI-16 (нож); M-XI-17 (нож); М-1Х П-17; М-1Х-19; M-IX-21 (одно изделие —кинжал) и т. д., изготовлены, конечно, не из гальки, так как последняя таких размеров не бывает и, кроме того, она представляет большое неудобство при обработке из-за овальности форм и требует повышенной осторожности, ограничивает выбор материала, что несовместимо с массовым изготовлением орудий (наконечники стрел, копий).
Орудия труда, изготовлявшиеся из горных пород Киргизского месторождений. Как было уже сказано, среди орудий труда (Томского могильника и Томской стоянки) пз окремненных алевролитов и заготовок к ним из этого же материа, ia (в виде плиток) имеется большое количество таких, которые относятся не к Ки-татскому, а к Киргизскому месторождению, так, например, шлифы ТМ-6;ТМ-7: TM-8;TAI-9; ТМ 10; ТС-6; ТС-7; ТС-8; ТС-9; ТС-10 п др. (плитки, отщепы, наконечники стрел, коппй и т. д.), дали следующий результат.
Под микроскопом окремненные алевролиты имеют окраску от светло-серой до темно-серой, иногда со слегка розоватым оттенком, очень плотные, крепкие, с раковистым изломом. Под микроскопом окремненные алевролиты (иногда их называют песчаниками) характеризуются ясно выраженной псаммитовой структурой.
В отличие от описанных выше окремненных алевролитов в «песчаниках» наблюдается большее содержание классических зерен кварца. По мнению Н. В. Грпюрьева и Е. 11. Нагорской, эти песчаники микроскопически характеризу -ются следующим образом: они средне- и мелкозернистые, с различной, но чаще плохой сортировкой кварцевых зерен, составляющих ос
новную массу обломочного материала. Средние размеры зерен колеблются в пределах от 0,25 до 0,5 мм, причем наряду с ними очень много алевритовых угловатых кварцевых частиц(0,03 -0,05 мм}, иногда обособляющихся в отдельные прослои, но нередко беспорядочно разбросанных среди основной опаловой массы, цементирующей более крупные зерна. Иногда зерпа алевритовой размерности отсутствуют. Количество кварцевых зерен колеблется в пределах от 50 до 65%, а цемента — от 35 до 50%. Опаловый цемент базальный, реже поровый. Иногда прослеживается слабая раскристаллизация опала до размеров частиц глпп. Для окремненных алевролитов характерно наличие большого количества растительных остатков, нередко полностью замещенных опалом.
б) Киргизская стоянка. Шлифы Л1!! КС-1: КС-2; КС-3; КС-4: КС-5 по минералогическому составу нш’ем не отличаются от минералогического состава Киргизского месторождения окремненных алевролитов.
в) Самусьский могильник и Самусьская стоячка. Шлифы СМ-1, СМ-2; СМ-3; СМ-4; СМ-5 и 6719—372; 6779—167; 6794—1797 по составу аналогичны Киргизскому’ месторождению окремненных алевролитов.
г) Нагорпо-Иштанская стоянка. Шлифы 6197; НИ-1; НИ-2; НИ 3; НИ-4 по составу аналогичны Киргизскому месторождению окремненных алевролитов.
е) Новокусковская стоянка. Шлифы Н-1: Н-2; Н-3; Н-4; Н-5.
Макроскопически окремненные алевролиты светло-серого цвета, очень плотные, крепкие породы с плоско-раковистым изломом п острыми режущими краями.
Под микроскопом окремненные алевролиты характеризуются резко выраженной пелитовой структурой. Пластические элементы — кварц в угловатых и реже окатанных зернах с размером от 0,01 до 0-05 мм, реже до 0.1 мм. Цемент базальный глинисто-кремнистый (характерная особенность окремненных алевролитов из этой стоянки), слабо действующий на поляризованный свет. Растительные остатки не наблюдаются. Эти окремненные алевролиты аналогичны окремненным алевролитам Яйского месторождения (блпз с. Большое Дорохове).
Таким образом, орудия труда и соответственно месторождения окремненных алевролитов отличаются друг от друга следующими наиболее характерными особенностями:
1) Пиратское месторождение: а) более редкое наличие глинисто-кремнистого цемента и отсутствие абсолютного кремнистого цемента, б) наличие распыленности гидроокислов железа,
Т а б .1 п ц а 2
Результаты спектрального анализа окремпенных алевролитов—образцов (проб) из естественных обнажении и вещественных предметов могильников, стоянок (выполнено п лаборатории Томской компл, женой экспедиции
Номера П П Названия месторождений! МОГИЛЬНИКОВ, стоянок п перечень померон проб из них Пазвяиия элементна Могильники, стоянки, тяготеющие (пи составу элементов) к месторождениям окремненных алевролитов
Ph Мп Сп ЯП Gu Са V Сг Ti Zr Вп тс тс тс тс тс тс, ТС Т( ТС Т(, 'ГС Т( ТС 'ГС тс тс Т( тс тс тс Т' ТС ТС тс Т< Sr II? ЙВ Mir AI Ag N1 Si (основа)
1 2 3 Киргизское месторождение, пробы: КО 1 КО 2 КО-3 КО 4 КО 5 КО б КО-7 КО 8 КО 9 КО-1> Томский могильник, пробы: ТМ-6 Т.М-7 ТМ-8 ТМ-9 ТМ-К) Томская стоянка, пробы: ТС 6 ТС-7 TC-S ТС-9 ТС-10 Киргизская стоянка, пробы: КС-1 КС-2 КС-3 КС-4 КС-5 тт г г 'Г'Г тт Т г тт 'ГТ ТТ 'ГТ Т 'Г г тт тт тт тт тт 'ГТ тт тт тт тт Т(. '1 С К ТС с с Т( с, I1, тс, Т( ТТ С (. тт тт с с тс тт с тт тт тт тт тт 'Г т т т т тт 'Г Г'Г тт т т 'ГТ тт Т с с. Т Г тт ТС тт с тт тс с. Т'Г тт Т'1 тт ГТ ГТ 'ГТ т 'Г Т'Г Т'Г Т'Г тт Т'Г т ТТ тт т 'Г'Г т 'ГТ т т 'Г 'Г г т 'Г т 1 т т т т т 'Г т т т т т т т -3| 1 --I ^1 HI Ш 1 1 Illi; 1 ТТ Т'Г Т'Г 'ГТ ТТ 'Г’1 Т г Т'Г Т’Г т г 'ГТ ТТ 'ГТ 'Г'Г '1 г ТТ тт 'Г'Г тт Т'Г 'ГТ ТТ ТТ '1 т тт тт 'ГТ ТТ т 'Г ТТ Т'Г 'ГТ Т'Г 'Г тт ТТ тт Т'Г тт Т'Г 'ГТ Т'Г ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ тт тт 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 тс Т( тт ( 'ГС с тс тс, 'К тс, тс тс тс с Т( с 'ГС с тс Т( ’, тс тс тс с тс тс тс тс тс тс тс тс те тс тс тс тс П 1 1 1ПкГ I 1 in 1 1 1 fz I kill! н 1 1 н 1 11-41 1 1 1 1 1 1 1 1 1 н 1 1 1 1 I 1 1 I 1 1 1 t 1 1 1 1 1 I 1 I 1 1 1 1 1 I I 1 ТД T 1 ТД ТД ТД ТД ТД ГД ТД ТД ТД ТД ТД ТД Т.н ТД ТД ТД ТД ТД ТД ТД т 1 ТД ТД 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 I 1 I 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Киргизское месю-рояедепио К Киргизскому месторождению К Киргизскому мосторож ДСП ИЮ К Киргизскому месторождению
Номе- ра п/п Названия месторождений, могипьиикоп, стоянок и перечень номеров проб пз них РЬ Мн Си Sn Ga Са V С'| 4азвз Ti ни я 7. г »леме Ва <тов Sr I 1b Са м? Al Ag NI Si (ОС поив) Могпльникп, стоянки, тяготеющие (по составу элемситой) к месторождениям окремненных алевролитов
5 (! 7 8 9 Самусъскии мр-гильпнк, пробы: СМ-1 СМ-2 СМ-3 СМ-4 СМ-5 Симус.ьская стоянка, пробы: 6719- «72 6719- 107 1679 6794-1797 Пагорно-Иштап-скаи стоянка, пробы; 6197 НИ-1 •1И-2 НИ 3 НИ-4 Китатское месторождение, пробы: КИТО-1 КИТО-2 КИТО-3 КИТО-4 Томский могплтг инк, пробы: M-VI 46 M-V111-57 ТМ-1 ТМ-2 ТМ-3 тт ТТ Т'Г ТТ Т'Г тт тт тт тт 'ГТ ТТ ГТ тт 'ГТ тт тт Т'Г ТТ 'ГТ тт 'ГС с тт тт с с 'ГС Т(- ТС ТС, с тс с с тт тс ( тт 'Г 'Г 'ГТ Т тт Т'Г 'Г 'Г 'Г ТТ 'ГТ 'Г'Г 'ГГ тт тт тт тт тт ТТ Т т т тт т тт 'ГТ 'ГТ ТТ Т'Г тт тг тт -тс тс тс тс 'Г 'Г 'Г 'Г Т т 'Г т т т 'Г т т 'Г тс тс те те тс 'ГС тс тс тс тт Т'Г тт тт Т'Г 'ГТ тт 'Г'Г 'ГТ тт TI тт тт 'ГТ 'Г т т т т т т т т тт тт тт 'ГТ Т'Г 'Г тт Т'Г тг тт 'ГТ 'Г т 'ГТ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 тс с с 'ГС 'ГС с тс '1' 'К тс тс с с 'ГС тс 'ГС 'ГС '1’С тс тс '1,1 т<; 'ГС то, тс т<: тс тс тс ТС 'ГС Т( Т( тт 'ГТ тт тт 'ГТ 1 н-2 1 1 -III -:1 1 1 4 1 1 Г 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 тс, тс тс. тс тс тс тс тс тс тд тд тд тд тд тд тд тд тд тд тд тд ТД тд 'К тс Т( ТС Т( те тс тс тс 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 'Г т т т Т 'Г т 'Г т 1’ 'Г т т т т т 'Г I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 К Киргизскому месторождению К Киргизскому место рож де ни ю К Киргизскому месторождению Китатское месторождение К Китатскому месторождению
Номе- Низ пап и л место рождений, миги, шпиков, стоянок и перечень поморов проб пз них х. Плавании элементов Могильники, стоянки, тяготеющие) (по составу племеитои)
Г a ri/ii 1>Ь Мп Си 8п Ga Си V С г TI 7.Г На sr I Н, Са Мк А1 Ag N1 SI (основа) к месторождениям окремненных алевролитов
10 И 12 13 Томская стоянка, пробы: TG-1 ТС-2 TG-3 ТС-4 Басапдаискал стоянка, пробы: Б-1 в-i Б-3 П-4 Янское месторождение, пробы: Яя-1 Яя-2 Яя-3 Яя-4 Новокусковская стоянка, пробы: [-1-1 Н-2 Н-З И-4 ТТ 'ГТ ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ ТТ тг ТТ ТТ ТТ 'ГТ ТТ ТТ ТТ ТТ 'ГТ ТТ ТТ ТТ’ ТС с д и с д 1 с Г(, та 'ГС ТС 'ГС Тс та тс тс, тс тс тс 'ГС ТС тс ТС ТС тс, тс тс тс тс 'ГС тс тс тс тс тс ГС т т т 'Г т т 'Г т т т т т т т т т 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 TG ТС тс 'ГС тете тс тс тс та тс тс тс тс ГС тс тс тс та ТС тс 'ГС тс тс та ТС та тс тс тс тс тс 1 1 । i 1 1 1 1 1 i 1 1 1 i । । т т т 'Г т т 'Г ТТ т ТТ ТТ 'ГТ ТТ л Т'1 Т т т Т т г т 'Г т д т т т т д 1 1 1, 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 К Китатскому месторождению К Китатскому месторождению Янское месторождение К Яйскокгу месторождению
П р им еч а п и я: Т — от 0,001% до 0,003%; ТТ — от 0,003% до 0,01%; С — от 0,01% до 0,03%; ТС— от 0.03% до 0,1%; Д—от 0,1% до 0,3%; ТД—от 0,3% до 1,0%; 1 — свыше 1% и 1%.
в) отсутствие растительных остатков, г) размеры обломочных частиц от 0,1 до 0,8 мм.
2) Киргизское месторождение: а) повышенное содержание обломочных частиц — от 50 до 65%, б) псаммитовая структура, в) состав, качество и количество цемента —от 35 до 50"о, г) наличие растительных остатков, д) средние размеры обломочных частиц от 0,25 до 0,5 лл, о) размеры алевролитовых угловатых кварцевых частиц от 0,03 до 0,05 мм и пр.
3) Янское месторождение: а) наличие глинисто-кремнистого цемента, б) размеры обломочных частиц от 0,01 до 0,05 мм, в) отсутствие растительных остатков и т. д.
Эти и другие важнейшие особенности легли в основу определения границ микрорайонов неолитических племен низовьев р. Томи и частично р. Чулыма.
Для подтверждения петрографических данных был проведен полный спектральный анализ тех же горных пород, которые были изучены в шлифах. Результаты этих анализов приведены в табл. 2. Шифр коллекций —прежний.
Как видно из анализов, часть каменного материала, из которого сделаны орудия труда Томского могильника. Томской стоянки, Киргизской стоянки, Самусьской и Нагорно-Пш-танскоп стоянок, несомненно, неолитические племена брали из Киргизского месторождения окремненных алевролитов. Это довольно убедительно иллюстрируется присутствием в пробах из могильников, стоянок и месторождений циркона, бария, частично торопя, галлия и др. элементов. Между тем эти элементы совсем отсутствуют в Китатском и Яйском месторождениях. Ни зато в последних есть серебро и никель, которых совершенно нет в Киргизском месторождении окремненных алевролитов.
На основании проведенных анализов можно утверждать, что неолитические племена, проживавшие в низовьях р. Томи, каменный материал брали как из Киргизского, так и Ки-татского месторождений. Новокусков< кие племена (насельники левобережья р. Чулыма) этот материал брали на р. Яя. Следовательно, этим племенам не было необходимости организовывать далекие поездки в Кузнецкий Ала-Тау, на Енисей, Урал и в другие районы, так как этот материал изобиловал па месте в виде естественных выходов горных пород па дневную поверхность.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МИКРОАНАЛИЗА К ИЗУЧЕНИЮ ФУНКЦИЙ КАМЕННЫХ
И КОСТЯНЫХ ОРУДИЙ
Г. Ф. КОРОБКОВА
Метод микроанализа за последние годы находит все большее и большее применение в археологии. В основе его лежит изучение рабочих поверхностей орудии под микроскопом п установление функций орудий по следам работы. Метод микроанализа был впервые разработан и применен к археологическому материалу С. А. Семеновым ’.
Известно, что большинство орудии труда, происходящих из различных памятников, имеет на своих рабочих поверхностях следы, оставшиеся либо от употребления, либо от обработки: затупленность и заполированность, смя-тость и выкрошенность лезвий, многочисленные линейные признаки. Прп наличии на орудиях тех или иных следов сработанности можно устанавливать, каково назначение орудия в работе, какой материал оно обрабатывало, как долго оно находилось в употреблении, каково его рабочее положение, использовалось ли оно в рукоятке или без нее. Кроме того, в археологических коллекциях нередки случаи находок орудий со следами вторичного использования, первичные и вторичные функции которых можно установить только аналитическим путем, то есть путем исследования их поверхности под бинокуляром.
Таким образом, «...изучение следов работы позволяет говорить о древних орудиях и их функциях ие условно и приблизительно, к чему приводит изучение при помощи только типологического метода, а дает возможность выяснить действительное и конкретное назначение в хозяйстве каждого орудия, бывшего в употреблении»2.
Аналитический метод исследования, восстанавливая функции орудий, тем самым имеет значение для характеристики истории производства первобытных людей, для восстановления картины производственных процессов и в некоторой степени для решения вопросов хозяйственного значения. Применение его к изучению археологического материала часто приводит исследователей к исключительно интересным и даже неожиданным выводам.
Автор на основании изучения археологического материала с ряда неолитических и энео-литнческих стоянок Средней Азии и Восточного Казахстана (Джейтун, Яланагач-Депе, Геоксюр, Усть-Нарым, Джебел) пытается показать эффективность данного метода исследования для восстановления картины производст-
1 С. А. С е м с п о в. Первобытная техника. МИА, № 54, 1957.
2 С. А. Семенов. Указ, соч., стр. 12.
13 Заказ Jw 1350
венной деятельности первобытных людей, живших на том или ином поселении или стоянке, для раскрытия уровня развития техники изготовления орудий, для решения некоторых вопросов, связанных с хозяйством. Автором просмотрено под бинокуляром около 14 тысяч каменных и костяных изделий, среди них выделены многочисленные серии орудий труда, связанные с темп или иными процессами производства: отбойники, ретушеры, скребки, скобели, краскотерки, песты, пилки, сверла, проколки, шилья, иглы, тесла, топоры, серпы и другие типы орудий. Кроме того, анализ всевозможных украшений, найденных на поселениях Усть-Нарым, Джебел и Джейтун, заготовок, поделок позволил восстановить целый ряд операций, связанных с их изготовлением.
Эффективность метода микроанализа особенно сказывается на тех орудиях, типологические определения которых не совпадают с аналитическими. На этом следует остановиться подробнее.
В археологических коллекциях довольно часто встречаются предметы, типологически сходные между собой и служившие, на первый взгляд, одним и тем же целям. Но это пе всегда так, ибо многие пз них выполняли самые разнообразные функции. Так, например, огромное место в коллекциях Джейтуна, Усть-Нары-ма, Джебела п многих других памятников мезолитического п неолитического времени занимают так называемые ножевпдные пластины (рис. 1,7). Они всевозможных очертаний и размеров, с ретушью и без ретуши. Типологически они определяются либо как вкладыши составных режущих орудий, либо как ножевидные пластинки. Это слишком широкое определение п не всегда соответствует подлинным функциям данных орудий. Изучение таких пластин под микроскопом позволило выделить среди них следующие типы орудий:
1) Боковые скребки. Рабочие лезвия их расположены на продольных краях пластин. Они либо оформлены плоской отжимной ретушью, либо употреблялись без нее. Для них характерны: округлый характер лезвий (сильная затупленность края), заполированность рабочей поверхности, линейные следы, расположенные строго на самом лезвии в перпендикулярном к нему положенпи (рис. 1, 2, 3). Совокупность перечисленных признаков сработанности позволяет отнести подобные пластины к категории скребков (хотя в археологической литературе они известны как ножевидные пластины).
2) Скобели. Характеризуются сильной выкрошенностыо лезвия, зачастую скошенного
в сторону спинки или брюшка (в зависимости от наклона орудия к обрабатываемому материалу). Лезвия имеют вогнутую, реже прямую поверхность. В отличие от скребков линейные следы, наблюдаемые на лезвии, выступают резче, края линий носят четко выраженный характер, а сами линии нередко заходят на сторону брюшка или спинки (рис. 1, -Л. Орудия с перечисленными признаками сработанности, как правило, выполняли функции скобелей и использовались для обработки твердого материала, кости, дереве.
3) Серпы. Так же как и первые два типа орудий, изготовлены пз призматических ноже видных пластин, но характеризуются иными следами изношенности: сильная заполпрован-ность рабочей поверхности, доходящая до зеркального блеска п распространяющаяся равномерно по обеим сторонам лезвия, линейные следы в виде кометообразных фигур, направленных параллельно лезвию и друг другу (рпс. 1. о, 6). Пластины с аналогичными следами изношенности являются вкладышами составных серпов.
4) И и л к и. Внешне очень похожи на предыдущий тип орудия Однако в отличие от него не имеют зеркальной заполированное™ рабочей поверхности, а линейные следы у них имеют вид тонких прочерченных линий, строго параллельных лезвию и идущих не в одном направлении (как у серпов), а с двух концов пластины навстречу7 друг другу7 (рис. 2. 1).
5) II о ж и. Они подразделяются на два типа: а) вкладыши составных охотничьих ножей или кинжалов и б) строгальные ножи. Первые характеризуются только заиолпрованностью рабочей поверхности и затупленностью края. За-полпрованность покрывает не только вмету мающие части лезвия, но глубоко заходит на поверхность фасеток, оформляющих рабочий край пластины. Такие следы характерны для работы по мягкому достаточно пластичному материалу, оказывающему7 на пластину равномерное давление и не оставляющему на ней линейных следов (как, напрпмер, мясо животных). Пластины с аналогичными признаками изношенности могли употребляться в качестве вкладышей составных охотничьих ножей, используемых при разделке туш убитых животных.
Второй тип (строгальные ножи) характеризуется следующими признаками: .заполмро-ванностыо рабочей поверхности, распространяющейся лишь на выступающие части пластины, и линейными следами, направленными перпендикулярно или слегка по диагонали к лезвию и далеко заходящими на сторону брюшка или спинки (в зависимости от того, работали ли
данным орудием «на себя» или «от себя»). Линии резко очерчены, что свидетельствует о твердости обрабатываемого материала, как, напрпмер, кости, дерева (рис. 2, 2).
Таким образом, из приведенных выше примеров отчетливо видно значение аналитического метода исследования, позволяющего устанавливать функции не вообще и не формально (как типологический метод исследования), а с большей точностью и достоверностью. Микроскопический анализ археологических материалов все больше и больше убеждает пас, что форма орущий часто пе соответствует их назначению. Напрпмер, в памятниках неолитического и более позднего времени встречаются так называемые «ножи с пришлифованным лезвием» (типологическое определение), известные в литературе под зтпм именем Одпако анализ ряда предметов с аналогичными признаками показал. что такие орудия использовались в качестве скребков для обработки шкур животных (как, например, «ножи» пз поселения Усть-На-рым з, — рис. 2, 3).
Некоторые наконечники стрел из Ялапгач-депе 4 п Геоксюра 8 имеют явные следы срабо танностп, характерные для таких орудий как серпы, сверла ®.
На поселении Джейтун ’ найдено множество микролитов. среди которых одно из первых мест занимают орудия миндалевидной формы, имеющие отдаленное сходство с наконечниками стрел. Исследование этих предметов под бинокуляром показало, что они употреблялись в качестве скребков для обработки шкур животных и использовались в основном для особенно тонкой работы, требующей употребления миниатюрных орудий с узким рабочим концом (рис. 2, J)8.
Для обработки шкур и выделки кож употреблялись и другие орудия, изготовленные из
3 Раскопки С. С. Черникова в Восточном Казах станс; Г. Ф. Коро б к о в а. Результаты изучения производственных функции каменных орудий из Усть-Нарыма. Сб. «Новые метода в археологии». М.— Л., 1963.
4 И ГТ. X л о и и н. Дашлыджи-Депе и энео-литическпе земледельцы Южного Туркменистана. «Труды ЮТАКЭ», т. X. Ашхабад, I960, стр. 134—208
5 В. II Сар и анид И. Энеолптпческое поселение Геоксюр. «Тр\ды ЮТАКЭ», т X. Ашхабад, 1960
® Г. Ф. К о р л б к о в а. Каменные и костяные орудия из энеолптпчсских поселении Южной Туркмении. Пзв. АВ СССР. в. 2. Ашхабад. 1964.
7 В. М. Масео п. Джейтунская культура. «Труды ЮТАКЭ», т. X. Ашхабад, 1960.
8 Г. С'. Короб к о в а. Определение функций костяных н каменных орудий с поселения Джейтун по следам работы. «Труды ЮТАКЭ», т. X. Ашхабад, 1960.
Рис. 1. Ножевидные пластины
1 — ножевидные пластины. 3— боковой скребок; 3 — его микрофотография; 4 — микрофотография лезвия скобеля, 5 — вкладыш серпа; 6 — микрофотография его рабочей поверхности
Рис. 2. Микрофотографии
1 — рабочая поверхность пилки; 2, 3 — поверхность скребка с пришлифованным краем; 4 — лезвие микролитического скребка; 5 — костяное скоблящее орудие; 6 — микрофотография лезвия этого орудия; 7 — микрофотография лезвия скребка
обломков лопаток — сарга ovis (свыше 70 экземпляров, найденных в Джейтупе). Перед употреблением лопатка грубо обламывалась в целях получения тонкого рабочего края. Обламывание производилось без всяких надрезов ножом или надпилов, поэтому рабочий крап ‘орудия носит неровный, волнистый характер. Рукояточной частью у них служил утолщенный край лопатки, поверхность которого сильно заполирована в результате трения орудия о пальцы руки. Линейные следы наблюдаются только на кромке лезвия. Они имеют вид тонких пптеоб разных линий, перпендикулярных краю и свидетельствующих о скребковых функциях данных орудий. Таким образом, изучение их поверхности нод ппноку тяром позволило установить пе только их функции, но и восстановить последовательность операции, связанных с их изготовлением и использованием (рис. 2.5.6).
В ряде неолитических стоянок обнаружены загадочного назначения каменные диски различного диаметра !1, фигурирующие в археологической л итера ту ре под названием «диски», «пред меты неизвестного назначения» пли «ножи». И только методом .микроанализа удалось установить их настоящие функции. Характер рабочей поверхности с оставшимися на ней следами изношенности позволил отнес гп их к категории орудий со скребковыми функциями (рис. 2, 7).
При изучении орудий типологическим методом исследователи прежде всего обращают внимание на форму7 предмета и в зависпмостп от нее устанавливают его функцию (зачастую ошибочно, как мы это видели из приведенных выше примеров). Нередки случаи, когда исследователи, придавая особое значение самим орудиям, недооценивали роль различных осколков, отщепов, заготовок, относя их к бросовому материалу. Однако средн них часто обнаруживаются очень интересные по назначению орудия.
По следам изношенности можно говорпть о креплении орудий в рукоятке или без нее. Так. например, па основе изучения поверхности вкладышей серпов из Джептуна С. А. Семенов цал реконструкцию джептунскпх серпов в рукоятке, достоверность которой была установлена последу ющпмп раскопками на Чопане, В результате которых быт найдена костяная
в А. П. О к л а д вико в. Пещера Джебел — памятник древней культуры прикаспийских племен Туркмении. «Труды ЮТАКЭ», т. VII. Ашхабад. 1956; Л. Я. КрИжевска я. Крсмпеобрабатыкающая неолитическая мастерская и поселение на северо-востоке Башкирии. МИА, № 79, 1960, стр. 268, 269, рпс. 14, 2; стр. 273, рис. 17, 3—S.
рукоятка составного серпа, аналогичная реконструированной.
Аналитический метод исследования с большей достоверностью, чем другой какой-либо метод, позволяет говорпть о роли того или иного орудия в производственном процессе, а, следовательно, с большей достоверностью позволяет восстанавливать те процессы груда, с которыми эти орудия былп связаны. Однако для восстановления картины древних процессов производства следует учитывать весь материал. собранный с той плп иной стоянки пли поселения, так как только такое изуш^ние дает возможность разобраться в отдельных операциях, составляющих единый процесс производства (так. например, в Д.кейтуне, Усть-Нарымс удалось проследить целый ряд операций и их последовательность, связанных с обработкой шкур п выделкой кож животных: в Джебеле — < изготовлением украшений).
Восстановление картины производственных процессов на том плп ином поселении проливает свет па некоторые вопросы хозяйственного значения. Гак, например, установление в Джеп-ту не огромного процента земледельческих орудии с характерными для них следами изношенности свидетельствует об их немаловажном значении в хозяйстве джептунцев и является неоспоримым документом, подтверждающим существование в Джейтупе земледелия. Совершенно иную картину мы видим в Усть-Парыме, где среди огромного материала большое место занимают всевозможные охотничьи ножи и кинжалы, наконечнпки стрел, копий, дротиков, свидетельствующие о большом значении охоты в хозяйстве угсть-парымцев. Таким образом, метод микроанализа п мест значение не только для установления функций орудий, но также и для характеристики всевозможных процессов труда, существовавших на том или илом поселении или стоянке, играет существенную роль при решении хозяйственных вопросов.
Останавливаясь на значении метода микроанализа, нельзя забывать, что он является вспомогательным методом в археологии, раскрывающим одну7 из сторон жизни первобытных людей, связанную с развитием орудий труда, их функциями и производствеиными процессами. Но и здесь он имеет своп границы. В настоящее время еще не все орудия поддаются определению под бинокуляром (в зависимости от породы камня, от отсутствия следов сработанности на орудиях, от отсутствия серийности материала п др.). Поэтому наряду7 с методом микроанализа должны использоваться и другие методы исследования.
ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЫРОДУТНОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗА
Б. А. К О Л Ч И Н. О. Ю. К Р У Г
Эксперимент как метод исследования в археологии применяется уже более ста лет. Исследователи экспериментировали в основном механическую технологию, функциональную принадлежность и эффективность камепных орудии труда. Иногда такие опыты производили с костяными и металлическими орудиями.
В последние годы эксперимент распространился и на область древних производственных процессов, и прежде всего таких исторически важных и технически сложных, как металлур-I ня и металлообработка.
Физическое моделирование какого-либо процесса позволяет нам осветить изучаемое явление с трех точек зрения.
А) Все древнне производственные процессы, не говоря о более широких явлениях, дошли до нас лишь отраженными в мертвых памятниках материальной культу ры. Представить процесс в целом, живым, во всем его многообразии мы можем лишь теоретически. Иногда нам помогают в этом этнографические и письменные материалы. Физическое моделирование процесса с возможно максимальным приближением к древним условиям позволяет представить его технологию п кинетику’ зримо, увидеть и понять практически во всех этапах.
Б) Технологию п кинетику моделируемого процесса мы можем увидеть и раскрыть в современной оценке. Например, при моделировании металлургического процесса мы можем замерять температуру, силу дутья, делать металлографические, петрографические, химические и другие анализы металла, шлаков, руд, газов и т. п.
В) Зная заданный режим и технолоипо проводимого опыта, также состав и структуру’ полученных прп моделировании продуктов и остатков производства (в нашем случае —железа, шлакпв, сопел, обмазки шахты и т. п.), мы можем достаточно полно и объективно, ио конкретным археологическим остаткам, изучив их состав структуру и сопоставив с опытными, реконструировать древний процесс, значительно дополнив его фактами, которые археолог не может получить в поле и в камеральной лаборатории.
Говоря об эксперименте в археологии и тех больших перспективах, которые он открывает, мы должны все же помнить, что опыты по моделированию древнего процесса производит современный человек, с мышлением и навыками XX в. Поэтому' удача или неудача единичного опыта еще не решает окончательно вопроса о древней технологии. Если один, два, даже три раза у нас что-то не получи юсь (а не подушилось пз-за отсутствия элементарного опыта,
навыка или незнания маленького древнего секрета), это не значит еще, что в древности было не так. И, наоборот, если что-то сразу удалось (согласно нашей интерпретации археологического факта, довольно часто фантастической и далекой от реальности), то это нужно еще поставить под сомнение и провести неоднократную проверку.
Возможно, в древности это происходило несколько иначе. В решении тождественности поставленного опыта древнему процессу, кроме всесторонних и многочисленных аналогий с археологическими фактами, должна быть еще и массовость эксперимента.
Опыты по моделированию сыродутного процесса производства железа начались в середине 50-х годов. В 1956 г. впервые опубликовал свои работы бельгиец Жан Садзо х. Затем, в 1958 г. в Лондоне была опубликована статья Уинна и Тайлкота о примитивной технике получения железа. В это же время начал свои работы по моделировапшо известный немецкий историк техники Гиллес. Все перечисленные работы были выполнены инженерами-металлургами, интересующимися историей железа, без привлечения археологов. И лишь только в конце 1960 г. за моделирование сыродутного процесса взялись археологи. Чешский археолог Р. Плейнер совместно с польским профессором М. Радваном провели в Кракове в i960 и 1961 гг. свои опыты.
Опыты бельгийца и двух англичан не являлись моделированием в полном смысле слова. Они решали в первую очередь инженерную задачу: можно ли получить железо в низких, ямных горнах с естественным и искусственным дутьем? Изготовлялось несколько вариантов конструкций открытых горнов и применялись разные режимы дутья.
Из восьми опытов Садзо без искусственного дутья в шести случаях ничего не получилось и лишь в двух опытах с очень маленькими горнами в массе конгломерата, образовавшегося на дне горна, были получены мелкие фракции восстановленного железа 1 2. В четырех опытах с искусственным дутьем (в последнем, наиболее удачном опыте) Садзо получил слиток весом в
1 Но упоминаем опыта Вурмбравдта. который в 1877 г. пытался получить железо в большом прпмптпв-пом горне (G. W и г in b г a n d t. Beitrage zur Frage fiber Gewinnung des Eisens und Bearbeilung von Bron-zen. «Correspondenzblatt». Munchen, 1877, bl 10, стр. 152).
2 J. Sadzot. Les debuts de la fabrication du for. «Industrie, revue de la Federation des industries beiges», 1956, t. X, стр. 564.
5 кг, в котором, кроме шлака, было много металлического железа.
Англичане Уинн и Р. Тайлкот в лабораторной установке с открытым горном при искусственном дутье провели несколько опытов. Некоторые их опыты увенчались успехом, т. е. они получили металлическое железо. Лучший результат был достигнут, когда уложили в горне специально приготовленную шихту. Перед соплом они поместили большое количество угля, а затем дальше и выше — руду, и дали мощное дутье через одно сопло. При этом опыте они получили в горне температуру выше 1100е и в итоге процесса — железную крицу в смеси со шлаком 3.
Наибольшим приближением к исторической действительности были работы немецкого инженера Гиллеса. Им была построена шахтная наземная латенская печь типа Миннербах. Печь была построена в поле на специально выбранном косогоре для работы с естественным дутьем. Высота печи равнялась 172 см, диаметр горна — 90 см и диаметр колошника — 40 см. Оба опыта прошли удачно. Вместе со шлаком было получено и металлическое железо. Из 162 кг руды было получено железа 17,4 кг, т. е. его выход составил 10,7% 4 5. Позже Гиллес проделал еще опыт выплавки железа в шахтной печи с искусственным дутьем и интересные эксперименты по свариванию мелких кусков губчатого железа в монолитную крицу 6. Значительной заслугой Гиллеса являлось то, что в своих экспериментах он фиксировал все технологические режимы и измерял температуру, силу дутья, состав газов, а также делал химические анализы руды, шлаков и железа.
Настоящее моделирование сыродутного процесса начали лишь Р. Плейнер и М. Радван. В сентябре 1960 г. в Польше на территории Горнометаллургической академии в Кракове они провели пять плавок в печах двух типов ”.
Были выбраны два типа печей римского времени (III—IV вв. н. э.). Первый тип, свенток-
3 Е. W у n n е, R- Т у 1 е с о L е. An experimental investigation into primitive iron-smelting technique. «Journal of Iron and Steel Institute». London, 1958, v. 190, стр. 338.
4 J. Gilles. Versuchschmelze in einem vorgeschi-chtlichen Reunofen. «Stahl und Eisen», 1958, B. 78, стр. 1690.
5 J. Cilles. Rennversuch in Geblaseofen und Ausschmieden der Luppen. «Stahl uud Eisen», 1960, B. 80. стр. 943.
6 R. P 1 e i n e r, M. Radwan. Polsko-Czechos-lowackie doswiadezenia wytopu zeleza w dymarkach z okresu Rzymskiego. «Kwartalnik historii nauki i tech-niki», 1962, t. 7, N 3.
шнжский, из Южной Польши и второй тпп наземной шахтной печи из Чехии — лоденицкпй. Оба типа печей хорошо известны археологически. Дутье в этпх печах искусственное, нагнетали его компрессором. В свентокшижскойиечн воздух подавался через два сопла, расположенных диаметрально, и в лоденицкпй печи—через одно сопло.
Для опытов былп взяты гематиновая руда и древесный буковый уголь. Во время работы горна производились замеры температуры, количества и давления дутья, анализ газов. Общий вес руды в каждой шихте доходил до 20 — 25 к,. Отношение руды и угля было 1 : 1. Во всех пяти опытах после окончания плавки печам давали остывать в течение одних-двух суток и затем разбирали. Шлак во время процесса не выпускали. Температура в печи колебалась от 1200 до 1300°. В результате каждой плавки получался металлургический конгломерат, состоящий из шлака п некоторого количества губчатого железа. Металлографические исследования металлических железных включений в шлак обнаружили во всех случаях ферритную структуру, т. е. структуру чистого железа, иногда с небольшими участками незначительной науглероженности.
Наш эксперимент мы старались проделать с максимально возможным приближением к условиям древнего производства.
Сыродутная печь и весь производственный комплекс были построены па открытом воздухе па территории раскопок Новгородской экспедиции. Тип печи был выбран древнерусский. Мы считали, что для первых опытов моделирования лучше всего взять печь, хорошо известную нам археологически и этнографически. Такой является наземная шахтная сыродутная печь — домница. Ее конструкцию мы достаточно хорошо знаем по археологическим, этнографическим и письменным источникам7. В большинстве известных случаев это были наземные глинобитные сооружения с шахтой высотой в 50 —80 см, круглой в поперечном сечении и диаметром нижней горновой части, равным 20 — 40 см. В нижней части этих печей всегда имелся горновой выем для дутья, выпуска шлака и выема крицы.
Печь мы сделали так же, как и в древности, из глины (рис. 1). Так как возведение глинобитной литой печи должно длиться несколько недель (очень продолжителен период сушки), то в целях сокращения срока строительства мы
7 Б. А. К олчпп. Черная металлургия п металлообработка в древней Руся. МИА, 32, 1933, стр. 26.
использовали глиняный сырцовый кирпич. Вся наша печь была сложена из сырцовых блоков, швы залиты раствором глины с песком, а внутреннее пространство шахты было обмазано на толщину в I см раствором хорошо отмученной глины с довольно большим количеством песка, примерно 2/5 глины и 3/3 песка. Такой состав глины оказался достаточно огнеупорным п свободно выдерживал высокие температуры.
Построенная нами печь представляла собой глиняный цилиндр диаметром 1,05 м и высотой 0,8 м, с шахтой в центре (рис. 2). Высота шахты равнялась 60 см. Диаметр колошникового отверстия равнялся 20 слг, диаметр нижней горновой части — 30 см. Дно горна имело полукруглый сферический профиль. Следует заметить, что профиль дна горна имел два варианта. У первых шести плавок дно печи было более плоским. После шести плавок форму дпа шахты изменили, ему была придана сферическая форма. В нижпей части печи с одной стороны был оставлен выем 25 х 20 см (это размер у шахты) для дутья и выпуска шлака. Из самой нижней точки горна шел маленький желоб с небольшим наклоном наружу. По этому желобу мы выпускали из печи шлак. В боковой части печи, если смотреть со стороны горнового отверстия, на высотах 20 и 37 см были оставлены два отверстия-«смотрухи» для наблюдения за внутренним пространством шахты и замеров температур во время работы печи (рис-. 3).
Сделать дутье «мешное», т. е. с мехами, таким, каким оно было в древней Руси, мы не могли, так как не достали кузнечные меха. Мы остановили свой выбор на осевом вентиляторном воздуходуве. На электромотор мощностью 0,8 ыт после подбора было поставлено четырехлопастное колесо (винт) диаметром 50 гл, от автомобильного радиатора. Мотор с колесом был установлен в длинном фанерном коническом кожухе, который заканчивался воздушным мундштуком диаметром в 9 см (рис. 4). Расчет установки с учетом сопротивления кожуха показал, что в сопле создается поток воздуха напором в 17 кг/м. Параметры пашей установки оказались довольно близкими к параметрам больших кузнечных мехов.
Подача воздуха в печь производилась через одно глиняное сопло. Сопла изготовлялись из смеси глины с большим количеством песка и имели такие же размеры, как и известные нам древнерусские. Диаметр дутьевого отверстия был равен 22 лиг. Длина глиняного сопла не превышала 20 см. Сопел было сделано несколько штук (рис. 5).
Рис. 1. Общий вид сыродутного горна. На переднем плане — горновое отверстие
Рис. 2. Чертеж сыродутного горна
Рис. 3. Общий вид горна.
На переднем плане отверстия для приборов — «смотрухи»
Рис. 4. Установка дутья.
Слева — воздуходувный кожух. Горновое отверстие заложено глиной. Печь в действии
Рис. 5. Глиняное сгплс, вид сбоку (вверху);
вид на воздуходувный канал (внизу)
Печь находилась в котловане раскопа на площадке с двумя уровнями. Сама печь была поставлена на верхней площадке, т. е. как бы па столе, с таким расчетом, чтобы перед горновым отверстием печи, стоя на нижней площадке, было удобно работать: устанавливать дутье, выпускать шлак и разбирать в конце процесса заслонку. А для засыпкп печи рудой и углем служила верхняя площадка. Там же располагалась измерительная аппаратура.
Для большинства плавок была взята обычная железная болотная руда. Чтобы не производить дорогих земляных работ по добыче руды, мы связались с торфоразработками, где болотная руда встречается во время добычи торфа в довольно большом количестве.
На Янинских торфоразработках, расположенных недалеко от Ленинграда, мы смогли получить необходимое количество руды. Руда там встречается в слое горфа линзами разной мощности. Янннские торфоразработки передают эту РУДУ (они ее называют рудным торфом) кооперативным предприятиям по производству красок. В Новгород мы привезли более 5l>() кг руды. Опа состояла пз крупных плотных глыб разных размеров бурого и желтого цвета. Эта руда оказалась довольно богатой. Пять образцов болотной руды были подвергнуты петрографическому анализу. Под микроскопом, в отраженном свете (увеличение 450 х) выявились образования гидрогетита, сцементированного лимонитом. Иногда лаб подается структура цементации гидрогетитом и лимонитом окр? глых зерен нерудного вещества. Вокруг зерен образуется каемочка гидрогетита. Между собой такие образования цементируются лимонитом. Среди лимонита встречаются включения гидро-гематита, обладающие темно-красным рефлексом. Химическим анализ руды показал высокое содержание в ней окиси железа, до 77%, и несколько больше обычного окиси марганца — до 3,37"ь. Количество извести доходит до 0,39% в.
Для двух плавок использовалась гпперген-ная руда, которую мы получили в МГЕМ Академии паук в количестве 20 кг. Эта руда происходит из отвалов древних выработок старого Сосновского рудника, расположенного на Урале в 70 клс южнее Свердловска. Руда состояла пз округлых тяжелых глыб и корок разных размеров (большая часть в размер ладони) с пустотами.
Болотная руда перед плавкой была подвергнута некоторым операциям обогащения.
Прежде всего руду нужно было раздробить на мелкие фракции. Средний размер кома руды, взятого па торфоразработках, равнялся в по перечнике примерно 20—30 см. Эти куски мы разбили на мелкие фракции размером в грец кий орех и немного больше (рис. 6). Довольно много было отходов в виде мелкой сыпучей земли.
Второй операцией, и, как оказалось, очень важной, была сушка. Над костром мы установили большой железный противень, и отдельными порциями высушивали до полной сухости всю руду. Здесь сразу следует отметить, что операции сушки руды всегда были обязательными и очень важными операциями обогащения. Влажная руда для сыродутного процесса была непригодна. Во время сушки некоторое количество руды превращалось в пыль или очень мелкие комки. Для плавки мы брали лишь крупные комья, а пыль и мелочь выбрасывали. Некоторую часть руды мы, кроме сушки, подвергали обжигу пад костром. Вместо противня на костер положили мелкую железную сетку и на нее высыпали иорцип сухой руды. В пламени костра мы держали эту руду 20—30 минут.
Древесный сосновый уголь был приобретен в Прплукском леспромхозе в количестве 40 кулей. Здесь уголь производят в лесу обычным ямным выжигом. Размер фракции угля в среднем колебался от куска величиной с грецкий орех до большой картофелины.
Печь после сооружения три дня просыхала па ветру. Затем в течение одних суток она исподволь протапливалась дровами, и затем уже на пятый день мы приступили к эксперименту.
В этой печи нами было произведено всего 17 плавок —десять плавок в 1961 г. и семь плавок в 1962 г. Все плавки были произведены на одном металлургическом режиме. В основу режима мы взяли схему работы якутского сыродутного горна, подробно описанную Харитоновым 8.
Прежде чем характеризовать каждую плавку в отдельности, а они отличались друг от друга или составом шихты, или температурным режимом, или. наконец, результатом процесса, мы опишем начальную часть плавки, которая была одинаковой во всех 17 экспериментах.
8 Химический анализ производился в центральной химической лаборатории Института геологических паук АН СССР.
8 Е. Д. С т р е л о в. К вопросу об эксплуатации залежных руд па рр. Бо^омо и Лютепго. «Хозяйство Якутии», 1928, № I, стр. 55.
Рис. 6. Шихта; порции руды (вверху); порции угля (внизу)
Плавка начиналась с прогрева печи. Сначала печь протапливалась примерно в течение двух часов сухими сосновыми чурками с естественной тягой. Пос te того как основная масса углей прогорала, мы вычищали шахту, лещадь засыпали тонким слоем угольной пудры, устанавливали сопло, клалп немного раскаленных углей и на них еще немного угля, закрывали специально подобранными сырцовыми кирпи
чами горновое отверстие и замазывали все щели глиной (рис. 4). Через колошник насыпали полную шахту угля и начинали дутье. Примерно через 5—1U минут угти разгорались. В течение 25—30 минут, считая с начала дутья, одна греть угля в шахте прогорала и в образовавшуюся в верхней части шахты пустоту мы засыпали шихту: сначала порцию угля и сразу же на нее порцию руды. Когда эта порция
Рис. 7. Вид на горновое отверстие печи. Глиняная заслонка разобрана. Сопло осталось на прежнем месте
шихты опускалась и вновь образовывалась пустота в шахте, засыпалась следующая порция.
П л а в к а № 1. Руда болотная, высушенная и обожженная. Вес порции ру (ы 2 кг. Древесный уголь обычной фракции, вес порции 1 кг. Было засыпано пять порций угля и руды через промежутки времени 16, 14, 1У и 30 минул. После засыпки четвертой и пятой порций шихты пробивали отверстие под соплом для выпуска шлака. В обоих случаях шлака вытекало очень мало, он был очень густой. Заполнилась только половина жолоба в длину. После окончания процесса и разбора заслонки (рпс. 7) вынуто несколько маленьких кусочков губчатого железа и со дна горна большая лепешка — слиток шлака и губчатого железа весом в 4 кг.
Плавка № 2. Руда болотная, высушенная и обожженная. Порция руды 2 кг, древесного угля —1,5 кг. Было засыпано пять порций угля и руды через промежутки в 28. 34. 18 и 25 минут. После засыпки третьей порции
выпускали шлак. Шлака вытекло значительно больше, чем в первой плавке. После засыпки пятой порции шихты, пока шел процесс и прогорали угли, еш^ трп раза выпускали шлак. Ви всех этих случаях шлак также вытекал. Особенно много его вытекло в третьем выпуске (рис. 8). После разбора заслонки из горна вынуты несколько кусков губчатого железа и небольшой елигок шлака с я.елезом со дна горна (рис. 9).
Плавка № 3. Руда уральская, гипергенная. необожженная. Вес порции рвы 2 кг, вес порции угля 1 кг. Было засыпано четыре порции шихты через промежутки в 15, 13 и 12 минут. После засыпки второй порции были предприняты две попытки выпуска шлака. В первый раз его вытекло очень мало — застывшая палочка была размером не больше карандаша, во второй раз не вытекло ничего. После окончания процесса из горна вынут за
стывший кусок конгломерата (шлак, железо, магнетит весом в 5 кг).
И л а в к а № 4. Руда болотная, высушенная. Порция руды 1,5 кг, порция угля 1,2 кг. Было засыпано пять порции шихты через промежутки в 25, 15, 20 и 20 минут. После засыпки четвертой и пятой порций шихты предпринималась попытка выпуска шлака. Только при второй попытке вытекло очень немного шлака. Из горна вынуто несколько мелких кусков губчатого железа и большой слиток конгломерата.
Плавка 5. Руда болотная, высушенная. Порция руды 1,5 кг, угля—1,9 кг. Было засыпано пять порций шихты через промежутки в 20, 25, 25 и 25 минут. После засыпки четвертой порции выпускали шлак. Вытекло немного. По окончании процесса из горна вынут большой застывший кусок конгломерата весом в 4 кг. В нижней половпне куска — чистый шлак, в верхней половпне находились куски губчатого железа.
Плавка As б. Руда уральская, гипергенная. высушенная. Вес порции руды 2 кг, угля— 1,5 кг. Было засыпано четыре порции шихты через промежутки в 15, 30 и 30 минут. После засыпки третьей порции шихты была предпринята попытка выпустись шлак. Шлак не тек. По окончании процесса пз горна вынут большой кусок конгломерата, в верхней части которого находилась значительная масса губчатого железа. Шлака мало, и он находился лишь в нижней части куска. В этой плавке было получено более чистое, по сравнению с предшествующими, губчатое железо. Во время выема железа пз горна была предпринята попытка проковки п сварки губки. Температура в горне в момент разборки была около 1200°. Ковали на камне железным молотком. Крица не сварилась, лишь сплюснулась и рассыпалась на несколько кусков.
Плавка 7. Напомним, что с этой плавки дно горна стало более крутое, яйцевидной
Рис. 9. Из горна извлекается кусок губчатого железа
формы. Гуда болотная, высушенная. Порция руды 1,5 кг, угля — 1.2 кг. Было засыпано четыре порцпп шихты через промежутки времени в 20, 25 п 20 минут После засыпки четвертой порции через 15 мпнут выпустили шлак. Вытекло много (весом более 0,9 кг) очень жидкого шлака. Еще через 30 минут, перед самым концом процесса, выпустили еще раз шлак. Шлак вытекал так же хорошо п в большом количестве. После окончания процесса пз горна выну,.и большую чистую губку железа. Процесс длился 2 часа 20 мпнут (не считая времепп прогрева печи). Часть губчатого железа сразу же проковали на булыжном камне, пытаясь сварить. Железо не сварилось и рассыпалось на мелкие куски.
П л а в к a As 8. Шихта такая же. как п в седьмой плавке. Но процесс протекал очепь плохо, было мало шлака, и губчатого железа почти не получилось. На дне горна лежал сва
рившийся металлургический конгломерат. Во время процесса было очень плохое горение и пламя часто затухало; обычно опо довольно высоко вылетало пз колошника. Выяснилось, что уволь, взятый для плавки, был сырым, <>п лежал открытым на воздухе, а почыо был дождь.
В эксперименте плавки А» 8 участвовал находившийся в Новгороде чехословацкий ученый, археолог Радомпр Плепнер, который в 1960 и 1961 гг. проводил моделирование сыродутного процесса совместно с М. Радваном в ] Больше 10.
Плавка As 9. Шихта такая же, как и в седьмой плавке. Пять порций шихты были заложены через интервалы в 15, 15, 15 и 15 ми
11 М Rad w a n, R. 1’leinrr Polniseh -Kchechoslowakische Schrai Izversucin in den Rennofcn de- Romerzeit lichen Bauarten. «Archeologicke rozhleriy», 1963, XV/1, стр. 47.
нут. Через 15 минут после засыпки пятой порции шихты выпущен шлак, которого вытекло очень много, около 1,6 кг. Вынута большая губка железа. Процесс прошел очень хорошо, над колошником все время было пламя. Процесс длился 1 час 30 мин. (не считая времени прогрева горна).
Плавка № 10. Шихта такая же, как и в плавке № 7. Пять порций шихты засыпаны через интервалы в 20, 20, 20 и 15 минут. Через 25 минут после засыпки пятой порции шихты выпущен шлак. Его вытекло много. Процесс шел 1 час 40 минут. Получена большая губка железа. Этот процесс был самым удачным из всех, проведенных ранее. Был взвешен весь полученный в этой плавке выход шлака и губчатого железа. Губчатого железа всего получено 1400 г (в том числе целая губка железа весила 800 г), шлака образовалось 2550 г (в том числе только один слиток весил 1400 г). Руды израсходовано 7 кг.
Последующие плавки. № 11—17, были проведены в топ же печи летом 1962 г. Был изменен лишь состав шихты. Было решено добавлять в шихту известь, кости и песок. Для всех плавок была взята высушенная болотная руда.
Плавка № 11. Состав шихты: руда, кости, уголь. Вес порцпп руды 2 кг, костей — 80 г и угля — 1,5 кг. Кости былп измельчены, но не высушены, что отрицательно отразилось па ходе процесса. Было заложено пять порций шихты через интервалы в 13, 25, 30 и 33 минуты. После засыпки третьей и пятой порцпп шихты предприняты попытки выпуска шлака. Шлак не тек. В результате пропесса получен ком металлургического конгломерата весом в 2,6 кг.
П л а в к а № 12. Состав шихты: руда, известь, уголь. Вес порции руды 2 к., пзвестп — 50 г и угля — 1,5 кг. Известь была измельчена в порошок. Было заложено пять порций шихты через интервалы в 20, 25, 25 и 20 минут. После загрузки четвертой и пятой порций шихты выпускали шлак. Шлака вытекло мало. После окончания процесса из горна вынута губка железа весом в 550 г и слиток шлака с разными включениями, скопившимися на дне горна.
Плав к а № 13. Состав шихты: руда, мелкий песок и уголь. Вес порции руды 2 кг. песка — 80 г и угля — 1,5 кг. Всего было заложено пять порций шихты через интервалы в 10. 25. 20 и 23 минуты. Посте загрузки четвертой и пятой порций шихты выпускали шлак. После пятой порции оп выпускался три раза. Шлака было много, и тек он очень хорошо. После разборки горнового отверстия вынута большая губка чистого железа весом в 620 г.
П т а в к а № 14. Состав шихты: руда, весок, уголь. Вес порции руды 1,5 кг, песка — 50 г, угля — 1,2 кг. Всего было заложено пять порппй шихты через интервалы в 9, 13, 25 и 18 минут. После четвертой и пятой порций выпускался шлак. В первом выпуске шлака вытекло 550 г, во второй раз значительно меньше — заполнился лишь желобок. В результате процесса получилась губка железа весом в 640 г.
Плавка Д» 15. Состав шихты: руда, известь, уголь. Вес порций руды 1,5 кг, извести — 25 г и угля — 1,2 кг. Было заложено пять порцпп шихты через интервалы в 30, 24, 26 и 25 минут. Шлак не выпускали. Через 40 минут после пятой засыпки шихты процесс окончился. Из горна выпута большая губка железа. Под губкой находился жидкий шлак.
Плавка Д® 16. Состав шихты: руда, кости, уголь Вес порции руды 1,5 кг, костей измельченных и просушенных — 100 г, угля — 1.2 кг. Было заложено пять порций шихты через интервалы в 30, 27. 18 и 30 минут. После завалки пятой порции шихты выпускали шлак. Шлака вытекло около 1400 г. Это средний вы пуск. Через 45 минут после засыпки пятой порции шихты процесс окончился. Из горна вынута большая губка железа весом в 950 г.
Плавка № 17. Эта плавка проведена без добавок. Состав шихты: руда — 1,2 кг и уголь — 1 кг. Всего засыпано три порции шихты с интервалами в 20 п 10 мпнут. Через 30 минут после засыпки третьей порцпп выпущен шлак. Вытекло около 600 г. Через 15 минуг после выпуска шлака процесс окончился. Вынута небольшая крица г.убчатого железа.
Прежде чем переходить к анализу материалов нашего эксперимента, стоит напомнить суть еыроду тного процесса.
В сыродутной печи при производстве желоза происходит два одновременно протекающих процесса. Это восстановление окиси железа (напомним. что наша руда является водной окисью железа) до металлического желе >а и ошлакование пустой породы руды, в основном кремнезема и глпнозема, с отделением шлака от металлического железа. Эти химические процессы происходят в следующей последовательности (рис. 10).
Сначала окись железа руды (рпс. 11,7), нагретая до высоких температур газом, который образуется при горении угля, вступает с ним, т. е. с окисью углерода, в реакцию, в результате чего образуется перекись и.елеза Fe;i£L, которая пначе называется еще магнетитом (рпс. 11, 2). Магнетит соединяется затем опять с окисью углерода и переходит в закись железа
(FeO). Образующийся при этом углекислый газ выходит через колошник наружу. Ошлакование пустой породы (т. е. ее расплавление) при сыродутном процессе производится закисью железа. Для этого необходимо, чтобы температура в печи была около 1130°. Это температура образования первой эвтектики в сплаве закись железа — кремнезем. При температуре 1230э образуется вторая эвтектика этой системы, процесс ускоряется и шлаки все больше и больше растворяют закись железа. При наличии в руде марганца, извести и других элементов, составляющих пустую породу, температура шлакообразования несколько понижается. Так, значительная часть закиси железа вступает в реакцию с кремнеземом и другими окислами и образует жидкий шлак. В своей основе это фаялит (FezSiO4). Жидкий шлак стекает на дно печи. Оставшаяся часть закиси железа, соединяясь с
окисью углерода, переходит в металлическое железо. Мельчайшие частицы железа в твердом состоянии опускаются по мере сгорания угля в нижнюю часть печи и образуют там губку железа. пропитанную шлаком.
Результаты нашего эксперимента мы рассмотрим в последовательности: железо, шлак, температурный режим и.
Железо. Металлическое железо нами получено во всех 17 плавках. В восьми плавках в конце процесса мы получили чистые, значительные по объему губки железа. Это были сильно ноздреватые, причудливых форм куски
11 Материалы плавок № 11—17 не полностью вклю-чепы в наше псследоваппе, так как еще пе сдслапы петрографические, химические и другие анализы, и поэтому влияние на эти плавки извести, песка и кости мы пе рассматриваем. Это тема другой статьи.
Рис. 11. Микроструктуры
1 — обожженная болотная руда. Увелич. 60-х. Проходящий свет 2 куска губчатого железа. Белые поля—-феррит, темные — шлак
магнетит; 3—6 — формирование
Захаз 1350
металла, облитого шлаком (рис. 12). Применяемый в технике термин «I у ока, губчатое железо» — довольно удачеп. Губки железа очень напоминали широко известные греческие морские губки.
В шести плавках были получены небольшие кусочки чистого губчатого железа и большой слиток металлургического конгломерата, внутри которого также имелись кусочки губчатого железа, смешанные со шлаком (рис. 13). Чистые куски губчатого железа находились над куском конгломерата.
В остальных трех плавках отдельные фракции железа разных размеров, не превышавшие размера мелкого гороха, находились внутри слитка в смеси с шлаком, магнетитом и другими соста вл яю щими.
Многократные попытки превратить железную губку в железную крицу, т. е. в монолитный кусок железа без шлака и пустот, успехом не увенчались. Сварить железо в крицу мы не могли, после проковки губка рассыпалась на мелкие части. Объяснилось это довольно просто. Температура в печи у нас не превышала 1300 . а чаще всего была и ниже. Кусок железной губки, который мы вынимали из печи, до проковки успевал еще немного остьТть. Кроме того, шлаки у нас были сильно железистые и поэтому очень вязкие. Они также с трудом или совсем не выжимались из швов — мест сварки. Как известно, сварочная температура железа довольно высока, она колеблется в районе до 1450°. При недостаточности на! рева и наличии даже тончайшего слоя шлака сварки не произойдет, что и случилось у нас.
Процесс изготовления товарной концы, т. е. сварки губчатого железа в монолитный кусок железа весом до 5—6 кг (предельный вес древнерусских криц), был довольно сложным и трудоемким делом. Сварить большую губку железа сразу по изъятии ее из печи в монолитную крицу чистого металла было технически невозможно. Надо было многократно нагревать железо до вы< оких температур с последующими энергичными нроковкамп и при этом умело пользоваться сварочными флюсами, которые разжижали шлаки, пропитавшие губку. Это, вероятно, была самостоятельная трудоемкая технологическая операция, которую могли проделывать как металлурги, так и кузнецы.
Попытки сварки губчатого железа предпринимали Гиллес и Р. Плейнер с VI. Радваном. У них также сразу ничего не получилось, и лишь Гиллес, поставив специальную серию опытов по сварке, смог соединить мелкие куски губчатого железа в монолитную крицу. Он, так же как и мы, считает опера-
14 Заказ те 1350
циго сварки очень сложным и трудоемким процессом 12.
Губчатое железо, полученное нами в сыродутном горне, было подвергнуто металлографическому анализу. Под микроскопом хны изучили 12 образцов железа, взятого от четырех плавок, в девяти случаях это был обычный феррит средней зернистости, значительно загрязненный шлаками (рис. 14,7, 2, 3). Микротвердость железа колебалась в пределах 170— 230 кг/мм?.
В трех образцах металла, взятого от поверхностных «сосулек» губки, была обнаружена перлитная структура, т. е. структура стали (рис. 14.4, 5). Содержание углерода было очень неравномерное и колебалось от 0,1 до 0,5%. Микротвердость перлита (стали) в разных участках шлифов колебалась от 250 до 412 кг) мм2.
Шлаки. Довольно важную характеристику сыродутного процесса дал петрографический анализ шлаков. Сыродутные шлаки по своему петрографическому составу очень неоднородны, их гетерогенность заключается в неоднородном химико-минералогическом составе, наличии включений невосстановленной шихты, топлива, огнеупорного материала печи. Сыродутные шлаки по своему составу не имеют ничего общего с современными металлургическими шлаками. Их нужно выделить в совершенно особую петрографическую группу искусственных материалов. Сложность их исследования связапа и с тем, что подобные работы еще никем не производились (рис. 15).
Изучая затвердевшие шлаки, полученные в результате эксперимента, можно понят ь особенности шлакообразования в сыродутном горне, так как они отображают взаимосвязь окислов, существующих в жидких шлаках, особенно вблизи их температур плавления или кристаллизации. Этим самым могут быть раскрыты многие стороны данного металлургического процесса и мы можем подойти к решению важной проблемы расшифровки древнего сыродутного процесса, установления последовательности кристаллизации минеральных фаз в шлаках и восстановления температурного режима.
Рассмотрим результаты петрографического исследования шлакового материала, полученного при моделировании. Исследованию мы подвергли образцы от второй, третьей и десятой плавок. Всего было просмотрено 50 шлифов, из них 42 шлифа — из второй плавки, три
12 J. Gilles. Rennveruch in Geblascofen und Ausschmiedt-n der Luppen. «Stahl und Eisen», 1960, B. 80, H. 14, стр. 943.
Рис. 12. Губка железа; плавка № 10 (вверху); плавка № 2 (внизу;
шлифа — пз третьей плавки п пять шлифов— из десятой плавки.
Шлаки второй плавки были выбраны для массового анализа, потому что эта плавка удачная и дала наиболее разностороннюю характеристику процесса — замер температур, хими
ческий анализ шлака, успешные многократные выпуски шлака и т. п. Третья плавка — пример неудачной плавки, а десятая плавка — пример очень хорошего процесса. Шлифы шлаков исследовались в проходящем и отраженном свете.
Рис. 13. Металлургический конгломерат
Исследование образцов шлака второй плавки в проходящем свете.
Все образцы исследовались при увеличении 64 X.
Шлак первого выпуска (4 шлифа). Образцы взяты из различных частей шлакового слитка. По структуре и минералогическому составу все они очень сходны. В образцах зафиксирована первая стадия кристаллизации расплава фаялита Fe2SiO4 (силикат железа). Образцы состоят из стекловидной массы с очень мелкими образованиями силиката железа. Угол оптических осей фаялита определялся на столике Федорова по двум выходам оптических осей. Он равен 2 v—53. (Было сделано пять определений). Процентное содержание фаялита 22%, стекло + магнетит—78%. Замеры производились на интеграционном столике Поры составляют 41 % от всей площади шлифа. Магнетит определяется в отраженном свете.
Шлак второго выпуска (5 шлифов). Образцы взяты, как и у первого выпуска, из всех частей слитка и из желоба. По составу они близки. Шлак этого выпуска лучше раскристаллизован. Магнетит образует характерны' дендритные
кристаллы («елочки»), которые пересекаются между собой в разных направлениях, промежутки между ними заполнены силикатом железа. Структура образцов плотная. Фаялит и магнетит мелко прорастают друг друга, что затрудняет определение 2 v. Процентное содержание минералов: фаялита —28%, магнетит-f-стекло — 72% (подчиненное значение); замеры производились на интеграционном столике. Поры составляют лишь 9% от всего образца.
Шлак третьего выпуска (4 шлифа). Все образцы этого выпуска также идентичны. Основная масса в каждом из образцов значительно более раскристаллизованная и имеет крупнокристаллическую структуру. Здесь четко выделяются все фазы: фаялит, ма1 нетит, стекловидная масса. Фаялит образует вытянутые узкие кристаллы, по периферии которых располагаются кубические кристаллики магнетита. Промежутки между кристаллами фаялита заполнены стеклом. Фаялит имеет 2 v——55°(оп определялся в пяти зернах на столике Федорова по двум выходам оптических осей). Процентное содержание минералов: фаялит — 50%, магнетит + стекло — 50%. Поры составляют 10% образца.
Шлак четвертого выпуска (2 шлифа). Образцы взяты из желоба для сливания шлака. Они состоят из идиоморфных кристаллов фаялита (размер от 0,06 мм до 0,6 мм). Промежутки между ними заполнены стекловидной железистой массой. Большинство зерен фаялита испещрены стекловидными вростками, которые располагаются в кристаллах лпш ин<. Это говорит о зональном росте кристаллов Zv=—53", фаялита — 40 %, стекло + магнетит — 60 %.
Исследование в отраженном свете образцов шлака второй плавки. Все образцы исследовались при увеличении 450 X.
Шлак первого выпуска (10 ш шфив). Образцы состоят из сильножелезистого стекла и крупных дендритных выделений магнетита (рис. 16,7) Стекловидная масса на некоторых участках начала раскристаллизовываться. В стекле образовались крупные вытянутые индивиды (вероятно, фаялит), Которые имеют четкую осевую линию магнетитового состава (рпс. 16.5). От осевой линии в обе стороны отходят мельчайшие выделения магнетита. Даже встречаются индивиды с двойной магнетитовой линией посередине. Описанная структура шлифа при меньшем увеличении имеет вид тонкого кружевного рисунка из кристаллов магнетита на фоне стекловидной, плохо раскристаллпзованной массы (рис. 16,5). Кроме того, встречаются у часткп, па которых видны крупные четкие дендритные кристаллы магнетита, секущие описанную выше структуру.
Шлак второго выпуска (6 шлифов). Образны обладают типичной структурой распада твердого раствора FeO п Fe2SiO4, стекловидная часть раскристаллизовывается микролигамп. при атом ее отражательная способность снижается. В местах эвтектики характерные крупные кристаллы фаялита с двойной центральной линией магнетитового состава. Впдимо. это еще не выросшие дендритные кристаллы магнетита (рис. 16,7). Образец шлака второго выпуска был подвергнут силикатному' валовому анализу: SiO2— 23,96%; А1,О3— 1.77%, 'Ре,О3 — 7,U6%; FeO — 56.34%; МнО — 6,71%. Химический анализ подтверждает высокое содержание кремнекиелоты, которая пошла на образование минерала фаялита, основного необходимого компонента шлака. Он является продуктом ошлакования пустой порода из исходной руды. 'Железо присутствует в данном шлаке, главным образом в закиснем состоянии, в роли шлакующего компонента.
Шлак треп i-ьего выпуска (6 шлифов). Образцы представлены крупными четкими кристаллами фаялита. По их краям выделяются зональные кубические кристаллики магнетита (рис. 16,-5).
Стекло, оставшееся между кристаллами железистых минералов, полностью освобождается от железных компонентов.
Шлак четвертого выпуска (5 шлифов). В данных образцах минералы фаялит и магнетит кристаллизуются отдельно. Крупные идиоморфные кристаллы фаялита составляют около 40 %. Они кристаллизовались первыми. Более мелкие кристаллы фаялита образовались несколько позднее — II фаза кристаллизации — и, наконец, оставшаяся стекловидная масса раскристаллизовывается мел ьчайшими дендритными кристаллами магнетита и разъедает фаялит — III стадия (рпс. 16,6).
Микроскопический анализ шлаков второй плавки позволяет сделать следующие заключения о режиме процесса:
1) Первый выпуск шлака был сделан несколько преждевременно, ко’-да большая часть закиси железа еще,не подверглась восстановлению до металлич. ского железа, в результате чего значительнее количество свободной заки-сп железа было захвачено выпускаемым шлаком и вынесено из печи. При этом закись железа реагирует с кислородом воздуха (FeO в свободном состоянии является соединением весьма неустойчивым) и образует магпетит. Этот магнетит мы условно будем называть «вторичным». В шлифах он представлен крупными дендритными кристаллами, секущими мелкозернистую структуру шлака, образовавшуюся в результате остывания жидкого шлака, являющегося сплавом фаялита с закисью железа, так как окислы железа находятся в избытке. Эта закись железа в области дутья также переходит во «вторпчный» магнетит.
2) Второй выпуск шлака характеризуется лучшей кристаллизацией основной массы (прослеживается рост кристаллов фаялита и магнетита), но в нем еще присутствуют крупные дендритные кристаллы вторичного магнетита, образовавшегося из свободной закиси железа, захваченной шлаком при выпуске, но их уже значительно меньше.
3) Шлак третьего выпуска самы: бедный железом. Его петрографическая структура (шлак хорошо раскристаллизовап) не способствует захвату7 свободной закиси железа. Да и происходит выпу ск в тот момент процесса, когда большая часть закпсп железа в горновом пространстве уже восстановлена до металлического ,ке-леза.
4) В шлаке четвертого выпуска наблюдается вновь повышенное содержание магнетита, что объясняется повышением ’емпературы в горне, способствующем растворению оставшейся закиси железа в расплаве. Эта закись железа
Рис. 14. Микроструктуры
1—3 — феррит; 4, 5 — перлит; 6 — нитриды
Рис. 15. Слиток шлака плавки № 10
фиксируется в наших образцах в виде «вторичного» магнетита.
5) Итак, наилучшим вариантом выпуска шлака во второй плавке был третий выпуск. Его шлак содержит наименьшее количество магнетита. Этот выпуск был сделан после последней закладки шихты (пятой) через 15 мпнут. Часть угля за это время уже прогорела, и шихта опустилась до половины высоты шахты.
Микроскопический анализ в отраженном свете шлака третьей плавки (3 шлифа). Точнее, это не совсем шлак, это образовавшийся в результате процесса на дне печп слиток. Под микроскопом структура представляла собой «металлургический конгломерат» (недовосста-новленная руда шлак + железо). Образцы состоят из крупных кристаллов магнетпта, достигающих 0,3 мм. Тончайшие промежутки между зернами, от 0.02 до 0,002 заполнены шлаковым стеклом. Среди магнетита пзредка встречаются мелкие (0,07—0,08 лше) капли чистого восстановленного железа. Этот неудачный процесс объясняется тем. что исходная руда не подвергалась обогащению. Она не высушивалась и не обжисалась, т. е. в шихту попала кристаллизациопная вода гидроокислов руды, которые в области высоких температур в сыро
дутном горне склеиваются между собой, при выделении из них воды и затем спекаются в недовосстановченную магнетитовую массу. Доступ газов к внутренним частям полученного «конгломерата» прекращается, и процесс восстановления в горне останавливается или происходит только частично. Чистого железа пе образуется.
Микроскопический анализ в отраженном свете шлака десятой плавки (5 шлифов) показал структуру, аналогичную шлаку третьего выпуска второй плавки (рпс. 16,5). Он выпускался через 25 мин. после последней загрузки руды один раз, когда уровень шихты опустился до половины высоты горна. Микроскопическое исследование показало высокое содержание фаялита, до 50%, что соответствует полному ошлакованию пустой породы исходной руды п в то же время минимальному захвату шлаков свободной невосстановленной закиси железа.
Температура. Как известно, своеобразие сыродутного процесса и его отличпе от доменного процесса заключается в том, что все реакции с железной рудой в печи совершаются при температурах выше 1000—1100° , в атмосфере, очень богатой окисью углерода. Процесс восстановления окиси железа в металлическое
железо и процесс ошлакования пустой породы происходят параллельно. Поэтому огромное значение в ходе сыродутного процесса всегда имело умение выбрать оптимальные температуры в зависимости от качества руды.
Во время нашего моделирования мы производили замер температур в шахте. Температура измерялась термопарой ППТ-2 с платино-платино-роциевыми термоэлектродами. Термопара вставлялась в нижнее отверстие («смот-руху») печи и находилась на высоте 10 см от уровня сопла. Данные замеров температур четырех плавок (№ 1, 2, 11, 12) приведены на рис. 17.
Петрографический анализ шлаков показал, что во всех образцах имеется повышенное содержание вторичного магнетита, т. е. вынесенная вместе со шлаком закись железа, которая затем опять окислилась. Из этой закиси железа при соответствующих благоприятных условиях в печи могло образоваться металлическое железо. Во многих выпусках шлака количество захваченной закиси железа довольно высокое. Это зависело от различных условий, но главное значение имела температура в печи.
Как видно из таблицы, температура во время процесса колебалась довольно значительно (в первую очередь это зависело от продува шихты и тяги в печи), но в основном она была в пределах 1200° . Для данной руды это была несколько завышенная температура, из-за чего во всех плавках потеряно довольно много железа. Оно перешло в шлак. Процесс должен был проходить при более низких температурах, не превышавших 1150°, а может быть, и немного ниже, учитывая наличие в руде марганца и некоторого количества извести. Напомним, что лучшим с точки зрения наименьшего количества железа был шлак третьего выпуска второй плавки, когда температура в печи была немного более 1100°.
Заключение. Проделан первый опыт моделирования сыродутного процесса производства железа. Он проведен в условиях техники древней Руси X—ХШ вв. Что он нам дал? Ответил ли он в какой-либо мере на те вопросы, о которых говорилось в начале статьи? Нам кажется, да. Мы узнали и увидели много нового, что раньше могли только предполагать, исходя из теоретических догадок.
Перечисляя ниже некоторые выводы и характеристики о сыродутном процессе, мы не будем ставить под № 1 то, что мы ощутили и увидели. Семнадцать раз пылала около нас железоделательная печь. Мы чувствовали ее жар, запах доменных газов, видели языки пламени, вырывавшиеся из колошника печь. Мы выни
мали из горна раскаленные добела куски губ чатого железа, так же как когда-то это могли делать древнерусские металлурги. Мы в какой-то степени могли представить труд металлургов, их огромный практический опыт, накопленный столетиями, необходимый для получения бруска железа из куши болотной руды.
1) Взвешивание железа и шлаков, полученных в лучших плавках 1961 г., показало, что из 7 кг руды 13 и 6 кг древесного угля получалось губчатого железа 1,4 кг, т. е. выход металлического железа из руды равнялся 20%. Шлака получалось 2,55 кг, т. е. 36,5%. Количество угля по весу никогда не превышало общего веса руды. Наши плавки, прошедшие при завышенных температурах, дали заниженный выход железа. Из нашей руды, имевшей до 77 % окиси железа, при наиболее оптимал ь-ных температурных режимах можно было бы при этой же шихте получить железа до 2,5 кг.
2) На восстановление железа и ошлакование породы в 7 кг руды ушло 1 час 30 мин. времени. В некоторых плавках, менее удачных, это время доходило до двух часов. Следует сказать, что в древнерусском горне за одну плавку можно было переплавить до 25 кг руды и получить более 5 кг железа. Продолжительность процесса зависела пропорционально от количества руды.
3) Температурный режим наших плавок был завышен на 50—150°. При высоких температурах значительно увеличивается растворение шлаком закиси железа. Выбор оптимальных температур зависел от качества руды, умения определить ее состав и таких ее компонентов, как кремний, магний, известь и др.
4) Очень важным в ведении процесса, кроме температурного режима, является выбор сроков выпуска шлака. При слишком раннем или позднем выпуске шлак захватывает с собой большое количество закиси железа, уменьшая тем самым полезный выход металлического железа. От высокого содержания окиси железа шлак становится вязким, хуже вытекает и отделяется от губчатого железа. Нежелательны и длительные плавки, потому что при них также излишне шлакуется много закиси железа.
5) Восстановленное губчатое железо не оседает на самое дно горна, а задерживается несколько выше. На самом же дне всегда находится жидкий шлак. Находимые часто при раскопках сферические слитки железного
13 В пяти пакетах руды, засыпанных в шахту, всегда оставалось около 0,5 кг пыльной мелочи — ее в шахту мы пе закладывали.
Рис. 16. Микроструктуры шлаков плавки № 2
1—3 — 1-й выпуск; 4 -— 2-ой выпуск; 5 — 3-ин выпуск; 6 — 4-ый выпуск. Белый цвет — магнетит, серый цвет— фаялит, темный цвет—стекло
Заказ № 1350
Рис. 17. Схема кинетики сыродутного процесса плавок № 1 2. 11. 12
1 — зикладна шихты, 2 — выпуск шлака; 3 — конец плаеки
шлака образовались на дес сыродутного горна и после окончания процесса там же застыли.
6) В сыродутных горнах, конструктивно работающих без выпуска шлака, в результате процесса получался ком металлургического коп-гломерата. Он состоял из шлака, губчатого железа и остатков угля. В этих слитках железо находилось в верхней части, шлак — в нижней части. Для получения чистого железа требовалась вторичная операция отделения шлака. Железо могли получать механическим дроблением слитка и отбором железа и последующей его сваркой, или же расплавлением слитка конгломерата в специальных сосудах.
7) Получение металлической крицы (т. е. сварка губчатого железа) являлось самостоятельной и довольно сложной операцией. Ие говоря уже о необходимости высокого температурного режима, металлурги или кузнецы владели сложной техникой ожижения шлаков специальными сварочными флюсами.
8) Сушка и обжиг руд были обязательной и очень важной технологически операцией. При наличии влаги в шихте и кристаллизационнь! воды гиДрооКисЛов железа в руде недовосстд-
новленная масса магнетита спекается, к окис-лам железа прекращается доступ газов и процесс затухает.
9) Нормальному ходу процесса мешает рудная пыль и вообще очень мелкая фракция руды.
10) При определенных условиях в обычных сыродутных горнах .может происходить науглероживание железа, т. с. процесс получения сырцовой стали.
11) Спектральный анализ руд и железа показал, что такие металлы как пикель, титан, молибден и другие, обычно сопровождающие в разных сочетаниях железные болотные руды, все переходят в металлическое железо и могут легко улавливаться существующей аппаратурой.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ПЕРВОБЫТНОЙ ТЕХНИКИ
С. А. СЕМсНОВ
Эксперимент является основным методом исследования физических, химических, техниче ских и биологических наук. Главными успехами естествознание, медицина, сельское хозяйство обязаны эксперименту. В настоящее время ставятся эксперименты и экономической наукой.
Эксперименты наштп свое место и в нашей науке. Многие археологи, изучающие каменный век, в той или иной степени пытались делать орудия труда и испытывать их в работе. Можно составить большой список имен ученых, так или иначе причастных к эксперименту. Опытному изучению палеолитических орудий посвятили немало труда: Д. Рид-Мопор, Д. Баден-Пауэлл, Ф. Наулис, Патерсон, А. Барнес. Л. Лики в Англии; М. Кутье, Ф. Ьорд во Франции. Неолитические орудия испытывал А. Стинберг в Дании. У нас подобные опыты производил В. А. Городцов. Экспериментам уделяет внимание исследователь палеолита Восточной Африки Л. Лики. На пан-африкан-ском конгрессе доисториков 1955 г. в г. Ливингстоне Л. Лики публично демонстрировал опыт разделки охотничьей добычи с помощью кремневого отщепа древнепалеолитического типа. Опыты производились над тушей антилопы. Без особого труда Л. Лики вскрыл кремнем тело животного и разрезал его на части.
Опытная проверка производительности неолитических орудий производилась не раз. Еще в 1871 г. на съезде археологов в Копенгагене демонстрировалась деревянная изба, целиком срубленная каменными топорами. Тем не менее в науке до сих пор имеет хождение фантастическое представление о труде первобытного человека, как о чем-то крайне непроизводительном, отнимающем бездну времени и сил. Например, в т чебнике для педагогических институтов сказано: «Полирование и сверление твердых пород камня—весьма трудоемкий процесс: иногда топор полировался несколько десятков лет — начинал дед, а кончал внук»1.
Ошибочные взгляды имеют своим источником книги весьма авторитетных этнографов, которые в вопросах техники допускали серьезные промахи. С. Крашенинников писал о камчадалах: «Топоры у них делались из оленьей и китовой кости... и привязывались ремнями к кривым топорищам плашмя, каковыми у нас бывают тесла. Они ими долбят свои чаши, корыта и прочее, однако с таким трудом и с
1 «История Древнего Мира» Иод ред. Дьякова и Никольского М., 1952, стр. 89.
таким продолжением времени, что лодку три года им надлежало делать, а чашу большую не менее года»2.
Французский миссионер Жозеф Франсуа Лафито, которого па западе считают основателем этнографической науки, в своей книге «Нравы американских индейцев» писал следующее «Индейцы шлифовали каменные топоры па песчанике в течение такого большого времени, что жизни дикаря было недостаточно для выполнения работы. Поэтому, каким бы грубым и несовершенным ни было орудие, оно считалось драгоценностью, передаваемой от отцов к детям»3.
Казалось бы, раз так баснословно дорого обходилось первобытному человеку изготовление каменного топора, его техническая, хозяйственная и культурная роль в истории человечества была очень велика. А между тем виднейший исследователь неолита Г. Чайлд не придавал шлифованным топорам серьезного значения в хозяйственной жизни первобытного общества. «Каменным топором можно даже срубить дерево, — пишет он,— но едва ли он достаточно прочен для вырубки большой площади леса в умеренном поясе». Г. Чайлд пытается выдвинуть этот взгляд в качестве общего положения и говорит: «Но едва ли кельт имеет настолько большое значение, что по нему можно определять целую фазу развития».
Эксперименты, проведенные в Каунасской и Ангарской опытных экспедициях, опровергли существующие в науке взгляды на производительность древнейшего труда и эффективность каменных топоров. Было установлено, что на шлифование топора неолитического типа из мягкого, но вполне годного для работы камня требуется от.1 1/2 до 2 1/2 часов.
Обработкой нефритовых орудий, производившейся в Ангарской экспедиции, было установлено, что за один час работы при большом физическом усилии нефрит стачивается на 20 г. а при среднем усилии — на 8—10 г в час. В результате четыре человека за 20 дней работы сделали большую серию нефритовых топоров, тесел, долот и ножей. Самые мелкие изделия (долота, ножи) имели вес около 50г, наиболее крупные (топоры) — весили до 2 кг. На крупные изделия затрачивалось около 30—35 часов работы, на мелкие — от 5 до 10 часов.
Испытания каменных топоров в рубке де
2 С. Крашенинников. Описание земли
Камчатки. М.—Л., 1949, стр. 70.
8 J. F. Lafitau. Moeurs des sauvages ameri-quains, comparis aus moeurs des premiers temps, 1723, v. 11, стр. 110.
ревьев, в отеске пх и выдалбливании стволов показали относительно высокую производительность. В опытах под Каунасом срубали сосну толщиной в 24 см за 15 минут без каких-либо следов затупления топора, хо^я этот топор был сделан из камня, который легко царапался железным гвоздем. Угол заострения лезвия топора составлял 45°.
Есть все основания утверждать, что одним каменным шлифованным топором можно срубить не только десятки, а сотни деревьев, подтачивая орудие после затупления.
Каунасские опыты по отесыванию при помощи желобчатого тесла как сухого, так и сырого дерева установили, что за 12 минут работы можно выдолбить около 3000 куб. см. древесины. Это значит, что, работая каменным теслом по 10 часов в день, один человек может за 10 дней выдолбить целую лодку. На Ahi аре в 1958 г. за указанный срок была выдолблена и отесана лодка из 4-хметрового ствола сосны около 60 см в диаметре. Тесло, которым производилась эта работа, не затуплялось в работе и не подтачивалось (рис. 1).
По мнению Г. Чайлда, шлифование каменных топоров не делает эпохи в истории человечества 4. По нашему мнению, шлифование каменных орудий было одним пз важнейших культурных достижений человечества в послеледниковый период. Огромные пространства земного шара, остававшиеся еще необитаемыми, становились доступными для заселения и освоения благодапя шлифованному топору и теслу.
Мы имеем в виду лесные области Северного полушария, огромные лесные массивы тропического пояса, а также островпой мир Тихого океана. Освоение этих обширных пространств возможно было только с помощью топора и тесла. Для рыбной ловли и передвижения по рекам — главным путям в девственных лесах — нужеп был долбленый челн.
Лесное земледелие, особенно под тропиками, было исключительно подсечным. Строительство жилищ в лесу было невозможно без топора. Освоение лесных пространств в неолите происходило не- только потому, что шлифованные топоры значительно производительнее нешлифованных в рубке деревьев для жилищ, в подсечном земледелии, в производстве лодок, свайных сооружении. Техника шлифования позволила изготовлять топоры, тесла и долота из горных пород, которые в прежние эпохп не играли существенной роли в хозяйстве.
4 Г. Чайлд. Прогресс и археология. М., 1949, стр. 63.
Рис. 1. Топор и тесло
Предшествующая (палеолитическая и мезолитическая) техника скалывания, расщепления и ретуши позволила использовать преимущественно кремнистые породы из группы кварца, которые нечасто встречаются в природе, а в ряде стран они попадаются только в виде мелких речных галек, не годных для ппоизводства таких крупных орудий, как топоры, тесла.
Техника шлифования позволила человеку использовать для этого вулканические мелкозернистые породы, как диорит, базальт, риолит, или волокнистые — нефрит, жадеит, серпентин, а также различные сланцы (глинистые, известковые, кремнистые), большей частью осадочного происхождения.
Известно, что почти все неолитические топоры и тесла лесной Северной Европы состоят из сланца, Северной Азии — из различных кремнистых сланцев, нефрита и мелкозернистых пород, неолитические топоры и тесла Индии — из диорита и базальта. Из базальта делали свои тесла меланезийцы и полинезийцы, которым они служили при выдалбливании аут-ригерных и двойных лодок, предназначенных для заселения островов Тихого океана.
Существенные итоги были получены Крымской экспедицией в 1958 г. в опытах над производством палеолитических кремневых орудий, начиная с ручных рубил и кончая микролитами. За 1,5 месяца работы два сотрудника Крымской экспедиции отщепили десятки тысяч отщепов и пластин, которых хватило бы целому поселению палеолитических охотников ня несколько лет. Экспедиция изучала производство различных кремневых орудий пз призматических пластин. Были изготовлены большие серии концевых скребков, резцов, сверл проколок и шильев, пилок, ножвч, скобелей, долот или стамесок, наконечников с выемкой, черенков и проч.
Расщепление кремня на призматические пластины, если судить по публикациям, до сих пор не было достигнуто путем эксперимента. Призматическая пластинка верхнего палеолпта всегда казалась в нашем представлении чудом. При этом возникал вопрос: каким образом в столь далекие от нас эпохи дикий охотник из крайне твердого, неподатливого и в то же время хрупкого материала выделывал эти правильные, почти геометрические формы с плоскими гранями и совершенно гладкой поверхностью?
Первые пластины позднепалеолптического облика нами были получены в Каунасской экспедиции в 1956 г. Но это были еще грубые изделия и в малом количестве. В 1957 г. на Ангаре нам удалось расщеплять на пластинки мелкозернистый песчаник. В Крымской экспе
диции было сделано несколько тысяч призматических пластинок (рис. 2).
Процесс изготовления призматических пластинок слагался из целого ряда операций и моментов их анализа:
1) Тщательный отбор материала без трещин и разнородных включений.
2) Скалывание с желвака «шапки» для образования отбивной площадки.
3) Удаление желвачной (меловой) корки приемом расщепления с посредником.
4) Снятие «бахромы» на площадке (острых углов и «карнизов», образовавшихся после удаления корки; эта операция производится всякий раз после отщепления пластинки).
й) Анализ нуклеуса и выбор точки для установки рабочего конца рогового посредника.
6) Определение угла установки посредника и направления скалывающей (линии расщепления) и силы удара.
7) Изготовление посредника из оленьего или лосевого рога.
8) Выбор гибкой опоры для установки нуклеуса.
9) Процесс расщепления и подправки нуклеуса после получения каждой пластинки.
Важные результаты были полущены при опытном изучении микролитов и вкладышэвой техники.
В прошлом эти мелкие изделия геометрических форм, находимые археологами на всех континентах Старого света, вызывали недоумение. Казалось странным, что так целесообразно сложившиеся формы палеолитических каменных орудий на основе призматической пластинки вдруг начинают дробиться на части (трапеции. полулуния, треугольники), приобретать сегментарный вид и даже в основе своей, в пластинке уменьшаться в размерах. Естественно, что измельчание кремневых орудий, резко выраженное в мезолите, было понято некоторыми археологами, как признак вырождения, упадка.
Позднее ученые пришли к мысли, что микролиты свидетельствуют не о вырождении, а о новом этапе в развитии техники каменного века. Появление вкладышевых орудий, составленных из микролитов, означало более целесообразное и экономное использование кремня, расщепленного на призматические пластинки.
Вктадышевой техникой преодолевались некоторые слабые стороны старой техники: хрупкость и ломкость кремния, криволинейность (дугообразность) профиля призматических пласт ин, сильно мешающая в работе, сравнительно малая величина пластинок, пе позволяющая делать большие прямолинейные орудия.
Экспедицией
Рис. 2. Экспериментальные орудия труда (вверху) и сосуд (внизу)
Указанные несовершенства устранялись путем укрепления набора кремневых вкладышей в костяной или деревянной оправе. Ломкость кремня уменьшалась. длина и прямизна лезвия могли быть получены по желанию мастера.
Преимущества новой техники этпм не ограничивались. Для изготовления микролитов можно было использовать различные кремнистые породы,, встречающиеся среди галечников многих стран, можно было обойтись без высококачественного мелового кремня.
Все это объясняет нам то широкое распространение микролитов, которое устанавливают археологи для послеледникового времени в мезолите Европы, Азии, Африки и даже Австралии. Вкладышевая техника продолжает играть крупную роль в неолитическое время и в более поздние эпохи.
। Однако все эти соображе-
ния, как бы они не казались убедительными, носили теоретический характер. Трудно бы-, ло представить, что такими орудиями, составленными из камня и кости или камня и дерева, можно было работать, применять на охоте в качестве орудия.
были изготовлены вкладышевые ножи,
кинжалы, гарпун и меч. Оправы сделаны из кости, кизилового дерева- и дуба. В качестве вяжущего вещества, одинаково хорошо соединяющего камень с костью и деревом, была применена впшневая смола. При помощи этой смолы производились крепления п кремневых пожен к деревянным и костяным рукояткам. Испытания показали большую прочность таких соединений. Кремневым кинжалом пли гарпуном, составленным из 10 зубьев, на деревянной основе легко пробивалась пеньковая мешковина, сложенная в 8 рядов.
Какова была производительность труда прп выделке кремневых орудий? На изготовление ручного рубила ашельского типа требовалось около 30 минут работы. Мустьерские остроконечники и скребла делались за 5—10 мппут. На производство конпевого скребка из прп )Матпческой пластинки у ходила 1 минута времени и даже полминуты. Столь малые сроки, необходимые для выделки концевых скребков, объясняются большими скоростями ретуширования кремневой пластинки
легкими ударами рогового ретушера. В течение одной минуты можно нанести таким ретушером более 200 ударов, в то время как лрп отжимном ретушировании осуществлялось только 40 надавливаний. Каждое надавливание требовало приложения усилия от 10 до 20 кг. В результате работа отжимником стоила огромного физического напряжения и поглощала в пять раз больше времени.
Время, затрачиваемое на изготовление вкладышевых орудий, было весьма значительным— около 8 часов на один нож или кинжал. Весь процесс слагался из следующих операций: 1) отщепления призматических пластинок, 2) отбора прямолинейных экземпляров, 3) подправки их ретушью, 4) изготовления оправы пз дерева или кости (выбор дерева, срубание, расщепление, строгание, прорезывание пазов), 5) закрепленья вкладышей в пазах оправ растительным клеем. Если орудие делалось пз микролитических вкладышей, процесс производства усложнялся операциями по рассечению пластинок на сегменты п ретушированию их для придания формы полулуний или трапеции. Много времени затрачивалось па подбор готовых вкладышей к пазу оправы. Трудность такой работы состояла в крайней нестандартности вкладышей, особенно если это были пелые пластинки. Последние отлпча. гись криволинейностью профиля и не входили в прямой паз оправы. Их приходилось укорачивать, выправлять кривизну с помощью ретуши. Несколько проще было монтировать вкладытпевое орудие из «микролитов» (полулуний, сегментов, трапеций, треугольников), более коротких и тем самым более прямых, более стандартных.
Экспедицией были испытаны и медные орудия: топор, тесла, долота, резцы, ножи. Важность таких испытаний состоит в том, что прежде подобных опытов не делалось вообще, насколько это нам известно. Поводом к таким опытам послужили общераспространенное мнение, что медные топоры п ножи пе годились для обработки дерева.
Необходимо подчеркнуть, что для обработки одного материала другим вовсе не требуется, чтобы твердость инструмента превосходила твердость обрабатываемого материала во много раз. Например, в современной металлообработке сталь обрабатывается сталью. Наши опыты с топорами из мя1кого камня тоже говорили в пользу того, что твердости меди (3, по шкале Мооса) достаточно для успешной обработки дерева. Кроме того, был принят во внимание большой удельный вес меди (медь — 9, кремень — 3), который имеет значение для орудий ударного действия. Из чистой меди были откованы
холодной ковкой: топоры, тесла с углом заострения лезвия около 20° (каменный имел 45°). Из листовой меди сделаны: пила I мм сечением, строгальный нож с утлом заострения лезвия в 15—20 .
Сосна 24 см в диаметре, для срубания которой сланцевым топором потребовалось 15 минут, была срублена медным топором за 6 минут. Сравнительные испытания медного, каменного п стального топоров проводились различными способами (отеска, поперечно-слойная рубка) на сухом и сыром дереве. Производительность медного топора оказалась выше производительности каменного топора в три раза, производительность стального (домашнего) выше производительности медного, примерно, в полтора — два раза.
Не менее интересные результаты были получены прп испытании каменных, медных, стальных ножей и ппл в процессе обработки дерева. Результаты сведены в таблицу, которая дает характеристику строгальных ножей, указывает вид древесины, время работы, твердость материала ножа, толщину лезвия, угол заострения лезвия п поперечное сечение, вес стружки прп строгании ножом «от себя», вес стружки при строганин ножом «на себя» и среднюю кратность рабочего эффекта. Из этой таблицы можно заключить, что в строгании дерева медный нож превосходит кремневый нож тоже примерно в три раза, а каменный шлифованный — в 8—10 раз. медная пила — в 15—20 раз.
Медные орудия произвели переворот в обработке дерева. Поперечное членение дерева под прямым углом (без затесок торца), выборка гнезд, пазов, линейная подгонка плоскостей, угловое сопряжение брусьев, глубокое цилинд-рпческое сверление для шиповой вязки деталей оказались подлинным прогрессом.
Конечно, эти данные следует считать предварительными. Еще нужно пемало опытов для уточнения выводов. Но сколько бы ни последовало опытов, они не могут поколебать того факта, что мвдные орудия весьма эффективны в определенных операциях, их появление пред ставляег большой прогресс в сравнении с каменными орудиями.
Медные ору дня были широко распространены в древние переходные эпохи от камня к металлу. В египетских погребениях I и II династий медь служила материалом для многочисленных орудий (тесел, топоров, мотыг, пил, резцов, иголок, шильев, гвоздей, шппцов, проволоки, крючков рыболовных, наконечников дротиков п стрел п т. д.). Медь употреблялась для этих орудий в чистом виде, но твердость ее мастера повышали путем ковки.
Однако при попытках обработки более твердых пород сухого дерева (молодой дуб, кизил) эффективность работы медными орудиями снижалась. Особенно низка была эффективность в обработке кости и рога. Без размачивания эти материалы почти не поддавались медным орудиям. Вместе с тем медными пилами можно было обрабатывать самые твердые породы камня, если пользоваться абразивной массой, например кварцевым песком. Вязкость меди здесь весьма кстати. Это нам вполне объясняет огромные масштабы обработки камня в раннединастическом Египте.
Эксперименты 1960 г. по изучению добывания огня позволили выяснить, почему рудные минералы (пирит, марказит, халькопирит, сфалерит) не получили широкого применения в первобытной технике добывания огня, хотя и часто встречаются в природе. Несмотря на то, что все эти минералы дают хорошую длинную искру при ударе кремнем, искра редко воспламеняет трут. Минералы эти хрупкие,крошатся под ударами камня, покрывают трут тонкой минеральной пылью, которая тушит искру.
Совсем не были получены результаты при попытках добыть огонь ударом кремня о кремень. По видимому, высекание огня этим способом обусловлено особой сухостью атмосферы и высокими качествами трута. С другой стороны, в более короткий срок (8 секунд), чем это принято было считать в теории (12 секунд, по подсчетам физиков), был получен огонь трением дерева о дерево. Выяснились многие детали, касающиеся подбора пород древесины, его сухости, формы вращающегося стержня, планки, боковой прорези, накопления тепла в точке сверления, объяснившие широкое распространение этого способа среди древних народов.
Несмотря на разносторонние исследования древнего керамического производства, ведущиеся систематически, экспериментальное изучение этой отрасли вносит существенные дополненпя в процессы заготовки пластической массы, ручной лепки сосудов, обработки поверхности, орнаментации, сушки и обжпга. Особенно интересной оказалась зависимость успешной сушкп сосудов от формы днища. Как известно, сушка сосудов является не менее ответственным процессом, чем обжиг, ввиду больших потерь от растрескивания глиняных изделий. Опыты показали, что при совершенно одинаковых условиях сушки остродонные и круглодопные сосуды дают минимальный процент брака. В то же время на плоскодонных формах часто появляются трещины, преимущественно на дне сосудов, после чего сосуды становятся негод
ными для обжига. Напряжение сжатия при высыхании у таких сосудов происходит неравномерно.
Есть основание считать, что остродонные неолитические сосуды производились не потому, что их было удобно вкапывать в землю или ставить между очажпых камней, а в силу физических законов и свойств материала. Даже в поздние эпохи, когда техника лепки, сушки и обжига стала более совершенной, сосуды, особенно крупные, типа амфор, пифосов, продолжали сохранять более или менее яйцевидную форму. Сосуды с плоским широким дном большой емкости не производились в силу механической их нестойкости.
Опытами была установлена применимость в практике домашнего хозяйства высушенных (необожженных) сосудов для хранения различных сухих веществ, а также найдены способы придания им влагонепроницаемости. Технически очень простыми оказались способы получения лощеной поверхности глиняных сосудов, производившиеся до обжига.
Интересными были результаты экспериментов по изучению простейших землекопных орудий (палки-копалки, палки с сучком-уступом, с утяжелителем из просверленного камня —бушменского типа), некоторых примитивных трап спортных средств (ручная волокуша), но эти опыты являются специальной темой и нуждаются в дополнительных исследованиях.
Экспериментальный метод изучения древней техники, как он оценивается в работах западных археологов, а также результатами наших опытов, представляет весьма ценный и в ряде случаев единственный путь для познания существенных сторон производства далекого прошлого. Кроме тех работ, о которых уже сказано, и представляющих лишь начало исследований, эксперименты могут дать важные результаты в деле изучения строительства первобытных жилищ, испытания земледельческих орудий, возведения мегалитов, охоты, рыболовства, обработки волокнистых веществ (прядения, ткачества. обработки кожп) и многих других процессов. Экспериментальный метод принадлежит к числу наиболее точных в археологии, так как поддается неоднократной проверке и контролю.
ВОПРОСЫ ПАЛЕОГЕОГРАФИИ
ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ХРОНОЛОГИИ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ КУЛЬТУР
П М. Д О Л У X А н о в, О. М ЗНАМЕНСКАЯ
Теперь уже не подлежит сомнению то, что задачу составления хронологии памятников каменного века археология может решить лишь в содружестве с науками естественно-исторического цикла: четвертичной геологией, геоморфологией, палеоботаникой, палеозоологией. Эти же дисциплины помогают археологам восстановить и палеогеографические условия, климат, животный и растительный миры, древний рельеф, на фоне которых происходило развитие тех пли иных археологических культур.
С другой стороны, задача уточнения положения человеческих культур в системе четвертичного периода все более и более привлекает внимание специалистов-четвертичников.
Привлечение метода абсолютных датировок (по С14) открывает новые возможности: теперь ми можем оперировать точны ли датировками культур и палеогеографических событий, соотносить пх в районах, значительно удаленных друг от друга.
Задача сводится к тому, чтобы наити такие районы, где построение локальных хронологических схем особенно перспективно. Таким требованиям отвечают области, где археологические культуры обнаруживают четкое развитие во времени п пространстве, а развитие географической среды характеризуется достаточно заметными изменениями, зафиксированными в формах рельефа п соответствующих отложениях.
Район северо-запада РСФСР является о,д-ним из наиболее перспективных в этом отношении.
Рель°ф северо-запада в основной своей части быт сформирован в эпоху последнего оледенения. В ноздне- п послеледниковое время образование значительных по размеру форм рельефа происходило лишь в сравпптельпо узкой полосе суши, непосредственно примыкавшей к Балтийскому морю. Кроме того, происходили разработка долин, рек и озерных котловин, связанных с системой Балтийского моря, моделирование ледниковых форм рельефа, процессами склоновой эрозии и пр. Но именно эти формы представляют для нас наибольший интерес, ибо с ними п с синхронными им отложениями бывают связаны культурные остатки мезолитического н неолитического возрастов.
Развитие Балтийского моря является определяющим моментом в развитии рельефа северо-западной области в поздно- и послелед-никовье. В свою очередь «мотором» этого развития является тектоническое развитие Скандинавского щита, вызывающее значительные поднятия берегов Балтики, разные по степени
интенсивности и размаху в различных частях бассейна. Приблизительно до стадии Анцило-вого озера на изменение береговой линии оказывает значительное влияние и эвстатический фактор. Совместное влияние тектонического и эвстатического факторов приводит к тому, что Балтийское море в своем развитии проходит несколько стадий, причем береговые образования и отложения этих стадий достаточно легко различимы по их высотному положению, литологическому составу и содержащимся в них растительным и животным остаткам.
Новые методы датировок в сочетании с классическими (ленточные глины, пыльцевой и диатомовый анализы) позволили в настоящее время следующим образом датировать основные фазы развития Балтики:
Балтийское ледниковое озеро: 1U ОНО—8000 лет до н. э.;
Море Иольдиа: 8000—7500 лет до н. э.;
Озеро Авцилус: (в общепринятом смысле, а не по Сау-рамо ’) 7500—6000 лет до н. э.;
Лпториповое время: 6000—1500 пли 5000—2000 лет до н. э. (по разным оценкам);
Послелиторивовое время: 2000—1500 лет до н. э. п по настоящее время.
Вторым важным моментом палеогеографического развития области, значительно облегчающим задачу датировки археологических культур, является изменение климата, что в свою очередь вызывает изменения в растительном и животном мире. Разработанная в начале XX в. схема развития растительности (схема Блитта — Сернандера) в настоящее время значительно уточнена и детализирована. Применение радиокарбоновых датировок позволяет перейти от датировок по зонам развития растительности к датировкам в абсолютных цифрах. Обобщая ряд недавних работ, можно принять следующие датировки для периодов развития растительности 1 2:
Нижний дриас: 15 000—11 500 до в. э.;
Средний дриас: 10 500—10 000 до н. э.;
Аллеред: 10 000—9000 до и. э.;
Верхний дриас: 9000—8000 До н. э.;
ГТребореальпый период 3 : 8000—6750 до н. э.;
Бореальный »
Атлантический »
Суббореальный »
Субатлантическпй »
: 6750—5500 до н.
: 5500—3000 до и. э.;
: 3000—300 до н. э.;
: 300 лет до н. э. по настоя
щее время.
1 По мнению М. Саурамо, Анцплловое море существовало значительно меньше времени.
2 Следует при этом учитывать, что эти периоды могут в разных частях Северной Европы не вполне совпадать вследствие известных локальных отличии в развитии растительности.
3 Принимаемый за начало голоцена.
На протяженпи всего этого времени в Северной Европе происходило развитие культур каменного века.
Разные части Балтийского моря в разное время стали пригодны для обитания человека. Так, верхнепалеолитические культуры отмечены только в южной и юго-западной частях бассейна. В Северной Германии нижним дриа-сом датируется верхнепалеолитическая гамбургская культура; аллередом — культуры «Federmesser». Наиболее северное положение занимает культура Бромме-Лингби в Дании, также. относимая к аллереду. Верхним дриасом в Северной Германии датируют аренсбургскую культуру, а границей между верхним дриасом и пребореалем —Пиннберг. В Польше временем от нижнего до верхнего дриаса датируются стадии верхнепалеолитического мазовшанского цикла.
Начиная с пребореального периода, в бассейне Балтийского моря развиваются мезолитические культуры. Это культуры Маглемозе п Гудено в южной и средней частях Балтики (бореальный — атлантический периоды), Эр-тебелле (атлантический период и начало суббореального, где она сосуществует с неолитом).
На территории Ленинградской области памятники мезолитического возраста неизвестны, но они довольно широко представлены на территории прибалтийских республик и в Финляндии. Так, культура Кунда в Эстонской ССР датируется 6440 ± 280 лет до н. э.
В Финляндии наиболее ранней мезолитической культурой считается культура Аскола. Стоянки, относимые к этой культуре, приурочены к береговым линиям Иольдиевого моря и датируются финскими исследователями пребо-реальпым п началом бореального периодов 4.
Мезолитическая культура Суомусярви, которая, по данным М. Саурамо, приурочена к береговой линии, фиксирующей регрессию Ан-цилового озера, датируется переходом от бореального к атлантическому периоду.
Наибольший интерес для пас представляют неолитические культуры. Они наиболее широко представлены в Ленинградской области, где проводились наши исследования.
В целом, в бассейне Балтийского моря наиболее ранние неолитические культуры отмечаются на границе верхнеатлаптического и суббореального периодов. Различные стадии неолитических культур почти целиком приходятся
4 V. L u h о. Askola Kultur. S.MYA, 57, 1956.
15 Заказ № 1350
Финские исследователи выделяют четыре послелиториновые стадии, датируемые суббореальным и субатлантическим периодами.
В 1961 —1962 гг. лабораторией археологической технологии ЛОИА АН СССР совместно с кафедрой геоморфологии ЛГУ были предприняты совместные работы на Карельском перешейке с целью уточнения динамики послеледникового развития Балтийского моря, исследования и датировки неолитических стоянок в этом районе.
Работы на Карельском перешейке сводились к обследованию, нивелировке, картированию морских террас и береговых образований, сбору материала для датировки морских форм — путем исследования синхронных отложений (с применением буррния), сбору материалов на спорово-пыльцевой, диатомовый и ради окаобоновый анализы. Была поставлена задача выяснить связь неолитических стоянок с береговыми уровнями, собрать материалы для их датировки и для воспроизведения природной среды.
В качестве района работ были выбраны участок побережья Финского залива (Рощинский и Выборгский районы Ленинградской области) и участок побережья Ладожского озера (Приозерский район). Здесь 6j дут рассматриваться предварительные результаты работ на побережье Финского залива.
По побережью Финского залива известно довольно много стоянок каменною века, обычно обнаруживающих определенную зависимость от береговых линий. Выше уже приводились данные относительно взаимоотношения мезолитических культур Финляндии и береговых уровней Иольдиевого моря и Анцилового озера.
В районе Эспоо (Южная Финляндия) Э.Хюп-пя 11 обнаружил четкую приуроченность керамических культур к береговым линиям (см. табл. 1).
По данным В. Л ухо11 12, в Юго-Восточной Финляндии керамика типа сперрингс была обнаружена в слое гиттии, датированном началом атлантического периода (растительная зона VI).
В районе д. Большое Поле (Сяккиярвп), к западу от г. Выборга, по данным А. Эуропеуса, имеется стоянка, содержащая керамику типа сперрингс, на высоте 17,86 „и над уровнем моря. В 4-х км к югу обнаружена стоянка с керамикой стиля 1:2 на отметках 17,35 м — 17 м. По данным Э. Хюппя 13 (бурение болота Су-
11 Е. Н уу р р а. Указ, соч., стр. 64.
12 V. L u h о. Fruhe Kammkeramik. SMYA, 58. Helsinki, 1957, стр. 144.
13 E. H yyp pa. Указ, соч., стр. 126—134.
MIHIIHI
|.V№mSiSSj
Глубина м
>0,0 S,0 0,0 ‘ 7,0 0,0 £0 0,0
fitelosiro arennrtg
fit itoiico
fit. sccrbroso
£uno ti о sp.sp
fcbelLurin fenestra to
fit out co to Jcrnejeltii
Ptnnulorio sp. sp.
£pi them, о ftyndmonn
Compylodiscus noncus
P'ouiculo scutelloides
;Х\\\\\\\
On cell's
Jfiiplо nets Pmi1 hi i fitostogloio sp. sp Panicola pcigrnui Pitsscfinu nauicutipfrs Choetoceros sp. sp Pctinocyclus £fire~oe;pn Coseinodiscus sp Crammotophora sp.
Рис. 1. Диатомовый анализ буровой скважины в Александровском болоте (анализы Е. А. Чере-мисиновой)
Условные обозначения к рис. 1, 3, 4 см. на стр. 22В
урсуо; диатомовый и пыльцевой анализы), максимум литориновой тран< гресспп в этом районе состав ляет 19,5 —20 м, причем здесь максимальной является вторая литориновая трансгрессия (LII).
Поданным А. Эуропеуса, приводимым Э.Хюппя 14, в районе г. Выборга неолитические стоянки обнаружены на следующих высотах:
14 Е. Н уу р р а. Указ, соч., стр. 135—136.
Таблица 1
Тип керамических культур Высота над уровнем моря % к L I Береговые лшши Высота над уровнем моря % к I, I
Сперрингс 28-30,5.ч 80—87 L II ^,4л< 81
Типичная гребенчатая керамика . . 26 .и 74 L III 21,5 л< 72
Дегенерированная гребенчатая ке-
рамика . . • 23,5 .« 67 Нет — <—
Шнуровая керамика 21 м 60 I, IV 17.5.м 58
Культура Киукаис 16 46 р 13,5.4 45
на суббореальный период (примерно 3000— 1000 лет до н. а.)5.
Для Ленинградской области и Финляндии типология неолита разработана достаточно четко усилиями советских и финских исследователей ®. Неолитические культуры, представленные на северо-западе СССР и в Финляндии, относятся по большей части к кругу ямочногребенчатых культур. Неолитические kj льтуры по типологическим признакам (орнамент на керамике) подразделяются на стили, имеющие хронологическое значение и, как правило,обнаруживающие четкую зависимость от береговых линий Балтийского моря.
Выделяются хронологические подразделения:
1) Ранний неолит. Сперрпвгс (стили Т : 1 и I : 2).
2) Средний неолит. Типична!, гребенчатая керамика (стили II : 1 и II : 2).
3) Средний неолит. Дегенерированная керамика (стили III : 1 и 111 : 2).
4) Средний неолит. Культура ладьевидных топоров. Шнуровая керамика.
5) Поздний неолит. Культура Кпукапс. Асбестовая керамика.
Древние береговые образования в районе Финского залива достаточно подробно изучались советскими (С. хА. Яковлев, Б. Ф. Земляков, К. К. Марков) и финскими (В. Рамзай, М. Саурамо, Э. Хюппя) исследователями.
По данным финских геологов наиболее высокое положение в Юго-Восточной Финляндии и на Карельском перешейке занимают
5П. М. Дол у ханов. Посвеледпиковая история Балтики и хронология неолита. Сб. «Новые методы в археологии». М.— Л., 1963.
6 Н. Н. Гурин а. Древняя история северо-запада Европейской части СССР. МИА, Л» 87, 1961, стр. 45 -80; А. Е и гора u s-A у г а р a a. Die relative Chronologic der steinzeitlichen Keramik in Finland. «Acta Arch. , v. I, fasc. 2 и 3.
• E. H у у p p a. Post-glacial changes of shore-line in South Finland. «Bull. Comm. Geol- Finl», N 120, 1937; M. S a u r a m o. Die Geschichte der Ostsee. «Ann. Acad. Scient. Fennicae». Ser. A, III, 51, 1958.
береговые линии подпрудного Балтийского ледникового озера, соответствующие стоянию ледника у 2-й и 3-й гряд Сальпауселька и датируемые верхним дриасом.
Непосредственно ниже располагаются береговые линии уже собственно морской стадии Иольдиа. И. Доннер 8 выделяет в Финляндии пять береговых линий Иольдиевого моря, датируемых пребореальным периодом.
Весьма существенное значение для датировок неолитических культур имеют береговые линии Анцилового озера и Литоринового моря. В отношении первого у финских исследователей нет единого мнения. Так, известный финский геолог М. Саурамо считает 9 10, что стадия хАнцилового озера была очень непродолжительна, она занимала лишь верхнюю треть бореального периода (зону V с, по М. Саурамо); кроме нее, М. Саурамо выделяет промежуточные фазы — Эхинепс и Масто! лойа. Э. Хюппя 1р, не признавая самостоятельного существования промежуточных фаз, считает, что апцпловая стадия была значительно более продолжительной.
По данным финских исследователей, литориновых трансгрессий было четыре. Причем в собственно Финляндии они имели лишь регрессивный характер (т. е. происходило скачкообразное понижение береговой линии). Приблизительно с современной государственной границы литориновые трансгрессии отделяются друг от друга четко фиксируемыми регрессиями, причем максимальное значение приобретает не первая, а вторая литориновая трансгрессия. Литориновые стадии занимают весь атлантический период.
8 J. Donner. The post glacial shore-line displacement in the Kuopio district. «Ann. Acad. Scient. Fennicae.» Ser. A, HI, 49, 1957.
® M. Sauramo. Das Ratsel des Ancylus-Sees. «Geologische Rundschau». Stuttgart, B. 42 II. 2.
10 E. H yy p p а. Указ, соч., стр. 195—197
Рис. 2. Схематизированный поперечный профиль в районе дер. Лужки
побережья Финского залива
Сперрпнгс (I : 1—2) — 20—17
Типичная гребенчатая керамика (II : 1—3) — около 15
Дегенерировапная керамика (111) — около 14,5 .и;
Находки, относящиеся к культуре ладьевидных топоров,— 12—20 .я.
Согласно исследованиям Э. Хюппя, в этом районе апцнловый уровень составляет 20,2 м.
У с л о д н Ь/ е о В о з н а А риг. 1, З.Ь
Л и т о л о г ил
Гц РФ
PurrnurnenbubiB остатки
Суглинок
: . . Лесек
ВилуцРя.
Обоэночения k спороВп-пЬ/лЬцебай диаграмме
Общий состав пЬ/лЬцв/ и спор □ ГНнлЬца opeBecHbix пгров
О ШнлЬцо триВянистЬ/х растений
V Cnc'ibt
ЛЬ/лЬца древеснЬи? парад
А ВлЬ (р’сеа)
• С йена (Pinos)
□ ОлЬхо (Pinus)
О береза (Bebulo)
к О/ирпкилистВеннЬге лорасЬ/
Кустарники
G ИВ a (Salix)
ф Лещина (Corylus)
ЛЬ/лЬца траВянисгЬ/а: растений е s Злаки (Сннтпеле)
сл Осоки (Сурегисеое)
X ЛебедоВЬге (Chenopoilinceae)
ф ЛпзнотраВЬе
С п О р Ь/
/\ ЗеленЬт чхи (Sryoles)
А СфсгновЬт мхи (Sphagnum)
□ ЛлпунЬ- (Lucopoawm)
Фф) ВичеВВичникаВВ/е (Pnlypodiii-сеие)
максимум литориновой трансгрессии (LI I) равен 17,2 л.
В районе д. Сомме (теперь Попово), к югу от г. Выборга типичная гребенчатая керамика обнаружена на отметке 15 л над уровнем моря. Бо ioto, расположенное на уровне 17 м, пе содержит литориновых диатомовых, из чего Э. Хюппя заключает, что ли-ценил торинсвый максимум здесь несколько ниже 17 м.
Одним из первых районов, детально подвергнутых исследованию экспедицией, была долина р. Гороховки недалеко от г. Советска.
Река Гороховка имеет северо-западное направление, очень типичное для Карельского перешейка. Опа является нижней частью маги-
стральной долины обширного бассейна в северо-западной части Карельского перешейка. Близ местечка Ленкери долина резко сужается, образуя как бы проход, соединяющий обширную низину оз. Александровского (абсолютные отметки дна — 10— 12 м) с заливообразным расширением долины в районе д. Токареве.
Из литературы было известно, что в районе д. Токареве (бывш. Кайола) была обнаружена стоянка, содержащая типичную гребенчатую керамику (II : 2) на абсолютной высоте 12 м. Поблизости имеется стоянка, содержащая керамику несколько более архаического облика
Рис. 3. Спорово-пыльцевой анализ разреза у ст. Приветнинское (анализы А. М. Кавардиной)
Условные обозначения см. на стр. 228
£ [рЫго-?пйл Chpnopodioceoe-1пз> Artemisio-Pnj, Gromineue-/nj
-X32-----±—Ф_____________________
(II : 1), на абсолютных отметках 14,5—13,5 at. регенерированная керамика была найдена на высотах 13,5—12,5 at; шнуровая —13,5—10,5 at.
В районе г. Советска Э. Хюппя 15 исследовал болото Ревонсаари па острове того же названия, лежащее на абсолютной отметке 19 at (порог болота составляет 17 at). Диатомовые водоросли характеризуют регрессию Анци-лового озера; литориновых диатомовых нет.
Болото Пиенярви (3 Kat к востоку от д. Токареве) содержит богатую иольдиевую диатомовую флору и в верхней части разреза — некоторые анци говые формы. Э. Хюппя заключает, что анциловая трансгрессия поднималась несколько выше порога болота, равного 20—24 at, тогда как максимум литориновой трансгрессии был ниже 17 at.
В августе 1961 г. Ленинградская неолитическая экспедиция обнаружила в районе сужения долины у местечка Ленкери неолитическую стоянку, содержащую керамику типа сперрингс.
В котловине озера Александровского была заложена скважина глубиной 10 м. Проведенный диатомовый анализ (рис. 1) показал, что непосредственно под торфом, продолжающим свое формирование по настоящее время, залегает толща анциловых отложении с типичным комплексом диатомовых. Книзу они постепенно переходят в иольдиевые. Литорпновых форм в разрезе обнаружено не было, следовательно, литориновые воды в котловину озера не проникали.
В соответствии с данными Э. Хюппя, можно считать, что 20-тиметровая терраса, на которой расположена стоянка, является анциловой.
Вторым районом, где проводились подробные геоморфологические и геологические исследования, был. район д. Лужки. Здесь были собраны важные материалы относительно послеледниковой истории Балтики, в частности, относительно литориновых и анциловой трансгрессий.
По данным Э. Хюппя, максимум литориновой трансгрессии в районе Лужков составляет 16 м. Действительно, здесь имеет очень большую протяженность терраса, расположенная на высотах 12—16 м (рис. 2). На эту террасу насажены друг на друга береговые валы, разделенные прослоем погребенного торфа. Наличие погребенного торфа, разделяющего береговые валы литоринового времени, подтверждает, по-видимому, мнение финских исследователей о значительности регрессий, разделяющих литориновые трансгрессии.
Важные материалы относительно начала литориновой трансгрессии были собраны в районе станции Йно (Приветнинскос). Здесь ли-ториновая терраса располагается на высотах 6—11 ж. Максимальный уровень абразии Лито-рпнового моря расположен на отметке 11 ж.
Глубина , м О 5 Ь 3 2 f О
/з /г // ю site 7
biclosira sulcata hgclodiscus sections rbolossiosira gravida
Cascinadiscus sp Cnopbi Choetoceros Ottnair/ru Centrales
Rhobdoneme trrcuotum
Crommatopharo sp.
riidassionemo nitsscbia. des CiliLOfltjffellntue
Synedra tabuloto Coccaneis scutellum
В ip la ее is interrupts Bitschia nautculoris Cyclotella camto
douicula pusilia
Cisipbora aval is Bpiihemio surez
f. corgi du
£pit hernia - Всего
Hantzscbuia oinphiozys
Melosiro ombigua
Opephoro idartyi
£'unot io sp. sp.
Cocconeis diminuta
Biploneis drmblittensis h'ouicula amphibolo
Pmnuloria borealis
Pirmi/lorio - всего
Cymbello - всего
Gamphanrim - Всего
ioldia Oocylus,
16 E. II у у p p а. Указ, соч., стр. 153—154.
Рис. 4. Диатомовый анализ скважины в районе дер. Лужки (анализы Е. А. Черемисиновой)
По реке Инен-йоки обнаружен погребенный торфяник, разделяющий литориновые и анцило-вые отложения. Из слоя торфа, непосредственно перекрытого литориновыми отложениями, был взят образец на определение абсолютного возраста. Была получена дата 5750-1-150 лет тому назад, что хорошо согласуется с нашими представлениями о начале литоринового времени.
На пыльцевой диаграмме, сделанной для этого же разреза (рис. 3), хорошо выделяются бореальный и атлантический периоды.
Далее, в районе д. Лужков был собран интересный материал для датирования анцило-вой трансгрессии. К сожалению, до настоящего времени обработка материалов еще не закончена, поэч ому сообщаемые результаты имеют чисто предварительный характер.
Была изучена буровая скважина (рпс. 4), в которой был обнаружен погребенный торфяник, фиксирующий регрессию Лицинового озера. В анциловых отложениях наблюдается типичный комплекс диатомовой флоры. Книзу анциловые отложени я постепенно переходят в иольдиевые, также с типичным комплексом диатомовой флоры. Абсолютная датировка погребенного торфяника позволила нам получить цифру 8400 + 200 лет тому назад. Эта дата явно не характеризует конец анцилового времени. Выше торфа залегают гравийно-галечные отложения общей мощностью 8 м. Происхождение этих отложений не вполне ясно; они не содержат никаких палеонтологических остатков. Очень вероятно, что они также относятся к анциловому времени.
Для района Лужков Э. Хюппя оценивает максимум апциловой трансгрессии в 26,6 м. По нашим данным, этот максимум должен быть значительно выше —порядка 30—32 м.
На основании наших данных можно представить себе следующую картину палеогеографических условий существования мезолитических и неолитических поселений в этом районе. В анциловое время вся изучаемая территория представляла собой архипелаг островов, вытянутых с северо-запада на юго-восток и разделенных узкими проливами. В период анциловой регрессии и последовавшей затем литориновой трансгрессии территория представляла собой уже сушу и была пригодна для обитания.
Стоянка Ленкери расположена на анциловой террасе. Существовала же она в литориновое время. Заселение ее произошло скорее всего в эпоху максимальной (второй) литориновой трансгрессии. Расширяющаяся часть долины у д. Токареве в то время была заливом Литоринового моря, глубоко вдающимся в сушу. Стоячка располагалась как раз на перемычке, пре
пятствовавшей проникновению литориновых вод пз этого залива в котловину озера Александровского.
При последовавшем постепенном отступании Литоринового моря стали возможными для обитания несколько более поздние стоянки, раскопанные финскими исследователями в районе д. Токареве.
В ходе работ была в значительной мере уточнена картина послеледникового развития Балтийского моря, соответствующая времени развития мезолитических и неолитических культур на северо-западе Европейской части СССР. Особого внимания заслуживает радиокапбоно-вая датировка времени начала литориновой трансгрессии, этого важнейшего события в послеледниковой истории Северной Европы, с которым связывают переход от мезолита к неолиту.
Исходя пз приведенных данных^ появление культуры сперрингс следует датировать временем второй литориновой транс! рессип, т. е. концом IV — началом III тыс. до н. э. Поздний неолит, соответствующий концу ли-торпнового времен!^ датируется концом II тыс, до и. э.
Значительно была уточнена методика палеогеографического исследования археологических стоянок. По нашему мнению, наиболее перспективными методами при таких исследованиях являются: площадная мелкомасштабная геоморфологическая съемка на топографической основе с применением точной нивелировки, исследование четвертичных отложений с применением неглубокого бурения и максимальное использование спорово-пыльцевого, диатомового и радиокарбонового анализов.
О КОМПЛЕКСНОМ МЕТОДЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ
ГОЛОЦЕНА
ВО ВНЕЛЕДНИКОВЫХ РАЙОНАХ
Ю. А. ЗАДНЕПРОВСКИЙ, Г. Н. КИСЛЯКОВА
В геологической истории Земли голоцен — это последний, еще не закончившийся отрезок четвертичного периода. Хронологические рамки голоцена еще окончательно не определены не только для Средней Азии, но и для других стран. Начало голоцена связывают со временем отступания края ледника со Скандинавского полуострова. Голоцен в целом охватывает период последних 10—12 тысяч лет \ Это сравнительно короткой период в истории Земли, но его изучение представляет большой ип-терес для нужд народного хозяйства, для понимания особенностей современных природных условий и возможных изменений их в будущем. Изучение голоцена очень важно также в историческом плане с целью познания природной среды, окружавшей человека в древности. С другой стороны, начиная с голоцена, человек выступает активным фактором преобразования природы, создавая так называемые культурные ландшафты, воздействуя на природу главным образом своей хозяйственной деятельностью. В настоящее время почти нет на Земном шаре участков, не подвергавшихся в той или иной степени преобразовательной деятельности человека.
Для изучения древнейшей истории человеческого общества познание природы, окружавшей человека в голоцене, является важным и непременным условием правильного понимания особенностей развития хозяйства и культуры и истории общества в целом.
Изучение древнейшей истории человечества является задачей археологической науки. Поэтому вполне понятно то большие значение, которое приобретает пспо гьзование археологических методов прп восстановлении природной среды 1 2. Изучение физико-географических условий прошлого позволяет археологам установить закономерности распространения поселений п могильников, древних торговых путей, рудников и т. д. Оно дает также возможность выяснить характер воздействия природных условий на развитие хозяйства — земледелия, скотоводства, охоты п рыболовства, а также на ре-
1 М. И. Ней шта д т. Голоцен на территории СССР. «Материалы Всесоюзного совещания по пзуче вию четвертичного периода», т. 1. М., 1961; В. И. Г р о-м о в и др. Принципы стратиграфического подразделения четвертичном (аитропогеновой) системы и ее нижняя граница. «Хронология и климаты четвертичного нерио-да. Доклады советских геологов». МГК, XXI сессия. АН СССР, 1960.
2 Г. И. Л а з у к о в. Применение археологических данных для палеогеографических целей. В сб. «Методы географических исследования». МГУ, 1960.
месленные производства (горное дело, металлургия и т. д.). С другой стороны, определенный интерес представляет установление результатов воздействия человека на окружающую среду и определение, в каких случаях это воздействие совпадает с направлением развития природной среды.
Изучением физико-географической обстановки геологических эпох занимается палеогеография. Методы, используемые ею, в настоящее время достаточно хорошо разработаны3. Основным методом при палеогеографических построениях является метод фациального анализа, т. е. изучение особенностей осадочных пород с включенными в них остатками растительных и животных организмов. Заключения и выводы палеогеографических исследований основаны на данных геологии и палеонтологии, а также геохимических, геоморфологических и почвенных наблюдениях.
При изучении голоцена применение палеогеографических методов имеет свою специфику Фациальный анализ основывается главным образом на изучении почв, п при определении природной обстановки голоцена ведущим и становятся почвенно-геоморфологические исследования. Большое значение имеют данные геохимии и палеонтологии, но использование их при изучении голоцена своеобразно, о чем будет сказано ниже. Много материала для заключения о характере природных условий дают археологические исследования.
Следует отметить, что в голоцен не происходило резких природных изменений, но п климат, и растительность, и рельеф не оставались постоянными. В Прибалтике и Скандинавии многими исследователями отмечается шесть фаз смены климата, с которыми связапы значительные изменения растительного покрова и животного мира 4 * 6. Известны резкие изменения течения многих рек на равнинах Средней Азии, а также неоднократны^ расширения и сокращения площади крупнейших озерных бассейнов °.
3 К. К. М а р к о в. Палеогеография. М., 1951; Б. П. Ж и ж ч е в к о. Методы палеогеографических исследовании Л., 1959; А. В. Зорив, Е. М. Малеев а, И. Г. Судаке в. Критерии комплеквпого палеогеографического анализа. МГУ, 1963.
4 И. Г. Герасимов и К. К. Марков Ледниковый период ва территории СССР. М.— Л ,
1939; П. М. Долу ханов. Послеледниковая история Балтики и хронология иеолпта. «Новые методы в археологических исследованиях». М.— Л., 1963.
6 Л. С. Б е р г. Вопрос об изменении климата в историческую эпоху. «Климат и жизнь». М., 1947; А. С. К е с ь. О древних и совремегпых трансгрессиях Аральского моря. ГИ1 АН СССР, т. 19, 1960.
Все эти, а также другие аналогичные явления, несмотря на их незначительные в геологическом масштабе размеры, приобретают огромное значение, так как в сферу их действия попадает человеческое общество. С другой стороны, такие незначительные в геологическом отношении изменения природы в голоцене труднее выявить, и поэтому возникает необходимость разработки специальных методических приемов изучения природных условий голоцена. В районах, подвергавшихся оледенению, такие методы более или менее разработаны, но во внеледни-ковых районах выяснение природных условий голоцена представляет дополнительные трудности.
Настоящая работа является попыткой определения наиболее целесообразных и эффективных методов исследования природных условий голоцена на примере такого своеобразного района, каким является Ферганская долила в Средней Азии.
На территории Средней Азии работы, спе-. детально посвященные изучению го гоцепа, начали проводиться сравнительно недавно, но тем не менее имеется уже некоторый опыт совместных работ в этом направлении археологов, геологов п географов. Прп проведении собственных исследований в Фергане и при написании настоящей работы авторы старались по мере возможности учитывать этот опы-».
1) Как уже было сказано, одним из основных методов восстановления природных условий голоцена является изучение современных форм рельефа, сохранивших черты прошлых этапов развития. Такие геоморфологические исследования имеют главной целью выявление различных в генетическом и возрастном отношении элементов рельефа и их анализ с точки зрения пригодности для заселения человеком, использования тля ирригации и земледелия Наиболее широко геоморфологические исследования проводились географами и археологами на территории древнего Хорезма, в низовьях .Аму-Дарьи, на Узбое и в Сарыкамышскоп впадине ®. В результате этих исследований был собран большой материал для раскрытия палеогеографии этого района, особенно для последних этапов его истории в голоцене. В связи с этим удалось решить многие вопросы об изменениях течения .Аму-Дарьи, о характере отложений района, об обводнении и осушении отдельных его частей, о размерах Каспийского и Аральского морей в отдельные эпохи. Эти
8 «Низовья Аму-Дарьи, Сарыкамыш, Узбой». МХЭ, вып. 3, 1960.
работы позволили объяснить особенности расселения древнего человека на Аму-Дарье и Узбое, а также решить ряд вопросов истории земледелия и орошения.
Подобные работы проводятся в настоящее время в Южной Туркмении. Благодаря им выяснен характер современных форм рельефа, открыта древнейшая оросительная система в Геоксюрском оазисе и установлены закономерности ее изменения 7.
Интересные работы проводятся в долине реки Сыр-Дарьи с целью выяснения возраста террас и объяснения расселения человека в зависимости от формирования топ или иной террасы ч.
Методика геоморфологических исследований голоцена имеет свои особенности по сравнению с применением ее в исследованиях других эпох. Во-первых, большое внимание уделяется антропогенным формам рельефа, образовавшимся в результате деятельности человека, таким, например, как оросительные каналы, валы по их берегам, курганы и остатки древних поселений человека 8 *. Во-вторых, в Средней Азии исключительно большое значение приобретает изучение речных долин, так как в рыхлых отложениях реки часто меняют своп русла и за короткое время происходит интенсивный врез потоков. В Средней Азип в настоящее время не прекращаются интенсивные тектонические процессы, и поэтому изучение новейшей тектоники также очень важно 10 11 12. Как и при палеогеографических реконструкциях других эпох, необходимо изучение литологии, стратиграфии, механического состава и дпугих особенностей подстилающих пород изучаемого района.
2) Спорово-пыльцевой анализ и изучение различных растительных остатков — наиболее распространенный метод, успешно применяемый как в палеогеографии древних эпох, так и при изучении природных условий г олоцена. Он позволяет составить представление о расти тельности и климате изучаемого периода. В Средней Азии этот метод начал применяться только в самые последние годы п. Особенность использования этого метода при изучении растительности голоцена заключается в необходимости очень тонких определений!, которые следует проводить до определения вида. Родовые определения недостаточны потому, что за такой короткий срок ночной смены растительности не происходит. Необходимым условием эффективности применения спорово-пыльцевого анализа в Средней Азип является изучение современной растительности и современных пальцевых спектров с тем, чтобы можно было сравнить насколько изменился состав растительности и выделить пыльцу местных растении от привнесенной. При сборе образцов необходимо брать их не с одного разреза, а делать серию разрезов на одном и том же участке, чтобы исключить возможные ошибки. Кроме изучения спор п пыльцы, следует применять анализ ископаемых остатков растений. Интересная в этом отношении работа проведена в Западной Туркмении 1г, а также на Памире 13. Большой материал дает также изучение зерен растений, остатков древесины, угля из культурных слоев древпих поселений Даже наблюдения над характером произрастания современной растительности помогают восстановлению природных условий голоцена 14. Основной задачей всех этих исследований является определение видового состава
7 Г. Н. Л и с и ц ы п а. Основные черты палеогеографии Геоксюрского оазиса. KC1IA, вып. 93, 1962; Опа же. Древние земледельцы в дельте Тед-жена. «Природа», № 10, 1963.
8 Н. Ф. Федин. Об абсолютном возрасте террас низовий реки Сыр-Дарьи. ИАН Казахской ССР, J\s 114, серия геологическая, вып. 14. Алма-Ата, 1951, Ср.: Н. Н. Костенко. К вопросу о возрасте террас Сыр-Дарьи. ИАН Казахской ССР, 134, серия геологическая, вып. 18, 1954; Б. А. Литвин-с к п й и С. А. Несмеянов. У древних берегли Сыр Дарьи. «Природа», Кс 10, 1960.
® М. Ж. Ж а и д а е в. Антропогенные формы рельефа предгорий Заптийского Алатау. «Вопросы географии Казахстана», вып. 10. Алма-Ата, 1963.
10 Д. II. Резвой. О следах тектонических движений «сегодняшнего дня» в Южвой Фергане. «Во-пчосы теоретической и прикладной геологии». М., 1947; 10. А. Скворцов. О периодичности тектонических движений как основе для стратш рафии четвертичных отложеппй на примере Узбекистана. «Материалы Всесоюзного совещания по изучению четвертичного периода», т. 1. М., 1961.
11 Е. А. Мальгина. Результаты спорово-пыльцевого анализа четвертичных и верхпеплиоценовых отложений из Нрпбалхашского района Западной Туркмении. «Материалы Всесоюзного совещания по изучению четвертичного периода», т. 1. М., 1961; Р.В. Федорова. О древпеземледельческих культурах в древнем Хорезме по данным пыльцевого анализа. МХЭ, вып. 4, 1960; М. М. Пахомов. К палеогеографии четвертичного периода па Восточном Пампре. ДАН СССР, т. 141, № 5, 1961; Е. М. Швецов а. Спорово-пыльцеьые комплексы четвертичных отложений Западной Ферганы и Южного Приаралья. САИГИМС, вьш. 4, 1960.
12 С. К. С а м с о п ов. Палеогеография Западной Туркмении в новокаснипскоо время. М., 1963.
13 В. А. Р а в о в и Л. Ф. Сидоров. К вопросу об изменении природных условий Памира в голоцене. ДАН Таджикской ССР, т. 3, № 3. Душанбе, I960.
14 С. В. Викторов. Ч^о показало исследования растительности Сарыкамьппа и Ассаке-Аудана. «Природа», № 12, 1955.
растительности и последовательности изменения флоры в целом, а также выявление растений-индикаторов, характеризующих природные условия.
3) Большое значение для восстановления природных условий голоцена имеет изучение почв, особенно тех почвенных горизонтов, которые содержат культурные остатки 13. В почвах лучше, чем в каких-нибудь других компонентах географической среды, отражаются основные природные особенности района. Очень часто при изменении природных условий преж ний почвенный покров района сохраняется в виде так называемой погребенной почвы. Изучая в разрезе внешний вид такой погребенной почвы и проводя лабораторные исследования ее механического состава, содержания солей и других показателей, можно с большой точностью определить тип почвы. Если современный почвенный покров относится к другому типу, это значит, что природные условия района изменились и можно определить степень и направленность этих изменений. Образцом почвенных исследований для историко-археологических целей могут служить работы, проводившиеся в Хорезме1®. Изучение почвенных разрезов позволило наметить этапы истории и эволюции природных условий района. Удалось определить древние агроирригационные горизонты и установить площади земель древнего орошения. Эти работы дали возможность выявить следы земледельческой культуры на участках, утративших внешние признаки окуль туренности. Ценные наблюдения сделаны на землях древнего орошения Мургабского оазиса в Туркмении 15 16 17. В последнее время наряду с указанными выше методами морфологического и лабораторного изучения почвы начинает применяться микроморфологический метод определения почвенной структуры. Этот метод с большой точностью позволяет отличить естественную почву от окультуренной18 * *. Все эти
15 II 11. Г е р а с и м о в. Погребенные почвы и их палеогеографическое значение. «Материалы по изучению четвертичного периода»,т. 1.М., 1961; М. А. Г лазов с к а я. Погребенные почвы, методы их изучения и их палеогеографическое значение «Вопросы географии». Сборник статей для XVIII Международного конгресса». М., 1956.
16 Б. В. А в ц р и а и о в, И. И. Базилевич и Л. Е. Р одн. Из истории земель древпего орошения Хорезма. ИВГО, т. 84, 6, 1957.
17 II. Г. Мпнашина Древнеорошаемые почвы Мургабского оазиса. «Почвоведение», № 8, 1962.
18 II. Г. М инашин а. Микроморфологическое исследование лесса и его изменении при почвооб-
разовании. «Доклады советских почвоведов к VII Меж-
дународному конгрессу в США», 1960.
почвенные исследования позволяют определить, насколько и в каком направлении изменились природные условия района, а также помогают установить степень и характер воздействия человека на почвенный покров, а в Связи с этим и на окружавшую его природу в целом.
4) Для изучения климата и реконструкции природных условий голоцена весьма перспективно использование результатов геохимических последований. В нашей литературе имеется уже опыт палеогеохимических реконструкций при палеогеографических работах1Ва. Применение этого метода в археологических работах было осуществлено впервые американскими учеными при раскопках многослойной пещеры Шанидар в Северном Ираке. Пока что опубтикованы предварительные результаты без описания метода анализа и аргументации выделения климатических индикаторов. В качестве индикаторов, характеризующих климатические условия, приняты следующие химические элементы: медь, титан, никель, марганец, хром, калий, натрий и кальций. Их наличие или отсутствие, большее или меньшее содержание в дачном слое, датируемом по методу С14 п археологическим материалам, свидетельствует об определенном типе климата. Так, например. в образцах из мустьерского слоя (средний палеолит —50000 лет) такие элементы, как хром, марганец, медь и титан, достигают максимума, что дает основания ученым считать к тимат этого периода более холодным и влажным. Очень ценным в работе является комплексность применяемых методов — то, что данные геохимического анализа были сопоставлены с результатами спорово-пыльцевых и других исследований, и полученные разными методами данные в основном совпадают 1Э.
5) Изучение костных остатков животных также дает важный материал, особенно при сопоставлении с результатами других исследований. Животные, так же как и растения, приспосабливаются к определенным природным условиям; каждый вид имеет свои места обитания. Поэтому изменение природной обстановки района приводит к гибели вида или к изменению его ареала (области распространения), или к изменению самого вида. Здесь, так же как и при изученпп растительности, важно сопоставление
lsa А. II. Перельма п. Геохимия ландшафтов. М., 1961; О п же. Историческая геохимия. Древние и современные ландшафты Средней Азии. «Природа», 3, 1963.
18 В. S. S о 1 е с k i. Paleoclimatology and archaeology in the Near East. «Annals of the New York Academy of Sciences», v. 95, 1961.
с современными ареалами животных. Изучая видовой состав животных отдельных районов и разного времени, а также ареалы видов и сопоставляя эти данные с современными, можно установить, насколько изменили! ь природные условия района. Образцом такого рода исследований являются работы В. И. Громова2<|, В. С. Бажанова 21 и др.
Все перечисленные выпи методы дают наиболее ценные результаты только в том случае, если они используются в комплексе так, что результаты одних исследовании сопоставляются и подтверждаются другими.
Следует отметить, что уже имеется некоторый опыт комплексного подхода к изучению природных условий голоцена отдельных районов Средней Азии 22. Предлагаемый памп комплексный метод восстановления природных условий голоцена, как нам представляется, следует назвать ландшафтным или, точнее, палео-ландшафтным методом. Он должен включать следующее:
1) Геоморфологические исследования;
2) Спорово-пыльцевой анализ, изучение растительных остатков;
3) Изучение почв;
А) Геохимические исследования;
5) Изучение костных остатков животных.
Прежде чем перейти к описанию применения этого метода в нашей работе, остановимся па определении термина «ландшафт». В своей работе мы придерживаемся определения ландшафта, предложенного II. А. Солпцевым 23 24, и уче ния о ландшафте, разрабатываемого на кафедре
211 В. И Г р о м о в. Палеонтологическое и археологическое обоснования стратиграфии Континенталь пых отложений четвертичного периода на территории СССР. «Труды Института геологических наук», выи. 64. геологическая серия, № 17, 1948; И, В. Вер е-щ а г и и. О типологии захоронений остатков назем ных позвоночных в четвертичных отложениях. «Материалы... по изучению четвертичного периода», т. 1. М„ 19Ь1.
31 В. С. Бажан о в. Обзор истории фауны наземных позвоночных Казахстана. «Материалы во истории фауны п флоры Казахстана», т. I. Алма-Ата, 1955.
22 С. В. Бутом о, В. А. Рано в, Л. Ф. Си-д о р о в, И. А . III и л к и в а. Палеогеографические результаты изучения высокогорной стоянки каменного века па Памире ДАН СССР, т. 146, Л1 6. 1962; 9. М амидов. Пески внутренних Кара Кумов. Автореферат кандидат дисс. Ташкент, 1963.
23 Н. А. С о л н ц е в. Географический ландшафт и его основные закономерности. Лруды II Всесоюзного географического съезда», т. I. N., 1948; А. Г. II с а-ч е н к о. Основные вопросы физической географии. Л., 1953; Он же. Физико-географическое картирование, ч. Ill. Л., 1963.
физической географии ЛГУ С. В. Калесником и А. Г. Исаченко 23. Суть его такова.
На земном шаре существуют три основные природные закономерности, определяемые географическим положением данного района: 1) зональность, обусловленная шарообразностью Земли, наклоном земной оси и связанным с этим распределением солнечного тепла на поверхности земли, которое убывает от экватора к полюсам: 2) атональность, связанная с неравномерным распределением на земной поверхности суши и моря и особенностями рельефа; 3) вертикальная поясность, связанная с высотой места над уровнем океана. В каждом участке земной поверхности наблюдается своеобразное сочетание этих закономерностей, проявляющихся в особенностях рельефа, климата, растительности, почв и животного мира данного участка. Такие участки и носят название ландшафтов. По определению Н. А. Солнцева, географическим ландшафтом «следует называть такую генетически однородную территорию, на которой наблюдается закономерное и типическое повторение одних и тех же взаимосвязанных сочетаний: геологического строения, форм рельефа, поверхностных и подземных вод, микроклиматов, почвенных разностей, фито- и зоо-ценозов» (т. е. определенных группировок растительного и животного мира). Необходимо добавить, что подобное сочетание всех этих природных компонентов нигде больше на земпой поверхности не встречается, и поэтому каждый ландшафт неповторим во времени и пространстве. Вместе с тем ландшафты, имеющие сходные черты, можно объединять в типы. Так, например, ландшафты с тугайной расти тельностью в поймах рек можно объединить в тип тугайных ландшафтов; ландшафты пустынь с развитием барханов — в эоловый тип Ландшафта; ландшафты, полностью преобразованные человеком.— в культурный тип ландшафта и т. д. Ландшафт-регион занимает единую целост-ную территорию; тин ландшафта может быть территориально разорванным.
Изучением современных ландшафтов Узбекистана и. в частности Ферганской долины 21, занимаются Л. Н. Бабушкин и Н. А. Коган па кафедре физической географии Таш. ГУ в Ташкенте 25 26. На территории Узбекистана ими
24 Л. Н. Бабушкин и IT. А. IV о г а й.
Опыт физико-географического районирования Узбек ской ССР. «Научные труды Таш.ГУ», и. с., выи. 213, географические пауки, кп. 24. Ташкент, 1963.
26 Вопросами выделения современных ландшафтов Фергавы занимается также А Абдулкасимов. Выделяемые им типы местности охватывают большую территорию, чем тины по Бабушкину и Богаю.
выделено 66 типов ландшафтов, в том числе в Ферганской долине 22 типа. С предложенной классификацией вполне можно согласиться, хотя мы выделяем единые по территории ландшафты-регионы, границы которых в основном совпадают с выделяемыми типами, но каждый такой ландшафт имеет своп неповторимый облик и свою историю развития и иногда объединяет два-три типа ландшафта указанных авторов 20.
Применение палеоландшафтного метода, по нашему мнению, должно быть следующим. Прежде всего на изучаемой территория необходимо выделить современные ландшафты, в пределах которых находятся изучаемые археологические памятники, затем приступить к вы-лснению генезиса самого ландшафта и его индивидуальных особенностей. После этого, применяя все изложенные выше приемы исследования, необходимо установить границы и природные особенности ландшафтов в интересующую нас эпоху. На основании всех этих данных составить палеоландшафтные карты для каждой эпохи с нанесением археологических памятников, относящихся к этой эпохе. Исследование полученных результатов и анализ карт позволит выявить закономерности изменения ландшафтов и охарактеризовать природные условия разных этапов голоцена данной территории.
Ландшафтный метод изучения природных условий голоцена па территории Ферганской долины применялся нами в 1962—1963 гг. По археологическим данным, эпоху голоцена подразделяют на неолит, бронзу, железо и историческое время, которое изучается главным образом по письменным источникам. В своей работе мы рассматриваем динамику ландшафтов отдельных районов Ферганы лишь в эпохи неолита, бронзы л железа. Эти исследования продолжаются, и в настоящей статье приводятся только предварительные результаты.
В расположении археологических памятников на территории Ферганской долины наблюдается определенная закономерность, которую можно поставить в известной мере в зависимость от изменения природных условий и разной степени приспособления к ним человека. Остатки неолитической культуры обнаружены только в центральной части Ферганы на террито-
20 А. Абд у л к а с п м о в. Вопросы типологического картирования Ферганской котловины «Известия Воронежского отделения ГО СССР», вып. 4. Воронеж, 1962; О и же. Физико-географические районы Ферганской котловины. «Научные записки Воронежского отделения ГО СССР», 1963
рии так называемой Кара Калпакской степи. Земледельческие поселения эпохи бронзы приурочены главным образом ко 11 надпойменной террасе Сыр-Дарьи и ее основных притоков. Памятники эпохи железа имеют наибольшее распространение, опоясывая кольцом Кара-Калпакскую степь. В этих районах по современным природным особенностям можно выделить следующие ландшафты:
1) Ландшафт частично закрепленных лесков барханного типа с солончаками в межбарханных понижениях на песчаном субстрате II надпойменной террасы верхнего течения Сыр -Дарьи с черкезо-янтаково-солянковым типом растительности. Район ж. д. станции Бу вайды — с. Ак-Кум. По упомянутой схеме районирования Бабушкина и Когая этот ландшафт соответ-ствует 20 и 22 типам 27.
2) Ландшафт грядовых, гипсироваппых песков с солончаками и озерами в понижениях на суглинистом субстрате II надпойменной террасы верхнего течения Сыр-Дарьи с растительностью ажреково-соляпкового типа. Район урочища Мпхчагар-Ачикуль (31 тип ландшафта). Эти два ландшафта охватывают всю территорию Кара-Калнакской степи.
3) Ландшафт болотистой равнины с единичными барханами на глинистом субстрате 11 надпойменной террасы Сыр-Дарьи с развитием тростипково -солянкового типа растительности. Район с. Банкир (31 гип ландшафта).
4) Ландшафт приподнятой равнины с остаточными участками песков и болот, прорезанной каньонообразной долиной р Сары-Джу га на песчаном субстрате с полынно-тростпиково-солянковым типом растительности. Район городища Баламыш-Тепе (39 тип ландшафта).
5) Ландшафт древней долины р. Исфанрам-Сай с отдельными массивами песков на староорошаемых землях с культурным растительным покровом на мелкоземистом субстрате. Район с. Акбарабад-Кува (39 тип ландшафта).
6) Ландшафт всхолмленной равнины на II надпойменной террасе правобережья Сыр-Дарьи па суглинистом субстрате с полынно-солянковым типом растительности. Район г. Чует (39,52 типы ландшафта).
7) Ландшафт II надпойменной террасы среднего течения р. Кара-Дарьи на лессово-галечниковом субстрате с культурной растительностью хлопковых полей. Район с. Аим-Дальвер-зпн (53,55 типы ландшафта).
27 В дальн< чшем приводятся только помора типов ландшафтов по схеме Бабушкина п Когая и без ссылки на этих авторов.
8) Ландшафт древней террасы верхнего течения р. Кара-Дарьи, представленный холмистой возвышенностью с растительностью осоч-ково-мятличкового типа на лессовом субстрате. Район г. Узген (49,55 типы ландшафта).
Стоянки эпохи неолита встречаются в первых двух ландшафтах, в то время как поселения бронзового века находятся в пределах 6, 7 и 8 ландшафтов, а памятники эпохи железа — в 1, 3, 4 и 5 ландшафтах. Следует отметить, что в пределах 1 и 2 ландшафтов с памятниками эпохи неолита современные поселения отсутствуют, и эти участки ныне являются безжизненной пустыней. Памятники бронзового века располагаются в тех ландшафтах, где и в настоящее время имеются поселения и развито земледелие на искусственном орошении. В некоторых районах, например в районе с. Даль-верзин, отмечается перерыв в истории земледельческого освоения после эпохи бронзы и до периода Кокандского ханства (XIX в.). Городища и тепе эпохи железа сосредоточены преимущественно в пределах ландшафтов староорошаемых земель, которые разрабатывались непрерывно в течение продолжительного времени и до наших дней, или в тех, которые повторно начали осваиваться в последнее время после длительного перерыва. Совершенно очевидно, что указанные ландшафты претерпели значительные изменения. Не останавливаясь на истории каждого ландшафта, кратко охарактеризуем изменения трех основных групп ландшафтов, объединяя их главным образом по времени существования памятников.
Ландшафты с памятниками эпохи неолита. Эти ландшафты связаны между собой территориально. Рельеф одпого из них представлен грядами плотно сцементированного песка, вытянутыми с запада на восток параллельно друг другу. Гряды разделены понижениями, занятыми солончаками или солеными озерами. Ландшафт грядовых песков граничит на востоке с ландшафтом барханных песков, причем барханные цепи располагаются перпендикулярно песчаным грядам. Неолитические каменные орудия найдены как на поверхности гряд (в пределах первого ландшафта), так и в понижениях между барханами (в пределах второго ландшафта), и свидетельствуют о наличии здесь в эпоху неолита условий, благоприятных для жизни людей, в отличие от современных.
Факт освоения человеком центральной части Ферганы в эпоху неолита позволяет сделать заключение о природных условиях этого периода. Устаповлепо, что в позднечетвертичное время здесь был централ ьноферганскип озер
ный бассейн zs. В последующую эпоху происходит сокращение его. По всей вероятности, эпоха неолита соответствует сухому периоду в истории Ферганы по схеме А. Б. Розанова 2Р, когда речная и озерная сеть резко сократилась и происходило обсыхание этой части Ферганы.
Ландшафты с памятниками эпохи железа. Остановимся только на тех районах, которые были освоены человеком в период последних веков до и первых веков н.э., а затем были заброшены и только в настоящее время осваиваются заново. Часть древних поселений находится в окружении барханов и частично они даже погребены песком. Возле поселения Мунчак-тепе вблизи ж. д. станцип Бувапды ®°, ныне окруженном песками, на глубине 30—50 см обнаружена погребенная почва лугово-степного типа. Она перекрыта песком, на котором формируется почва сероземного типа. В долине р. Сары-Джуга возле городища Каламыш-Тепе в обнажениях по берегам реки выявлено два горизонта погребенных почв, которые по полевым и лабораторным (Н. Г. Минашина) определениям относятся к окультуренным лугово-степным. Почвенпые исследования, таким образом, свидетельствуют о развитии земледелия в пределах третьего и четвертого ландшафтов. Время освоения их, судя по датировке погребенных почв, относится к периоду бытования в Фергане красноангоби-рованной керамики (последние века до и первые века н. э.). Судя по изменению типа почвенного покрова, в период существования памятников природные условия были иными, возможно менее засушливые, чем в настоящее время.
Наиболее полные данные удалось собрать по группе ландшафтов с памятниками эпохи бронзы и поэтому рассмотрим их подробнее.
Ландшафты с памятниками эпохи бронзы территориально разобщены, и кроме того, они находятся в пределах различных высотных поясов.
Ландшафт района пос. Дехкан расположен в верхнем течении р. Кара-Дарьи. Это участок междуречья рек Яссы и Кара-Дарьп, на.
28 К. В. Курдюк ов. Некоторые вопросы палео географии Ферганской котловины и скорость современных процессов эрозии и аккумуляции в ее пределах. ИАН, серия геологическая, А 5, 1950.
211 А. Н. Розанов. Пески Ферганской доливы. «Труды Почвенного института», т. XVII. М., 1938.
30 Я. Гулямов. Отчет о работе третьего отряда археологической экспедиции па строительстве Большого Ферганского канала. «Труды Института истории и археологии АП Узбекской ССР», т. IV. Ташкент. 1951.
Результаты спорово-пыльцевого анализа образцов из поселений Дехкан и Чимбай
Семейства и виды Дехкан Чимбай
Глубина в метрах
О, i"i ii,5 0,75 1,0о 1,2> 1.5 1,75 0,1 0,5 1.0
Picea (ель) 23 п. з. * 5 и. з. 6 II. 3. 1 II. 3. 4 сп. ** — 1 1 " 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 и. з. 1 и. 3. 3 п. з. 2 сп. — — 13 в. з. 2 п. з. 2 сп. 1 1 10 п. з. 4 и. з. 1 п. 3. 1 п. 3. 1 СП. 1 СП. 41 и. з. 48 п. з. 11 II. 3. 7 сп. 3 сп.
Pinus (сосна) Chenopodiaceai (лебедовые) Луговое разнотравье
Artemisia (полыни)
1 mbelliferae (зонтичные) Polygonaceae (гречишные) Polypodiaceae (папоротники) Bryales (зеленые мхи)
Всего 51 -|- 147. 39 — 11 1- — 17 20 НО
* в. з. — пыльцевые зерна; *• сп. — споры. Анализ производила аналитик пыльцевой лаборатории ИА АИ СССР Г Н. Лисицына.
котором прослеживаются две низких и одна высокая надпойменные террасы. Высокая отделяется от низкой уступом высотой до 3(1 .и. В основании I и II террас залегают галечники, высокая III терраса сложена лессом. В климатическом отношении ландшафт характеризуется среднегодовой температурой -]Л0° и количеством атмосферных осадков 500—600 .«.« в год. По климатическим особенностям ландшафт можно отнести к поясу сухих степей. По характеру и составу растительности, состоящей из эфемеров — главным образом мятлика, а также осоки и зонтичных, ландшафт относится к поясу низкотравной полусаванны. Почвы представлены преимущественно лугово-сазовыми. луговоболотными па пойменных террасах и сероземами на высокой террасе. Животный мир сильно обеднен человеком и включает мелких грызунов, лисицу-корсак и многочисленных пресмыкающихся.
С геоморфологической точки зрения большой интерес представляет древпии оросительный канал Узген-Арык, который протекает на третьей высокой террасе и в районе Дехкапа врезан па глубину 19 м. В то же время глубина вреза его в начале, при выходе головы канала из р. Кара-Кульджи, составляет всего 2 Разница высот — 16—18 .« — является следствием поднятия высокой террасы, которое произошло за время существования канала. Возникновение Узген-Арыка можно датировать серединой I тыс. до и. э. Подъем террасы на
16—18 м произошел примерно за 2500 лет. Аналогичное наблюдение сделано для Ачамы-шикского адыра, где Андижан и Шаарихан-Сай врезались на 16 м. Исходя из подобных же наблюдений, О. А. Рыжков считает что за последние 3—4 тысячи лет Аламышикскин адыр испытал поднятие на 14 м 81.
Пыльцевые анализы, взятые из слоев эпохи бронзы на поселении Дехкан, показывают преобладание пыльцы полыней, лебедовых и разнотравья. Сходные спектры дает пыльца из слоев соседнего поселения Чимбай (табл. 1).
Эти спектры свидетельствуют, что в рассматриваемый период в растительности района преобладали представители полупустынной флоры. Весьма возможно, что климат отличался несколько большей засу шливостыо, чем в настоящее время, так как в современном растительном покрове преобладают более влаголюбивые растения: осоки, злаки и зонтичные. Образцы почв из Дехкана пока не обработаны.
Геохимические данные также являются предварительными (анализы геохимической лаборатории НПГП ЛГУ). Заслуживает внимания несколько увеличенное содержание стронция и бария в культурных отложениях эпохи бронзы. Эти микроэлементы относятся к числу активных
31 О. А. Рыжков. Новейшие тектонические движения на юго-востоке Ферганы. ИАН Узбекской ССР, № 6, 1952.
мигрантов и сохраняются в почве лишь в условиях значительной засушливости климата.
Изучение остеологического материала показывает, что домашние животные в Дехкане были представлены быками, овцами, ослами и верблюдами. Костей диких животных встречается мало. Общее соотношение костей домашних и диких животных и их видовой состав почти не отличаются от других памятников чустской культуры. Все эти данные позволяют сделать вывод (требующий, разумеется, дальнейшего обоснования), что ландшафт района Дехкап в эпоху бронзы имел более низкий и сглаженный рельеф. Растительность относилась к несколько иным, чем современные, типам, характеризуясь преобладанием более засушливых видов; климат был также более сухим, что наряду с другими и прежде всего социально-экономическими причинами заставило население обратиться к искусственному орошению.
Ландшафт пос. Дальверзин. Это поселение— одип из крупнейших памятников бронзового века на территории Ферганы 32. По географическому положению ландшафт находится на левобережье нижнего течения Кара-Дарьи (правобережье относится к другому ландшафту). По рельефу — это участок долины Кара-Дарьи с большим протяжением I и II надпойменных террас, переходящих в холмистые возвышенности (адыры) с мощным лессовым покровом. Небольшие лессовые холмы встречаются и па поверхности террас. Климат более засушливый, чем в районе Дехкана (осадки составляют около 300 мм в год, а среднегодовая температура -(-13°). По климатическим особенностям ландшафт относится к поясу полупустынь. Почвы — сероземы и луговоболотные. Преобладает культурная растительность хлопковых полеп и лишь на отдельных участках сохраняется естественная растительность, которую можно отнести к полынно-солянковому типу.
Пос. Дальверзин расположено па I надпойменной террасе. Аналогичное пос. Ашкал-Тепе находится также на этой террасе, но на самом берегу Кара-Дарьи. В обрыве берега хорошо видна стратиграфия. В основании террасы залегают известняки, перекрытые З-хметровой толщей гальки, на которой лежит слой лесса мощностью 1,5—2 м. Выше находятся культурные отложения поселения толщиною в 2 м.
По пыльцевым данным в образцах, взятых на пос. Дальверзин из слоев эпохи бронзы, пре
32 IO. А. Заднспровск й. Древнеземледельческая культура Ферганы. МИА, Л» 118, 1962.
обладает пыльца семейства лебедовых. Пыльца злаков и полыни встречается единично. На это необходимо обратить внимание, так как в современном растительном покрове преобладают именно полынь и злаки (табл. 2). Почвенные разрезы современных лугово-болотных почв показывают, что эти почвы формировались на сероземных почвах. В нпжних частях почвенных разрезов обнаружит а ются светло-серые, легкосуглинистые горизонты с включением гальки. По данным анализов, эти почвы бедны органическим веществом и значительно засолены. Можно предположить, что нижние горизонты современных лугово-болотных почв формировались по сероземному типу в более засушливых условиях на не заболоченных участках. Геохимический анализ отмечает повышенное содержание бария в Дальверзине, что может происходить только в засушливых условиях.
На пос. Дальверзин добыто большое количество костей домашних, а также диких животных. По их составу можно сделать вывод, что объектами охоты были представители степном и полjпустынной фауны — сайгак, кулан и особенно джейран. Все приведенные данные свидетельствуют о существовании в районе Дальверзина в эпоху бронзы более засушливого климата. В это время здесь, очевидно, не было больших болот и водоемов. И поэтому предположение Б. А. Латынина о лиманном орошении в заболоченных речных поймах в период существования поселения должно быть отвергнуто 3 .
Вероятно также, что рельеф в районе поселения не изменился и не отличался от современного и это отличает развитие данного ландшафта от ландшафта Дехкана.
Ландшафт, в пределах которого находится Чустское поселение34 эпохи бронзы, расположен па правобережье Сыр-Дарьи. По рельефу — этот участок выровненной поверхности I надпойменной террасы Сыр-Дарьи с отдельными лессовыми возвышенностями — холмами (на одном из них и находится поселение Чует). Подстилающими породами являются суглинки и щебнисто-галечниковые отложения. В климатическом отношении это наиболее засушливый район, получающий 150— 200 .«.и осадков. Средняя годовая температура -}-13о. По климатическим особенностям район
33 Б. А. Латыни н. Вопросы истории ирригации древней Ферганы. КСИИМК, выи. 64, 1956.
34 В. И. С и р i: пт е в с к и й. Раскопки Чуст-ского поселения в 1956 г. СА, А» 3, 1958.
Результаты спорово-пыльцевого анализа образцов из Чустского и Дальверзипского поселений
Номера лабораторные Чует Дальверзин
204 201 202 203 205 206 125 183 128 122 121 124 127 126
Номера по порядку 1 2 3 4 5 6 I 2 3 4 5 6 7 8
Глубина в метрах 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
Общее количество пыльцы и спор . Всего древесных Всего трав — Всего спор — Pinus sp Betulaceae — — Salix Typhaceae Неопределенных cf. Spargania-ceae Неопределенных cf. Spargain aceae в гр Gramineae Gramineae в гр. Chenopodiaceae.— Chenopodiaceae п. c - Chenopodiaceae в гр Leguminosae— Malvaceae Malvaceae н гр Compositae Artemisia Artemisia n. c.-— Artemisia в гр Неопределенных трав Неопределенных трав в гр. Неопределенных типа водной Неопределенных спор 37 33 4 3 5 1 1 4 17 2 192 192 2 16 4 132 30 8 97 97 7 1 3 1 3 22 4 43 13 16 3 6 7 2 1 3 1 1 1 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I 6 6 2 4 132 131 1 112 13 2 4 258 258 1 1 136 92 25 1 по 1 107 2 1 61 14 18 13 72 68 4 47 18 3 72 67 5 48 10 6 3 47 45 2 38 2 1 4 120 115 5 12 1 66 12 13 1 1 9 1 42 34 8 1 14 12 7
Примечания: В Чуете на глубинах 0,50 м, 0,75 -и, 1,50 -ч встречены споры грибов, в Дальверзине споры грибов встречены на глубинах 0,50 м, 1,75 м, 2,00 м.
Анализ производили аналитики пыльцевой лаборатории НИГИ ЛГУ Г. И. Клейменова, Н. М. Раева.
относится к пустынному поясу. Абсолютная высота района 700 м. Растительность — полынно-солянкового типа. Почвы — сероземы. Пыльцевые данные показывают преобладание в спектре полыней (табл. 2, 3). Геохимические данные свидетельствуют о засушливости климата, так как в слоях эпохи бронзы отмечается накопление бария, титана, стронция и свинца.
Добытые на Чустском поселении кости диких и домашних животных дают картину, сходную с Дальверзином. Вероятно, что природные условия района поселения Чует в эпоху брои-16 Заказ JA 1350
зы мало отличались от современных. Ландшафты Дальверзина и Чуста в эту эпоху имели больше сходных черт, чем в настоящее время.
Особо отметим находки в Чуете зерен мягкой пшеницы, ячменя, просовидного неизвестного растения. Эти находки свидетельствуют о развитии земледелия, очевидно, на основе искусственного орошения. Кроме того, здесь обнаружены кос точки персика, древесные угли и обломки ясеня, ивы и цельтиса кавказского (железного дерева). Пыльца этих деревьев на поселении не найдена и поэтому можно
Результаты спорово-пыльцевого анализа образцов из Ччетекого поселения
Семейства и виды Глубина в метрах
0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0
Pinus (сосна) 1 П. 3.
Chenopodiaceae (лебедовые)— 80 п. з. — 1 п. 3. — 1 П. 3. — — —
Caryophyllaceae (гвоздичные) 3 и. з. — — — -— — — —
Artemisia (полыни) 2 п. з 2 п. □.
Vmbelliferae (зонтичные) — 1 п. 3 — — — — —
Луговое разнотравье 2 п. з. — 2 п. з. — — — — —
Polypodiaceae (папоротники)— 6 СП. - 5 сп. — — — — —
Biyalcs (зеленые мхи) 5 сп. — — — — 6 СП. 2 сп. 1 СП.
Всего 120 98 — 12 — 1 6 2 1
Анализ производился в пыльцевой лаборатории ПА АН
СССР Г. Н. Лисицыной.
предположить, что они были завезены в Чует из ближайших горных районов 33 * 35 *.
На примере сравнительного изучения ландшафтов Ферганской долины эпохи бронзы и современных, можно сделать общий вывод о том, что задача восстановления природных условий может быть решена при продолжении комплексных исследований. Имеющиеся данные позволяют говорить о некоторых изменениях рельефа, которые, однако, имели существенное значение для человека (поднятие адыров, изменение русла Сыр-Дарьи и др.) . Можно также говорить о некоторых изменениях растительного покрова. Морфологические наблюдения над погребенными почвами свидетельствуют о частичных изменениях почвенного покрова. Отмечаются также некоторые изменения видового состава фауны (сайгак, олень, джейран, которые являлись объектами охоты в эпоху бронзы, в настоящее время в Фергане отсутствуют). Все перечисленные изменения отдельных компонентов ландшафта отражают климатические изменения, свидетельствуя о динамике ландшафтов. Эти изменения, однако, не выходят за рамки аридных условий, характерных для Средней Азии в голоцене.
Рассматриваемый период в истории Ферганы хронологически совпадает с периодом засушливого климата — так называемой ксе-
36 Р. X у д а й б е р д ы е в. Остатки растений Чу стек ого поселения эпохи бронзы. ДАН Узбекской ССР, 1962, № 10.
ротермической фазой суббореального периода (эпохой II тыс.— начала I тыс. до и. э.) по схеме А. В. Шнитникова 30. Этот вывод согласуется с результатами исследований в других районах Средней Азии37.
Особо следует отметить, что ландшафтные различия существовали в Фергане на протяжении всего голоцена. Вместе с тем современные границы ландшафтов отличаются от ранее существовавших. К тому же в ряде случаев различия между отдельными ландшафтами в то время были менее выражены, чем сейчас, и наоборот,— ландшафты, имеющие сейчас сходные черты, значительно отличались друг от друга. Все это объясняется тем, что история развития отдельных ландшафтов протекала неодинаково.
В эпоху бронзы развитие человеческого общества уже не было настолько зависимым от природных условий, как в предшествующие периоды, когда господствовали присваивающие формы хозяйства — охота, рыболовство, собирательство, и в связи с этим одинаковый тип земледельческого хозяйства мог развиваться в разных ландшафтах.
33 А. В. Ш и и т п и к о в. Изменчивость общей
увлажненности материков северного полушария. Зап.
ВГО, т. 16, новая серия, 1957; Он же. Динамика
водных ресурсов бассейна Арала в свете его климатических трансгрессий.«Труды лаборатории озероведения», т. XIV, 1961.
37 Г. В. Лопатин. Строение дельты Аму-Дарьи и история е формирования. «Труды лаборатории озероведения АН СССР», т. IV. М., 1957.
ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА
16*
ПРИМЕНЕНИЕ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
РАЗВЕДКИ
В АРХЕОЛОГИИ
Г. С. ФРАНТОВ
Геофизические методы позволяют выявлять различные погребенные объекты, практически не нарушая поверхностного слоя почвы. По результатам геофизических съемок можно составить планы расположения погребенных объектов до начала земляных работ, что позволяет снизить стоимость археологической разведки. Во время геофизических поисков искомый объект не разрушается. Геофизические методы обладают достаточной глубинностью для проведения археологической разведки. В ряде случаев глубинность исследований можно регулировать в соответствии с поставленными задачами. При помощи геофизических методов можно проводить планомерное обследование площадей в сжатые сроки и с достаточной степенью надежности.
Из методов геофизической разведки в археологии опробованы методы электроразведки, магниторазведки и сейсморазведки.
Электрические методы разведки основаны на изучении электрических свойств археологических объектов: многие археологические объекты отличаются по удельному электрическому сопротивлению от удельного сопротивления среды, вмещающей объекты.
Рид археологических объектов изготовлен из горных пород. Граниты, диабазы, диориты, габбро, известняки, песчаники обладают более высоким удельным сопротивлением, чем пески п г типы. Это создает благоприятные предпосылки для поисков таких археологических объектов, как фундаменты, дороги, стены и другие строения из каменных строительных материалов, перекрытых песками, глинами или почвой. Можно отметить, что глиняные кирпичи также обладают высоким удельным сопротивлением. Металлы и угли обладают низким удельным сопротивлением, и при наличии их в большом количестве они также могут быть обнаружены. Удельное сопротивление горных пород зависит от целого ряда факторов и особенно от удельного сопротивления воды, заполняющей поры и трещины в горных породах. Так, воды рек имеют удельное сопротивление порядка десятков и сотен омметров, дождевая вода — порядка 1500 омметров. Минералы, которые входят в состав горных пород (полевые пшаты, кварц и т. д.), имеют очень высокое удельное сопротивление порядка сотен тысяч и миллионов омметров. Поэтому различное насыщение ведой изменяет удельное сопротивление горных пород в зависимости от процента содержания влаги. В свою очередь удельное сопротивление воды изменяется в зависимости от содержания минеральных солей.
Относительно удельного сопротивления ар-хеоло: ических объектов пока что известно немного, хотя сведения об удельном сопротивлении необходимы как при проведении работ, так и при интерпретации результатов. Культурный слой, содержащий обломки керамики, каменных орудий, мусор и другие отходы человеческой деятельности, часто отмечается повышенным удельным сопротивлением по сравнению с удельным сопротивлением окружающей его среды. Однако, когда в культурном слое имеется немного керамики, а сам культурный слой имеет незначительную мощность, слой может не отличаться по удельному сопротивлению от вмещающей среды. Сказанное свидетельствует о сложной природе удельного сопротивления и подтверждает необходимость его изучения в конкретной археологической ситуации.
Электроразведка насчитывает несколько десятков методов, но в практике археологических исследований опробовано пока несколько методов. Электроразведка делится на два больших раздела. Один из этих разделов носит название электроразведки постоянным током и связан с изучением удельного сопротивления среды при протекании постоянного тока. Методы электроразведки постоянным током применяются в археологии наиболее широко. Второй раздел электроразведки основан на изучении распределения в среде переменного тока и связанных с переменным током электромагнитных полей.
В электроразведке постоянным током измерение удельного сопротивления производится с помощью потенциометров типа ЭП-1, или автоматических компенсаторов типа ЭСК-1, КСР-1, КСРМ-1. На рис. 1 показан выпускаемый отечественной промышленностью автоматический компенсатор ЭСК-1, с помощью которого можно проводить измерения удельного сопротивления почвы.
При археологической разведке съемка в основном производится пока методом симметричного профилирования, методом комбинированного профилирования или методом вертикальных электрических зондирований. Во всех этих установках ток вводится в землю с помощью металлических электродов. Источники питания, провода и электроды, с помощью которых ток вводится в землю, носят название токовой или питающей цепи. В питающей цепи во время работ измеряется сила тока. Кроме того, в состав установки входят измерительные электроды, которые позволяют наблюдать имеющуюся па поверхности земли разность потенциалов. Измерения напряжений и тока выполняются электроразведочными потенциометра-
Рис. 1. Работа в поле с автоматическим компенсатором ЭСК-1
ми и автокомпенсаторами, упомянутыми выше. После измерений удельное сопротивление почвы р определяется по формуле:
где I — сила тока в питающей цепи, Дг — разность потенциалов между измерительными электродами, а к~ коэффициент, зависящий от расположения электродов. В широко применяемом методе симметричного профилирования электроды располагаются в одну линию. Буквами А, В обычно обозначаются токовые электроды, буквами 71/, JV — измерительные электриды. которые располагаются в средней трети между токовыми (рис. 2). Для такой установки
к _ л(гг—я2) 2а '
где значения /па такие же, как на рис. 2.
Измеряя рассмотренным способом удельное сопротивление почвы, можно проводить работы по картированию стоянок, поселений, городищ, древнпх горных выработок и т. д.,
Рис. 2. Схема расположения электродов
а также поиски стен, рвов, могильников и т. д. Применение электроразведки на сложных археологических объектах можно пояснить, воспользовавшись простыми примерами. На рис. 3, 1 минимум на графике сопротивлений объясняется наличием рва, заполненного пизкоом-ными наносами, на рис. 3,2пики связаны с повышением сопротивления среды, вызванным наличием остатков стены, иа рис. 3,3 — остатками заполненной камнями траншеи. На рпс. 3, 4 наблюдается более сложная картина: здесь виден
минимум 1, связанный с заполненным наносами входом в могильник, и пик 2, вызванный высокоомной воздушной полостью — могильником.
Имеются также примеры работ методами переменного тока — по методу изолинип, методу амплитудно-фазовых измерений, а также случаи поисков с миноискателем. На рис. 4 показана аппаратура типа миноискателя, применяемая в археологическом поиске компанией Ле-ричп.
Электроразведка начала применяться археологами в 1946 г. (Р. Аткинсоном и др.). С помощью электроразведки Р. Аткинсону удалось без земляных работ установить с высокой точностью контуры неолитической стоянки и ряда других археологических объектов. Позднее электроразведку применили в Италии К. М. Леричи и Е. Карабелли при поисках этрусских могильников, М. Айткин и Г. Тагг в Англии, Ф. Фрич
Рис. 3. Графики сопротивлений (1—4)
Рис. 4. Аппарат типа миноискателя
и Ф. Хампчь в Австрии, М. Стирлинг и Ф. Рейни в Мексике, К. Домбровский, В. Стопиньскип и Е. Ступницкая в Польше и т. д.
В 1962 г. С. И. Руденко и Г. С. Франтов провели опробование электроразведочной аппаратуры для археологической разведки, а также совместно.с А. Ф. Фокиным и В. А. Комаровым применили метод вызванной поляризации.
Полученные многими исследователями положительные результаты позволяют надеяться, что в ближайшие годы методы электроразведки получат более широкое распространение в практике археологических работ.
С помощью измерений напряженности магнитного поля Земли производятся поиски тех археологических объектов, которые обладают повышенными магнитными свойствами, отличающимися от магнитных свойств окружающей среды. Такие археологические объекты играют роль магнитов, действие которых влияет на показания измерительных приборов.
Применению магниторазведки предшествовало длительное изучение магнитных свойств археологических объектов (Телье, М. Эйткин, Ла-Борн, С. П. Бурлацкая, Г. Н-Петрова и др.). Во время этих работ было выяснено, что ряд археологических объектов и, в частности, обожженные глины проявляют заметную магиитность. При геологоразведочных
работах также было обнаружено повышение магнитных свойств горных пород при нагреве. Так, в 1932 г. Л. Я. Нестеров отметил, что в Кузнецком угольном бассейне над участками обгорелых при подземных пожарах угля пород наблюдаются магнитные аномалии, но эти сведения не были использованы археологами.
Опыт, накопленный при изучении магнитных свойств археологических объектов, показал, что в силу повышенной магнитности ряд археологических объектов можно обнаружить с помощью магнитных измерений. Приборы для измерений напря?кенности земного магнитного поля называются магнитометрами. В археологии пока применяются магнитометры для наземных съемок, которые переносятся операторами и потому называются пешеходными магнитометрами. Имеется большое количество различных конструкций пешеходных магнитометров. Чувствительным элементом большой группы магнитометров для наземных наблюдений является магнитная стрелка, угол отклонения которой служит мерой напряженности магнитного поля относительно начального положения стрелки. Наиболее распространенным магнитометром такого типа является магнитометр М-2 (рис. 5). В последнее время изготовлены магнитометры М-18, у которых магнитная стрелка подвешена на квар-
Рис 5. Магнитометр М-2
ценой нити (рис.6), и магнитометры М-17 с феррозондовым чувствительным элементом (рис. 7). Появились также протонные магнитометры, которые основаны на измерении частоты прецессии протонов в магнитном поле Земли. В основу конструкции прибора положен тот факт, что частота прецессии протонов пропорциональна напряженности магнитного поля Земли. В Советском Союзе изготовлены пешеходные протонные магнитометры типа АЯПМ-4(ВПТР) и типа ПМ-5 (НИЗМИР).
С помощью магниторазведки можно проводить поиски гончарных печей, стен п дорог, ям и канав, всевозможных железных предметов. Можно также перед началом земляных работ проводить картирование стоянок и городищ. Все обожженные участки -—- остатки пожарищ и кострищ —- можно выявить по результатам магнитной съемки.
На рис. 8 показаны графики напряженности магнитного поля над магнитной пластппой.
Примерно такие же графики, но расположенные иным образом, наблюдались М. Эйткиным в Веруламиуме, где после проведения магнитной съемки был вскрыт комплекс оборонительных сооружений. На рис. 9 видны графики напряженности поля по двум профилям над зоной, в которой позднее была вскрыта гончарная печь.
В области применений магниторазведки сделано пока немного и в этом направлении безусловно следует продолжить опытные работы, выясняя все возможности метода в археологической обстановке.
Сейсморазведка применялась в археологии в меньшем объеме, чем электроразведка и магниторазведка. Сейсмические методы разведки основаны па изучении упругих свойств археологических объектов. Известно, что ударяя по стене и оценивая на слух характер звука, можно выделить пустоту в стене, что является простейшим примером изучения упругих свойств среды. Сейсмические исследования применяются для поисков тех археологических объектов, которые обладают упругими свойствами, отличающимися от упругих свойств окружающей среды. Чаще всего материалом для изготовления таких объектов являются горные породы. Они относятся к классу упругих тел. так как у образцов горных
Рис 6 Магнитометр М-18
Рис. 7. Магнитометр М-17
пород под действием приложенной силы изменяются размеры и углы между сторонами, но после прекращения действия приложенной силы наблюдается возвращение в исходное состоянье.
Когда на пути распространения упругой волны встречается препятствие малого размера, по своим упругим свойствам отличающееся от
Рис. 8. График напряженности магнитного поля над магнитной пластиной
упругих свойств окружающей среды, то это препятствие само становится источником вторичной упругой волны. Такими препятствиями в числе других являются границы между ар-сеологическими объектами и окружающей средой. Регистрируя на поверхности земли колебания почвы, вызванные вторичной упругой волной, можно делать выводы об упругих свойствах среды, расположенной нпже поверхности земли и, в частности, о наличии археологических объектов.
Рис. 9. Графики напряженности магнитного поля по двум профилям над гончарной печью
Рис. 10. Портативная сейсмостанция
Для регистрации упругих колебаний почв в археологической разведке применяются портативные сейсмостанции (рис. 10).
С помощью сейсморазведки можно провощить поиски могильников, стен, траншей, и т. д. На рис. 11 можно видеть ослабление амплитуды упругой волны в зоне*расположения могильников на античном некрополе.
Летом 1962 г. на неолитическом стоянке Вьюн работала экспедиция ленинградского отделения Института археологии АН СССР, в .которой был организован геофизический отряд под руководством Г. С. Франтова (Всесоюзный ‘научно-исследовательский институт методики и техники разведки Министерства геологии и охраны недр). Во время работ были опробованы электроразведка, магниторазведка и фосфатный анализ. В задачи работ входила проверка •применимости в археологической разведке не-жоторых геофизических приборов, опыты по картированию культурного слоя на стоянке и эксперименты на моделях археологических •объектов.
Культурный слой на стоянке Выон имеет мощность 30--50 см и перекрыт слоем почвы мощностью 30—50 см. Культурный с леп представлен песчаной почвой бурого цвета с обломками керамики.
При электроразведочных работах были опробованы потенциометр типа ЭП-1 и автоматические компенсаторы типа ЭСК-1, КСР-1, служащие для измерения удельного электрического сопротивления почвы. Во время магниторазведочных работ применялись магнитометры М -2.
Песчаные почвы, среди которых залегает
культурный слой, имеют высокое удельное сопротивление. Культурный слой также имеет высокое удельное сопротивление и выделить его с помощью электроразведки затруднительно. Из результатов магниторазведочных измерений следует, что над культурным слоем наблюдается небольшая изрезанность графика (рис. 12).
На моделях археологических объектов был опробован метод вызванной поляризации с целью поисков древесного угля в остатках сов-
Рис 11. Схема распространения упругой волны в зоне расположения античного могильника. Амплитуда волны в условных единицах обозначена цифрами, расположенными вдоль дуги
6 z i оо у
Рис. 12., График измерений напряженности магнитного поля на стоянке Вьюн
Рис. 13. График поляризуемости над остатками
угля в костре
а — древесный уголь; б — гочва
ременного костра. Грубо процесс вызванной поляризации можно сопоставить с процессом зарядки и разрядки аккумулятора. Сначала в землю вводится в течение некоторого времени электрический ток, при этом находящиеся в грунте электронные проводники как бы «заряжаются». После того как поляризующий ток выключен, «зарядившиеся» электронные проводники «разряжаются» и создают спадающее электрическое поле вызванной поляризации.
На практике разность потенциалов поляризующего поля в приемной цепи измеряется при протекании тока через землю и цепь питающих электродов. Разность потенциалов вызванной поляризации измеряется в цепи измерительных электродов после выключения тока в цепи питания. Поляризационные свойства пород характеризуются отношением разности потенциалов поля вызванной поляризации Дгвп к разности потенциалов поляризующего поля Дгп:
Граница культурного слоя
ти над остатками угля в костре. Костер представлял яму диаметром 200 см и глубиной 60 см. Оставшиеся кусочки угля заполнили объем, по форме напоминающий диск радиусом 75 см. при толщине в центральной части 30 см. Угли кострища были засыпаны грунтом, вынутым из ямы. Покровный слой был равен 30 см. Из графика т]к видно, что над скоплением угля наблюдается заметная аномалия.
Во время модельных работ на другом костре наблюдалось изменение магнитных сьойств камней. После обжига в костре наблюдалось возрастание магнитных свойств камней.
Проведенные работы позволили археологам на практике познакомиться с возможностями технических приемов в археологической разведке.
В заключение можно отметить, что геофизические методы, которых в настоящее время разработано довольно много, могут оказать большую помощь в проведении археологической разведки. Но изучение возможностей применения геофизических методов в археологической разведке требует тщательного исследования.
К
%
Дгп
Величина ти. На рис.
т]к носит название поляризуемос-
13 показан график поляризуемое-
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОРАЗВЕДКИ НА ДРЕВНЕРУССКОМ
ГОРОДИЩЕ
к. к. ш и л и к
Летом 1963 г. геофизическая группа лаборатории Института археологии провела геофизические работы на древнерусском городище.
В Галпцко-Волынской экспедиции автором совместно с археологом Л. И. Флигельманом был опробован метод магниторазведки на городище у с. Городище Шепетовского района Хмельницкой области, где с 1957 г. ведутся раскопки. Это городпще, по предположению М. К. Каргера, является остатком города Изжлавля, разрушенного татаро-монголами зимой 1241 г. Пожар завершил уничтожение. J ородище расположено на мысу в излучине р. Гуски. Посад и детинец защищены системой рвов и валов. Внутренние валы заключали в себе деревянные клети (обгоревшие остатки их найдены при раскопках). Остальные сооружения в городе были глпнобпгными.
При раскопках посада и детинца найдено множество разнообразных предметов (в том числе железных изделий), глинобитные печи, скопления железных шлаков. Были все основания предположить, что на нераскопанной части посада имеются те же объекты. Глубина культурного слоя колебалась от 0,3 м до 2 м. Под культурным слоем лежит лёссовый материк. Юго-восточная часть мыса за пределами городских укреплений также была заселена. Это показала археологическая разведка (шурф,, заложенный в 1962 г., вскрыл богатый находками культурный слой). В этом районе предполагался ремесленно-производственный комплекс (гончарные горны, кузницы и, возможно, домницы). Предполагалось, что во рвах оборонительной системы, особенно у городских ворот, сохранилось оружие.
Прп выборе метода исследования и составления проекта работ совместно с А. А. Фпшгойтом было учтено, что большинство названных выше объектов обладает магнитными свойствами. Это и заставило выбрать магниторазведку в качестве-основного метода исследования. Сущность этого метода состоит в измерении напряженности магнитного поля Земли и в обнаружении аномалий этого поля, создаваемых скрытыми в грунте магнитными объектами.
Целью работы была отработка методики магниторазведки на небольших площадях применительно к определенным археологическим памятникам и выяснение возможности применения магнитометров М-2 и М-17, а также миноискателя ВИМ-625 В2 для такой разведки. Магнитометр М-2 — прибор оптико-механического типа (так называемые магнитные весы) с магнитной системой (стрелкой), вращающейся в плоскости. перпендикулярной плоскости магнитного-
.меридиана х. Угол отклонения системы пропорционален величине вертикальной составляющей Z магнитного поля в данной точке. Прибор требует тщательного горизонтирования и установки по магнитному меридиану. На городище он применялся для измерения вариаций немного магнитного поля, зависящих от деятельности Солнца, вращения Земли н другпх причин. Измерения проводились на одной и той же точке. Показания М-2 вычитались из показаний разведочного прибора для учета влияния вариаций. В качестве разведочного прибора использовался магнитометр М-17 — феррозондовый прибор с электронной схемой измерения. Этот прибор, в отличие от магнитометров типа М-2, имеет значительно меньшее время измерения, прост в обращении, не требует точного ориентирования (чувствительный элемент магнитометра самоориентируется по направлению вертикальной составляющей магнитного поля). Наименьшая цена деления шкалы М-17, так же как и М-2, равна 10 т1 2 3 *-
Для разведки пераскопанной части посада была разработана и применена следующая методика 8. Исследуемый участок разбивался на профили с помощью капроновой сетки размером 10 X 10 м с метровыми ячейками, сплетенной из шнура диаметром 2 мм. Такая сетка позволяет быстро прокладывать параллельные профили и выбирать па профилях необходимый шаг, кратный метру. Углы сетки совмещались с углами предварительно разбитых раскопочных квадратов. Перед началом работы с М-17 весь участок проверялся миноискателем ЕИМ -625-В2, который обнаруживает металлические предметы до глубины в 0,25 а затем очищался от обнаруженного материала (в основном современного: консервные банки, проволока, артиллерийские осколки и т. п.). Разведка с помощ! ю магнитометра велась по профилям, образованным сеткой, с возвратом на нулевую точку каждого профиля. Кроме того, после окончания измерений на каждом профиле делался заход на нулевую точку первого профиля для увязки профилей между собой при составлении графиков AZ участка. Эти заходы на нулевые точки (так называемая цикличность) позволили также отказаться в ряде случаев от измерения вариаций земного поля. Для повышения точности наблюдения при больших разбросах по-
1 Л. А. Логачев. Курс магниторазведки. Л., 1962.
2 1 у = 10-6 эрстед.
3 «Техническая инструкция но магнитной развед-
ке». М., 1963.
Рис. 1. Кривые AZ над четырьмя серпами, находящимися на глубине 40 см
казанпй прибора измерения на каждой точке повторялись по 5 раз. При стабильном показании прибора от точки к точке повторов не делалось. Каждая аномалия, большая 7—8 у, тщательно проверялась с шагом 0,5 зт, а иногда # и 0,25 м. После окончания наботы на участке все аномалии проверялись миноискателем, что давало возможность выделить железные предмет ы, находящиеся в верхнем слое почвы, из других более глубинных источников аномалий.
Опыты с меткими железными находками (гвозди, наконечники стрел) показали, что аномалии, создаваемые ими, недостаточны по своей величине для регистрации на М-17. Такие же предметы, как косы, серпы, топоры, детали п тутов и т. п., могут давать заметные аномалии (ножницы, найденные на глубине 50 см, давали аномалию около 10 у» а четыре серпа с глубины 40 см — 110 т) — рис. 1- Аномалии эти очень локальны. Так, напрпмер, упомянутая аномалия от серпов имела размер около 2 м в поперечнике. Был зафиксирован случай, когда профиль поисков прошел в 2,5 м от чересла весом около 5 кг (глубина 0,2 м) и магнитометр пе зарегистрировал аномалии. Эта локальность аномалий заставила выбрать сеть измерения на посаде 1 х 1 м.
К сожалению, на тех квадратах, где велась разведка с магнитометром, глинобитных печей
Рис. 2. Карта изодинам A Z над большим источником аномалии в «ремесленной слободе». Изодинамы даны в гаммах
не оказалось и вопрос об аномалиях от нераскрытых печей этого типа остался невыясненным. Поды таких печей, раскопанных на других квадратах посада, были обследованы магнитометром. Они пока не дали сколько-нибудь заметных аномалий при самых тщательных измерениях.
Работы в южной части посада выявили еще один объект, который пе был учтен в проекте. Во время измерения на участке размером 15x20 м, прилегающем к внутреннему валу, было обнаружено повышение AZ по направ леипю к этому валу, на 10—15 у. После построения графиков всех 20 профилей и наложения этих графиков на план раскопанных позже клетей оказалось, что повышенно AZ в точности соответствует линии клетей. Это значит, что удалось зафиксировать следы пожара, который уничтожил клети и нагрел окружающий грунт до такой степени, что при последующем остывании грунт слегка намагнитился магнитным полем Земли. Эту-то остаточ-И’ ю термонамагниченность и удалось зафиксировать.
Обследованию рвов магнитометром М-17 предшествовала расчпстка дна рвов с помощью миноискателя. В обоих рвах у городских ворот пройдено около 200 м профилей. Профили про-
Рис 3. Под печи, раскопанной в месте максимума аномалии, изображенной на рис. 2
кладывались по осям рвов, шаг измерения — 1 м. Заметных аномалий обнаружить не удалось. Здесь сказалось то, что рвы постепенно заполняются грунтом. За 700 лет толщина заполнения достигла 2 м (это показало бурение рвов мотобуром ПВС-ЛГТ). Мелкие предметы не могли дать заметных аномалий с такой глубины, а крупных там, видимо, нет.
Наиболее интересные результаты дала работа за пределами оборонительных сооружений в предполагаемой ремесленной слободе, где ожидались печи. При проектировании работ на этом участке предполагалось, что размер объектов поисков равен примерно 1,5 м по диаметру. Исходя из этого, шаг на профиле был выбран равным 2 м. Сами профили задавались на расстоянии 10 м один от другого. На третий день работы в этом районе прибор показал аномальные отсчеты. После повторных измерений с шагом в 0,5 м был уточнен размер аномалии и ее величина. Размер составил примерно 12 м в поперечнике и 20 м по простиранию, величина — 110 у (рис. 2). В центре аномалии был заложен шурф, и на глубине 0,5 м появились куски хорошо обожженной глины красного цвета, похожие на современный кирпич. Затем был вскрыт сплошной завал от рухнувшей конструкции, назначение которой пока неясно. Среди наиболее крупных фрагментов конструкции встречались толстые — со сквозными отверстиями, закопченными изнутри, а также фрагменты со следами деревянных прутьев от силового каркаса. Там же был обнаружен глиняный конус высотой около 20 см со сквозным горизонтальным отверстием у основания и седловиной сверху. На глубине 1,3 м показался под большой печи (рис. 3). Два других шурфа вскрыли такой же завал.
При обследовании ближайших окрестностей этого объекта по сети 2 х 3 м была обнаружена еще одна аномалия величиной 70 у. Источником ее оказалось скопление железистого шлака. Возможно, здесь была домница. При дальнейших раскопках под шлаком была обнаружена обмазка цилиндрической формы.
Раскопки показали, что это двухъярусный гончарный горн, относящийся к более раннему периоду, чем само городище. В обжигательной камере горна были найдены многочисленные фрагменты сероглиняной лощеной керамики. Почвенная вода помешала обследовать горн до конца.
Работы, проведенные геофизической группой в Галицко-Волынской экспедиции, показали:
1) Магнитометр М-17 вполне пригоден для поисков различных археологических объектов
(крупных железных предметов, скоплений шлака и обожженной глины), обладающих магнитными свойствами.
2) Магнитометр М-2 может служить для тех же целей, что и магнитометр М-17, так как обладает одинаковой с М-17 чувствительностью. По поскольку производительность его в несколько раз ниже, чем у М-17, то лучше применять последний
3) Ни М-2, ни М-17 не могут служить для поисков мелких железных предметов (наконечников стрел, гвоздей и т. п.), так как чувствительность пх недостаточна для этой цели.
4) Миноискатель ВИМ-625-В2 может применяться для очистки территории от современного металла перед началом магниторазведки, для контроля дна и бортов раскопа, а также для поисков любых металлических предметов на глубине не свыше 25 см.
В процессе работы была отработана и успешно применена методика использования названных приборов, а также было обнаружено несколько аномалий и выявлены их источники. Результаты работ позволяют надеяться, что метод магниторазведки, благодаря его высокой производительности (за время работы было проведено 1400 измерений) и малой стоимости работ (работа велась двумя операторами), найдет широкое применение в археологии.
Продолжая работы, начатые в 1963 г., лаборатория летом 1964 г. провела в Крыму исследования на нескольких средневековых памятниках. Эти исследования значительно пополнили наш опыт в области применения магниторазведки. С помощью магнитометра М-17 обнаружено около 15 различных печей, от домашних очагов до больших гончарных печей, а также исследовано с методическими целями около 10 печей, ранее обнаруженных археологами.
В заключение хотелось бы сказать о трудностях* стоящих перед геофизикой в археологии, и о задачах, которые предстоит решить.
Геофизические методы разведки в археологии имеют некоторые специфические особенности, не свойственные «обычной» геофизике. Во-первых, это мелкий масштаб картирования. Как правило, при проведении геофизических работ в археологии применяется микросъемка, где шаг замеров на профиле, диктуемый размерами объекта, может измеряться долями метра. Во-вторых, необычность (с геофизической точки зрения) материалов, из которых состоят объекты поиска (дерево, обожженная глина, гумусированное заполнение и т. п.). Электрические и магнитные свойства этих материалов: мало исследованы. В-третьих, большая слож
ность многих объектов для интерпретации, особенно при многослойности памятника, сложной планировке, наличии развалов и следов пожаров. В ряде случаев результаты исследования трудно будет свести к теоретическим кривым, поскольку теоретические кривые создавались для тел определенной геометрической формы, обычно не встречающейся среди археологических объектов. И в-четвертых, наличие во многих случаях (в частности, в условьях города) электрических и магнитных помех от электрифицированных железных дорог, трамваев, промышленных объектов и пр.
Эти особенности создают определенные трудности как для самой разведки, так и для выработки методики применения такой разведки. В связи с этим намечается ряд задач, которые необходимо решить в ближайшее время:
1) Прежде всего, создание геофизической классификации археологических памятников и выявление наиболее актуальных и перспективных из них для геофизической разведки; 2) комплексное применение методов геофизики на разных типах археологических объектов и последующий выбор наиболее рациональных для данных объектов методов с отработкой методики их применения; 3) изучение физических свойств материалов, из которых состоят археологические объекты: 4) проведение молельных работ по электроразведке над типовыми археологическими объектами в баках и на электронных моделирующих установках; 5) проведение работ по моделированию на полигоне над объектами, обладающими магнитными свойствами; 6) проверка возможностей металлоискателей, геоаку< тических приборов, бурового оборудования, оборудования для взятия неповрежденных кернов грунта и других новых для археологии приборов.
Решение этих задач поможет выбрать наиболее рациональные для археологип разновидности геофизических методов, обладающие простой методикой применения, отобрать наиболее доступные и простые в обращении геофизические приборы; дать рекомендации по интерпретации результатов разведки, и тем самым сделать геофизическую разведку доступной любой археологической экспедиции.
ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОФОТОСЪЕМКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ
н. и. и г о н и н
Аэрометоды, являющиеся в настоящее время основным методом пртг ландшафтн! ix исследованиях, нашли широкое применение в Хорезмской археолого-этнографической экспедиции при археологических исследованиях и составлении подробных археологических карт и планов.
Начало применения авиации в Хорезмской экспедиции относится к 1946 г.,ко1да С. П. Толстов на двух самолетах типа 110-2 обследовал огромную территорию низовий Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи *. В результате этих работ было обнаружено и нанесено на карту более 200 неизвестных ранее памятников. Одновременно с этим обследованием производилась перспективная аэрофотосъемка памятников фотоаппаратом типа «Фольк».
Во время этих работ получен обширный и важный для археолотии фотографический материал. В последующие годы аэрофотосъемка находит все большее применение в работах Хорезмской экспедиции. В 1952 г. была произведена плановая аэрофотосъемка большинства археологических памятников аэрофотоаппаратом RMK с fk = 200 мм; тогда же был создан специальный археологе- топографический отряд, который под руководством Б. В. Андрианова производил комплексное археолого-топографическое обследование указанной выше территории. Начиная с 1959 г., в Хорезмской экспедиции ежегодно производится плановая аэрофотосъемка памятников специальным аппаратом АФА-ТЭ с fk = 200 мм1 2 3. В результате этих работ нам удалось разработать методику применения аэрометодов при археологических обследованиях в условиях пустынных ландшафтов Средней Азии и Казахстана. Эта методика была успешно применена при работе в других экспедициях. Так, в 1961 г. по просьбе Южно-Туркменской комплексной археологической экспедиции автором настоящего сообщения была произведена плановая аэрофотосъемка археологических памятников в междуречье Теджепа и Мургаба. Материалы данной аэрофотосъемки были широко использованы для изучения древнейшего земледелия эпохи энеолита ®.
С некоторыми изменениями в выборе време
1 С.'П. Т о л стоп. Но следам дреннехорезмий-ской цивилизации. Я, 1948; С. П. То л с- т о в и др. Опыт применения авиации в археологических работах Хорезмской экспедиции. ВАН СССР, № 6 М., 1948, стр. 60.
2 С. П. Толстов, Б. В. А п д р п а и о в, И. И. И г о п и и. Использование аэрометодов в археологических исследованиях. СА, 1962, № 1.
3 Г. Н. Л и с и ц ы и а. Основные черты палеогеографии Геоксюрского оазиса. КСИА, вып. 93, 1963.
ни для аэрофотосъемки, подборе аэрофотоплеп-кп, светофильтров наша методика может быть с успехом применена в других ландшафтных зонах. Так, в 1962 г. по просьбе Молдавской экспедиции мне удалось снять несколько археологических памятников в Молдавии. Несмотря на то, что съемка производилась в пасмурную погоду (дождь), полученные аэрофотоснимки также вполне могут быть использованы при изучении снятых памятников. Анализ этих аэрофотоснимков лишний раз убеждает в возможности успешного применения аэрометодов при обследовании археологических памятников, расположенных в различных ландшафтных зонах нашей страны.
Хорезмская экспедиция широко применяет следующие виды аэрометодов:
1) Аэровизуальное наблюдение.
Этот вид работ служит для обзора археологами обследуемой местности с самолета и обычно применяется перед наземным маршрутным обследованпем. Во время этпх наблюдений представляется возможность проследить взаимосвязь археологических памятников с окружающей местностью, обнаружить неизвестные археологические объекты и наметить план для наземных автомобильных маршрутов.
Прп аэровизуальных наблюдениях за последние годы в Хорезмской экспедиции обнаружено очень много неизвестных ранее археологических памятников. Так, в 1959 г. во время аэровизуального обследования бугра Тагискен, на южной его части, был обнаружен сакский могильник пз 45 курганов, а к востоку от него, на бугре Уш арак, был обнаружен могильник из 80 кургапов. По результатам раскопок эти могильники датируются VII—V вв. до н. э.
В 1960 г., благодаря аэровизуальным наблюдениям в верховьях сухого русла Иикар-Дэрьн, было обнаружено свыше десятка квадратных и округлых раннесредневековых тюркских сельских поселений.
2) Аэрофотосъемка.
Одновременно с аэровизуальным обследованием экспедиция производит аэрофотосъемку археологических объектов специальным азро-фотоаппаратом для получения плановых снимков и обычными фотоаппаратами через смотровое окно самолета для получения перспективных аэрофотоснимков.
Многолетний опыт аэрофотосъемки археологических памятников позволил нам разработать оптимальные условия для фотографирования различных по размерам памятников. При п 1ановоп аэрофотосъемке крупных объектов мы обычно применяем две основные высоты полета,
17 Заказ 1350
257
что определяет два разных масштаба аэрофотоснимков:
а) Крупномасштабная плановая съемка (рис. 1). Па полученных снимках хорошо заметна как общая конфигурация памятника, так и мелкие детали планировки. Эти снимкп широко используются во время археологических раскопок и прп составлении планов в камеральных условиях. По ним производятся точные замеры как отдельных мелких планировок, так и всего памятника в целом.
б) Среонемасштабная плановая аэрофотосъемка (рис.2)Ма снимках хорошо заметна ирригационная сеть, поля, взаиморасположение отдельных объектов п их взаимосвязь с окружающей местностью. Снимки этого масштаба с тужат для составления фотосхем, по которым составляются топографические планы крупных памятников с окрестностями.
Как показала практика, среднемаиштабные аэрофотоснимки выгодно применять при изучении крупных городищ, когда для получения стереоскопической модели местности необходим охват большой территории на двух смежных снимках.
в) Кроме плановой фотосъемки, при аэровизуальных обследованиях производится перспективная съемка памятников обычными фотоаппаратами с небольшой высоты. Фотоснимки перспективной аэрофотосъемки, как правило, служат дополнительным материалом при изучении памятников по плановым аэроснимкам.
Для получения материалов крупномасштабной аэрофотосъемки с охватом большой территории часто приходится производить маршрутную и площадную съемки. Прп маршрутной съемке последовательно расположенные снимки перекрываются 60й» продольным перекрытием. При плошадпой аэрофотосъемке каждый отдельный маршрут прокладывается параллельно друг другу с 20—30% перекрытием между собой 4.
По материалам площадной аэрофотосъемки, с привлечением аэрофотоснимков государственной съемки, нами составлен ряд археологических карт и планов, опубликованных в трудах Хорезмской экспедиции.
Многие археологические объекты имеют плохую сохранность, поэтому на местности выражены лишь неровностью почвы (микрорельефом), почвенно-растительным покровом пли разницей в цвете почвы. Поэтому аэрофотосъемка археологических памятников сильно зависит от
4 А. И. Шершень. Аэрофотосъемка. М., 1958.
выбора сезонного и суточного времени фотографирования. Съемку памятников, расположенных в пустынных ландшафтах, как показал опыт, лучше всего производить в весеннее время (апрель — начало мая) или осенью, когда после таяния снегов илп осенних дождей зеленеет растительность. Прн обсыхании верхнего слоя микрорельефа на аэрофотоснимках по светлым п темным тонам хорошо различается внутренняя планировка памятников и ирригационных систем. Кроме этого, во время съемки памятников обязательно учитывается высота Солнца над горизонтом. При малой высоте Солнца (от 25 до 30:) косое освещение хорошо выделяет на снимках объекты, выраженные малейшей неровностью рельефа.
Памятники с высокими стенами лучше всего снимать прп высоте Солнца от 45° до 60°, иначе тени от стен закрывают важные детали внутренней планировки.
При изучении археологических памятников по материалам аэрофотосъемки важно уметь определить по снимку степень сохранности и характер снятого объекта, что достигается как по прямым признакам (форме и размеру объекта, тону изображения), так и по косвенным признакам, когда для определения объекта используют дополнительные факторы (например, рельеф).
Курганные могильники весьма легко распознаются на снимках, где они имеют вид округлых светлых пятен на более темном фоне. Часто курганы совершенно пе имеют насыпи и настолько сливаются с окружающей местностью, что с земли их просто невозможно заметить. Так, например, при расколках в 1962 г. южной группы могильника Тагпскен местоположение многих курганов удалось обнаружить тотько по аэрофотоснимкам, так как в некоторых случаях насыпь почти пе сохранилась и курганы на местности были совершенно пе заметны, п только после зачистки поверхности, намеченной по снимку, удавалось найти могильную яму. На снимке такие курганы получались в виде серых круглых или овальных пятен с небольшими потемнениями в середине. Чаще всего в этом месте оказывался центр камеры.
Большой пнтерес представляет курганный могильник в районе крепости Асар № 1 (рпс. 3), который был обнаружен и снят в 1962 г. во время аэровизуального обследования этого района.
Предварительное обследование этого мо гильнпка под стереоприборами показало, что насыпи большинства курганов совершенно разрушены. Лишь один курган диаметром около 20 м имеет насыпь высотой около 2—2,5 м и хорошо заметен на снимке. Другие курганы
Рис. 1. Топрак-Кала Аэрофотосъемка с высоты 500 м
Заказ Л': 1350
Рйс. 2. Топрак-Кала. Аэрофотосъемка с высоты 1200 м
А — следы древних пелен
Рис. 3. Аэрофотосъемка Курганный могильник в районе крепости Асар № 1
I —первая группа курганов,- II — вторая группа курганов; III —третья группа курганов; А — курган
Рис. 4. Аэрофотосъемка. Распаханный участок земель древнего орошения
— следы древнего канала на распаханном участке* 2 — тот же канал на нераспаханном участке
(размер тот же) по признакам их Дешифрирования на аэрофотоснимках можно разделить на три группы.
Первая группа курганов хорошо распознается на снимке по белым круглым пятнам па фоне темной поверхности землп, заросшей биюр-гуном. Их диаметр около 9—12 .?t. Вторая группа курганов расположена на светлой, менее заросшей поверхности земли. Курганы здесь по цвету не выделяются, но опп хорошо заметны на снимке благодаря аккумуляции растительности (в виде кольца) по краям бывшей насыпп. Третья группа курганов находится на распа ханиой территории 8. В настоящее время идет интенсивное освоенпе земель древнего орошения, поэтому часть могильника подверглась распашке. Однако при тщательном исследовании снимка по разнице тона изображения нетрудно найти следы курганоь и на распаханной территории, при этом аэрофотоснимок является единственным документом, по которому можно найти местоположение кургана на местностп во время раскопок. Без аэрофотосъемки эта группа могла оказаться вообще незамеченной.
Таким образом, аэрофотосъемка дает возможность выявить археологические памятники даже па распаханных территориях. Однако аэрофотосъемку таких памятников следует производить весной или осенью, когда поля свободны от пастительности и после небольших дождей начинает обсыхать распаханная поверхность земли, вследствие чего образуется небольшая разница в цвете почвы, которая может быть хорошо заметна на аэрофотоснимке (рис. 4).
Большинство археологических памятников Средней Азии, хотя и неполностью, но все же сохранили следы планировок. Для составления топографического плана и архитектурных обмеров при наземном пх обследовании требуется применение специального оборудования (теодолит, мензула,, нивелир и т. п.) и участие в этих работах квалифицированных специалистов. При этом полнота и точность фиксации объекта зависят от индивидуальных способностей исполнителя, так как многие детали планировок часто прерываются из-за плохой сохранности или исчезают под слоем песка и появляются только па некотором расстоянии от места разрыва, причем очень часто они принимают другое направление и трудно воспринимаются как одно целое. Инструментальная топографп-
6 На распаханной территории в Италии Джоном Брэдфордом были обнаружены и изучены этрусские могильники: J. Bradford. Ancient Landscapes. «Studies in Field Archaeology», London, 1957.
ческая съемка и архитектурные обмеры этих памятников занимаю! много времени и при этом ие всегда возможно зафиксировать тот или иной комп веке во всей его полноте.
Наличие материалов крупномасштабной аэрофотосъемки позволяет самим археологам производить часть обмеров памятника, что увеличивает возможность н полноту познания исследуемого памятника. При полевых замерах археологических памятников с применением аэрофотоснимков применяются простейшие измерительные инструменты — рулетка, метр, нивелир, причем сама конфигурация памятника уже имеется на аэрофотоснимке.
Многие объекты одного и того же памятника имеют разную высоту, поэтому даже с самой высокой его части при полевом осмотре невозможно увидеть всего памятника. Кроме того, вследствие действия законов перспективы общая конфигурация памятника воспринимается иногда несколько искаженно.
Прп просмотре плановых снимков под стереоприборами получается стереоскопическая модель местностп т. е. уменьшенный вид с самолета на землю в момент фотографирования. Получаемый стереоэффект дает возможность одновременно видеть объемное изображение всей снятой территории, что открывает огромные возможности для исследования памятника в спокойной лабораторной обстановке. С помощью стереоизмерительных приборов (СТД-1 и др.) можно в камеральных условиях производить замеры высоты памятника, глубину рвов и т. и.6 Для этой цели в поле нивелиром определяется несколько высотных отметок, которые в дальнейшем являются основой для вычисления других высот. Применение стереоиз-мерптельных приборов дало нам возможность получать топографический план памятника и окружающей его местности в лабораторных условиях.
С 1949 г. в Хорезмской экспедиции топографические планы большинства важпых археологических памятников составляются с помощью стереопрпборов. Для этого во время археологического обследования территории автомобильными маршрутами через обследуемый памятник прокладываются два взаимоперпендикулярных нивелирных хода, отметки которых и служат основой при фотограмметрической обработке снимков и составлении топографического плана в камеральных условиях. Благодаря этому в экспедиции сократились расходы и время
“Н.П Веселовский. Аэрофототопография М., 1958; II. Я. Б а б п р. Фотограмметрия. М.,. 195(5^
на маршрутное археологическое ооследование местности, при этом полнота топографической изученности археологических объектов увеличивается.
Два примера. В поле при инструментальной съемке плана местности с памятником (общий размер 2x2 км) высотой 10—15 м требуется около 7 дней. Мы на получение необходимых данных для составления плана по аэрофотоснимкам затрачиваем 3—5 часов. В это же время производятся археологическое описанпе памятника, сбор подъемного материала и необходимые контрольные замеры. Остальная, самая трудоемкая часть работы по определению планировки, производится по снимкам в лабораторных условиях, при этом точность и качество работы повышаются, так как во время работы не мешают ни метеорологические условия, ни ограничение времени полевых работ, и главное на аэрофотоснимках всегда хорошо заметны все мельчайшие детали памятника, что порою невозможно заметить при наземной инструментальной съемке.
Материалы плановой аэрофотосъемки подтвердили выявленную ранее С. П. Толстовым сложную и своеобразную спиралевидную планировку 7 ряда памятников Джеты-Асарского комплекса (рис. 5) в Казахстане, которая до проведения плановой аэрофотосъемки вызывала сомнение многих археологов.
Таким образом, с помощью аэрофотосъемки мы можем, проанализировав особенности планировки подчас весьма отдаленных друг от друга памятников, сделать ряд выводов о возможной принадлежности их к одной культуре, о времени существования п о границах распространения этой культуры.
Большое значение имеет аэрофотосъемка при изучении древних городищ, подвергшихся сильным пожарам. Аэрофотоснимки таких памятников являются единственным документом, по которому можно восстановить как планы кварталов городов и поселений, так и планировки отдельных сооружений (рпс. 6).
При наземном обследовании таких объектов выявление их планировки связано с известными трудностями. D то же время на сгоревших городищах под влиянием разных атмосферных п почвенных преобразований образуется микрорельеф, который хорошо получается на аэрофотоснимках и дает возможность выявить первоначальную планировку памятника.
Особо надо отметить применение аэромето
дов прп изучений памятников эпохи неолита и бронзы, исследование которых имеет свою специфику, так как памятники этой эпохи, как правило, на местности представлены скоплением керамики, которая совершенно не замет на даже на самых крупномасштабных аэрофотоснимках.
Из опыта наших исследований в районе древнего русла Акча-Дарьи установлено, что, как правило, стоянки эпохи неолита встречаются по краю речной дельты на границе с коренными песками пли у подножия крупных внутридель-товых возвышенностей островов Акча-Дарьи. С другой стороны, стоянки эпохи бронзы располагаются на вяутрицельтовых русловых протоках. Отсюда материалы мелкомасштабно и аэрофотосъемки представляют возможность заранее наметить план для археолого-топографического обследования местности, заранее наметить возможные места первобытных стоянок. Таким путем Хорезмская экспедиция п открыла целый ряд стоянок при обследовании района Акча-Дарьпнской дельты.
Широкое применение аэрометодов при сплошном археологе-топографическом обследовании пустынных территорий в низовьях Аму-Дарьи п Сыр-Дарьи позволило нам с большой точностью п значительной экономией времени и средств зафиксировать многие археологические памятники и составить целый ряд точных археологических карт и планов.
В настоящее время идет интенсивное освоение земель древнего орошения в низовьях Аму-Дарьи п Сыр-Дарьи, вследствие чего многие археологические памятники будут уничтожены. Материалы аэрофотосъемки в этом случае являются неоценимыми документами, на которых полно и точно изображены археологические объекты с окружающей местностью. По этим документам в случае необходимости с помощью стереоприборов можно восстановить как конфигурацию всего памятника, так и топографию окружающей местности со всеми имеющимися на ней археологическими объектами.
Таким образом, применение аэрометодов в археологии открывает огромные возможности для исследований, и скорейшее внедрение их в практику работ археологических экспедиций является насущной необходимостью.
7 С. П. Толстов. По древним дельтам Окса и Яксарта. М., 1962.
Рис. 5. Спиралевидная планировка памятника Джеты-Асарского комплекса
Рис. 6. Следы планировки сгоревшего города Куня-Ургенч
ДЕШИФРИРОВАНИЕ АЭРОФОТОСНИМКОВ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ
ДРЕВНИХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ
Б. В. АНДРИАНОВ
Широкое применение аэрометодов (визуальные наблюдения с самолета, перспективная и плановая аэрофотосъемки, камеральное и полевое дешифрирование и т. п.) в сочетании с наземными археолого-топографическими маршрутами (охватившими земли древнего орошения Хорезмского оазиса и низовья Сыр-Дарьи), позволили детально из^яи^ь историю развития оросительных систем Хорезма с древних времен. При этом были разработаны методы камерального археологического дешифрирования и определения времени функционирования оросительных спстем с помощью «эталонов», т. е. отдешифрировапных на местности снимков наиболее характерных разновременные, участков земель древнего орошения
Под дешифрированием снимков, как известно, понимают процесс определения предметов и контуров местности по их фотографическому изображению, их качественную и количественную характеристику, выявление особенностей размещения. Основным демаскирующим признаком объектов, происхождение которых на местности обязано деятельности человека, является (за небольшим исключением) пх геометрически правильная конфигурация 1 2. Большинство археологических памятников обладает формой, размером и цветом и дает совершенно определенный рисунок на аэрофотоснимке. В зависимости от характера своего фотоизображения археологические памятники земель древнего орошения Хорезма могут быть сгруппированы в три основные группы: 1) площадные (крупные поселения, города. поля, виноградники и др.); 2) линейные (каналы, дороги, ограды); 3) точечные илп компактные (от дельные здания, курганы, башни). Фотографическое изображение древних поселений и укреплений, оросительных систем, полей, садов, караванных троп и др. обладает основными пли прямыми (форма и размер объекта, яркость топа, характер поверхности и структура) п косвенными признаками (тень собственная п отбрасываемая, связь с почвенно-растптельным покровом и т. п.). Основная задача, которая стоит перед исследователем-дешпфровщиком, заключается в рациональном использовании всех этих признаков для археолого-топографического изучения объекта по аэрофотоснимкам.
1 С. II. Т о л с т о в и М. А. О р л о п. Опыт применения авиации н археологических работах Хорезмской экспедиции. BAJH СССР, № 6. М., 1948.
- В. Я. Михайлов. Аэрофотография и общие основы фотографии. Ы., 1959, стр. 328; Г. В. Господ п п о в. Основы дешифрирования аэрофотосним ков. М., 1959. стр. 179 и сл.
Для памятников, выражающихся главным образом площадными показателями (городов, поселений, полей), большое значение имеют па фотоизображении тени (подчеркивающие общую конфигурацию внешнего контура), общий топ и яркость изображения, структура, характеризующая внутреннюю планировку и настройку городища. Контраст тени по отношению к фону значительно превосходит контраст объекта по отношению к тому же фону; контраст между тенью и фоном является иногда единственным признаком, позволяющим выявить объект. Например, глиняные стены пли валы на глинисто-песчаном грунте выявляются почти исключительно по падаюшпм п собственным теням. Тени, как собственные (т. е. тени па самом объекте), так и падающие (т. е. тени от объекта на окружающую его поверхность), дают в сочетании со светлыми пятнами освещенных поверхностей достаточно четкое представление о его планировке.
При дешифрировании по гепям. однако, надо иметь в виду,что па краях аэрофотоснимка высокие сооружения дают перспективное изображение, в результате чего их верхняя часть оказывается сдвинутой относительно основания. Поэтому при переносе на план высоких точек (стен, башен и т. п.) правильное плановое положение их может быть получено пу гем сдвига к главной точке снимка па опреде-ленную величину, определяемую ио формуле:
— // ’ где — величина смещения из-за высоты сооружения; d — расстояние смещаемой точки от главной точки снимка; Л — высота сооружения; И — высота полета.
По своим площадным очертаниям древние города и крупные поселения могут иметь различную конфигурацию, например круглею (Турпак-Кала в Ташаузской области Туркменской СсР), четырехугольную (Куня-Уаз), сложную овалообразпую или улиткообразна ю (Теке-Кала) и т. п. Стены и рвы этих городищ демаскируются, как правило, тенями, а внутренняя застройка — характерной «зернистой» структурой (белые и темные пятнышки жилищ, qjrpoB, линии улиц и т. и.). Плановые фото-изобра,кения (стереопары) крупных археологических памятников широко используются в Хорезмской экспедиции при архитектурнотопографических обмерах и составлении точных танов. Они представляют собой ценный материал для проведения самых различных инструментальных измерений в камеральных
условиях (с применением стереоизмерительных приборов — стереокомпараторов и т. п. 3).
Из археологических памятников земель древнего орошения Хорезма, характеризующихся линейным изображением па аэрофотоснимке. наиболее важное значение имеет древняя ороептельная сеть. Основным демаскирующим признаком оросительных каналов является характерная контурная линия изображения, которая зависит от масштаба съемки, размеров канала и его сохранности па местности (что в свою очередь связано со временем функционирования и запустения системы). Древние магистральные каналы в настоящее время в натуре имеют вид слегка пниподнятых над окружающей местностью валов с округлым или плоским верхом, обрамленные прерывистой цепочкой останцев береговых отвалов (рис. 1). Отвалы четко демаскируются тенями при боковом освещении и светлыми бликами. Мелкая оросительная сеть сохранилась плохо и выражена на местности лишь цветом почвы, редкими кустиками биюргуна и песчаными папоса-ми, выделяющимися на снимке темпон полосой па более светлом такыре. На плановом аэрофотоснимке канал выделяется двойной светлой и темной (тоневой) прерывистой линией. Канал дешифрируется легко с помощью прямых и отчасти косвенных признаков. Его аб солютные размеры могут быть довольно точно установлены и в камеральных условиях с помощью стереокомпаратора Ширина каналов вычисляется по формуле:
Д = (Z -L. б/) . IL ,
где L — ширина в натуре (в .и); I — ширина па снимке (в .и.и); 6Z — поправка, обусловленная наличием полосы размытого изображения (в з/.и), II — высота фотографирования (в лг); / — фокусное расстояние (в .«.«).
Чем древнее капал, тем в большинстве случаев хуже его сохранность. Его береговые отвалы могут быть полностью разрушены денудационными процессами и развеяны; так, на плановом снимке (рис 2) в окрестностях Базар-Калы сквозь причудливый узор подвижных барханных песков проступает серия параллельных светлых п темных линий, которая при
3 В 1У49 г. фотограмметрии М. И. Куров (МИИГАПК) провел в Кара Каяпакской АССР на месте древней столицы Хорезма—Тонрак- Калы фототсоделпт-п ую наземную съемку и плановую аэрофотосъемку.Па основании этих материалов им был составлен Jia стсрео-плаппграфе точный план городища Топрак-Кала в горизонталях.
дешифрировании снимка может быть принята просто за естественное образование (разрушенный край такырного щита и т. и.). Наземные археолого-топографические работы (профили, шурфы и т. п.) показали, что это сильно разрушенный дефляционными процессами магистральный канал архаического периода (VII — V вв. до н. э.); от него сохранилась лишь центральная часть днища, окаймленная серией параллельных структурных уступчиков, изображенных на аэрофотоснимке в виде пучка линий. Мелкая оросительная сеть здесь не сохранилась.
Благодаря демаскирующим свойствам почвенно-растительного покпова на снимках по косвенным признакам хорошо выявляются формы и направления едва заметных (а иногда и просто невидимых) с земли небольших арыков, валиков, ограничивающих поливные участки, и других агроирригационных планировок (виноградников, бахчей и т. д.). Применение косвенных признаков основано па знании закономерностей взаимосвязи элементов опустыненного культурного ландшафта земель древнего орошения. Растительность является одним пз важных элементов аэрофотоизображения местности. Она широко используется в различных комплексных географических исследованиях, в частности, в геоботапико-геологическпх (геоиндикационпых), гидрогеологических, почвенных и т. п. 4
Механический и органический состав почвы под древними арыками иной, чем на затакы-репных участках давпо заброшенных полей 5. Он более благоприятен для кустарниковой растительности, которая, как правило, хорошо демаскирует древнюю ирригационную сеть на местности и па плановом аэрофотоснимке По снимку можно установить топографическое расположение каналов по отношению к крупным уже изученным археологическим памятникам, взаимное расположение разновременных каналов и последовательность их исторического функционирования. Решающее значение при
4 С. В. Викторов. Исиользоваппе геоботанического метода при геологических и гидрогеологических исследованиях. М., 1955; Б. В. Виноградов. Опыт крупномасштабного ландшафтного дешифрирования и картирования ключевых участков в арпдпых и субарпдны.1 зонах Средней Азии п Казахстана. «Применение аэромстодов в ландшафтных исследованиях. Труды совещания но применению аэрометодов в ландшафтных исследованиях, состоявшегося в Ленинграде 23—25 апреля 1959 г.». М., 1961, стр. 39—66.
Б Б. В. А н д р и а н о в, Н. И. Базилевич и Л. Е. Родин. Из истории земель древнего орошения. ИВГО, т. 89, выи. 6. М., 1957, стр. 518.
этом, однако, имеют материалы полевых археологических маршрутных исследований и в первую очередь — археологические находки (керамика, бусы, монеты и т. п.), которые позволяют установить периоды жизни древних орошаемых оазисов, датировать земледельческие поселения, топографически связанные с изучаемой ирригационной системой и свидетельствующие о времени функционирования ее отдельных звеньев 6. Чем гуще сеть археологических поисков, тем точнее и детальнее выводы об исторической дипамике ирригационной сети. Густота археологических поисков зависит также от насыщенности территории археологическими памятниками. Так, при картировании правобережного Хорезма — одного из самых сложных районов в низовьях Аму-Дарьи — было сделано, например, в течение восьми сезонов (1953—1961 гг.) свыше полутора тысяч поисков. Наряду с фотосхемами использовались топографические карты более мелкого масштаба.
Конфигурация и общий характер оросительных систем па протяжении истории Хорезмского оазиса постепенно измени тись 7; на ранних этапах (поздняя первобытность и ранняя античность) оросительные системы были тесно связаны с древней гидрографической сетью. Археолого-топографические исследования последних лот полностью подтвердили сделанный еще в 194S г. вывод С. П. Толстова о том, что поливное земледелие зародилось в наиболее древппх частях дельтовых областей Хорезма, где первобытные земледельцы, подражая природе и используя ее законы, как бы подтаскивали, возвращали к своим полям уходящею воду усыхающих протоков п с этой целью регулировали резервы паводковых вод в замирающих, небольших дельтовых протоках, углубляли русло, создавали береговые дамбы и каналы, а впоследствии и магистральные каналы 8. Земли, заброшенные земледельцами еще в эпоху первобытности, имеют в настоящее время внешний облик пустынной территории, почти лишенней следов человеческой деятельности. Такова, в частности, в низовьях бокового протока Акча-Дарьипской дельты территория, примыкающая к могильнику Кокча-3, где во
* С. П. Толстов, Б. В. Андрианов,
Н. И. II гонцп. Использование аэрометодов в ар-
хеологических исследованиях. СА, 1962, № 1, стр. 13.
7 С. 11. То лотов, Б. В. Андрианов. Новые материалы по истории ирритации Хорезма. КСИЭ, выл. 26, 1957.
8 С. П. Толстов. Древний Хорезм. М., 1948, стр. 45.
время наземных рекогносцировок удалось обнаружить остатки древних оросительных сооружений периода бронзы, датируемых XIII— XI вв. до н. э. 0 Орошение было основано на дамбированном узком боковом протоке дельты, в непосредственной близости от которого находились крохотные поля-огороды (3x5 .и), окруженные пизкими валиками. На снимке эти поля и арыки заметны лишь при сильном увеличении.
Более значительные по своим размерам оросительные сооружения эпохи первобытности — арыки и каналы, зафиксированные, например, на стоянках Базар-3, 8 (конец II— начало I тыс. до н. э.), обнаруживаются на снимках значительно легче. Так, во время исследований археолого-топографического отряда Хорезмской экспедиции был открыт сначала на снимках, а затем и на местности недалеко от афригидско-го замка Якке-Парсан дампированный русло-канал, орошавший окрестности сельского поселения IX—VIII вв. до н. э.—Якке-Парсан-2* 10 11 * 12. Этот русло-канал брал свое начало из небольшого протока южной Акча-Дарьинской дельты Аму-Дарьи; от протока теперь сохранилась лишь выположенная ложбина, местами пересыпанная несками. В своей верхней и средней частях капал извилистый (чем напоминает естественное русло), ио в нижней частп имеет характерные разветвления на мелкие арыки, отчетливо демаскируемые растительностью (рис. 3).
Развитие ирригационного земледелия, как хорошо известно, явилось предпосылкой образования мощных централизованных рабовладельческих государств Бостока. В Хорезме начало рабовладельческой эпохи совпадает с возведением руками рабов мощных ирригационных систем, отличающихся от первобытной ирригации своими размерами и забирающих воду из крупных протоков дельты Аму-Дарьи 11. Развитие ирригационного земледе
• С. II. Т о л с т о в и Б. В. Андрианов. Новые материалы по истории развития ирригации Хорезма, стр. 6.
10 С. II. Толсто в. По древним дельтам Окса и Яксарта. М., 1962, стр. 68—77.
11 Детальные археолого-топографические исследования на землях древнего орошение Хорезма дали убедительный цифровой материал, доказывающий, что сооружения ’’рандиозных античных каналов Хорезма иогли быть осуществлены лишь силами огромной массы рабов, не проживавших н данной местности п не занятых в других видах земледельческого труда. Материалы Хорезмской экспедиции (в частности, данные о соотношении численности земледе.,1 ческого населения и затраченного труда на проведение магистральных каналов) находятся в противоречии с утверждением не-
лия в эпоху античности рисуется по материалам Хорезмской экспедиции как постепенный переход от широких каналов (до 40 м между береговыми отваламп) и мощных архаических оросительных систем к более совершенным (узким и глубоким) каналам, более экономным в расходах воды «ветвистым» позднеантичным системам 1а.
Обнаруженный на фотопланах, а затем обследованный на местности канал архаического периода в окрестностях Калалы-гыр I (на Чермен-ябе) имел размеры, превышающие 70 м (между валами 35—40 л); редкие арыки отходили от него почти под прямым углом, что придает всей системе угловатый, подпрямоугольный, чрезвычайно примитивный характер. Более мощная п значительная по своей протяженности система архаического Кельтеминара была проведена вдоль крупного Акча-Дарьппско-го протока, повторяя его очертания и давая редкие ответвления почти под прямым углом только в одну сторону. Мертвый оазис вытянут почти на 15 км к северу от современного капала Кельтеминар. Такырная полоса шириной от 1 до 2 км пересечена в разных направлениях остатками многочисленных сильно разрушенных дефляционными процессами крупных и мелкпх каналов, поливных участков, полей, садов п виноградников; среди них местами возвышаются оплывшие бугры древних жилищ, усеянные обломками домашней утвари прежних обитателей. Все это покрыто подвижными песками, которые то образуют сплошные скопления, то освобождают обширные лишенные растительности участки такыров; на них лишь цвет почвы, невысокие валики и бугорки с кустиками биюргуна демаскируют древнюю густую оросительную сеть.
Каналы в системе Кельтеминара теперь очень разрушены дефляцией (сохранились лишь центральные части днища и редкие останцы береговых отвалов), что очень затруднило их камеральное дешифрирование на фотоплане и составление общей карты системы. Полевые исследования в этом районе продолжались несколько сезонов, было сделано много поперечных профилей и несколько сотен археологи ческих поисков; особое внимание при этом было уделено изучению сложных ирригационных
которых археологов и историков о незначительности рабовладельческого труда при создании ирригационных систем древней Средней Азни (см.: В (II, 1963, № 1, стр. 179—193. Дискуссия по чроблеме родовой и сельской общины на Древнем Востоке.
12 С. П. Т о л с т о в, Б. Б. А и д р и а и о в. Новые материалы по истории ирригации Хорезма, стр. 10.
Рис. 1. Плановый снимок античного магистрального канала у крепости Большой Кырк-кыз (Кара-Калпак-ская АССР). Канал (А) демаскируется тенями и светлыми бликами при боковом освещении и выражен на снимке светлой двойной прерывистой линией, сопровождаемой тенью на неосвещенных склонах. Мелкая оросительная сеть (Б) выделяется темными линиями от скопления песков и кустиков биюргуна. В нижнем левом углу — следы виноградника (В) (съемка Н. И Игонина)
Рис. 2 Античный магистральный канал VII— V вв. до н. э. в окрестностях Базар-Калы (Кара-Калпакская АССР). Канал сильно разрушен дефляционными процессами. Береговые отвалы уничтожены; сохранилась лишь центральная часть днища, окаймленная серией параллельных уступчиков, дешифрируемых на снимке светлыми и темными линиями (съемка М. И. Бурова)
Заказ № 1350
Рис. 3. Следы древнего арыка у поселения IX—VIH вв. до н. э.— Якке-Парсан-2— демаскируются скоплениями песка и растительностью. На перспективном снимке видны археологические шурфы, заложенные через арык, и раскопки древних жилищ (съемка Ю, А. Аргиропуло)
Рис. 4. Пересечение разновременных каналов в бассейне Кельтеминар. Каналы демаскируются растительностью и тенями в сохранившихся частях
А — каналы архаического периода (VII—V вв. до н. Э-) Б — каналы камгюйско-кушанского периода (IV в. до н. э.— Ill в. н. э.); В — каналы афригидского периода (V, —IX вв н э.) (съемка Н. И. Игонина)
Рис. 5. Аэрофотоснимок сельской усадьбы (I—II вв. н. э.) в окрестностях Джанбас-Калы, Мощный канал, видимо, неоднократно перестраивался, так как на снимке заметны два параллельных ложа (А) в виде темных полос с песчаными наносами и растительностью; хорошо видна мелкая оросительная сеть (Б), следы виноградников, с характерной «полосатой» структурой, демаскирующей древние арыки и гряды (В), а также ограды и остатки глинобитных строений (Г) (съемка Н- И. Йгонина)
узлов и пересечений разновременных систем. На плановых снимках разных масштабов эти каналы демаскируются лишь растительностью и в сохранившихся частях — тенями (рис. 4).
Плановые фотоизображения оросительных систем разных исторических периодов довольно четко различаются между собой, так как детали древней гидрографии и особенно мелкая оросительная сеть создают на аэрофотоснимке рисунок, очень характерный по своей структуре и топографии. Так, для эпохи античности (капгюйский и кушанскпй периоды истории Хорезма) характерен «культурный» ландшафт укрепленных городов и больших сельских поселений, окруженных полями и виноградниками, достигающих иногда значительных размеров — 100—120 м в длину при ширине 60—80 .и, часто разделенных на два прямоугольника, каждый из которых разделен в свою очередь на гряды шириной в 3—4 .« 13. Примером типичного сельского поселения первых вв. н. э. может служить усадьба в окрестностях Джан-бас-Калы (рис. 5). Как видно на снимке этого поселения, мощный джанбаскалпнский канал, сооруженный еще в архаический период (VII— V вв. до п. э.), впоследствии неоднократно перестраивался. На снимке заметны два параллельных ложа (Л) в виде темных полос (благодаря песчаным наносам и растительности). Мелкая оросительная сеть (Б) довольно редка: следы виноградников (В) четко выделяются характерной «полосатой» структурой. Обширные, очень правильно спланированные садово-парковые комплексы и виноградники характерны и для окрестностей других античных горо-довХорезма (Аяз-Калы,Кургашин-Калы идр.)14.
Поздиеантичные и раннефеодальные (афри-гидские) оросительные системы несколько отличаются от систем предшествующих эпох большей частотой боковых ответвлений и «ветвистой» конфигурацией, которая четко прослеживается на фотопланах. Примером может служить Беркуткалинский афригпдский оазис, где наряду с остатками каналов (на еще неосвоенных колхозами участках) сохрапплось свыше 100 укреплеппых позднеафригпдских усадеб VIII—IX вв. 16 Древний афригпдский оазпс
13 С. П. Толстов, Б. В. А в д р и а и о в. Новые материалы по истории ирригации Хорезма, стр. 10.
14 С. И. Толстов. По древним дельтам Окса
и Яксарта, стр. 203, рис. 118.
16 Б. В. Андрианов. Археолого-топографические исследования на землях древнего орошения Турт-
кульского и Бирунпмского раиопов Кара-Калпакской АССР в 1955—1956 гг. «Материалы Хорезмской экспедиции», вып. 1. М., 1959, стр. 143—145.
отличается как характером мелкой оросительной сети (частой регулярной сетью ветвистой формы), так и топографическим расположением укрепленных усадеб на боковых ответвлениях и мелких арыках (часто вдали от основного магистрального канала, в отличие от античных сельских поселений, располагающихся, как правило, рядом с ним).
В средние века происходит дальнейшее совершенствование техники ирригации, дальнейшее усложнение конфигурации «ветвистых» систем, мелких ответвлений и агроирригацион-ных планировок; получают широкое использование водоподъемные сооружения типа чигирей, неизвестных в античный период.
Средневековый «культурный» ландшафт Хорезма характерен прежде всего обилием развалпн усадеб и замков, возвышающихся среди густой п причудливой сети арыков и полей. Так,в Каваткалинском оазисе XII—ХШвв. (бассейн Гавхорэ), впервые открытом и обследованном Хорезмской экспедицией еще в 1937—1940 гг., па площади 14 квадратных километров зарегистрировано свыше 140 усадеб; небольшие замки и многочисленные неукрепленные усадьбы окружают развалины крупного феодального замка Кават-Кала16. И не случайно Якут, посетивший Хорезм в 1219 г., писал что он «не видел никогда области более обитаемой, чем он [Хорезм.— Б. А.]... Непрерывная заселенность, близкие друг от друга селения, много отдельно стоящих домов п замков в его степях, редко падает твой взор в его волостях на невозделанное место...» 17
На плане ирригационной системы Гавхорэ, который был составлен на основании плановой аэрофотосъемки 1S, хорошо заметны сложноветвистые формы разветвлений каналов, вдоль которых группируются крестьянские усадьбы, тяготеющие к определенным замкам. Археолого-топографические исследования в окрестностях Кават-Кала выявили определенную группировку крестьянских усадеб вдоль каналов системы Гавхорэ. Отдельные группы в 10—20 усадеб размещаются по каналам, как правило, ниже замков, к которым они тяготеют, и в этом можно в известном смысле видеть топографическое воплощение существовавших в то время феодальных отношений. Подмеченные еще в 1940 г. С. П. Толстовым, эти особенности
13 Б. В. Андрианов. Археолого-топографические исследования..., стр. 146—149.
1Т С. П. Толстов. Древний Хорезм, стр. 156.
13 Б. В. Андрианов. Археологе-голографические исследования..., стр. 149.
топографии Каваткалинского оазиса XII—XIII вв. дали ему основания считать «рустаки Гав-хорэ» наиболее типичным примером феодального поселения с резиденцией крупного феодала-князя в Кават-Кале. замками его вассалов и многочисленными крестьянскими усадьбами18 19.
Одна из характерных черт ландшафта средневековых земель орошения — это наличие в окрестностях крупных замков и городов больших садовых и парковых планировок и виноградников. Весьма типичен, например, садово-парковый комплекс у крепости IUax-Сенем, отождествляемой С. П. Толстовым с упоминаемым у средневековых авторов городом Субур-не 20. Орошаемая в древности «культурная» зона у Шах-Сенем начиналась к северо-востоку’ от крепости (рис. 6). Отсюда капал разветвлялся в густую сеть второстепенных арыков. Между ними разбросаны многочисленные развалины средневековых усадеб, зданий, видны следы агроирригационных планировок2’. Канал Чермен-яб недалеко от крепости разветвлялся: правое ответвление отклонялось на запад, а левое сохраняло юго-западное направление. Треугольное пространство между’ ними покрыто остатками средневековых и более древних поселений. Опо замыкается у крепости парком. В этом комплексе (датируемом XII—XIII вв.) оросительная сеть образует четкую, геометрически правильную планировку, разделенную крестообразно полосами аллей и заключенную в четырехугольную ограду, с садовыми павильонами по углам и в центре (.1). Магистральные каналы (Г) хорошо выделяются двойной темной линией (благодаря тени от береговых отвалов) на светлом фоне затакыренных полей.
К несколько более позднему времени (XIV— XVI вв.) относится садово-парковая планировка у’ наиболее эффектного памятника левобережного Хорезма—Дэв-кескена, соответ-
18 С. 11. Толстов. Древний Хорезм, стр. 132 и сл.
2(1 С. II. Толстов. Древности верхнего Хо-
резма. ВДИ, № 1, 1941.
21 В древнем оазисе ШахСепем в 1953 г. археологотопографическим отрядом Хорезмской экспедиции (начальник отряда — кандидат исторических наук Б. В. Андрианов) былп проведены комплексные археолого-естественные исследования, в которых приняли j частпе почвовед, кандидат биологических паук II. II. Базилевич (Институт почвоведения) и ботаник, доктор биологических наук Л. Е. Родив (Ботанический институт АИ СССР). Анализ почвенных шурфов и археологическое обследование позволили выявить основные этапы земледелия в этом районе, составить комплексную карту и схему древних ландшафтов (см.: Б. В. Андрианов, Н. И. Базилевич и Л. Е. Родин. Из истории земель древп-чо орошении. «Известия ВГи», 1957, т. 89, вып. б, стр. 516—535).
ствуюгцего описанному в XVI в. Дженкинсопом городу’ Вазиру’ (Селгозор). Прямоугольная планировка парка (с водоемом в центре и разбивкой участков па квадраты) располагается к западу от средневекового городища, над которым возвышаются на обрыве Устюрта мощные антгчные стены и живописная цитадель укрепления Дэв-кескена 22. С юго-востока к городищу подходит канал.
«Культурные» ландшафты земель древнего орошения Хорезма, которые сохранились от Х\ III—XIX вв., — покинутые туркменские поселения на Дарьялыке и каракалпакские территории на Жаны-Дарье — довольно резко отличаются от вышеописанных средневековых земледельческих поселений. Археолого-топографические исследования 23 показали, что оросительные системы туркмен XVIII—XIX вв. характеризовались большим разнообразием: начиная от мощных водоподъемных плотин (например, плотина Егень-клыч у Машрык-сенгира), головных сооружений с полуплотинами и разветвлениями, топографически вклю-ченпымп в общую систему обороны сепгиров, каналов с резервными водоемами и кончая агро-ирригацпоннымп планировками различных форм и размеров (особенно характерны хорошо сохранившиеся гряды бахчей). Окрестности туркменских поселений были интенсивно распаханы, покрыты полями и бахчами, пересечены арыками и каналами.
Несколько иной ландшафт имеют кара калпакские земли орошения на Жаны Дарье24. Остатки каракалпакской ирртации па Жаны-Дарье были открыты и предварительно обследованы Хорезмской экспедицией еще во время разведочных археологических работ 1946 г. С помощью авиации и наземных маршрутов в 1946 г. ив последующие годы удалось открыть и обследовать ряд поздпесредневековых памятников и определить границы каракалпакских земель древнего орошения — от современной культурной зоны на Сыр-Дарье на востоке, среднего течения Куван-Дарьи иа севере до нижних протоков Жаны-Дарьи и Акча Дарьи на западе. В низовье Жаны-Дарьи были обнаружены локальные очаги орошения (основап-
22 N. А. О р л о в. Памятники садово-паркового искусства средневекового Хорезма. «Труды Хорезмской экспедиции», т. I. и! , 1952, стр. 161—165.
23 Б. В. Андрианов, Г. П. В а с и л ь е-в а. Покинутые туркменские поселения XIX в. в Хорезмском оазисе. КСИЭ, вып. 28, 1958, стр. 39—46.
24 Ь. В. А н д р и а п о в. Изучение каракалпакской ирригации в бассейне Жаны-Дарьи в 1956 —1957 гг. «Материалы Хорезмской экспедиции», вып. 4. М., 1961, стр. 172—190.
Рис. 6. Древний оазис Шах-Сенем. В центре снимка к югу от укрепления— геометрическая правильная планировка парка (А); в окрестностях — густая сеть арыков (Б) и масса развалин (В). Магистральный канал Чермен-яб лорошо выделяется двойной линией (Г)
Заказ № 1350
Рис. 7. Каракалпакские каналы XVIII—XIX вв. в бассейне Жаны-Дарьи (урочища Клы). На снимке четко прослеживаются все детали мелкой оросительной сети и планировки полей. В центре — белые кольца (А) с темной серединой — следы обваловки каракалпакских юрт (съемка Н. И. Игонина)
ные на подпорных глухих плотинах на боковых протоках), короткие глубокие арыки с бассейнами (чигирными ямами) для водоподъемных сооружений, во многих местах поля покрывают дпище плоских русел, от глухих плотпн сохранились глиняные валы в 2—3 м высотой н 50 -60 м длиной (в зависимости от ширины русла). Плотины очень хороню выявляются па плановых снимках, так как имеют более светлый цвет, чем темные занесенные песком и заросшие растительностью сухие русла. Так же довольно четко дешифрируются почти черные пятна чигирных ям, обладающие в натуре размерами в 6—7 м в диаметре. От них отходят короткие и незначитетьные по протяженности арыки. Подобные ирригационные сооружения, рассчитанные на замедленное течение паводковых вод в боковых протоках, свидетельствуют о том, что в периферийных районах орошение было экстенсивным и носило лиманный характер Напротив, оросительные системы, питавшиеся из основного русла Жаны-Дарьи, отличаются весьма сложной ы ветвистой планировкой. В «культурном» ландшафте каракалпакских земель вдоль средней Жанны-Дарьи (урочище Клы, окрестности Чирик — Рабата. Дженда и др.) и Kj ван-Дарьи (окрестности Хатып Калы) сохранились наиболее интен сивиые следы земледельческой деятельности каракалпаков.
При сооружении магистральных и распределительных каналов каракалпаки искусно использовали старицы и разветвленные боковые протоки Жаны-Дарьи. Каналы проведены с большим знанием очень сложного бугристого рельефа местности — то на прирусловых валах, то вдоль береговых склонов, а то и по дну русел. Агроирригационные планировки отличаются большим разнообразием, однако садов и виноградников, характерных для Хорезма, зафиксировано не было, что, возможно, связано с кратковременностью пребывания каракалпаков на Жаны-Дарье. Очень характерно наличие среди распаханных территорий следов обваловки юрт, заметных па снимках в виде светлых колец с темной серединой (рис. 7).
В процессе изучения древних оросшельных систем археологе-топографическим отрядом Хорезмской экспедиции были созданы отдешиф-рировапные массовым археологическим материалом эталонные аэрофотоснимки наиболее типичных (для основных исторических периодов) участков земель древнею орошения. В свою очередь использование этих эталонов в исследовании новых территории земель древнего орошения дало возможность резко сократить •объем полевых маршрутных работ, ограничить
их изучением наиболее сложных узлов ороси тельных систем и некоторых участков с крупными археологическими памятниками, распространить археологические датировки па все протяжение оросительных систем, контурные линии которых достаточно четко просматриваются па снимках. Метод эталонов позволил в сжатые сроки картографировать обширные участки земель древнего орошения Хорезма.
Этот метод может быть успешно применен и при археологическом картографировании других территорий СССР. Археолого-топографические исследования древних оросительных систем, осуществляемые с широким применением аэрометодов, могут быть весьма полезны при осуществлении грандиозных планов развития ирригации, намечаемых Генеральной схемой комплексного использования водных ресурсов Советского Союза Они могут дать материал для решения проблем прогно шрования водных ресурсов многих рек (Аму-Дарьи, Сыр-Дарьи и др.): карты древней ирршацип помогут проектированию трасс новых магистральных каналов и мелкой оросительной сети, а также в решении ряда частных народнохозяйственных задач при освоении обширных территорий земель древнего орошения
ТЕХНИКА ПОДВОДНЫХ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ
В. Д. БЛАВАТСКИЙ
Случайные находки древностей на дне морей и рек известны уже очень давно Ч С начала настоящего столетия периодически предпринимались отдельные попытки ввести в научный оборот археологические памятники, поднятые со дпя моря 1 2. В этих попытках принимала участие и отечественная наука. В 1905 г. в Феодосийской бухте производились подводные археологические исследования под руководством Л. П. Колли 3. Одпако планомерное развитие подводная археология получила совсем недавно, немного более 10 лет назад, после изобретения акваланга, когда легководолазное дело вступило в новую фазу своего развития.
Подводная археология последнего десятилетия достигла определенных результатов преимущественно в области изучения античных памятников. Однако еще далеко не исчерпаны все многообразные возможности, которые открываются перед этой отраслью археологической науки. К тому же приемы подводных работ не следует считать окончательно разработанными. а техническое оснащенпе подводных экспедиций отпюдь пе достигло того уровня, которым может обеспечить подводных исследователей современная техника.
Задачей подводных археологических работ является исследование затонувших кораблей и пх грузов, а также затопленных городов и поселений. Изучением затонувших кораблей преимущественно занимались зарубежные археологи 4, особенно французские н птальян-
1 В. Д. Б л а в а т с к и и. О подводной археологии. СА, 1958, А" 3, стр. 73 и сл : G. К a pi t ап. Die Entwicklung der archaologischen Unlerwasserfor-schnng. «Das Altcrlum», B. 4, H. 2. Berlin, 1958, стр. 88 и сл.
2 Ti s-jp^fia-ra тоу vaua-fiou тйу ’AvTrz-jOi.pcov. ’Еф. ’Ap-y. ' 1902, стр. 145 п сл.; A. S с n u 1-l e n. Archaologische Funde ini Jahre, 1908. Nordafrika. «Acrh. Anz», 1909, стр. 207 и сл.; О и ж е. Archaolo-gr-cho Funde im Jahre, 1909. Nordafrika. «Arch. Anz.», 1910, стр. 258 п сл.; On же. Archaologische Funde im Jahre 1911. Nordafrika. «Acrh. Anz.», 1912, стр. 389 и сл.; A. Merlin et L. P о i n s £o t. Marbres trouves on mer pres de Mehdia. (Tunise) R. A. XVIII, 1911, стр. 92 и сл.
3 Ji. П. К олли. Следы древней культуры на дне морском. Современное положепш вопроса о нахождении в море античных па штпиков. ИТУАК, N? 43. Симферополь, 1909, '"тр. 130.
4 Ph. Diole. Promenades d'Archeologic Sous-nia-rine. Paris, 1952; N. Lamboglia e F. Benoit, Scavi Sottomarini in Liguria e in Provenza. Bordighera 1953; «Alli del II Congrcsso Internazionale di Archeologia Sollomarina». Alhenga, 1958. Bordighera, 1961; F. В e-noit. Nouvelles epaves de Provence. «Gallia», I. XVI, Fasc. 1. Paris, 1958; P. Trockmort on. Thirty-three Centuries under ihe Sea. «National Geographic Ma-
ские, а среди ученых народно-демократических стран * 6 — болгарские и ГДР.
Однако некоторые из иностранных ученых 6 производили исследования затопленных древних сооружений или населенных пунктов: ту же цель преимущественно преследовали и наши шестилегние работы 7 около побережий Черного и Азовского морей.
Особое место по оригинальности замысла и примененным приемам занимают подводные па следования, с большим мастерством проведенные Г. Н. Караевым для уточнения места Ледового побоища.
К полевой археологии, разумеется, ближе всего как по задачам, так отчасти и по приемам, те подводные археологические исследования, которые направлены на наущение частично (илп полностью) затопленных древних поселений. Подобно полевым исследованиям, такие работы делятся па два этапа: первый — визуальная разведка, второй — раскопки.
gazin», v. 117, N 5, 1960, стр. 682 п ел.; Ch. Р. 1)е-couvertes sous-marines de 1 age du Bror.ze au Sud de la cote d'Anatolie. «Rev. Arch.», I960, t. Il, стр. 88 и сл., F. Benoit. Fouilles sous-marines. L’epave du Grand Congloiie a Marseille. XIV Supplement a «Gallia». Paris, 1961; Б. Г. Пете pc n IO. A. C a-в e л ь e в. Исследования кораблей на дне моря. ВДИ, 1962, № 3, стр. 210 и сл
6 G. К а р i t а и. Forschtmg vou Spargi. «Delphin» (Hamburg), 1958, As 12, стр. 606 и сл.; Ив. Гълъ-б о в. Подводпн Археологически обскти от нашего крайбрежпе. «Подводов спорт». София, 1959, № 2. стр. 17 и сл.; Он же. Ежпедиция «Маслен пос». «Подводеп спорт», 1960, № 7—8, стр. 19 и сл.
6 Насколько пам известно, впервые такие работы были произведены А. Пуадебаром. А именно: после обширных археологических изысканий, проведенных с 1925 по 1932 гг. в Сирийской пустыне посредством аэрофотосъемки, А. Пуадебар в 1934—1936 гг. исследовал гавани Тира, сочетая подводные работы со съемкой с воздуха (A. Poidebard. Un grand port dispani— Туг. Recherches acrienues el sous-marines 1934—1936. Paris, 1939; см. также: Prz. В u г c h a г d. Podwodne prace archeologiczne. «Dawna kultura» (Wroclaw), 1956, N 3, 174 и сл.; G. К a p i t a n und P. Grimm. Unrerwasserforscjung an einern «Pfahlbau» im Werbel-linsee bei Altenhof, Кг. Eberswalde. «Ausgarbungen und Funde», 1958, М3; G. К a p i t a n. I nterwasser-aufnahmen archaologischer Funde. «Wissenschaflhche Zeitschrift derM. Lmher-Universitat». Halle-Wi4enberg, 1960, full., стр. 411 и сл.; Он же. Marinarkaeologi i Middelhaval «S«ens Verden», N 5, 1960—1961, стр. 145 н сл.; Г. T о в ч e в а. Подводни археолегпчес.ш проучгания крап град Каварна. «Подводен спорт», 1962, А° 3., стр. 10; Она ж е. Подводни археологически проучваппя на североисток от град ВЬрпа. «Подводеп спорт», 1962, As 4, стр. 15 и сл.).
7 В. Д. Б л а в а т с к и й и В. II Куз и-щ и н. Подводные разведки древней Фанагории. ВАН. 1959, As 1, стр. 130 и сл.; В. Д. Б л а-в а т с к и й. Подводные раскопки Фанагории в 1959 г. СА, 1961, At 1, стр. 277 н сл.; О н ж е. Подводные разведки Ольвии СА. 1962, As 3, стр. 225 и сл.
Проведенье подводной визуальной разведки близко по характеру обходу территории городища во время разведок, с топ, разумеется, оговоркой, что разведчик под водой движется много медленнее, а главное, видимость там на много хуже.
Техническое оснащение для подводной разведки, в сущности, требует только обычного легководолазного оборудования, а именно: компрессора и аквалангов (при холодной воде еще гидрокомбинезона). Мы применяли акваланги АКМ-1М. Вес их на суше 23,5 кг, под водой — около 400 г. Как показал опыт, при работе на рыбачьих лодках, мало приспособленных для спуска и подъема подводников, во многих случаях более удобны шланговые аппараты, подключенные к воздушному соро-калитровому баллону' или даже баллону акваланга s.
Для зарядки аквалангов сжатым воздухом мы пользовались компрессорными станциями АКС-2 и АКС-8 (рпс.1) с фильтрами ОКН (рис.2). Фильтры ОКН сравнительно малогабаритны и нетяжелые (35 кг), вполне приемлемы в любых экспедиционных условиях; иное дело компрессоры АКС-2 и особенно АКС-8. Это большие, громоздкие, тяжелые (весом 2 тонны и более) механизмы, продуктивность которых значительно препышает довольно скромные потребности наших экспедиций. Громоздкость этих механизмов, которые (несмотря на наличие колес) трудно доставлять к месту работ (у морского берега), не говоря уже о том, что их лишь с очень большими усилиями удается достать во временное пользование, побудила нас завести своп собственный компрессор, специально приспособленный для наших потребностей. Этот достаточно мощный, но вполне портативный компрессор был изготовлен коллективом инженеров и техников клуба подводников МЭИ. Вес этого компрессора около 80 кг, причем он легко разбирается на две части. Посредством компрессора в течение трех часов можно зарядить 12 шестнадцатилитровых аквалангов воздухом, сжатым до 150 атмосфер. При обычной нашей работе потребности в аппаратах были значительно меньше. Вряд ли следует подробно останавливаться на более мелком оборудовании: подводных компасах, смотровых ящиках, буйках и проч.
8 Когда требовался спуск под воду на совсем небольшой срок, например для осмотра археологом предмета, замеченного аквалангистом, применялся еще акваланг с одним небольшим баллоном; случалось, что при таких обстоятельствах археолог ограничивался одной рейдовой маской.
Рис. 1. Компрессорная станция АКС-В (Ольвия, 1961)
Рис. 2. Зарядка акваланга: сжатый воздух поступает из компрессорной станции АКС-2 через фильтр ОКН (ВТР, Керченский пролив, 1958)
Приемы, использованные нами при разведочных работах, уже неоднократно освещались в литературе. Мы применяли различные постепенно улучшавшиеся варианты. При разведках вдали от берегов или при отсутствии па берегу удобных ориентиров для привязки и фиксации места работы нами применялся секстан D.
Спецификой подводных работ является, с одной стороны, худшая видимость (особенно в лиманах и в Азовском море, где вода часто крайне мутная) и значительно более медленный ход работ, чем на суше (аквалангист плывет медленно, а к тому же нередко погода препятствует работам). С другой стороны, затопленные части городища иногда значительно меньше, чем наземные, пострадали от выборки камня (например, в Фапагории и Ольвии).
При обследованиях около берегов мы считаем наиболее рациональным прием работы с применением створ, устанавливаемых (по теодолиту) на различных точках базовой линии, разбитой на берегу (рис. 3). В створах на определенных расстояниях, отмеренных капроновым концом s * * * * 10 11 (обычно через каждые 50 метров), устанавливалась на якорях шлюпка; с нее сну скали аквалангистов, которые совершали проптывы, просматривая дно. Аквалангисты плавали на страховых концах длиной в 5, 10,15 м и соответственным образом увеличивавшихся концах до 50 м. Все сделанные ими наблюдения сообщались находившемуся в шлюпке дежурному археологу, который вел дневник В случае необходимости археолог сам спускался на дно для выяснения, что представляет собой обнаруженный предмет. В условиях сильной мути мы применяли линзу прозрачной воды п. На основе всех наблюде-
s Кстати сказать, следовало бы шире, чем обычно,
применять .’екстан и археологам, работающим в сте
пях и пустынях. Напомним, что секстан дает возможность определить местонахождение любой точки па зем-
ном шаре с точностью до I секунды, т. с. примерно
30 > 3(1 .и
10 Капроновые концы имеют большие преимущества перед пеньковыми, они очень прочны, что позволяет их натягивать, как струпу, прп сильном ветре на расстояниях в 50 .и. К тому же они, несмотря па продолжительную работу, пе растягиваются. Капроновые концы можно было бы широко применять при обмерах п в условиях нолевых работ.
11 Эта линза представляет собой большой прозрачный (полиэтиленовый) мешок, в который налита совещ шенпо прозрачпая вода. Приложив вплотную к такому мешку' рейдовую маску, можно была, хотя и пе вполне отчетливо, рассматривать дно лимана. Работа с такой линзой, ввиду непрочности мешка, сопряжена со значительными неудобствами.
Рис. 3. Схема подводной разведки с применением створ для фиксации места работ (Ольвия, 1961)
1 — створы; 2—шлюпка с дежурным археологом, страхующим и запасным аквалангистом; 3— участок, пройденный аквалангистом-разведчиком; А—-аквалангист-разведчик: П — план; Р — разрез; г — грунт; К — Б — каменные блоки
ний составлялся план затопленной части горо-дища. Конечно, такая работа позволяет лить ориентировочно наметить границы затопленном части города примерно с том же степенью вероятности, которая возможна при визуальном обследовании надземных частей городища. Разумеется, что, так же как и при работах на суше, окончательные выводы возможны лишь после того, как даппые подводной разведки будут подкреплены подводными раскопками.
Задачей подводных раскопок должно быть прежде всего выяснение (или подтверждение) намечаемых границ города, установление стратиграфии раскапываемого участка, а тем самым и его истории, которая прольет свет и на историю всей смежной части города. Все техническое оснащение, потребное для подводных разведок, нужно и при раскопках. Следует отметить, что при раскопках особенно удобно заменять акваланг шланговым аппаратом,
а вместо ласт надевать тяжелые водолазные башмаки.
Помимо этого сравнительно доступного оборудования, необходимо наладить сложный агрегат, состоящий из специальной землесосной установки, отсасывающей грунт с раскапываемого участка, металлического трубопровода, отводящего отсосанную воду с грунтом на грохот. укрепленный на двух лодках 12 (рис. 4.5.6). Наша практика показала, что для этой цели вполне подходит землесосная самоходная установка 4-ПЗУ-З (для применения которой нужна лишь небольшая переделка головки сосуна). Установка 4-ПЗУ-З очень удобна для передвижения и работы в неглубоких, сравнительно спокойных водоемах, т. е. на
12 Б. Г. П е т е р с и И. В. С м ч р в о в. О новейших подвойных археологических работах. ВДИ, 1961, А» 3, стр. 163.
Рис. 4. Схема агрегата для производства подводных раскопок (Фанагория, 1959)
1 — шлюпка с археологом, ведущим дневник, сменным археологом и сменным аквалангистом;
2 — раскоп, куда спущен сосун землесосной установки, в раскопе археолог и аквалангисту 3 — землесосная установка, е ней дизелист, багермейстер н связной; 4 — трубопровод на понтонах; 5 — две шлюпки с установленным между ними грохотом, через который пропускается отсосанный грунт, при грохоте дежурный для отбора находок; П — план; Р — разрез; Г — грунт
реках, озерах, лиманах и в закрытых морских бухтах. Затрудняют пользование установкой 4-ПЗУ-З трудности, связанные с перевозкой ее по суше: вес установки 4 тонны, трубопровода и понтонов к нему — около 2 тонн.
При наших работах в Фанагории мы для засечки границ раскопа пользовались деревянным квадратом (рис. 7). Он был отбуксирован на место раскопок и затоплен там посредством привязанных к углам камней.
При жестком грунте следует копать обычной большой шанцевой лопатой, при мягком — непосредственно отсасывать грунт сосуном (рис. 8—13). В последнем случае стенки раскопа очень непрочны и легко подвержены оползанию. Чтобы воспрепятствовать таким оползням, борта раскопа следует укреплять опалубкой. Квадрат 13 и опалубка, конечно, широко используются и при обмерах.
13 Отметим, что близкий прием был применен при работах у мыса Гелидопии. Там для обмеров груза затонувшего корабля XIII в. до п. э. археологи пользе вались квадратом в виде легкой рамы, закреплявшейся па небольшой высоте вад морским дном посредством спущенных с углов тросиков с грузами на концах. При фиксации остатков римского корабля, затонувшего около острова Спарджи, на исследуемую площадь была нанесена сетка из двухметровых квадратов, составленная пз мягких лент (N. Lamboglia. La Хахе Rouiane di Spargi (La Maddalena). Compagna di scavo 1958. «Alti del I Congresso Internazionale di Archeolo-gia Sottomarina». Albenga, 1958, стр. 148 и сл.). Более мелкая сетка, натянутая на раму, была использована при подводных работах летом 1961 г. по исследованию корабля VII в. н. э., затонувшего между островом Ка-лимносом и западным берегом Малой Азии (G.F. В a s s. Underwater excavations at Yassi Ada: a Byzantine Shipwreck. «Arch. Anz.». 1962, стр. 538 и сл.).
При подводных раскопках у пас под водой посменно находились один археолог и одип-два аквалангиста. Обмеры велись посредством рулеток и реек. Для чертежей служила фанера.
Следует решительно возражать против иногда рекомендуемых ра.шывочпых установок. Они затрудняют работу, поднимая сильную му'ть, неизбежно вызывают повреждение затопленного культурного слоя, а также утрату мелких находок. Между тем при применении описанного нами агрегата с землесосной установкой даже самые мелкие обломки керамики оставались на грохоте (состоявшем из двойной металлической сетки).
При фиксации на разведочных и раскопоч-пых работах мы пользовались заключенными в боксы широкопленочным киноаппаратом и фотоаппаратами «ФЭД» и «Зоркий». При фотосъемке применялась самодельная осветительная аппаратура, а также забоксированная осветительная лампа-вспышка «Луч».
Был произведен также опыт зарисовок художником Г. В. Черемушкиным остатков корабельных грузов на глубине 18—22 л. Рисунки были исполнены па бумаге особыми цветными карандашами.
Если выбор времени для полевых экспедиций зависит частично от к тиматических условий, а также от кадров рабочих, то не меньшие трудности в этом отношении испытывают и подводные экспедиции, а именно: во-нервых, нужно работать по возможности в ближайшие месяцы к летнему солнцестоянию, ибо рассвет под водой наступает значительно позднее, чем на суше: и сумерки, соответственно, намного раньше; во-вторых, нельзя работать, пока
Рис. 5. Агрегат для производства подводных раскопок (Фанагория, 1959)
Вверху—шлюпка для спуска подводников, землесосная самоходная установка 4-ПЗУ-З; внизу — трубопровод и шлюпки, между которыми установлен грохот
1В Заказ № 1350
Рис. 6. Агрегат для производства подводных раскопок. Грохот, между шлюпками, вдали землесосная установка и шлюпка (Фанагория, 1959)
Рис. 7. Деревянный квадрат, заготовленный на берегу, (Фанагория, 1959)
Рис. 8. Угол квадрата. Подошва 1-го «штыка» (Фанагория, 1959)
Рис. 9. Работа сосуном на глубине подошвы 3-го «штыка» (Фанагория, 1959)
Рис. 10. Работа сосуном. Деталь (Фанагория, 1959)
вода слишком холодна, т. е. работа гь ранее середины лета, а равно и когда воздух станет очень холодным. Ведь при самой небольшой простуде, которая подчас не имеет никакого значения для любой работы на земле, аквалангист не может идти под воду; в-третьих, крайне трудно_работать, когда в обследуемом водоеме вода мутна или «цветет». Между тем периоды лучшего освещения, наиболее теплой воды и
воздуха, а также хорошей прозрачности не совпадают друг е другом. Затем немалые простои в работе вызывают и штормы.
Специфическим неудобством работы под водой является невесомость человека, в силу чего, напрпмер, вскапывание грунта лопатой для аквалангиста сопряжено со значительными трудностями.
Рис. 11. Работа сосуном на большой глубине (Фанагория, 1959)
Рис. 12. Развал вымостки. Верхний горизонт (Фанагория, 1959)
Рис. 13. Развал вымостки. Средний горизонт (Фанагория, 1959)
За тесть лет работ нашей экспедицией были произведены обследования затопленных или размытых частей древних городов Гермо-нассы, Фанагории, Херсонеса, Ольвии, Тиры и поселения архаического времени около Таганрога.
Кроме того, обследовались остатки корабельных грузов на морском дне около Херсонеса и днище турецкого корабля XVIII в., потопленного в Керченском проливе.
В настоящее время назревает необходи
мость приступить к систематическим поискам затонувших кораблей, широко применяя современную технику.
Значительные успехи зарубежных археологов в подводных работах в Средиземном море были обеспечены первоклассным техническим оборудованием. Подводные работы Л. Пуаде-бара в Тире, производившиеся в двадцатых годах с помощью водолазов в тяжелом скафандровом снаряжении, были одной из первых археологических Экспедиций. применивших
Рис. 14. Эхолот с самописцем (н.-и. с. «Московский университет», Черное море, 1962)
аэрофотосъемку1”. Подводная экснедиппя, производившая в 196U г. обследование корабля XIII в.до н. э., затонувшего у мыса Гелидония, была обеспечена пневмоэжектором, металлоискателями и прочим необходимым оборудованием, которое может быть полезным для археологп-чесг их работ на глубине 28 м.
Для поисков затонувших древних кораблей в Черном море прежде всего необходим эхолот с самописцем (рис. 14) и подводный телевизор. Первые попытки использования этпх приборов были нами сделаны в 1962 г. Мы надеемся, что продолжение этпх работ даст благоприятные результаты.
Наши питересы не ограничиваются исследованием кораблей, затонувших на глубинах, доступных аквалангистам (45 .«). Как известно, полное отсутствие кислорода в Черном море, начиная с глубины 300 .и, создает благоприятные условия для сохранности дерева и других органических веществ на больших глубинах. В силу этого представляются весьма мпого-
1 A. Poidebard. Указ, соч., стр. 13 и сл.; стр. 17 и сл.
обещающими работы по обследованию кораблей. затонувших в Черном море на этих глубинах. Поиски целесообразно вести посредством эхолота и подводного телевизора. При работах нужно будет пользоваться механизмами, специально сконструированными для подводных раскопок, обмеров, а также для подъема находок наверх, направляя работу этих машин посредством телевизора.
На первых порах нам представляется возможным применить самоходную «электролопату», приводимую в движение электромотором, модель которой предложена Б. Г. Петерсом, а для подъема находок пользоваться специально изготов генной пальчатой драгой (рис. 15), управляемой посредством тросов. В дальнейшем можно будет применять смотровую камеру, снабженную лапами, или батискаф.
Подобные глубоководные работы могут дать очень ценные данные по иг тории древних и средневековых кораблей. Опи могут доставить в руки археологов неповрежденные корабельные грузы, в том числе древние и средневековые книги, а также рукописи, то есть ценнейшие исторические источники.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЗВУКОВОЙ ГЕОЛОКАЦИИ ДЛЯ ПОИСКОВ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ, ПОГРЕБЕННЫХ ГРУНТАМИ
НА ДНЕ ВОДОЕМОВ
Е. Ф. Д У Б Р О В, К. К. Ш И Л И К
Подводная археология, возникшая около 60-ти лет назад, имеет уже значительный опыт исследований. После второй мировой войны в подводную археологию пришел акваланг, значительно расширивший возможности этой науки и позволивший археологу работать него средственно под водой. В последнее время предпринята также попытка использовать для разведки подводное телевидение, ранее уже применявшееся для наблюдения за раскопками.
Но эти прогрессивные методы имеют все же свои недостатки. Ни аквалангист, пи тем более телевизор не могут «заглянуть» в дно, обнаружить покрытые наносами объекты. Ни тот, ни другой не могут работать в загрязненной, мутной воде. И, наконец, работа аквалангиста по обследованию больших площадей дна малопроизводительна, особенно на предельных г чубинах.
В современной геологии и гидростроительном деле для изучения и картирования площадей, покрытых водой, применяется метод акустической геолокации. Он позволяет работать в водоемах любой прозрачности, исследовать не только рельеф дна и выступающие над уровнем дна детали, но и те части сооружений, которые погребены в дне водоемов под слоем отложений. Кроме того, данный метод обладает чрезвычайно высокой производительностью и малой стоимостью работ.
Сущность метода заключается в следующем.
В воде с помощью направленного излучателя возбуждается короткий импульс упругих колебаний звукового диапазона частот. Направленный излучатель позволяет концентрировать энергию упругих колебаний в сравнительно малом телесном угле, ось которого направлена вертикально вниз. Импульс достигает дна и частично проникает в первый поддонный слой, а частично отражается, так как вода и грунт имеют различное волповое сопротивление. Колебания, проникшие в первый поддонный слой, доходят до его нижней границы или поверхности сооружения (тела), находящегося в нем и. аналогично предыдущему, за счет различных волновых сопротивлений частично отражаются обратно к границе с водой. попадая затем в пее, а частично проникают в следующий слой или тело. Различное волновое сопротивление соответствует обычно различному литологическому составу юрных пород пли возрасту осадочных пород. По такой же схеме прош ходит проникновение энергии упругих колебаний и в после дующие слои (тела), а также ее возвращение в водную среду, где все отраженные сигналы
принимаются направленным электроаку стиче-ским преобразователем — гидрофоном. Цикл многократно повторяется. После усиления принятые сигналы регистрируются на электротермической бумаге или электроннолучевой трубке. имеющей яркос-ную модуляцию. Регистрация ведется поперек бумажной ленты пли фотоленты таким образом, что начало регистрации на краю ленты строго синхронизировано с излучением импульца, а время раэвергкп поперек лег.ты постоянно для заданной глубины зондирования. По окончанип цикла «пзлуче-ние — прием» лента перемещается на несколько десятых долей миллиметра, и начинается новый цикл. Если корабль или лодка, на котором установлена аппаратура, движется, то на ленте-эхограмме записывается непрерывный профиль дна, поддонных слоев и сооружений, погребенных в этих слоях. Аппаратура позволяет, кроме того, делать на ленте, временные и памятные отметки в виде поперечных линий.
Приведенная на рис. 1 эхограмма получена в движении звуковым геолокатором ЗГЛ-1 на одном из озер Карельского перешейка. Верхняя полоса (У) соответствует поверхности воды. Ниже расположена линия дна озера (2), повторяющая его рельеф. Глубина водоема при геолокации определяется так же, как при обычном эхолотировании. Ниже линии дна темными линиями (5) зарегистрированы напластования, в топ или иной мере отражающие акустическую энергию зондирующего импульса. В средней части эхограммы имеется крупное линзовидное включение (У), по-видимому моренного типа. В левой части эхограммы геолокатор зарегистрировал тело (5) с сильно отличающимся, по сравнению с водой, волновым сопротивлением. Поэтому практически вся звуковая энергия отразилась от его поверхности, достигла поверхности водоема, отразилась от нее как от зеркала и еще несколько раз прошла этот путь, что и зарегистрировано в виде последующих реверберационных отражений (6).
Горизонтальный и вертикальный масштабы на эхограмме искажены. Первый из них определяется скоростью протяжки электротермической бумаги и скоростью движения плавсредства и может быть с достаточной точностью вычислен. Вертикальный масштаб в грунте искажен и обычно привязывается к скорости распространения звуковых колебаний в воде, равной с весьма малым отклонением 1500 м/сек. Искажения масштаба происходят за счет разницы скоростей распространения звуковых колебаний в грунтах и в воде. Эта разница может быть очень существенной. Так, скорости
для водонасыщенных песков в зависимости от их уплотнения могут колебаться от 150 м'сек до 1800 м/сек. Во взвешанных илах — порядка 1500 м/сёк, в твердых горных породах типа гранитов — до 4000 —6000 м/сек.
Если же' учесть, что плотности, например плов и гранитов (или кирпичной кладки), также сильно различаются в ту же сторону, то станет очевидной возможность регистрации за счет большого различия в волновых сопротивлениях погребенных (ваиример илами) древних каменных сооружений, мостовыхили утрамбованных в прошлом дорог и т. п.
Размеры тел, которые могут быть «зарисованы» этим методом, зависят от рабочей частоты аппаратуры. Уверенно регистрируются тела, размеры которых соизмеримы (но не меньше) с длиной волны звукового зондирующего импульса. В настоящее время регистрация тел величиной в несколько десятков сантиметров несложна. Глубина, на которой эти тела могут быть зарегистрированы, помимо литологического состава гранта зависит главным образом от мощности зондирующего импульса и достигает десятков метров воды и грунта.
Переходя к методике использования метода звуковой геолокализации для целей подводной археологии, нужно отметить два различных методических приема:
а) работа в движении,
б) работа по точкам.
В движении следует применять звуковые геолокаторы тогда, когда донные отложения не слишком отличаются волновым сопротивлением от сопротивления воды (неорганические илы, например). При этом информация о строении поддонной части и погребенных телах будет получена в виде, подобном эхограмме на рпс. 1. Исследование следует вести по заранее намеченной сетке взаимно пересекающихся галсов с ориентировкой по береговым створам. Поскольку эхограммы получаются немедленно, то рекомендуется особо интересные места отмечать буями для более детального изучения. Этот метод экономически наиболее целесообразен и дает наиболее полную информацию. Однако в практике встречаются слушай, когда донные отложения представлены хорошо отражающими звуковую энергию песками или сильно ее поглощающими средами. В этом случае для создания условий максимального проникновения звуковой энергии в грунт (с целью увеличения глубинности геолокации) рационально использовать методику работы «по точкам». При этом приемо-излучающая акустическая система опускается на дно водоема и эхограммы получаются в виде парал-
Рис. 1. Эхограмма
лельных горизонтальных линий, характеризующих чередование наслоений только под данной точкой. Перемещая акустическую систему на соседние участки дна, можно получить представление о характере изменений в чередовании наслоений грунтов и построить соответствующий разрез.
В заключение немного о задачах, которые могут быть решены с применением метода звуковой геолокации.
1) Благодаря высокой производительности и малой стоимости работ, метод позволяет проводить планомерное исследование и картирование таких мест, как:
а) Прибрежная полоса до глубин в десятки метров, в которой могут оказаться затопленные города, поселения, портовые сооружения, отдельные здания, дороги и другие памятники. Например, на Черном и Азовском морях, на западном берегу Каспия, на Иссык-Куле ит.д.
б) Зоны наиболее частных кораблекрушений. Поскольку эти зоны сохраняют свои зловещие свойства на протяжении длител ьного времени, то на дне их могут оказаться корабли, ладьи, плоты и т. п. всех исторических периодов когда существовало мореплавание. Причем могут быть найдены и полностью занесенные донными отложениями корабли. Пожалуй, наиболее интересны в этом отношении Черное,
Азовское и Каспийское моря, а также Ладожское озеро.
в) Уже известные места с затопленными сооружениями и затонувшими кораблями. На этих местах можно проводить детальную разведку с вычерчиванием разрезов и воссозданием планов.
2) Поскольку работа прибора не завис пт от прозрачности воды, можно исследовать озера Средней полосы и Севера. Например, применить прибор для поисков свайных поселении в Прибалтике или для обследования Ладожского и Чудского озер и т. д.
3) На Черном. Азовском и Каспийском морях данный метод может помочь при решении интереснейших задач исследования динамики береговой линии за исторические! период, что в свою очередь даст в руки археологов очень ценный материал для дальнейших поисков и широких исторических выводов.
При решении некоторых задач подводной археологии метод звуковой геолокации может оказаться единственно применимым. Но, конечно, наиболее целесообразно его применение в комплексе с другими методами исследования. Так, например, комплексное применение метода с аэрофотосъемкой, подводным телевидением и последующей акваланговой разведкой может дать замечательные результаты.
О ПРИЕМАХ И МЕТОДИКЕ ПОДВОДНЫХ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗВЕДОК
Б. Г. ПЕТЕРС
Поиски и разведки археологических объектов под водой проводятся в сложных условиях с применением новейших достижений науки и техники. В зависимости от технических возможностей и условий работы соответственно изменяются и способы исследования подводных объектов. В данной статье мы остановимся на некоторых методических приемах, которые были разработаны и применены в 1957— 1964 гг. экспедицией Института археологии АН СССР под руководством В. Д. Блаватского *.
1) Поиск и и разведки археологических памятников при отсутствии видимости под
водой.
а) При отсутствии видимости под водой при глубинах до 1,5 м участок водной поверхности с помощью мерной ленты и буссоли разбивался налги па квадрат со сторонами 50 м. На двух сторонах квадрата, идущих от берега в море, на укрепленных вехах натягивались шнуры. Вдоль береговой стороны квадрата натягивали третий шнур, который скреплялся с предыдущими веревками скользящей петлей и мог передвигаться относительно их, образуя третью подвижную сторону квадрата. Все трп веревки были градуированы узлами через каждые 5 м.
Шесть исследователей выстраивались через 10-метровым интервал вдоль третьей подвижной стороны квадрата. Держась за веревку, они двигались вперед, ощупывая ногами дно. Через каждые 5 м вся цепь останавливалась и производился замер глубин. Достигнув противоположной стороны четырехугольника, исследователи перемещались внутри квадрата на 5 ле и вторично его изучали. При обнаруже-
1 В. Д. Ь л а в а т с к и й. О подводной археологии. СА, 1958, № 3; В. Д. Блаватский и В. Н. К у з и щ и н. Подводные разведки в 1958 г. КСИА, вып. 83, 1961; В. Д. Б л а в а т с к и й. Подводные раскопки Фанагории в 1959 г. СА, 1961, № 1; О н ж е. Работы подводной Азово-Черноморской экспе-; иции 1960 г. СА, 1961, 4; О н ж е. Подводные раз-
ведки в Ольвии. СА, 1962, К 3; В. Д. Б л а в а т с к п й, Г. А. К ошеленк о. Открытие затонувшего лигра. М., 1963; Л. П. Колли. Следы древних культур па дне моря ПТУАК, № 43. Симферополь, 1909; А. П. К а-р а с е в. Оборонительные сооружения Ольвии. КСИПМК. вып. XXII, 4948; Р. А. О р б е л и. Исследования и изыскания. М.—Л., 1947; Б. Г. И е-т е р с, И. В Смирнов. О новейших подводных археологических работах. ВДИ, 1961, № 3; Б. Г. Пете р с. Подводный спорт и археология. «В помощь спортсмену-подводнику», № 1. М., 1962; О и же. В поисках затонувшего судна. Там же; О и ж е. Подводные работы в Ольвии. КСИА, вып. 95, 1963.
нии завала камней мы опускали на дно прозрачные полиэтиленовые мешки, наполненные чистой водой; этот прием позволял увидеть изучаемый объект и зарисовать его.
б) В этих же условиях был опробован и другой прием. Вдоль берега разбивалась 50-метровая базовая линия, с пикетами через каждые 5 м.
На первом пикете выставлялись по буссоли две створные вехи. Исследователь в акваланге уходил на 50-метровом конце в мора и, встав в створ, погружался на дно. На берегу сигнальный конец выбирали, подтягивая водолаза, который руками исследовал дно и в случае обнаружения находок всплывал. По створам и выбранному концу определялось направление и расстояние до объекта, который исследовался и наносился на плане. По завершению работы на первом пикете створы переносились на следующий и работы продолжали) ь в том же порядке.
в) При отсутствии видимости под водой на глубинах до 10 м нами применялся метод «трала», когда за шлюпкой, идущей в створах, буксируется по дну мешок, наполненный мелкими камнями. Причем часть буксирной веревки исследователь держал в руке. При небольшой тренировке можно было научиться различать на дне небольшие неровности. При обнаружении препятствии шлюпка ос ганавли-валась и проводились подводные исследования. В этом случае местоположение шлюпки засекалось буссолью с двух точек базовой линии, разбитой на берегу.
2) Поиски и разведки археологических памятников прп хорошей в и д и мости под в о д о й.
а) На глубинах до 5 .и мы визуально просматривали дно с кормы шлюпки с помощью смотровых масок и ящиков; в этих случаях шлюпка ходила попеременно в разных створах, выставленных на берегу.
б) Применялся здесь и другой способ исследования. Шлюпку ставили па якорь, определялось ее местоположение. В радиусе 50 .и проводили исследования дпа пловцы-ныряльщики или водолазы.
в) На глубинах до 25 м исследование проводилось следующим образом. Шлюпка ставилась на якорь, ее местоположение фиксировалось. Работы проводились па 50-метровых сигнальных концах, так что исследователь проплывал по окружности с пятиметровыми интервалами всю площадь круга
г) На этих же глубинах были организованы автономные работы двух водолазов, которые работали в море, взаимно страхуя друг
друга. Ходили они под водой по заданному азимуту' с помощью подводного компаса. Связь с ними под водой поддерживалась с помощью звуковой сигнализации.
д) На глубинах до 90 м нами был применен эхолот НЭЛ-5р с самописцем, с помощью которого в ряде мест удалось обнаружить подводные препятствия.
е) Примерно до этих же глубин возможно использование подводной телевизионной камеры, совмещенной с эхолотом. Подобная установка была нами применена на глубинах до 40 .и в Черном море в районе мыса Тархан-кут, с помощью которой на экране телевизионного приемника удалось проследить на дне мельчайшие подробности.
3. Поиски и разведка археологических памятников под водой, скрытых донными отложениями.
а) Поиски и разведки археологических памятников под водой, скрытых донными отложениями, проводились нами при работах по исследованию остатков древних кораблей.
б) Экспедиции 1959 и 1960 гг. проводили работы по изучению древнего корабля, затонувшего в Керченском проливе.
Как выяснилось, остатки корабля местами возвышались на несколько сантиметров над уровнем донных отложений и были обнаружены визуально по скоплению морских моллюсков — мидий, которые, укрепившись на бортовых досках, обозначили контуры погребенного судна.
Вдоль осевой линии корабля через его пос и корму' была протянута и закреплена на дне градуированная на дециметры мерная лента, направление которой было зафиксировано подводным компасом. Перпендикулярно осевой линии через каждые 5 м на дне были выложены и закреплены градуированные узлами на дециметры веревочные концы, так что корабль был покрыт координатной сеткой. На дне в местах пересечения координатных линий были установлены якоря, к которым па капроновых концах подвесили поплавки, облегчающие работу' п ориентацию водолазов.
Исследователи опускались на дно, имея в руках пластмассовые листы, па которых в масштабе была нанесена координатная сетка. Производя с помощью рейки замеры находящихся па дпе предметов от двух ближайших сторон координатной сетки, исследователь шифровал их и наносил на предварительны! i план.
Подъем находок осуществлялся после детальной фиксации на дне всего материала. На
поверхность были подняты ядра, свинцовая обшивка днища, отстатки металлических частей.
Мы предполагаем, что здесь на дне моря напротив развалин крепости Еникале лежит турецкое военно-разведывательное судно, потопленное в Керченском проливе русскими кораблями во время морского сражения 8 августа 1790 г., о чем сохранились письменные сообщения 2.
в) Подводные экспедиции зимой и летом 1964 г. проводили работу по исследованию древнего корабля, затонувшего недалеко от Евпатории и обнаруженного при строительстве порта на Донузлаве.
Работы проводились в открытом море в 150 м от берега у западной шноры канала на линии ее продолжения. Исследования здесь осложнились тем, что этот корабль был перекрыт сверху пятиметровыми отложениями песка и случайно обнаружен прп проходе траншеи землечерпалкой, которая подняла на поверхность часть его груза — глиняные сосуды-амфоры.
При работе были применены геофизические методы исследования, позволившие определить место расположения и примерные контуры остова судна. На дне моря над предполагаемым местоположением корабля былп разбиты шесть квадратов 25 X 25 м и два круга радиусом 50 м, внутри которых с помощью металлического щупа изучались песчаные отложения па глубине до 1 м. Работа внутри круга по исследованию его площади осуществлялась также щупами указанным выше методом (см. пункт 2,в). Внутри квадратов работали по два аквалангиста, которые, завершив исследование, каждый раз передвигали на полметра подвижную сторону квадрата. Вдоль этой стороны аквалангисты изучали дно с помощью щупов. Кроме того, дно на такой же глубине исследовалось с помощью сконструированного нами механического зонда, установленного на салазках, которые протягивались по дну моря по векторам лебедкой, установленной на берегу.
В местах, где щуп или зонд встречал препятствие, были заложены шурфы, стороны которых крепились с помощью опалубки. Два шурфа 1 X 1 м и глубиной до 1 м былп пройдены лопатами и совками. Два других—размером 2 X 2 м и глубиной до 2,5 м — при помощи грунтососа п пневмоэжектора.
В результате работ были подняты фраг
менты амфор IV—III вв. до н. э., медные корабельные гвозди п т. д.
Интересно обратить внимание на тот факт, что металлические и деревянные части судна в некоторых местах полностью были разрушены, но удалось заметить, что остались их слепки, образовавшиеся пз сцементированных п уплотненных песчинок п створок раковин.
2 «Боевая летопись русского флота». М., 1947—1948, стр. 118.
МАТЕМАТИКА И КИБЕРНЕТИКА
ПРИМЕНЕНИЕ
СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ К ИЗУЧЕНИЮ МАССОВОГО АРХЕОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
В. Б. КОВАЛЕВСКАЯ (ДЕОПИК)
Использование статистических методов в археологии можно рассматривать в нескольких аспектах: для описания археологического массового материала в объективной, точной и компактной форме; для определения достоверности наших выводов, построенных на ограниченном материале; для отнесения археологических материалов к той или иной культуре и эпохе.
Статистический метод успешно зарекомендовал себя в работах советских археологов (применение коэффициентов корреляции, таблицы взаимовстречаемо! ти, «равнение средних, различные графики и т. д.) х.
В зарубежной археологической литературе статистическим методам стало уделяться соответствующее место в основном в послевоенные годы, причем за самое последнее время появился целый ряд статей, из которых особенно следует отметить исследования А. Сполдинга 1 2 3. Как правило же, в работах разбирается тот или иной статистический метод для решения поставленной конкретной задачи. Вопросы объективного подхода к археологической классификации рассматриваются в ряде пабот американских археологов
Относительная датировка стоянок по процентному соотношению массового кремневого-материала решается с помощью кумулятивных таблиц и других графиков западно-европейскими археологами 4. Для решения этих же
1 II П. Ефименко. Рязанскиемогплышкн.Опыт культурно-стратиграфического анализа могильников массового типа. «Материалы по этнографии», т. III, вып. 1. Л., 1926, стр. 66—67; А. В. Арцихов-с к и и. Курганы вятичей. М., 1930, стр. 130— 150; М. 11 Грязно в. Древняя бронза минусинских степей. Бронзовые кельты. «Труды ОИПК ГЭ». т. I, 1041. стр. 239—242; "Итоги археологических работ в зоне затопления Куйбышевской ГЭС». Казань, 1956, стр. 4; А. П. Ч е р н ы ш. О статистическом методе в изучении палеолита и мезолита. «Maiepiaai 1 дослЦ-ження з археоюп! Прикарпатти i Волин!». Киев, 1959, вып. 2, стр. 29—40; Н. О. Бадер. О соотношении культуры верхнего палеолита и мезолита Крыма иКав-каза. СА, 1961, .V 4, стр. 331 и сл.
2 А. С. S р a u 1 d i в g. Statistical description anti comparison of Artifact Assemblages. «The applications of quantitative methods in archaeology», I960, стр. 60—83; «The dimensions ef Archaeology».— «Essays in the science of Culture». In honor of Leslie A W kite, стр. 437, 442.
3 A. L. Kroeb e r. Statistical Classification. AA. t. 6, 1940, .V 1. Menasha, стр. 29—44; A. D. Krieger. The typological concept. AA, t, 9, 1944, N 4 Menasha, стр. 271 —288; A. C. S p a u I d i n g. Statistical techniques for the discovery^ of Artnact types, AA, t. 18, 1953, N 4. Salt Like City, стр 305—313.
4 F. Borde» Principes d'ime methode d'cludes-des techniques de debitage de la lypologie du Paleoliti-
вопросов в отношении поселений более позднего времени с использованием керамического материала американскими археологами предложен целый ряд оригинальных графических и статистических методов 5 6. Статистика не заменяет археологические закономерности математическими. Она уточняет археологическое исследование, внося объективность в выражение числовых данных ®.
Археологическое исследование начинается с выделения и описания основных признаков предметов и их классификации. Во всех типологических работах — проводится ли исследование керамики, украшений или типов поселений,— то есть там, где мы имеем множество однородных предметов, или многократную повторяемость однородных явлений, должна использоваться статистика — «метод комбинирования, анализа и обобщения данных наблюдения» 7 *. В археологической практике, мы, как правило, располагаем ограниченным количеством материала: ряд погребений и могильник, раскопы и все поселение, могильник и группа могильников исследуемого времени и территории, ряд вещей определенной культуры и облик материальной культуры в целом—-во всех случаях мы имеем некоторую выборку и генеральную совокупность, "которая за псп стоит. Те закономерности, которые мы наблюдаем в выборке, мы переносим на генеральную
quo ancien et moyen. «L'Amhropologie». t. I,IV, 1950; G. Laplace-Jauretche. Application des methodes statistique a l’6tude du Mesolitique. «Bull. Soc. Prehist. Franc.», t. LI, 1954, стр. 127—139; A. Boh-mers. Statisliques et graphiques dans 1’etude des materiels lithique prehistorique. 'lAntiqinles nationales "et Internationales». Megalilhes. Сентябрь — октябрь 1960, ч. HI п IV, табл. 1.
6 W. S. R ob i n son. A me'hocl for Chronologically Ordering Archaeological Deposits. AA, t. 16, 1951, № 4. Salt Like City, стр. 293—301; G. XV. В га i nerd. The place of Chronologically Ordering in Arc nae-ological Analysis. АЛ, I. 16, 1951, A 4. Salt Like City, стр. 301—313; I). J. Le h m er. Robinson'sCoeificienl of Agreement-A critique. AA, t. 17, 1951, № 2, стр. 151; C. W. M e i g a n. A new method for the seriation of archaeological collections. AA, t. 25, 1959, № 2. Sall Like City, стр. 203—211; M. A s h e r. A mathematical rat.onah for graphical serration. AA. t. 25, 1959, № 2. Salt Like t ну, стр. 212—214; A. J. Jelinek. Use of the cumulative graph in temporal ,dr during. AA, t. 28, 1962, JNs 2. Salt Like City, стр. 241—243.
® Пользуюсь возможностью высказать глубокую благодарность математикам академику АН УССР Б. В. I не-денко п кандидатам математических паук Л. Н. Боль-шеву, Л. Д. Мсшалкину и II. В. Гнрсапову, ознакомившимся с рукописью данной статьи и сделавшим ряд ценных замечаниях
7 Ф. Милл с. Статистические методы. М., 1958, стр. 706.
совокупность. Задача нашего исследования дать наибольший объем сведений о совокупности наблюдений в такой форме, чтобы эти данные были удобны для последующей расшифровки и обработки не только ручным способом но и с помощью машин 8. Мы стремимся объективно оценить степень надежности (точности) полученных нами оценок.
В исследовательской практике мы привыкли говорить, что процент какого-то типа вещей, полученный на определенном материале, подвержен случайным колебаниям (зависящим от числа наблюдении п их разнообразия), хотя в целом проявляется определенная закономерность, характеризующая хронологические илп географические особенности памятника. Статистика позволяет объективно решить вопрос о достаточном (для решения поставленных конкретных задач) числе наблюдений, после которого начинает проявляться закономерность. При изучении процентного соотношения керамики в поселении (или определенных украшений в могильнике) важно выяснить, при каком количестве раскопов (или погребений) и при каком числе фрагментов керамики (или украшений) возникает необходимое процентное соотношение, чтобы можно было распространить полученные выводы с изученного ряда раскопов илп погребений (так называемой выборки) на все поселение или могильник (так называемучо генеральную совокупность) ®.
Прп решении археологических вопросов важной задачей исследования является определение места изучаемого памятника во времени п пространстве, т. е. определение его даты п культурной принадлежности на основании сравнения с другими памятниками. Ниже мы разбираем ряд методов математической статистики, объективно оценивающих соотношение между различными выборками или между выборкой и совокупностью в том случае, когда сравниваются данные (проценты), основанные па разном числе наблюдений.
Ряд статистических методов может применяться при решении вопроса датировки памятни
8 «Centre nalionalede la recherche scientifique. Centre d'analyze documenfaire pour I'Archeologie» .
8 В дальнейшем в статье «выборкой» мы бу дем называть ту Часть исследуемых вами археологических предметов пли явлений, которая нами непосрсдстшчпю обрабатывается (например, украшения пли керамика того илп иного памятника), а «генеральной совокупностью» — всю категорию этих же археологических предметов илп явлении, частью которых была исследуемая группа (например, украшения или керамика определенной культуры того или иного времени).
ка по процентному соотношению определенных типов вещей. В некоторых случаях представляется возможным определенные наблюдения свести к графикам и формулам, что является необходимой схематизацией как для большей простоты и наглядности вообще, так и для статистической характеристики массового материала.
Археологические закономерности выступают не всегда достаточно четко из-за действия случайных причин. Многие исследователи считают, что поскольку археологические материалы < чень изменчивы и сложны, а предметы материальной культуры отличаются индивидуальной неповторимостью, к ним якобы нельзя применять статистические методы. На самом деле именно благодаря своей изменчивости археологический материал является благолатным полем для применения математики. Причем методы статистики могут быть использованы не только для тех категорий памятников, которые насчитывают сотни и тысячи экземпляров, но и для гораздо более малочисленных групп, так как за последние пол столетия получил большое развитие тот раздел математической статистики, который имеет дело с малыми выборками 10 11 (меньше 30 экземпляров),— I/ I микрлстатцстика.
Любое историко-археологическое исследование начинается с научного анализа источниковедческой базы, т. е. вещей. При собирании и приведении в систему этих материалов для их исчерпывающего и точного описания долж-। ны применяться средние, сигма, коэфффпцпент вариации.Например, мы описываем какой-то тип керамики, который объединяет ряд общих признаков (положим, небольшие сероглиняные кувшины с выступами на ручне). Было бы недостаточно только описать «типовой экземпляр» и сказать, сколькими экземплярами он представлен, так как читателю осталось бы неясным, какие размеры и пропорции преобладали в этом типе, насколько менялся характер глины, сколько выступов было на ручке и т. д. 11
Одним из способов, дающих наиболее полное представление обо всем первичном материале, является построение вариационного ря-(/ да всех признаков в виде графика. При исследовании металлических зеркал IV—IX вв.
10 В. В. II а л н м о в. Применение математической статистики при анализе вещества. М., 1960, стр. 79; Дж. Э. Юл и М. Дж. Д. К е и д э л. Теория ста-•тистики. М., 1960, стр. 540—563.
11 В работе мы приводим наиболее схематичные и упрощенные примеры.
представляет интерес вариационный ряд (гистограммы) диаметров, где по оси абсцисс нанесена величина диаметра в сантиметрах, по оси ординат — количество экземпляров каждого размера (рис.1, Д,Е). «Закономерности, проявляющиеся в распределении (зеркал) по размеру, отра?кают наиболее существенные, общие для всей массы продукции условия производства»12. На рис. 1, А,Б,В,Г построены гистограммы распределения определенных типов бус по погребениям (по оси абсцисс даны: А,В—процент данного типа бус в одном погребении; Б, Г — количество бус в одном погребении, по оси ординат — количество погребений). Анализируя этот график, мы можем сказать, какое количество бус в погребении встречается наиболее часто, оценить характер пх разнообразия, но мы пе сможем сравнить между собой разные материалы, и, кроме того, графики подобного типа занимают много места и могут быть приведены только для наиболее важных признаков. Задача, стоящая перед нами,— выразить эти графики несколькими цифрами, которые дадут наибольшее представление о них. Исследуя керамику, украшения, поселения, могильники и т. д., археологи указывают средние их размеры, являющиеся результатом точного подсчета или зрительного представления о наиболее часто встречавшемся размере. Средняя арифметическая (х, М) равна частному от деления суммы (S) всех значений признака (х) на их число (N):
х = М = ^. (1)
Полученные средние величины уже более удобны для того, чтобы сравнивать между собой материалы Из разных культур или периодов, но надо всегда учитывать число случаев, на которых они построены, чтобы знать, насколько оно (это число) устойчиво. Наглядным методом, показывающим степень устойчивости данного процента, является график накопленных (кумулятивных) процентов 13.
На рис. 2 нами приведен график накопленных процентов по типам керамики IV—V вв. из поселения у с. Журавка (раскопки Э. А. Сы-моновича)14. По оси абсцисс наносятся
12 И. В. Дунин-Барковский и Н. В. Смирнов. Теория вероятностей и математическая статистика и технике (общая часть). М., 1955, стр. 18.
13 В. Б. Д е о п и к. Кла, сификацпя бус Юго-Востпчной Европы VI-—IX вв. СА, 1961, № 3, рис. 1, а.
11 Пользуемся возможностью высказать глубокую благодарность Э. А. Симоновичу за предоставление в наше распоряжение этого материала.
in
пппппП Pin
tt'
Рис. 1. Гистограмма процента и числа сердоликовых бус по погребениям Баклинского могильника VIII—IX вв. (А, Б, В, Г) и гистограмма размеров металлических зеркал Юго-Восточной Европы IV—IX вв. (Д, Е)
А — процент сердоликовых бус; Б — количество (в экземплярах) сердоликовых бус;
В —сгруппированный процент сердоликовых бус; Г — сгруппированное количество (по 3 экз.) сердоликовых бус; Д—диаметры металлических зеркал (в см.); Е — сгруппированные данные по диаметру металлических зеркал
19 Заказ 3® 1350
Рис. 2. График накопленных процентов лощеной керамики по раскопам в 100 кв. м из поселения IV—V вв. черняховской культуры у с. Журавки
I—1-й штык; II— 2-й штык; 111—3-й штых; IV — 4-й штык; V — 5-й штык; VI—6-й штык
раскопы 16, по оси ординат — величина процента. В точке пересечения ставится средний процент в одном, двух, десяти п т. д. раскопах. Рассматривая колебания процентов лощеной гончарной керамики в первом штыке, мы видим, как постепенно последние уменьшаются, приближаясь к среднему проценту 14—15. Эта стабилизация процента завпсит как от числа раскопов и количества фрагментов керамики, так и от степени устойчивости рассматриваемого нами процента в каждом отдельном раскопе. Мы видим по графику, что можно было бы определить какую-то определенную область, границы возможной погрешности оценки, интервал (средний процент + некоторая полученная опытным путем величина), который покрывает оцениваемый нами средний процент. Однако прежде чем определить этот интервал, надо рассмотреть еще несколько статистических величин.
Одна только средняя не дает никакого представления о степени разнообразия тех показателей, из которых она была вычислена. Мы не знаем, если речь идет, положим, о размерах зеркал, преобладают ли небольшие или крупные экземпляры, существует ли какая-
15 Порядок расположения раскопов определяетвя по таблице случайных чисел, чтобы какие-либо топографические особенности поселения не «несли изменений в исследуемую нами картину.
либо закономерность в их распределении и т. д. Возникает необходимость в выборе какой-то меры разнообразия (рдссеиндя). Простейшей мерой является вариационный размах, разность между наибольшим и п= змен! с im из наблюдавшихся значений (9,4 с-и — для зеркал; рис. 1, Д). Ни эта величина подвержена значительным случайным колебаниям, так как зависит только от крайних членов, распределение же значений между ними ле отражается. Поэтому в статистике общеупотребительно среднее квадратическое отклонение (стандарт, о, сигма), квадратный корень из среднего квадрата отклонений (х) отдельных значений признака от средней арифметической (х):
о = (2)
для малых выборок:
(x-vV
N — 1 ’
Среднее квадратическое отклонение меньше любой другой меры рассеяния подвержено случайным колебаниям выборки 1в. Когда выбираются признаки, которые хотят положить в
16 Дж. Э. 10 л и AI. Дж. Кендэлл. Указ, соч., стр. 171.
основу классификации, то первым требованием к ним является наибольшая устойчивость; определить же последнюю можно не по сигме (если нам надо сравнить ряд признаков), а по коэффициенту вариации:
г> = 100-|-%. (4)
Для определения достоверности различия между двумя коэффициентами вариации вычисляется ошибка коэффициента вариации:
и применяется следующий критерий 17:
(п —г>2)а
2 । 2
I редние величины и вариацию мы определяем па основании того археологического материала, который был в нашем распоряжении, т. е. всегда по части, по выборке. Задача же нашего исследования — обобщать материалы за пределами наших наблюдений, строить наши представления о целом, о,генеральноп со-f купности. Вычислив средний процент керамики в раскопанной части поселения, мы ставим вопрос, насколько он может отличаться от процента, который мы получим, раскопав все поселение (при условии однородности и одно-слойности поселения). Или, если нас для каких-то определенных целей интересует только среднее, то мы должны знать, на каком числе наблюдений это среднее должно быть построено. Зная средние цифры и вариации того пли иного типа вещей или археологических явлений в двух памятниках, мы можем определить их этническую и культурную принадлежность. Но все эти вопросы могут быть решены тогда, когда мы знаем математическую форму распределения.
К любому собранному нами материалу, основанному на ограниченном числе наблюдении, можно подобрать множество теоретических формул, более или менее удовлетворительно описывающих наблюдения 1S.
Во многих случаях приложения математической статистики к различным видам наук (к биологии, технике) принимается гипотеза о Нормальном (гауссовом) распределении, потому что ато распределенье хорошо разработа
17 Ю. Поморский. Вариационная статистика, ч. I. Л., 1929, стр. 192.
18 В. В. Налимов. Указ, соч., стр. 98.
но и им удобно пользоваться для статистического анализа при помощи составленных таблиц.
Нормальное распределение получается на практике тогда, когда на конечный результат действует большое число независимых факторов; в ряде археологических применен рёзонш предположить именно такую ситуацию. При этом распределении мы имеем одновершинную симметричную кривую, где численное" I Ff упп уменьшаются симметрично — по обе стороны от центрального максимума до нуля. Очень приближенно можно рассматривать кривую распределения размеров зеркал (рис. как нормальную. Очевидно, это применимо к большинству случаев, связанных с распределением размеров поедметов.
А. Сполдинг статистическими методами доказал, что размеры каменных наконечников подчиняются нормальному распределению 1В 19 20. Для первобытного мастера существовал «идеал» (стандарт) размера наконечника, определяющийся средней арифметической. С другой стороны, индивидуальные расхождения, получавшиеся при процессе изготовления, вызывали различные отклонения от средней. Интересно, что кривая распределения размеров может служить для проверки правильности типологии, так как многовершинность кривой указывает на несколько типов с разными размерами, лежащими в их оспове ’°. В большинстве случаев получается распределение, смещенное вправо. Это объясняется невозможностью принимать отрицательное для признака значение и наблюдается при невысоком проценте (10—30%), при высоком проценте (70—90%) иногда наблюдается смещение влево.
Особенное значение приобретает вопрос о характере распределения, когда мы исследуем процен гное соотношение керамики в поселении, имея в своем распоряжении данные но нескольким раскопам. Нам важно выяснить, какому закону подчиняются колебания процентов керамики по раскопам, и если нам удастся доказать применимость нормального распределения, мы сможем пользоваться целым рядом статистических методов, о которых скажем, ниже.
На рис. 3 приведена гистограмма процентов лощеной керамики из Черняховского поселенпя у с. Журавки. Ввиду того, что процент лощеной керамики не изменяется по
19 A. Spaulding. Statistical description..., стр. 63—67.
20 В. Л. Янин. Денежно-весовые системы русского средневековья. М., 1956, рис. И, 54, 55 и т. д.
Рис. 3- Распределение процента лощеной керамики по раскопам из поселения IV—V вв. Черняховской культуры у с. Журавки (гистограмма и нормальная кривая)
штыкам, нами взяты проценты в различных рас-копах по всем пластам поселения (по осп ординат — количество раскопов, содержащих этот процент). Полученная гистограмма сравнивается с нормальной кривой, построенной с тем же средним арифметическим и сигмой 21. Из графика видно, что данное распределение процента лощеной керамики по раскопам в пределах поселения можно считать нормальным (гауссовым). Зная среднее арифметическое и сигму, мы можем обобщать явления за пределами наших наблюдений в том случае, когда мы признаем нормальную кривую выражением нашего распределения В этом случае можно с уверенностью сказать, какое количество наблюдений лежит в определенных пределах (х -1-о — 68 "о, х ± 2 п = 95%).
Нормальному распределению подчиняется изменение количества стеклянных браслетов в Новгороде по ярусам. На рис. 4 показаны две гистограммы (по всем браслетам и по типу витых), составленные по материалам, предоставленным нам М. Д. Полубояриновой 22. По
21 Р. А. Фишер Статистические методы для исследователей. М., 1958, табл. 1.
22 Пользуюсь возможностью высказать благодарность М. Д. Полубояриновой за предоставление, этих материалов.
оси абсцисс нанесены ярусы Новгорода, по оси ординат — число фрагментов браслетов. На наш взгляд, нормальное распределение вызывается местным производством стеклянных браслетов в Новгороде, начавшимся в XI в., достигшим наибольшего расцвета к XII—XIII вв. и постепенно сократившимся в последующий период.
Разобранные выше примеры показывают, что ряд археологических явлений (распределение керамики по разным раскопам в одном поселении, распределение размеров тех или иных предметов и т. д.) может быть выражен нормальной кривой. Мы определили не только средний процент, ио и некоторую область вокруг него, чтобы иметь возможность по части судить о целом, судить о культурной и хронологической принадлежности памятников.
Сложнее обстоит дело с решением подобных задач при исследовании явлении, распределения которых не представляется возможным приближать к нормальным. Например, средний процент определенного типа бус в могильнике складывается из процентов данного типа бус по отдельным погребениям, но так как общее число т шов бус велико (в VI—IX вв. — 155 типов), а (реднее число бус в погребении всего 50, то вероятность того, что какой-либо тип будет встречен в данном погребении, мала. Это — статистика редких событий. Логично было бы предположить, что здесь мы имеем дело с распределением Пуассона, которому подчиняются редкие события, но проверка показала. что приближение слишком далекое. Нам приходится рассматривать эти случаи в более общем виде. Разберем, что в такой ситуации значит выражение х +о.
Когда закон распределения остается неизвестным, для того чтобы сигму можно было бы рассматривать как меру рассеяния, необходимо прибегнуть к неравенству Чебышева 23:
P[(X-p)>aol<^-. (7)
Прп а = 2 Р (х — ц) > 2 о < 0,25, где: Р — вероятность; х — средняя выборки; ц — средняя генеральной совокупности. То есть в совокупности только четверть всех наблюдений должна отличаться от среднего — больше чем на две сигмы,— тогда как, если бы она подчинялась нормальному распределению, вместо четверти наблюдений было бы 5% (т. е. совершенно удовлетворительный уровень). По-
23 В. В. Налимов. Указ. соп , стр. 193 и сл.
Э/гЗ !SOO
fOOO
Рис. 4. Распределение стеклянных браслетов по ярусам из раскопок Новгорода
скольку в нашем примере сигма относительно высока, удобнее увеличить число наблюдении, среднее из которых должно заключаться в пределах х+о. По неравенству Чебышева, это среднее должно получаться из выборки в 20 наблюдений. Для среднего же пз 80 наблюдений необходимо, чтобы в 95 случаях из 100 оно отличалось от среднего генеральной совокупности не больше чем па 0,5 с (при нормальном распределении для отклонения 0,5 з было бы достаточно 16 наблюд<ний).
Таким образом, на основании выборочных данных мы можем строить, например, хронологический эталон для того пли иного типа или группы вешай определенного времени и определенного района х Ч-р (в процентах) и сравнивать со средней из 20 наблюдений. Если последнее выходит за пределы найденной величины (х +о), то мы должны предполагать какие-то определенные причины, стоящие за этим (хронологические или географические).
Правда, полученные доверительные интервалы очень широки. Исследование графиков
накопленных процентов сердоликовых бус показало 2J, что на практике интервалу х + о удовлетворяет среднее не из 20 наблюдений (как мы указывали выше), а уже из 5—12 наблюдений. Мы можем, увеличив число наблюдений, уменьшить доверительные интервалы, беря не о, а 0,5з илп квадратическую ошибку средней (offi), равную сигме, деленной на корень квадратный пз числа наблюдений: .
На практике среднее из 30—40 наблюдений отличалось от средней арифметической генеральной совокупности не больше, чем на квадратическую ошибку средней. Таким образом, очевидце, что устойчивость средней зависит как от числа наблюдений, так и от величины рассеивания, выражающегося сигмой.
Если, например, на большом археологическом ма герпале определено, что различные
24 В. Б. Д е. о п и к. Классификация бус Юго-Восточной Европы VI —1\ вв., рис. 1, а.
хронологические периоды существования культуры характеризуются известным процентным соотношением типов керамики, можно, пользуясь очень простыми расчетами, показать, к какому периоду относится изученный нами отдельный памятник. Для этого достаточно выразить процент сравниваемого типа керамики в этом памятнике (в том случае, когда мы имеем распределения, подчиняющиеся нормальному закону) через доверительные интервалы, пользуясь таблицами, а не вычислять каждый раз по данным наблюдений.
Ниже мы покажем, как_выводятся доверительные интервалы и какими пользоваться для •сравнения между собой различных памятников. Определенный нами в выборке процент отражает частоту данного явления (причем процентами можно выражать не только количественные, но и качественные признаки — напрпмер, процент погребальных комплексов, в которых найдены предметы с тем или иным качественным признаком).
При большом количестве комплексов частота появления события (щ) обнаруживает устойчивость и является приближенным числовым значением вероятности Р данного события. Точность такого эмпирического измерения вероятности тем выше, чем большее число испытании были проведено.
Мы можем пользоваться формулой доверительного интервала для вероятности по частоте 25:
+ (8)
Величина Р зависит от того уровня значимости, который мы задаем. Если мы хотим, чтобы полученный результат был справедлив для 95% случаев, мы берем tp = 1,Уб (т. е. мы берем две сигмы) 2в, округляя, — берем 1Р = 2. Доверительные интервалы по этой таблице вычисляются очень быстро, так как можно пользовать< я специальными таблицами не только для вычисления процента и извлечения корня, но и для определения выражения Vw (i-iv)26 27.
Введя в расчеты характеристику вариации того признака, который мы изучаем, мы таким образом вводим объективную характеристику
26 И. В. Д у нии- Б а р к о в ск им и И.' В. С ми р-яов. Указ, соч., стр. 283.
26 95%-пый уровень значимости применяется в таблицах И. В. Дунипа-Барковскш’о и Н. В. Смирнова (укаг. соч., табл. XIX).
27 В. S. В и г i и g t о n, D. С. May Handbook of probability and statistic wilb tables, 1953, табл. VI.
степени их надежности. Перейдем же к тем методам, которые помогают определить место того пли иного памятника во времени и пространстве, сводят весь огромный разнородный материал из комплексов в несколько хронологических и культурных групп. На первых ступенях исследования, после проведения типологического анализа вещей, мы можем записать все комплексы на своего рода статистические бланки, где могут быть зашифрованы все те типы вещей, которые в них встречены. Затем мы пытаемся установить какой-то порядок в расположении этих карточек по наличию тех илп иных вещей, которые с некоторой определенностью свидетельствуют об относительной илп абсолютной дате. Таким образом мы получаем предварительно сгруппированные выборки. По даже если мы убеждены в правильности наших группировок, необходимость строгого доказательства не снимается. Мы покажем, что выбранные нами статистические показатели (статистики) — средняя арифметическая, коэффициент вариации, доверительные пределы для вероятности — служат для наглядного сравнения двух рядов. Наиболее наглядным п очень простым методом сравнения двух выборок по процентному содержанию тех пли иных предметов является сравнение дове ригельных интервалов. Погребальные комплексы VI—IX вв. делятся на две группы (VI— VII и VIII—IX вв.) по доверительным интервалам процентов тех или иных бус. Причем этим способом объективно отделяются типы украшений, могущие служить хронологическим эталоном, от типов, пе являющихся датирующими.
Зпая характер распределения (нормальный), можно пользоваться рядом формул, оце-пивающпх существенность разности между двумя выборочными средними. Средняя ошибка разности двух выборочных средних (для малой выборки):
М =1/ х‘)2+ 2(х — х2)2] (п1 + пв) q
Разн- V (ni + n,-Z)nint ' >
Существенность разности двух средних опре деляется с помощью критерия Стыодепта, иначе называемого критерием t. Для того чтобы знать, чем объясняется различие между двумя средними — случайными колебаниями в выборке или тем, что выборки взяты из разных совокупностей, характеризовавшихся разными средними, мы должны знать средние (х1 и ха) обеих выборок, разницу между ними и среднюю ошибку разности двух выборочных средних
(Мрази.» 9 формула) и решить наш численный пример по следующей формуле 28:
S1 = 15,30
х-= 4,87
Р|?_я2|>бср = 2[1-Л(«ср)]
вер. _ *0.*3
^ср. ^разн. -| Г3,4 + 0,58
V 19.18.3
10,43
= УёТ~4' (10)
бер = 10,43 iCp. = 45(iCp.) = 0,99 Р = 0,02.
При получении такой малой вероятности мы можем быть уверены, что разница между двумя средними существенна и не может быть объяснена случайностью, т. е. выборки относятся к различным хронологическим периодам. На практике часто применяется правило трех сигм. Полученное нами значение свидетельствует о существенности различия двух средних, если оно больше трех сигм:
4 >3,3.
Поскольку численное значение 7ср больше трех сигм (4 > 3,3), мы можем говорить о существенности различия между двумя выборочными средними. Эта величина t означает, что обнаруженные отличия пе могут быть объяснены случайными колебаниями, выборки были взяты из разных совокупностей, характеризовавшихся разной величиной среднего процента (т. е. или из разных культур, или из памятников различного времени).
Разобранные методы применяются при исследовании материала, подчиняющегося нормальному распределению, в _том_ же случае, ।когда нельзя с определенностью судить о характере распределения, пользуются рядом так называемых непараметрических (не завися-цих от распределения) или порядковых критериев. Например, мы хотим проверить, правильно ли мы выделили 26 погребений Баклин-ского могильника VIII—IX вв. Для этого лот
берем серию значенпй процентов стеклянных бус с металлической прокладкой, распределенных по выборкам, из семи погребений, т. е. мы имеем ряд распределенных выборочных средних: 11,9 7,4 8,7 5,1 10,0 12,0 13,6 13,5 11,6 9,8 16,1 9,8 8,3 21,7 3,1 17,1 13,9 4,3. Мы находим медиану (срединное по своему положению значение в упорядоченном ряду): 3,1 4,3 5,1... 17,1 21,7. Медиана при 18 наблюдениях является средним арифметическим из 9 и 10 10 + 11,9 .пп- г,
члена:--------= 10,96. Затем мы вычитаем
из каждого члена нашего первоначального ряда медиану и подписываем соответствующий знак:
9,8 16,1 9,8 8,3 21,7 3,1 17,1 13,9 4,3
— + — — + — + + —
11,9 7,4 8,7 5,1 10 0 12,0 13,6 13,5 12,6.
+ — — — — + + + +
Всякая последовательность, состоящая из одинаковых знаков, называется серией. Мы подсчитываем число серий в нашем ряду (10) и по таблице, приведенной В. В. Налимовым, выясняем, что при 18 наблюдениях с вероятностью 0,95 мы вправе ожидать появления от 5 до 14 серий при случайном характере колебаний. Поскольку полученное нами значение (10) лежит в этом интервале, то мы принимаем гипотезу о единстве всех этих выборок, относящихся к одной генеральной совокупности, характеризующейся определенным процентом бус с металлической прокладкой 2®.
Если мы будем сравнивать между собой два могильника и увидим, что какой-то тип керамики, являющийся хорошим хронологическим или этническим признаком, присутствует во всех погребениях первого могильника и отсутствует полностью во втором могильнике, то мы с полной уверенностью скажем, что эти могильники различны. Если же в нашем распоряжении будут менее четкие данные и на глаз можно будет только предположить, что эго различие существует, мы можем прибе гнуть к критерию знаков и решить этот вопрос. Удобство этого критерия заключается в чрезвычайной простоте вычислений. В данном примере берутся следующие данные: число янтарных бус в погребениях VI—VII вв. (1-я строка) и
28 Данный пример сравнения процентов сердоликовых бус приводится нами как если бы была доказана правильность примененья нормального распределения; в дальнейшем мы разберем этот же случай при помощи других методов, где откажемся от предположения о нормальном характере распределения.
28 И. В. Дунин-Барковский и Н. В. Смирнов. Математическая статистика в приложениях к технике. М., 1960, стр. 233—237; В. В. Налимов. Указ, соч., стр. 186—188; Б. Л. Ван дер Варден. Математическая статистика. М., 1960, стр. 321—325.
VIII—IX вв. (2-я строка) Баклпнского могильника:
29 0 0 3 46 29 5 45 127 5 5 00100001 004 =
+ Г- ++ + + -Ь+++ £
20 9 8 10 5 33 26 24 13 13 001 0000 00 0
+ + ++ ++ + + + +
По специальной таблице 30 мы выясняем, какое количество чисел разности должно быть для того, чтобы считать выборки различными. При 90%-пом уровне вероятности всякое значение, меньшее чем 6, свидетельствует о различии двух сравниваемых выборок. В рассматриваемом примере даже не шесть, а одно значенпе имеет знак «минус», следовательно, мы доказала, что по данному признаку (числу янтарных бус в погребении) группа погребений VI—VII вв. значимо отличается от группы погребений VIII—IX вв. За недостатком места мы не рассматриваем другие критерии для решения этих же вопросов отличия двух выборок по одному признаку, с которыми читатель может ознакомиться в специальной литературе31.
Можно доказать отличия двух выборок по ряду признаков, сравнивая суммированные численности целого ряда типов пли отделов бус по методу хч-квадрат 32. Тогда мы получим доказательства не только различия двух выборок по определенным типам, но и констатацию того, отличны или нет они по всей сумме своих показателей (нет возможности приводить здесь примеры, так как это займет много места).
Относительно подробно остановившись на вопросах соотношения выборки и генеральной совокупности, что позволяет нам строить хронологические и географические эталоны, и на методах сравнения между собой выборок, что позволяет датировать имеющиеся в нашем распоряжении памятники, коротко остановимся еще на ряде статистических методов, которые
могут быть использованы при археологических исследованиях. При изучении археологического материала начинают с описания ос-новныл признаков. Если наблюдается связь между двумя какими-то признаками (диаметр и высота сосуда, длина и ширина пряжки, состав теста и поверхность сосуда), желательно оценить степень и характер этой связи. Существует ряд статистических методов для решения этих задач. А. Сполдинг применял метод хи-квадрат для выяснения существования связи между двумя признаками или явлениями 33. Прп исследовании пропорции пряжек VI— IX вв. мы строили диаграмму для двух признаков, откладывая признаки по двум осжа зь В последней работе А. Сполдинг впервые применил регрессионный анализ. В результате исследования соотношения длины и ширины каменных наконечников ему удалось ширину выразить как функцию длины (ширина наконечника равна 11,46 мм х 0,13 длины наконечника) 33. Это очень удобный метод, но важно не только численное выражение связи, но и выяснение самого факта существования корреляции. Можно применить ряд упрощенных методов для выяснения коэффициента корреляции, в частности приближенный способ, предложенный И. Е. Фортунатовой Зб. На рис. 5 показано вычисление коэффициента корреляции между шириной и длиной бронзовых пряжек VI—1Х вв. (различными условными обозначениями показаны пряжки разных типов). После нанесения данных на таблицу (число интервалов для обоих признаков должно быть примерно одинаково) мы проводим через заполненные клетки прямые, соединяющие крап-ние точки, считаем количество квадратов, которые пересекли эти линии, записываем их от-
7
ношение (в данном случае = 0,29). По табл. 1. (вышеуказанной работы Е. И. Фортунатовой) ожидаемых коэффициентов корреляции прп заданном отношении мы получаем
приближенное значение коэффициента корреляции, равное 0,74.
80 В. В. Н алпмо в. Указ, соч., стр. 188,табл. 6, 4, Прилож.
31 И. В. Дуннн-БарковскийиН. В. С мп р-п о в. Математическая статистика, стр. 255; Б. Л. Ван дер Варден. Указ, соч., стр. 328—342.
32 Б. Л Ван дер В а р д е в. Указ. соч., стр. 272—290; В. В. Налимов. Указ, соч., стр. 99—106; A. Spaulding. Statistical description..., стр. 78—80.
33 A. Spaulding. Statistical techniques..., стр. 306 -312.
34 В. Б. Д e о и п в. Классификация п хронология..., рпс. 3.
35 A. Spaulding. Statistical description..., стр. 69—70.
36 Е. И. Фортунатова. Способ приближенного вычисления коэффчциепта корреляции. Сб. «Тео рия и методы антропологической стандартизации при- -менительио к массовому производству изделий личного, по; ьзоваппя». М., 1951, стр. 72—76.
Рис. 5. Вычисление коэффициента корреляции между шириной и длиной бронзовых пряжек VI—IX вв.
по приближенному способу
Е. И. Фортунатовой
Другим упрощенным методом является коэффициент корреляции рангов Кендала 37. Рассмотрим его на примере: исследуется наличие связи между высотой тулова (1-п ряд) п высотой горла (2-й ряд) небольших сероглиняных кувшинчиков V в. из Пашковского могильника ,V° 1 38:
5,5 6,0 7,8 8,0 9,3 9,2 11.5 8,6 7,3 8.5 8,0
5,0 4,0 6.5 8.2 7.4 7,9 9,2 5.7 6.3 5,6 4.9
Для вычисления коэффициента корреляции упорядочим первый ряд:
5,5 6,0 7,3 7,8 8,0 8,0 8,5 8,6 9.2 9,3 11 5 5,0 4,0 6,3 6,5 4,9 8,2 5,6 5,7 7,9 7,4 9,2
Если мы первому ряду дадим номера, то это будет ряд натуральных чисел от 1 до 11; затем выражаем через ранги связанный с первым второй ряд:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3 1 6 7 2 К) 4 5 9 8 11
Если бы наблюдалась полная корреляция, т. е. за удлинением тулова кувшина с необходимостью следовало бы удлинение горла, второй ряд также дал бы нам ряд натуральных чисел; на самом деле мы этого не наблюдаем. Применяется формула коэффициента т, предложенная кендэлом:
(12)
37 Д. Э. 10 л и М. Д. К е и д э л. Указ. соч.. стр. 305—312.
38 Использован материал раскопок К. Ф. ^мир-попа, хранящийся в фондах ГИМа.
129а
5Н
4
118
4
69
4
80а
8
91
В
п5
10
98а
11
65
<1
8118
11
99
0.8J.
АЛ.
0,37
SJ5.
0,55
81
0.39
112
0,26
±22.
JL2
0,29
111
ИЛ
0,006 о
п?
о
07
о
07
О о?
о
07 О 07 О 07
0
07 О
05
0,03
О._ 0_. о..
0,0 3,
1 39
±Qi
0,10
Л
Аба
0.11
О 07
О
О 5
О 05
яя
А1
±02
М
8118
0,0 9
Ai
98а
0 08
15
А1
Ala
006
АЗ.
118
19-91
0.03
О 05
О 07
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
129а
6?
10?
11
139
м.
12
86а
116
12?
ЮЗ
5?
111
112
81
80
6£
19
19
19
20
21
22
29
29
32
43
42
00 8
0,1 ?
0.18
0.29
0.0 9
026
01Р
0.1 Б
0.39
0.29
_________________________________________________________________________________0.3?
О О 0. 002 002 0.02 004 004 009 0.03 0.03 003 004 07 06 07 07 09 13 II 13 23 23 25
009 009 009 0,16 113 015 ОК 019 0 21 ч.|7 0,17 01? 020 2'9 23 29 ------ - - - - -
0.03
0.0 6
0.06
0.1
0.Н
0.3 5
О 07
О 09
00 О?
О О?
О 09
О 09
О 05
О 09
О 05
О 07 О 05
О 05 00 09 ?9 О 07 О 05 О 09
О 05
О О?
о 05
О 07 О 07
О О 9
00 09
О 09
О 07
О 07
О 09
О 07
О 07
О О?
о 07 о 10
о 07
О 07
О 09
О 05
О 07
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
01 О Ц/09 .024 о 1+ 10
0.ZZ01 И 12
1± О?
02 о 014 05
i&C о
/у 0 7
Л 1
Л У 0 5
О 09
О 10
О 10
О 09
О 05
О 09
О
07 О
07 О 07
О 07
О
09 О
07
О 07
О <0
о 07
О 07
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
01 <3
01 12
О 09
О 05
О
05 О
1 О
О 07
07 О 05
О 05
О 09
О 07
и
05
О
05
О 09 О <0
О 10
О О?
?Й/;01 0 01
±9^15 09,. 15
01 / 00
<3 +?/i%3z0 9
02 0 0 01
16 10 09 12
'-fi/' О
±9 Ю
О 1 О
О
10 О 05 О 09
О О
09 10
О 1 О 01
I 3
О ?
о 05
Я*/В7
О 07
О I О
О 1 о о 07
О 07
О 07
О 05
О 05
О 05
О 05
О О?
2'9 23 29 29 2? 32 30 52 9$ 45 45
О 10
О 07 01 1 2
О 07
О I О
09
07 ?9
О 10
О О?
о
1 О
о
1 О о 05
О О?
02 <4 02
1 9 01 1 2 О
1 О о .
10 ' 01 13 о 09 О 09
О 09
01 12
*1'/
01 13
01
12
01 13 02
*1 . 'W
О 09
01 1 2
О 10 02 1 9
02 15 02 16
О i 19
О 09 01 12 О 10
О 05 О 09 О О ?
.02 z О 1 9й 1 О „.,.0 О ,ТА^10 UL
О О 0 9 09
О О?
О 07
О 05
О 05
О 07
О
О 5
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 07
О 05
О 05
О 05
О 05
О 05
О 09
О 05
О 05
О
О 5
О 05
CZ7O9
05
О?
Рис. 6. Взаимная сочетаемость некоторых типов бус VIII—IX вв. из Баклинского могильника (произведение частот дано в долях; наблюдавшиеся частоты даны в доверительных интервалах)
1 — повышенная связь между бусами
'W о 7
О 10
О 07 01 12
О 07
О 05 00 09
Для каждого числа второго ряда подсчитывается количество чисел, сюящих справа, и больших, чем ено. и отнимается количество чисел, меньших, чем оно. Полученные баллы складываются: (8—2)+(9—0)+(5—3)+
+ (4-3)+6+ (1 —4) +4+3+1+1 =6+9+
+2-J-14 6—3+4+3+1+1 = 30
„ 09
25 27 27
06 07
23 25 05 20
09 09 09 02 03 05 09 08 09
19 ' “ " - ' -*
02 09 О 15 - ‘
<9
<9
19 19
15 03
17
02
1? ’О 2 0
09 9
02
02 09 02 _ __
16 19 16 Н 19
02 ЙУ/М 15 ,20 £2 0 01 09 М-13 ' '
02 19
О 40 01 12
О 09 02 19
О 19 02 I 9 02 9
НУ' < 02 1Б
02 19
19 : 09
1 111
02 15
02 1 6
02 02
15 19
02 <4
+ 39
1 -5-11-10
&
03 1?
09 <9
02/ 09 27J2O 05 05 21__21
05 20 02 15
08
2 6
30
55 =
+ 0,54.
Этот коэффициент указывает на существование корреляции, хотя и невысокой.
Представляет интерес возможность математически выразить сопряженность между качественными признаками или взаимную сочетаемость определенных типов вещей между собой
3?
12fcJ
ед'Ш
1J? 36
Ы.
f 16
(2? 11E
DOO
и’a
О'(И:
22
35
54
26
1?
16
II
.U?
, || x=t(18J О ]Э1
f 5
03
24
002
1002
атя-:
09
08
Рис. 6 (продолжение)
ОБ
18
<0
DO
в комплексах 3!*. Рассмотрим следующий пример. В результате исследовании раннесредневековых бус. Юго-Восточной Европы удалось выделить типы бус, которые являются датирующим признаком для VI—VII и VIII—IX вв. 38 * 40 Мы можем поставить ряд вопросов. Существовали ли какие-то наиболее излюбленные сочетания бус в пределах каждого периода? Можно ли дать более дробное хронологическое деление для тех или иных типов?
Мы уже говорили о том, что каждый тип бус обладает определенной вероятностью (измеренной по той частоте, с какой он встречался в погребениях в этот период). В случае, еслп
38 В. Б. Д е о ппк. Классификация и хроноло-
гия..., рис. 4
40 В. Б. Д еопи к. Классификация бус Юго-Восточной Европы..., стр. 231—232.
те возможности, о которых мы поставили вопрос, не существовалп бы, вероятность любого парного сочетанпя определялась по теореме произведения вероятностей.
Вероятность совместного наступления двух событий равна произведению вероятностей этих событий:
АВ} = (13)
То есть была бы аналогия с классическим примером теории вероятностей о вынимании предметов из урны. Можно было представить дело так: в урне находятся все типы бус, характерные для данного достаточно узкого периода, положенные с учетом их вероятности. Каждая горсть, вынутая из урны, может рассматриваться как ожерелье. Экспериментальная проверка зтого положения показала, что в большинстве случаев (около 90% случаеь) мы
имеем именно это: частота определенной пары типов не отличается значимо от произведения частоты этих типов 41. Примерно в 10% случаев частота пары бус была значительно выше произведения их частот. Это говорит о том, что появление зтих бус в одном комплексе пельзя рассматривать как независимые события. Чем же объясняется зависимость между ними?
Па рис. 6 мы показали взаимную сочетаемость 25 типов бус 42 могильника Баклы VIII— IX вв. Среди бус, показавших повышенную зависимость, можно выделить две группы В первую группу входят бусы, связанные технологически. Это бусы из синего полупрозрачного стекла, сделанные из палочек и трубочек, рубленый бисер, цилиндрические, уплощенные, круглые и треугольные, многочастные и круглые желобчатые, цилиндрические, сделанные навивкой стеклянной нити. Можно предположить, что при приобретения бусы, изготовленные в одной мастерской, близкие по цвету и качеству стекла, способу изготовления и форме, имели большую вероятность взаимной встречаемости.
Во вторую группу входят следующие типы бус: уплощенные эллипсоидные из синего полупрозрачного стекла; 14-гранные желтые из свинцового стекла; округлые желтые с зеленобелыми глазками; округлые бусы, сделанные из красно-желтой палочки, покрытой зелеными и синими полосами; мозаичные пз сине-бело-си-пих глазков, мозаичные из красно-желтых глазков с зелено-желтыми ресничками и бусы пз роговика. Эти бусы (до этих подсчетов) выделены были нами как датирующие для VIII— IX вв. 43
Повышенная сочетаемость этих типов между собой указывает, очевидно, на то, что время их бытования в пределах A III—IX вв. определяется более узко (часть указанного периода). Недостаточно большое число комплексов и невысокие частоты типов бус позволили нам выделить только те сочетания, которые превышают произведение частот. Если бы уда
41 Наиболее, удобным способом сравнения произведения частот с наблюдающейся частотой пары типов является выражение последней с помощью до1 ери. ель -вых интервалов.
42 К сожалению, большая трудоемкость вьщислп-тельных работ пе позволила пам вычислить взаимную сочетаемость по всем типам бус, в дальнейшем можно будет использовать электронные вычисли тельные машины.
43 В. Б. Д е о и н к. Классификация бус Юго-Восточной Европы...
лось найти сочетания типов, свидетельствующие о пониженной зависимости, то можно было бы предположить, что мы имеем дело с типами, пережиточно встречающимися в этот период. Таким образом, разобранный метод позволяет поставить вопрос о дробной хронологии памятников на основании вычисления взаимного сочетания типов вещей.
Вместе с тем для этого метода характерны и ограничения. Он требует большого числа наблюдений. Сравнение с помощью доверительных интервалов дает эффект, начиная с предметов, обладающих частотой 0,1 (или пары, даюшей при произведении 0,1), выделяются типы, дающие повышенную, а не пониженную зависимость. Этот метод без применения электронных вычислительных машин трудоемок, но те выводы, к которым оп позволяет подойти, не могли бы быть получены иным путем.
Коротко подытожим, когда и в каких случаях применимы статистические методы.
1) При собирании и приведении в систему многочисленных археологических фактов, для исчерпывающего полного и точного описания их должны применяться средние, сигма,коэффициент вариации, коэффициент корреляции, частота.
2) Для получения обобщении, выходящих за рамки непосредственных наблюдении, для построения хронологического эталона области х ±о, х ± 2 о применяются доверительные интервалы.
3) Для сравнения между собой выборок, для сравнения выборки с полученным хронологическим эталоном применяются при доказанном нормальном распределении стандарт разности, мерило Слыодента, сравнение доверительных интервалов, в оста аьцых случаях хп-квад рат, неьараметрические методы.
4) Для определения связи между количественными признаками применяются хи-квадрат, коэффициент корреляции, уравнение регрессии.
5) Для определения связи между качественными признаками применяются хи-квадрат, взаимная сопряженность (по произведению вероятности и частоте, выраженной через доверительные интервалы).
Все использованные нами статистические методы касаются изучения археологических предметов как источников для определения хронологии памятников. Косвенно эти методы уточняют решение ряда исторических вопросов, в частности вопроса связей (по определенным вещам) различных памятников, происхождения вещей.
Но в дальнейшем, когда будет проведена предварительная работа по объективному ста-
диетическому описанию археологических источников, можно будет перейти к использованию таких математических дисциплин, как математическая логика и возникшие пли развившиеся в последнее время па основании теории вероятностей теорию инфопмацип, кибернетику, теорию игр и линейное программирование. В археологии все явления, которые мы описываем, изолируя их друг от друга, неразрывно •связаны. Поэтому целое не всегда шчерпыва-етсн суммой его частей, так как оно гораздо •сложнее. В последнее время математикой изучается самое понятие «сложности» 4Й. Рядом наук исследуются «методологические принципы анализа системных предметов» 45 46 47, сложных систем взаимосвязанных элементов. С одноп стороны, создается математический аппарат линейного и динамического программирования, где количественно разбирается структура поведения4®. С другой стороны, придается более точный смысл тем отношениям (например, связи), которыми оперирует любой исследователь 17.
Особенности, которыми отличается археологический материал, исследуются системными науками, которые объединяет:
1) Применение методов теории вероятностей и статистики.
2) Введение определенной системы количественной оценки некоторых понятий.
3) Исследование сложных ситуаций с множеством возможных выборов, на которые влияет целый ряд взаимосвязанных факторов .
Так, теория информации исследует основные принципы представления информации в возможно более удобной форме. При конкретном исследовании опа, как и математическая статистика, имеет дело с разнообразием элементов некоторой совокупности. Но, в отличие от последней, которая за разнообразием изучает закономерность, теория информации основным объектом своего исследования делает разнообразие, «без которого такие операции, как отбор, связь, представление, спецификация,
были бы невозможны» 4В. Теория информации дает возможность математически характеризовать и точно определять такие понятия, как форма, специфичность, структура, степень организованности и т. д. 49 50 * * *, т. е. те понятия, с которыми мы непрерывно сталкиваемся при изучении и сопоставлении археологических культур. Теория информации имеет дело с множеством возможностей, и ее окончательные выводы относятся к множеству, а пе к какому-либо отдельному элементу в нем Б1. Кибернетика может быть применена, поскольку она занимается сложными системами Б2, рассматривающимися статистически, и предлагает «метод научного исследования систем, сложность которых слишком велика, чтобы ее можно было игнорировать» Б3. Ряд археологических процессов подходит под определение случайных процессов («реальный процесс в реальном мире, включающий некоторые случайные элементы» 54 44); поэтому мы должны привлекать и теорию случайных процессов — динамическую часть статистической теории. Но прежде чем применять эти математические дисциплины для решения историко-археологических вопросов, мы должны представить наш основной материал, наши источники в объективной научной форме, применяя методы математической статистики, должны преодолеть инстинктивное недоверие исследователей к точному количественному7 анализу7 археологических фактов п явлении.
49 Г. Кастле р. Азбука теории информации, стр. 11.
50 Г. Кастле р. Место теории информации в биологии. Сб. «Теория информации в биологии», стр. 184.
Б1 Росс Эшби. Указ, соч., стр. 16.
62 II. Б. Новик. Кибернетика и развитие современного научного познания. «Природа», 1963, № 10, стр. И; А. Н. Берг. Кибернетику — на службу коммунизму. Введение. М.— Л., 1961, стр. 29.
58 Росс Эшби. Указ, соч., стр. 18.
54 М. С. Бартлетт. Введение в теорию случайных процессов. М., 1958, стр. 9.
44 Росс 3 ш б и. Введение в кибернетику. М., 1962, с гр. 19.
45 В. А. Лекторски й, В. 11. Садовский. О принципах исследования систем (в связи с «общей теорией систем» Л. Берталапфц). «Вопросы философии», 1960, № 8.
46 Р. Веллман. Динамическое программирование. М., 1960, стр. 12
47 А. А. 3 и и о в ь е в. К определению понятия связи. «Вопросы философии», 1960, А» 8, стр. 58.
48 Г. Кастле р. Азбука теории информации В сб. «Теория информации в биологии». М., 1960. стр. 10.
ДАТИРОВКА СЛОЕВ
ПО ПРОЦЕНТНОМУ
СООТНОШЕНИЮ ТИПОВ КЕРАМИКИ
И. С. КАМЕНЕЦКИЙ
Для установления хронологии исследуемых напластований может быть применен метод датировки по процентному соотношению. Он известен уже довольно давно и успешно применяется как у нас, так и за рубежом для установленья относительной хронологии памятников каменного века и реже — памятников эпохи бронзы *.
Метод датировки по процент ному соотношению основывается на двух положениях, которые бесспорны, по-видимому, для большинства археологических памятников. Первое положение можно сформулировать так: процентное соотношение типов массового материала постоянно изменяется во времени. Второе: для каждого отрезка времени процентное соотношение определенно и устойчиво для данного памятника илп для серии однородных памятников. Отказ от первого положения, непризнание его означало бы отрицание появления новых типов, отрицание изменения этих типов, отрицание существования связей и влияний и изменения этих связей и влияний. Это было бы
равносильно отказу от признания исторического процесса. Нелепость, абсурдность такого отказа очевидна. Обсуждению, с моей точки зрения, могут подвергаться лишь причины, вызывающие эти изменения, а не факт наличия их. Причины эти многочисленны и разнохарактерны. По-видимому, невозможно дать список, включающий все многообразие факторов, влияющих на изменение процентных соотношений типов археологического инвентаря, но перечислить часть из них, важнейших и наиболее постоянно действующих, представляется целесообразным. Сюда относятся: изменения типов керамики, бус, кремня и другого массового материала во времени (так называемые хронологические варианты), изменения интенсивности влияний или центров влияний; изменения экономических связей, их силы и соотношения;
1 F. В о г d е s. Principes d’une methode d’eludes des techniques de debitage de la typologie du Pa-leolitiqut ancien el moyen. «L’Anthropologies, LV, 1950; \V. S. Robinson. A method for Cbrono-logically ordering archaeological Deposits. A 4, 16, 1951, № 4; G. Laplase-Jauretche. Application des methodes statistique а Г etude du Mesolilique.. «Bull. Soc. Prehist. Franc.», LI, 1954; C. W. M c g a n. A new method for the seriation of archaeological collections. AA, t. 25, 1958, № 2; О. П. Ч e p в и ш. Про статистичний метод у вивчепш палеолиу та мезоль ту. «Матергали i достижения з археологи Прикарпаття. i Волиш», выв. 2. Ктпв, 1959; Н. О. Б а д е р. 0 соотношении культуры верхнего палеолита и мезолита Крыма и Кавказа. СА, 1961, № 4; Дж. А. Фор д. Количественный метод установления археологической хронологии. СЭ, 1962, 1.
частичное или даже полное изменение этнического состава; изменение типа хозяйства в процессе его развития; изменения в художественных или религиозных представлениях; изменения в технологии производства; изменения источников сырья. Все эти причины или часть их, действуя постоянно и одновременно, определяют 1 еизбежн, >сть изменения процентного соотношения типов_ массового материала.
Второе положение кажется менее бесспорным. Однако в своей работе археологи всегда исходят из него. Я приведу два случайных примера. При выделении волго-окских неолитических культур с ямочно-гребенчатой керамикой А. Я. Брюсов 2 положил в основу деления преобладание того или иного типа орнаментации, т. е. исходил из процентного соотношения типов орнамента, и, следовательно, признавал устойчивость определенных соотношений этих типов для серии памятников, объединяемых им в одну культуру. Второй пример относится к античной археологии. Д. Б. Шелов 3, сопоставляя процентные соотношения родосских и синопских амфорных клейм Фанагории, Пантикапея, Тиритаки и Мпрмекия, приходит к выводу о различиях в импорте этих городов Боспора и, следовательно, опять же исходит из устойчивости, характерности определенных процентных соотношений для каждого из сравниваемых памятников. Количество примеров этого рода может быть умножено.
Признав оба положения, мы можем утверждать, что два памятника илп слоя, имеющие одинаковое процентное соогношенпе определенных типов материала, одновременны. Иными словами, мы устанавливаем их относительную хронологию. Если при этом для одного из сопоставляемых комплексов имеется абсолютная датировка, то она может быть перенесена и на второй комплекс. Это и есть датировка по процентному соотношению.
При обсуждении применимости данного метода к памятникам античного круга был выдвинут ряд возражений. Указывалось, что памятник, взятый мной для датировки, т. е. Нижне-Гнил овское городище, и являющийся предметом рассмотрения в данной работе раскоп Танаиса представляют исключение по правильности своих напластований, что в других античных городах и связанных с ними тузем
2 А. Я. Брюсов. Очерки по истории племен Европейской части СССР в неолитическую эпоху. М., 1952, стр. 42 и сл.
3 Д. Б. Шело в. Керамические клеима из раскопок Фанагории. МИ/ У 57, 1956. стр. 129.
ных поселениях стратиграфия слишком сложна и не позволяет выделять сипхропные слои. Действительно, оба сравниваемые мной раскопа отличались горизонтальностью напластованпй и отсутствием заметных перекопов, что позволило мне оперировать материалом из отдельных штыков, т. е. совершенно условных слоев, как комплексами. Такая возможность, конечно, имеется не всегда. В том же Танапсе имеются участки с весьма сложной стратиграфией, где такой прием не может быть использован. Но ведь на таких участках и раскопки ведутся по другому принципу — не по штыкам, а по слоям. Понятие слоя в этом случае у археологов имеет хотя и не совсем точный, но вполне определенный смысл. Всегда различается слой над вымосткой или под ней, слой ниже и выше фундамента стены, особо может быть выделен материал, найденный под основанием стены или над ней; как отдельный комплекс расценивается содержимое засыпи хозяйственных ям, цистерн, подвалов, колодцев и т. д. И во всех этих случаях полученный материал может рассматриваться и рассматривается как отдельный комплекс. Для этих комплексов могут быть вычислены процентные соотношения и использованы для датировки. При этом следует учитывать, что для датировки пригодны лишь слои мусорного характера, в которых распределение материала в общем равномерно и определяется в целом только существующим для данного времени соотношением типов. Материал пз жилищ, представляющий набор сосудов в момент его гибели, и особенно из складов (типа танаисских подвалов с амфорами) безусловно непригоден.
Вторая группа возражений была более серьезной. Так как процентное соотношение зависит не только от времени, но и от локальных различий, то сопоставление процентных соотношений двух памятников для датировки вообще невозможно. Более того, были приведены примеры, когда на разных участках одного и того же памятника в силу социальных причин процентные соотношения типов керамики были различны. Все это верно. Однако приведенные примеры не доказывают неприменимость датировок по процентному соотношению, а только ставят очень важный вопрос: какие же соотношения, соотношения чего могут быть использованы? Уже сейчас можно сказать, что для разных эпох, для разных культур в основу сравнения ляжет различный матерпал. Вполне бессмысленно для донских городищ римского времени высчитывать процентные соотношения типов орудий труда, где они представлены единица ми, и вполне естественно сделать
Табл и ца I
Сопоставление процентных соотнош?ппп групп амфор Нижне-Гниловечого городища и Тапанса
Даты Пижне-Гниловское городище Танаис
Штыки Число Фрагментов 1 = Процентные соотношения в цифрах Штыки Число фрагментов Процентные соотношения в цифрах
Воен Орск ИО Систлогли* няныо Буриглиня ные Сиренево-глиняный Прочие Боспорение Светлогли-пяныс Буроглиняные Сиренево-глиняные Косо Синопа Родос 1 Прочие
III в. п. э }> 1—4 2 -5 3—6 4—7 5—8 6-9 7—10 8—11 9—12 10—13 11—14 12—15 13—16 14—17 15—18 16—19 17—20 18- 21 19—22 20—23 21—24 18 33 31 31 31 20 46 65 92 102 84 64 87 94 104 100 78 73 61 41 11,1 q Л 83,9
3.2 96,8 93,5 93,5 90,0 78,3 80,0 78,2 /4,-э 76,1 76,1 67.3 72,5 72,4 75,0 78,0 80,7 82,2 78,8 85.4
Конец II — III в. п. э. 2-я пол. II — 1-я пол. III в 6,5 6,5 10,0 10,9 4,6 3,3 3,9 1,2 3,0 7,8 5,7 6,4 5,8 5,0 5,1 5,5 6 5
II — пач. III в. п. э. 8,7 io 7
>) 1,6 3.1 3,3 3,9 6,0 4 5
>> 13,0 15.7 15,5 14.9 15,6 16,1 17.0 15,4 16,0 11,6 9,6 11 4
» Конец 1—II в. н. э. 2-я пол. 1 — 1-я пол. 11 в 2,0 1,2 1.5 3,1 2,3 2,1 1.9 1,0 2,6 2,7 3,3 2.4 1—2 2—3 3—4 4—5 5—6 6—7 428 525 506 447 529 447 17,5 19,0 21,8 21,5 18,0 •2,9 76,4 69,6 63.7 68,5 75,2 80,6 0,7 1,3 1,6 1,1 1,9 1,6 0,2 1,0 1,4 0,9 0,6 0,5 0,2 0,2 П 4 5,2 8,6 11,1 8,1 4,3 4,3
Середина I—нач. II в. 2-я треть 1 — 2-я пол. 1 в То же- 2-я треть I в и. э 1-я пол. 1 в. я. э.. То же 1-я треть I в. п. э. 1-я треть I в. — рубеж н Э. 6,2 3,4 2.1 1,9 0,4
Рубеж и. а. 4,9 7,3 7—8 8—9 9—10 341 354 286 9,1 5,3 3,1 86,2 83,6 84,6 0,3 0,3 6,2 7,7 0,6 0,9 0,3 0,3 0,3 3,5 3,4 4,2
это для орудий каменного века, где они являются наиболее массовым материалом. Столь же абсурдна попытка применить процентные соотношения типов импортной керамики к памятникам культуры бронзы, где пе было вообще сколько-нибудь значительной торговли керамикой. Очевидно, что единых рекомендаций здесь дать невозможно. Поэтому мы остановимся только на интересующем нас в данном статье материале.
Мы вынуждены забраковать серолощеную, кружальную и краснолаковую керамику из-за ее малочисленности. Следует отказаться и от лепной керамики, ибо она изменяется очень
медленно, и датировки, полученные с ее помощью, будут недопустимо широки для данного памятника. Остаются амфоры, составляющие около 80% всех находок. Исходя из роли Та-наиса, как торгового центра, через который шла торговля с населением дельты Дона, мы вправе предположить, что соотношение между группами амфор различных центров будет одинаково для всех городищ этого района. На том же основании мы должны прийти к ьыводу, что вне этого района, за пределами монопольной торговой деятельности Тапаиса, эти соотношения не могут быть использованы. Далее, можно предположить, что в будущем, когда
Соответствие штыков отдельных квадратов Таваиса слоям Нижне-Гпиловского городища
Нижне-Гниловское городище Квадраты Таваиса
Даты ГП гики 47 ВВ 48 ДД 49 38 ДА, ББ 39 ГГ 40
III в. п. э » » Колец 11—111 в. и. э Вторая пол. II —первая пол. III в.. II — начало III в. п. э. 11 в. н. а. — » » . — — » Конец 1—II в. и. э Вторая пол. 1 — первая пол. II в Середина 1 — начало 11 в. Вторая треть I — вторая пол I в То же Вторая треть I в. в. э. Первая пол. I в. в. э. То же Первая треть I в. и. э Первая треть I в.— рубеж п. э Рубеж п. э. 1—4 2—5 3—6 4—7 5—8 6—9 . 7—10 8-11 9—12 10—13 11—14 12—15 13—16 14—17 15-18 16—19 17—20 18—21 19—22 20—23 21—24 ео w и- сл II 1 II 1“ 00 N) CD о 5—6 1—2 7 -8 9—10 11—12 1-2 3-4 5—6 1—2 3—4 5—6 7—8 9—10 1—2 3—4 5—6 7—8 9—10 1—2 5-6
лучше будут изучены боспорскпе амфоры, можно будет использовать для датировки соотношение их типов. Возможно, что зти соотношения будут одинаковы для целого ряда городов Боспора. И, наконец, в нашем распоряжении имеются светлоглиняные амфоры с профилированными ручками, которые делятся на три хронологических варианта. Причина смены этих вариантов лежит в сфере их производства и не зависит от локальных различий экономическою характера. Следовательно, процентное соотношение этих вариантов будет постоянным везде, где эти амфоры встречаются, а распространены они очень широко. Они известны по всему Северному Причерноморью, причем для первых веков н. э. являются ведущей формой. На указанных соотношениях мы и основываем датировку таьаисского раскопа. Таким образом, я считаю, что применение метода датировки слоев по процентному соотношению типов керамики к нашим памятникам возможно.
Необходимо сделать одно методическое замечание. Применение метода датировки по
процентному соотношению требует определенного принципа подсчета материала. Разумеется, материал должен быть подсчитан весь, и коллекции, составленные выборочно, использованы быть не могут. Вообще метод достаточно безразличен к способу подсчета. Можно считать только одни венчики, только одни ножки, только венчики и ножки, можно считать все профильные части, можно считать их вместе со стенками или без стенок. Для целей датировки эго не существенно. Важно только, чтобы принятый принцип подсчета соблюдался последовательно и был одинаков для сопоставляемых памятников. Выбор способа подсчета определяется необходимостью иметь общее число фрагментов, достаточное для получения устойчивых соотношений, снимающих случайные колебания. При определении этого числа используются доверительные интервалы.
Обратимся к практике. Нашей задачей является установление датировки напластований участка Танаиса (работы 1960 г., раскоп \ I, кв. 47—49, 38—40). Для сопоставления
20 Заказ № 1350
305
Сопоставление процентных соотношений вариантов светлоглиняных амфор с профилированными ручками
Нижпе-Гпиловское городище Танаис
Даты Штыки Число фрагментов Процентное соотношение в цифрах Штыки Число фрагментов Процентное соотношение в цифрах
А В С А В С
III В. Н. Э — Копец II—Ill в. н. э 1—С 2—7 3—8 4—9 5—Ю 6—И 7—12 8—13 9—14 10—15 11—16 12—17 13-18 14- 19 15—20 16—21 17—22 18—23 19—24 11 12 10 9 12 10 13 13 14 14 15 16 12 И 12 13 10 9 8 7,7 15,4 14,3 14,3 20,0 25,0 41,7 36,3 58,3 61,5 80,0 88,9 87,5 10,0 11,1 8,3 211,0 46,2 46,2 50,0 50,0 53,3 56,2 41,7 45,4 25,0 23,0 20,0 И,1 12,5 100,0 100,0 90,0 88,9 91,7 80,0 46,2 38,5 35,7 35,7 26,7 18,8 16,7 18,2 16,7 15,4 С;1 С? -ч- ю со О- СО СТ — 1 , 1 II III — oi со со г~ со ст 26 22 13 17 25 16 7 3 1 15,4 22,7 38,5 70,6 88,0 93,8 85,7 100,0 100,0 7,7 9,1 15,4 11.8 4,0 6,2 14,3 76,9 68,2 46,2 17,7 8,0
2-я половина II—111 н. н. э То же
11 — 1-я пол. III в. п. э.. II —начало III в. п. э. 11 В. II. э.
>>
Копец I—II в. н. э. 2-я пол. 1—11 в. н. э. Середина 1—11 в. и. э 2-я треть I — 1-я пол. II в.. — 2-я треть I—начало II в. I в. и. э » 1-я пол. I в. н. а То же — » — Гя треть I в.— рубеж н. э -
используется материал с Нижне-Гнплобского городища раскопок 1954—1955 гг.4, сравнительно хорошо изученный и датированный на основании изучения краснолаковой керамики. На табл. 1 сопоставлены процентные соотношенья групп амфор этих двух памятников. При подсчетах учитывались венчпкп, ножки и ручки амфор. Для увеличения стабильности результатов материал сгруппирован для Ниж-не-Гниловского городища по четыре штыка, а для Танаиса по два штыка. В таблице даны процентные соотношения в цифрах. Их можно дать также и график» ски. Последнее более наглядно и удобно для работы. Из таблицы видно, что штыки 1—2 Танаиса соответствуют штыкам 9—12 или 10—13 Нижне-Гнплов-ского городища, которые датируются II в.
4 И. С. Каменецкий. Нижне-Гипловское городище (раскопки 1954 и 1955 годов). «Краеведческие записки Таганрогского краеведческого музея, вып. 1. Таганрог, 1957, стр. 121 и сл.; Он же. Свет.юглппя-ные амфоры Нижпе-Гниловского городища. КСИА, вып. 94, 1963.
и. э., приблизительно его серединой. Штыки 3—4 Танаиса наиболее близки штыкам 13 — 16 Нпжне-Гниловского городища и датируются серединой I — началом II в. н. э. Штыки 5 —6 относятся ко второй трети I в. н. э., штыки 6—7 датируются первой половиной 1 в. п. э., а штыки 7 —8 приблизительно рубежом н. э. Штыки 9—10 не находят себе соответствия в слоях Нпжне-Гниловского городища. Хотя соотношение боспорских и светлоглипяных амфор очень близко соотношению рубежа н. э., но в Танаисе имеется группа косских амфор, которые отсутствуют на Нижне-Гниловском городище. И стратиграфически, и по присутствию косских амфор штыки 9—10 Танаиса должны быть датированы I в. до н. э. Такая датировка подтверждается и краснолаковой керамикой, представленной здесь выразительными ранними формами. Указанные датировки получены для всего раскопа в целом. Однако целесообразно' иметь датировки для каждого квадрата помещения в отдельности. Для зтого были получены процентные соотношения по каждому квадрату
отдельно и продатированы тем же методом. Конечные результаты этой работы представлены на табл. 2. Кроме датировок отдельных помещений, она интересна и тем, что дает представление о характере случайных колебаний процентных соот«ошений. Нетрудно заметить, что они не меняют существенно датировки. Исключение составляют только штыки 5—6 квадрата 47 и штыки 1 —2 квадрата 48. Что касается последнего, то это выкид из поздней ямы для добычи камня. В первом же случае мы предполагаем перекоп, хотя и не можем сослаться прп этом на наблюдения прп раскопках. Таковы данные, полученные при датировке по процентному соотношению групп амфор.
Выше говорилось о возможности датировать слои по соотношению вариантов светлоглиняных амфор с профи пированными ручками. Сопоставление их приведено в табл. 3. Для подсчетов использованы только ножки, ибо венчики варианта В пока еще не выделены. Материал сгруппирован для Нижне Гниловского по шести штыкам, а для Танаиса ио двум. Несмотря на группировку, все же ощущается недостаточность материала. Кроме того, в Танаисе плохо представлен вариант Z>, что заметно искажает общую картину. Причину этого указать сейчас затруднительно.
Мы готовы допустить ошибку при подсчете для Нижне-Гниловского городища, так как во время его раскопок варианты еще не были выделены. Если учитывать эти обстоятельства и ориентироваться в основном на соотношение вариантов Л и С и общую картину изменения их доли по слоям, то можно приблизительно наметить соответствие в напластованиях обоих памятников. При этом даты слоев Танаиса оказываются те же, что и в предыдущем случае, но они, конечно, гораздо менее надежны. Для превращения этих вариантов в надежный датирующий материал нужно увеличить общее его количество. Это может быть достигнуто как новыми раскопками, так и уточнением классификации венчиков и других частей амфор данного типа. Последнее представляется наиболее важным.
Полученные датировки вполне надежны. В будущем при изучении краснолаковой керамики Танаиса они могут быть проверены.
Особо следует остановиться на случае датировки памятников с небольшим количеством амфорного материала. С этим мы сталкиваемся при исследования поселений, значительно удаленных от античных центров, к примеру' памятников черняховской культуры, пли при разведочной шурфовке. В этпх случаях фрагментов профильных частей оказывается недостаточно для вычисления процентных соотноше
ний. Представляется необходимым использовать весь материал, включая стенки. Естественно, что соотношения хронологических вариантов амфор одного типа использованы быть пе могут, так как стенкп их нельзя распределить по вариантам. Остается соотношение амфор различных центров, стешси которых различимы по глине. Однако предложенные в табл. 1 соотношения здесь непригодны, ибо получены при ином способе подсчета. Поэтому представляется необходимым на памятниках, дающих амфорный материал в большом количестве, произвести подсчеты процентных соотношений в которых бы учитывались не только профильные части, но и стенки. При этом могут быть легко высчитаны коэффзгциенты соответствия процентных соотношений, полученных при разных способах подсчета. Получив такую шкалу' соотношений, мы сможем датировать и памятники с малым количеством амфорного материала.
Прп попытке применения данного способа возникают две трудности. Первая — выбор памятника для получения шкалы. В случае, разбиравшемся в нашей статье, заранее можно было предполагать, что процентные соотношения одинаковы п для Танаиса, и для окружающих его туземных городищ. Для памятников черняховской культуры определить такой центр, непосредственно поставляющий амфоры. значительно сложнее, ибо, по-впдпмому, таких центров было несколько. Вторая трудность заключается в том, что в настоящее время мы еще не в состоянии провести удовлетворительную к засснфикацию фраз ментов амфор римского времени, пе опираясь при этом па форму амфор, т. е. нам недоступна пока сортировка стенок амфор. Будем надеяться, что трудность эта времеззная и что, опираясь на данные петрографического анализа, мы сможем в недалеком будущем получить надежные критерии.
К РАЗРАБОТКЕ КРИТЕРИЕВ СХОДСТВА И РАЗЛИЧИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Б И МАРШАК
Вопрос о степени близости археологических комплексов возникает почт и при каждой работе, обобщающей вещевой материал. Задача количественных показателен сделать возможным сопоставление множества памятников в общем для всех них избранном археологическом аспекте. Разработка критериев должна не отменять, а уточнять и обобщать метод, уже сейчас применяемый в археологической науке.
I) Теперь археолог при сравнении оперирует типами и отличительными признаками. Выделяя тип или разновидность, мы тем самым фиксируем некий вариант отличительного признака, характерный для данного класса вещей в отличие от сходных с ним в остальном классов. Такие особенности, где бы они ни встретились, мы можем считать отдельными признаками. Все остальные черты, не встречающиеся порознь в достаточно больших группах вещей, не принимаются в расчет. Нерасчленимые сочетания признаков рассматриваются как один признак.
Наиболее важно в археологическом подходе к разработке оценок признаков—исключение менее значимых в данной связи (например, состав теста может быть обусловлен местным сырь ем и часто пе значим для вопроса о переселениях). Применение количественных критериев ппчего пе меняет в этой части процесса исследования.
2) Полученные с применением критериев сходства цифровые результаты можно будет сравнивать между собой только в пределах выбранного археологом круга комплексов, исходя пз которого определялись признаки и типы. В работах с применением количественных критериев можно будет проверить, как изменится результат при изменении тех или иных качественных оценок. При споре будут возникать новые оценки и новые способы сравнении. Каждый пз предлагаемых критериев обладает своими достоинствами и недостатками. Только сопоставление результатов применения нескольких критериев поможет создать представление о мере сходства в разных аспектах. Не становясь полностью объективным и доказательным, количественный подход к оценке археологических комплексов обладает двумя оправдывающими его применение достоинствами:
а) обоснование субъективной части анализа — отбора признаков и способа сравнения — отличается большой наглядностью, проходит в тесной связи доводов и объективных фактов;
б) становится возможным сопоставить множество комплексов на основе четких принципов.
Нуждаются в таком рассмотрении с четко сформулированных позиций, например, во-
проси о сравнительной близости локальных и временных вариантов андроновской культуры или культур полей погребений, которые все еще являются предметом споров.
3) Наиболее простой аспект сравнения — это сопоставление типов, которые мы выделяем нематематическим путем и которые a priori считаются равноценными. Метод хронологического упорядочения археологических отложений путем вычисления показателей соответствия, предложенный Робинсоном дает не только основания для расположения комплексов в хроноло!ическом порядке (задача, которой посвятили свои работы: Брэйнерд1 2, выступивший вместе с Робинсоном в 1951 г.; Мейган 3; Эшер 4 5, Форд 6 и др.), но и позволяет одним числом охарактеризовать степень близости двух любых комплексов из выбранного круга памятников, учитывая (пусть неточно) все типы.
Робинсон вычисляет суммы разностей процентов предметов одного типа в каждой паре комп тексов. Сумма разностей (2. d) колеблется от 0 при идентичности комплексов до 200°«i при полном различии, когда всем частотам одного комплекса в другом соответствуют нули. Затем полученные индексы записываются па матрице типа турнирной таблицы. Каждый индекс различия двух комплексов занимает место, соответствующее месту результата игры между двумя командами на турнпрпой таблице. Последним этапом является перестановка комплексов на таблице таким образом, чтобы более сходные индексы оказались рядом. В результате создается градация комплексов по степени их взат много сходства. Такая матрица, отражающая лишь одномерные связи, оправдана только при изучении комплексов, сменяющих друг друга во времени 6.
Робинсон не учитывал случайных отклонений, которые могли изменить индексы. Вскоре
1 W. S. Robin sc и. A method for chronologically ordering acrhaeological deposits. AA. t. 16, N 4, 1954.
2 G. W. Brainerd. The .place of chronologically ordering in archaeological analysis. A A, t. 16, N 4, 1951.
3 C. W. M e i g a n. A new method for the serialion of archaeological collections. AA, t. 25, N 2, 1959.
4 M. A scher. A mathematical rational for graphical seriation. AA, t. 25, N 2, 1959.
5 Дж. А Форд. Количественны!! Метод уста-
новления археологической хронологии. СЭ, 1962, № 1.
3 Дальнейшая разработка метода Гобивсона в свя-
зи с применением пычнелителйной ыапшвы содержится в статье М. и Р. Эшеров: М. A s с h е г and R.
A s с h е г. Chronological ordering by computer. «American Anthropologist», v. 65, N 5, 196b.
была предложена Д. Лемерим 7 формула, при которой вместо суммы разностей вычисляется сумма частных от деления разностей на нх стандартные отклонения (S Лемер справедливо исходит из близкого к нормальному распределения доли процента каждого типа в комплексах одной локализации и даты, которые рассматриваются как выборки из генеральной совокупности. Поправка Позволяет с большой вероятностью исключить преувеличение различия пз-за случайностей попадания вещей в комплекс. С другой стороны, систематически преуменьшается различие между малыми по числу предметов комплексами. Стандартная ошибка выборочной доли уменьшается с ростом числа предметов (,V) пропорционально VW. Хотя размах колебаний в малых выборках и больше, но поскольку равновероятны отклонения в обе стороны, средняя разность долей по двум меньшим выборкам не должна превышать среднюю разность по крупным выборкам. Формула для *5 разности, примененная Лемером:
где р = р! р2; q = 1 — р; ---------------служит
оценкой для рг, т. е. для вероятности доли данного типа в комплексе 1
V — Tii + па;
hi — число предметов данного типа в комплексе 1; П1 — число всех предметов в комплексе 1.
Формула эта более надежна, когда в действительности вероятности совпадают и различия частот случайные.
Чтобы соединить независимость от Л7 критерия Робинсона с учетом случайных отклонений у Лемера, нужно, вычислив все d и 2d, решить две задачи: проверить значимость различия двух комплексов и значимость различия двух показателей разностей. Для первой задачи удобно применить критерий у2, который успешно используется в археологии (А. Сполдинг 8 и В. Деопик 9), вычисляемый по формулам:
2 _ у ~~ . при щ — п2
~ ЛЛ /11 + ha ’
„ 1 у-1(/*1П2 — h2H])2 .
~ тт 2. /ц + /12 ’ при Щ =/= п2.
7 Г). G. Le hme г. Robinson's coefficient of ag-reemenl —A critique. AA, t. 17, N 2, 1951.
3 A. C. Spaulding. Statistical description and comparison of arl ifact assemblages. The application of quantative methods in archaeology. «Viking Fund Publi-cations in Anthropology», 28, 1960.
9 В. Б. Деопик. Классификация бус Юго-Вос-ючвой Европы VI—IX вв. СА, 1961, А» 3.
Если получепный %2 больше табличного для соответствующего числа степеней свободы / —1, где / —число сопоставляемых пар, то различие значимо.
Чтобы проверить, значимо ли различие .между суммами d, надо вычислить средние d и применить критерий Стьюдента плп сравнивать не суммы или средние, а сами распределения d и d' с помощью непараметрического критерия Вилкоксона. Последний способ предпочтительнее, поскольку распределение d обычно далеко от нормального, что приводит к потере мощности критерия Стьюдепта.
Критерий Вилкоксона показывает, случайно или не случайно отличие в центральной тенденции сравниваемых распределений, т. е. отвечает на тот же вопрос, что и критерий Стьюдента. Применение критерия Вилкоксона уже имело место в археологической практике. Поскольку каждая сумма d состоит пз многих отдельных d (в каждом комплексе больше десятка типов), результат получается вполне надежным. Чтобы применить критерий Вплкок-Сона, все значения du d' в обеих сериях, число которых g в первой серии и /г во второй, надо записать в порядке роста величины в одну строку, затем подсчитать, сколько отдельных d' из второй серии окажется перед каждой d. Полученные числа суммируются. Обозначим зту сумму буквой и. При g + Л > 20 и Л более 4 вероятность такого или еще большего и не превышает 5%, если различие центральных тенденций обоих распределений случайно, а
|2^+/г+ О
При малых g и h можно пользоваться специальными таблицами (Б. JI. Ван дер Варден10). Задача сравнения других характеристик сходства комплексов имеет в общих чертах такой же характер.
4) Сравнение частот в зависимости от задач археолога может быть поставлено по-разному. Например, сопоставляются попарно только полностью или почти полностью идентичные в обоих комплексах типы. Для всех остальных типов в одном из двух комплексов простая гяются нули. Разность оказывается в таких случаях равной доле типа в том комплексе, для которого он характерен. Этот способ сравнения вполне оправдан, когда для археолога важнее нсе-
10 Б. Л. Бан дер Варден. Математическая статистика. М.., 1960.
го прямая преемственность, а не более отдаленные связи. Прп этом целесообразно сравнивать не всю посуду, а отдельно столовую и хозяйственную, ремесленную и домашнюю керамику, чтобы получить отдельные индексы, поскольку типы этих групп керамики неравноценны по содержанию, т. е. их появление вызвано разного рода причинами исторического характера.
Прп сравнении керамики поселений необходимо учитывать еще два момента. Во-первых, комплексы должны быть одного рода. Слон свалок, медленно растущие культурные слои, горизонты разрушений ио процентному' составу различаются довольно резко в одном п том же районе, при одной и той же дате. Как показывает статистический анализ, такие различия выходят за пределы случайных отклонений. Во-вторых, хотя только целые сосуды имеют полный набор признаков, но для поселений учет целых сосудов приведет к резкому преувеличению процента мелкой посуды, которая лучше сохраняется. Поэтому7 приходится вести учет венчиков. Фрагменты с венчиками позволяют отметить большое число признаков, по которым выделяются типы, а также в большинстве случаев избежать повторного учета одних и тех же сосудов.
5) Наиболее трудна задача учета перавно ценности типов при сопоставлении. Близость долей более простых типов, очевидно, неравнозначна близости долей более сложных типов. Это сказывается в различии судеб типов. На-примею, в керамике Пенджикента V—VI вв. доля котлов не меняется, а доли типов столовой посуды претерпевают резкие изменения. Неравноценны и совпадения по тем или иным признакам неполностью идентичных типов, сходство которых критерий Робинсона вообще не учитывает.
До сих пор из всех различий между типами мы учитывали только различия частот. Для датировки этого обычно достаточно. Однако имеется еще несколько видов различий групп керамики, поддающихся более точному учету, если мы ставим себе задачей пе относительную датировку, а измерение степени своеобразья локальных вариантов культуры па разных этапах ее развития. Если не возбуждают сомнений даты и географические границы отдельных вариантов, то мы можем распределить памятники определенной культуры по приблизительно равным по срокам их отложения и по территории группам так, чтобы не включать в одну группу заведомо разные этапы и культурные варианты. Возникает новая задача: сравнить по степени близости датированные варианты. Решение задач такого типа чрезвычайно
важно для исторической интерпретации археологических наблюдений, но до сих пор мы не имеем способа их решения. Приведу примеры некоторых проблем из более близкой мне архео-логип Средней Азип.
В Ферган*3 было бы важно сравнить по степени сходства памятники периода, близкого к рубежу пашей зры. Надо сравнивать комплексы как из горных и равнинных частей каждой речной долины, так и керамику горных и равнинных частей соседних долпн. Важность такого сравнения для хозяйственной и этнической истории Ферганы очевидна. Как сообщил мне С. С. Сорокин, изучение культуры ферганских предгорий показало ему, что, по-видимому, могут быть прослежены более тесные связи предгорий с участками равнины в пределах одной долины, чем между соседними долинами. Однако применяемая сейчас методика сравнения не позволила проверить эти сообра женин.
Другая подобная задача — сравнение вариантов культуры Согда V —VI вв. С. К. Кабанов делает важный вывод о переселениях извне в долину Кашка-Дарьп на основании наблюдений над заметными различиями близких по времени комплексов керамики поселений Шор-Тепе, Джангаль-Тепе и Аул-Тепе11. Чтобы рассуждения такого рода стали доказательными, необходимо сравнить масштабы этих различий с масштабами различий керамики поселений V —VI вв. основной части Согда, долины Зе-равшана. Только установление существенного различия масштабов показало бы, что мы имеем право отвергнуть более осторожное предположение, что в обеих долинах наблюдаются обычные для Согда этого периода локальные и временные различия памятников одной культуры. Современная методика и здесь не позволяет провести проверку. Чрезвычайно интересно были бы проследить темпы роста и затем ослабления областной обособленности керамики по всей Средней Азии в III—VIII вв. на грани начала феодальной формации.
6) При новой постановке вопроса мы представляем достаточно хорошо изученную куль-ТУРУ как сумму равных частей и вычисляем вероятность каждого варианта признака, по которому разделяются типы или другие уровни классификационной лестницы, разделив сумму вероятностей данного варианта во всех частях на число таких частей. Равенство по
11 С. К. Кабанов. Археологпчш кие дапвые к этнической истории Южною Согда в 111—VIbb.QA, 1963, № 1.
следних объясняется тем, что их сроки существования и их территории приблизительно равны для всех частей.
Вероятности вариантов признаков в отдельных частях поля культуры, которые мы будем в дальнейшем называть усредненными комплексами, определяются по долям вариантов и сумме керамики всех отдельных комплексов одной даты п места. Преимущество, которое получает здесь более изученный памятник, оправдано тем, что случайная ошибка доли в большом комплексе мала, а существенные различия между комп тексами одной даты, места и характера уже не настолько велики, чтобы это преиму щество сильно исказило результат. Зато прп сравнении усредненных комплексов разных дат и мест, в которых случайные отклонения средних частот от вероятностей весьма малы, при таком подсчете не допускается никакого преимущества, связанного с большим количеством керамики, добытой в отдельных районах.
Пока нас интересовала только хронология, достаточно было определить, что в новом комплексе не те типы вещей, что были раньше, или даже, что в нем не столько вещей тех же типов, чтобы зафиксировать различие, которое могло быть временным, если сравнивались памятники одного района. Теперь нас интересует вопрос: насколько важны для суждения о масштабе различия те признаки, которые отличают типы одного усредненного комплекса от типов другого.
Важность признаков для решения той или иной задачи определяется прежде всего их содержанием. Вычисление скорости изменений всех признаков вместе ничего не дало бы для уточнения исторических вопросов, поскольку' признаки эти возникают в связи с разными сторонами жизни древнего общества.
Наметим, какие группы признаков вызываются причинами одного рода, и, значит, какие группы признаков должны сопоставляться совместно. Состав керамики определяется прежде всего материальными потребностями общества. Принадлежность сосуда к одной из больших групп по назначению: столовой посуде, посуде для переноски и недолговременного хранения воды и пищи, посуде для хранения больших запасов, посуде для приготовления ниши — определяется как по следам использования, так п по объему, форме или составу теста, исключающим предположение о тех или иных способах употребления. Например, ши-рокогорлый сосуд объемом в 100 литров скорей всего служил для хранения запасов. При усреднении комплексов по этим признакам надо
учитывать, что между городами и сельскими поселениями возможны существенные различия в связи с разным укладом жизни даже прп одной дате и районе.
Внутри больших групп выделяются подразделения, например, в столовой посуде чаши п кувшины, которые также связаны с особенностями быта, но уже с второстепенными. Пить из чаши или из небольшого кувшина, носить воду в большом кувшине илп в ведерке, использовать как подойник ведерко или миску, или сосуд горшковидной формы — все это определяется обычаями, на которые влияют как непосредственно производственные отношения, так и мода, которая пе играет существенной роли в связи с первым рядом признаков. Очевидно, такого рода подгруппы можно рассматривать, только принимая за 100% каждый раз ту группу, к которой относятся данные нескольких подгрупп. Гончарство как ремесло п как домашний промысел отвечало потребностям общества. В тех культурах, где есть оба вида гончарного производства, лепная посуда служит преимущественно для приготовления пищи. Нас интересует не просто распределение обеих технических групп, но пх сочетаемость с основными группами, выделенными по назначению. Сравнение по признакам, фиксирующим главным образом различия во внешнем виде, должно идти уже внутри групп, определенных по назначению и технике.
7) Менее важные технические приемы, пропорции, детали и размеры форм и орнаментов связаны с еще двумя родами причин. С одной стороны, мастер стремился воспроизвести какую-то модель сосуда с определенными особенностями, и новая особенность связана с осознанным изменением модели, с другой стороны, та или иная деталь часто воспроизводилась с искажениями и постепенно видоизменялась, поскольку здесь не было в отличие от первого случая устойчивого среднего значения. Очевидно, мы не должны учитывать о ^повременно столь разные по существу явления. Остановимся прежде всего на искажениях. Значимое увеличение дисперсии какого-нибудь размера или уменьшение коэффициентов корреляции для связанных между собой размеров будут свидетельствовать об ослаблении гнпмани; к строгому соблюдению этих размеров и пропорций. Огрубление и затем отбрасывание деталей, если оно происходит постепенно, а также постепенное ухудшение ангоба, теста, обжига обычно проявляются, когда точное воспроизведение признака перестает быть необходимым для того, чтобы мастера и потребители считали вешь соответствующей «приемочной норме». Если ос
лабление внимания к одним признакам не компенсировалось усилением внимания к каким-то другим, то можно считать, что происходило ослабление технического и художественного творчества гончаров.
Можно проследить статистически, действительно лп происходит увеличение размаха колебаний основного размера (диаметр венчика для типов широкогорлых сосудов, высота для типов кувшинов) и увеличение варьирования пропорций, которое выразится в уменьшении коэффициента корреляции высоты и наибольшего диаметра. Коэффициент корреляции изменяется значимо при более глубоких переменах, чем размах колебаний одного размера. Размер изменения обычно установить трудно, так как выборки невелики, но его направление можно выявить вполне определенно. Еслп какая-то группа керамики делится па несколько стандартов, которые дают отдельные пики на графиках распределения размеров, то размах колебаний рассматривается для каждого пика отдельно. Меркой изменения в степени стандартизации для каждого комплекса по отношению к другому будет разность процентов разновидностей керамики, ставшей в нем более стандартизированной или менее стандартизированной Еслп разность положительна, то «приемочная норма» повысилась, а если она отрицательна, то понизилась. Еслп изменение коснулось не только устойчивости размеров, но и устойчивости пропорций, то процент так сильно изменившейся группы керамики учитывается дважды.
Исходя из отношений между каждой парой комп тексов, можно расположить близкие по времени п месту комплексы в порядке роста плп убывания стандартизации.
Постепенное изменение качественных признаков, важное для сложных орнаментов и профилей венчиков, ожет быть прослежено, если из переходящих один в другой вариантов выбрать несколько эталонов, которые вполне ясно отличимы друг от друга, но еще так похожи, что между ними затруднительно вставить еще один эталон и затем сгруппировать остальные образцы орнамента по этому эталону.
Прп таком методе мы не можем быть уверены, что за эталоны приняты находящиеся па равном удалении друг от друга пункты на пути эволюции орнамента, но эта неточность пе очень важна в данном случае. Вопрос об «ухудшении» пти «улучшении» орнамента —очень сложен, поскольку' «ухудшение» изображений реальных предметов — это часто «улучшение» частей орнамента. Поэтому7 задача исследователя здесь показать не только понижение контроля
за точностью передачи натуры, но и повышение требований к точному во< произведению деталей орнамента. Мы и здесь можем точно отметить, на каком проценте керамики с орнаментами сохраняется прежний уровень «реализма», а на каком отмечается схематизация. Уменьшение или увеличение рассеивания орнаментов или венчиков по группам нескольких соседних эталонов показывает перемены в стандартизации качественных признаков, хотя и несколько менее отчетливо, чем изменения дисперсий показывают перемепы в стандартизации размеров.
В связи с изменением отношения к орнаменту может быть предложено много аспектов сравнения. Сейчас хотелось бы только сказать, что даже искусствоведческая сторопа археологии при точной постановке вопроса может изучаться с применением математических приемов. Изменение технического качества — особая тема, которой мы здесь касаться не будем.
В дальнейшем, возможно, удастся измерить масштабы постепенного искажения форм п орнаментов с помощью описания этого процесса как передачи информации при наличии помех. Чтобы модель, существующая з мозгу мастера, была полностью воспроизведена в условиях кустарного производства, причем обычно без применения шаблонов, мастер должен для точной передачи основных особенностей кривой профиля или орнаментов, которые определяют сущность сосудов, воспроизводить много уточняющих и маловажных элементов. Ошибка в части таких признаков не изменит восприятия целого самим мастером и потребителями, но если признаков станет мало, то начнется грубое искажение главных частей и формы, и орнамента. Вопрос об избыточности в археологии выходит за пределы вопроса о критериях сравнения комплексов керамики.
Наряду с ослаблением или усилением «приемочного контроля» мы часто встречаем варьирование признака во времени п пространстве в связи с недостаточностью контроля, причем среднее значение признака несколько сдвигается в разных направлениях, но этот сдвиг почти ничего не дает для сравнения комплексов, поскольку у простых- Признаков неоднократно повторяются одни и те же варианты. Постепенное удаление от образца у более сложных признаков может быть приблизительно учтено с помощью эталонов. Для выделения классов варианты таких признаков можно привлекать, если задача состоит в том, чтобы учесть объективные изменения, даже если в древности этих изменении не замечали. Однако такие варианты привлекаются во вторую очередь, после дискретных, по которым возможна гораздо более
точная группировка. Способы сравнения могут быть те же, что и при классификации только по дискретным признакам, о которой речь пойдет ниже.
Ь) Варианты признаков обоих видов определяют классы, по только если классы различаются по вариантам признаков второго вида, их смена выражается в количественном вытеснении сосудов одного варианта сосудами другого варианта, причем разница между вариантами все время отчетлива. Признаки второго вида позволили людям древности выделять группы сосудов и, Kait все осознанное, были дискретны. Опп могли принимать одно из нескольких исключающих друг друга значении: В,, В^, В^ . . _ Разница между видами признаков, как показывают наблюдения над согдийской керамикой, ясно видна по характеру их изменений во времени. Дискретные варианты признаков появились на сосуде потому, что гончар считал их ну жными. Для нас неважно сейчас, считал ли он пх несколько более нужными или несколько менее нужными, чем считали другие гончары.
Признаки, выделяющие группы керамики по назначению и по технике, обычно относятся к признакам второго вида. Учет различий, связанных с вопросами художественного творчества, должен вестись только в пределах отдельных больших групп, поскольку' на распределение типов сильно влияет распределение групп, которое определяется главным образом хозяйственными причинами.
Различия между' комплексами керамики сводились бы к различиям распределений по классам, т. е. по типам, подтипам, разновидностям, если бы можно было построить для каждой культуры одну оптимальную классификацию, которая учла бы все совпадения вариантов дифференциальных признаков на отдельных сосудах. Поскольку' любая археологическая классификация неполна, рассмотрим как сравнение усредненных комплексов с предварительной иерархической классификацией, так и для некоторых случаев без нее.
Иерархия разрядов классификации естественно строится от более обших признаков к более частным. Если несколько вариантов одного признака сочетаются с одним вариантом второго, то ясно, что по этому' второму признаку должны быть выделены общности более высокого порядка. Если признаки независимы, то мы должны сделать разделение на классы тех сосудов, на которых они встречаются, по каждому признаку отдельно, проводя в дальнейшем классификацию по тем признакам, которые зависят от первого, и отдельно по тем из них,
которые зависят от второго. Наиболее сложен случай неплохой зависимости, koi да с несколькими вариантами первого признака сочетаются неск олько вариантов второго, Причем вероятности таких сочетаний значимо отличны от произведений вероятностей вариантов первого п второго, взятых попарно. Разделим керамику на типы по тому признаку, варианты которого распределе-ны в большем числе комплексов ближе к распределению этого признака к культуре в целом, и на подтипы по другому признаку. Преимущество такого выбора показывает следующий пример. Часть чаш V—VI вв. из Пенджпкента можно разделить на типы по двум признакам: 1) по наличию пли отсутствию креста, нанесенного красным ангобом на внутреннюю поверхность, или 2) по пропорциям: на высокие и низкие. Чаши с ангобным крестом встречаются почти только в Пенджпкенте. Чаши той же формы низких или высоких пропорций есть и на других поселениях.
Если мы разделим чаши по признаку ангоб-ного креста, то при сравнении сразу выявятся различия между Пенджикснтом и другими памятниками, но уже нельзя будет учесть прп данной классификации сходство с низкими чашами без ангобпого креста на другпх памятниках. Если же мы разделим чаши на типы по пропорция и, т. е. по признак}, распределение которого ближе к среднему по всей культуре, то сначала будет учтено это сходство, а затем уже по подтипам будет учтено и различие в окраске. Самая низкая ступень лестницы классификации должна состоять из разновидностей, частоты которых не настолько ма ты, чтобы сильно отличаться от вероятностей. Для каждой культуры этот уровень должен быть установлен особо в связи с количеством имеющегося материала по усредненным комплексам.
9) Сходство в разных комплексах по какому-то признаку подтипов, включенных в разные типы, трудно учесть при любой классификации, однако это сходство по своему существу имеет обычно иной характер, чем сходство типов, подтипов и т. д Мастер, который переносил в новый тип керамики первоначально чуждый этому типу признак с чужеземного или раннего образца, был творцом в гораздо большей степени, чем при копировании типа в целом. Связь с образцом, которую мы и стремимся измерить, здесь уже гораздо слабее, хотя, не учитывая ее полностью, мы в какой-то мере недооцениваем сходство. Можно, хотя и приблизительно, измерять и сравнивать тесноту такой связи между парами смежных во времени усредненных комплексов. В комплексе есть те признаки, которые характерны для более ран
него комплекса /Е, и тс признаки, которые появились впервые. И те, и другие признаки уже в новом комплексе могут быть перенесены с одного типа ьа другой. Большая частота признака зависит как от того, что именно этот признак был важным, так и от того, что другие признаки типа, с которым он связан, были важными. Если люди, пользовавшиеся посудой комплекса /12, предпочитали те из новых типов, в которых были признаки из то, во-первых, такие типы получали преимущественное распространение, а, во-вторых, число таких признаков было велико. Может оказаться, однако, что перенос признаков вообще характерен для комплекса -42, и тогда возрастут частоты и других типов с впервые перенесенными на них темп признаками, которые характерны для типов, унаследованных илп заимствованных не по отдельным частям, а в их основе из другпх комплексов, в том числе и пз комплекса Аг. Можно подсчитать в Л2 среднюю частоту всех малых разновидностей, отличающихся от имевшихся в более ранних пли одновременных комплексах по дискретным признакам. Обозначим это среднее А, а затем подсчитаем среднюю частоту тех новых разновидностей .4.,, у которых есть признаки классов отсутствующих в классификации Обозначим это среднее g. Прп вычислении средних мы учитываем низший уровень классификации. В качестве мерки связи, а, принимаем частное -=^, умноженное на Ь, — чисто тех признаков тЧ в Л,, которые не встречаются вместе на одном сосуде в Л,, b — это число заимствований отдельных признаков.
Г о о
я = й-4-1 при Sa = Ь-~~ у -j- + ~ ’
h 1 A Г g2 А2
г х I / х , у
ИСХОДЯ ИЗ Sex = CSX И S — = — I/ -f- ~ у у г X2 у*
(В. 10. Урбах) ’2.
Число b в больших по объему комплексах (не менее 800—1000 венчиков разных сосудов) почти не будет меняться по мере накопления материала и может, по-видимому, считаться постоянным. b как число отдельных заимствований на уровне признаков само может служить в качестве мерки. Чем больше а и Ь, тем теснее связь. Применение критерия к конкретным памятникам покажет, насколько важен множитель
12 В. 10. У рба х. Математическая статистика для биологов и медиков. М., 1963. Формуча применима при малых по сравнению с .г2 и у2 дисперсиях.
g
-, которым, как оудто, менее существен, чем Ъ. h
Заимствование отдельных признаков, а не типов, о котором говорилось выше, отражает очень большую самостоятельность. Например, наличие похожих зооморфных ручек в долине Каш-ка-Дарьи на котлах п светильниках, а в бассейне средней Сыр-Дарьи — на кружках, возможно, свидетельствует о влиянии определенной идеи, но никак пе о стремлении к воспроизведению сосуда в качестве образца.
10) Выявление связей в пределах классификационной решетки позволяет учесть другой процесс, а именно копирование или видоизменение прототипов, понимаемых именно как сосуд в целом, пусть с другими деталями, по пе как деталь без сосуда.
Сравнение распределений классов сосудов в усредненных комплексах по назначению, технике и признакам, связанным с эстетической стороной деятельности мастеров, может проводиться одним п тем же методом с той разницей, что сравнение по признакам формы и орнамента лучше проводить не по всем сосудам комплекса, а принимая за 100% каждую группу, выделенную по назначению п по технике.
Попытаемся теперь найти способ сравнения комплексов, соответствующий логике работы археолога. Каковы те объективные явления, которые заставляют нас считать более или менее важным прп исследовании тот или иной признак?
При первом знакомстве с материалом наиболее важны те признаки, которые позволяют отнести памятник к какой-то культуре. После .этого археолог может представить себе по небольшому числу имеющихся у него вещей многие черты, которые характеризуют керамику культуры и которые, как можно утверждать с большой вероятностью, будут обнаружены и на этом памятнике. Коль скоро принадлежность памятника к культуре установлена, находки сосудов с другими, столь же обычными для пас признаками, уже почти ничего не меняют в наших знаниях.
Однако если редкий признак встречается в комплексе на большом числе предметов, зто дает археологу новые неожиданные сведения. Совпадение в двух комплексах нескольких редких признаков на многих сосудах особенно важно, поскольку оно позволяет выделить вариант культуры.
Значимость каждого признака зависит не только от того, насколько он обычен в культуре в целом, но и от того, насколько он обычен при данном сочетании других признаков, т. е. в определением типе. Такие признаки, появление
которых можно с уверенностью ожидать при палпчпп немногих основных, по большей части вообще опускаются при описании материала.
Во всех перечисленных ситуациях можно наблюдать одно явление: чем менее определенно можно было ожидать появление признака по общим данным, тем более оно значимо.
Две части работы археолога по определению состава керамики культуры можно представить как две серии опытов, в первой из которых мы определяем наличие признаков на сосуде данной культуры, пе зная о существовании ее отдельных частей, тогда как во второй серии опытов мы получаем ответы на те же вопросы, но прп условии, что сосуд относится либо к одной ее части, либо ко всем остальным вместе. Возможно и членение культуры не на две, а па несколько частей.
Большая плп мепыпая важность признака, о которой часто говорят археологи, — это большее плп меньшее уменьшение неопределенности исхода первого опыта при условии предварительного проведения второго.
Люди древности не былп полностью свободны в выборе способов изготовления и украшения вещей, которые мы сейчас изучаем. С одной стороны, они действовали но той про грамме, которую получали от своих предков и учителей. С другой стороны, в собственной общественной практике они черпали информацию, в свою очередь передаваемую современникам п потомкам. Культура в совокупности ее частей отражает множество путей, по которым пошли отдельные коллективы, объединенные обгцпм наследством и постоянным обменом информацией. Неопределенность выбора пути развития ограничена особенностями общества на предшествующем и данном этапах. Мера неопределенности, еслп обратиться к математическому термину, и есть энтропия культуры, т. е. неопределенность выбора признаков и типов у любого из ее мастеров. Условная энтропия — это здесь неопределенность того же выбора, которая остается при условии, что выделялись коллективы, уже избравшие какие-то путп из совокупности имевшихся возможностей.
Таким образом, пытаясь измерить энтропию, условную энтропию п информацию в археологии, мы сохраняем логику этой науки, которая в общих чертах следует логике истории. Понятие избыточности, по-видимому, также может быть применено в~археологпи, но для решения других задач.
11) Вернемся теперь к задаче сравнения комплексов. Рассмотрим сначала более простой
случай, когда сравнение проводится по нескольким заменяющим друг друга вариантам одного признака. Признаки можно сопоставтять по их информации I(a, р) —величине, которая в теории информации показывает, сколько нового мы узнаем о вероятности исходов опыта р, произведя предварительно дополнительное наблюдение а. Информация определяется как разность мер неопределенности (энтропий) основного опыта самого по себе //(р) и основного опыта при условии осуществления вспомогательного: Яа(р). 1(а, р) = Я(р) — Яа(0). Теория информации при этом не затрагивает содержание опытов, поэтому археолог может пользоваться ее понятиями, только строго отобрав признаки, свидетельствующие об о шой и той же стороне деятельности людей древности.
Примером вариантов разделительного признака могут служить разные профили венчиков, которые мы обозначим Вг, В2, В3, ВА . . . у сосудов одной формы. Предположим, что оба усредненных комплекса принадлежат к смежным вариантам культуры. В таком случае мы могли бы довольно точпо предсказать наличие определенных венчпков в каждом комплексе в отдельности, исходя пз знании о них обоих вместе. Информация, которую мы получим, разделяя комплексы, окажется малой. Напротив, если комплексы принадлежат к далеким вариантам, то предсказать их типы можно будет только частично, и информация, получаемая при разделении на комплексы, будет велпка. Рассматриваемый аспект не охватывает вопрос полностью. Если не только о каждом комплексе из пары по пх среднему мы правильно предсказывали многое до разделения пары, но и это среднее в свою очередь хорошо угадывается по распределению средних вероятностей признаков в культуре, то перед нами не обособленная часть культуры, а просто два достаточно характерных для данной культуры комплекса.
Напротив, если комплексы близки между собой, но оба далеки от среднего по всей культуре, то мы имеем дело с обособленной частью культуры. Поэтому мы должны вычислить не только информацию l(aj, ВО опытов по определению вероятностей наличия признаков В на сосудах данной пары усредненных комплексов как без выделения отдельных комплексов — опыт Вь так и при условии их выдел< ния — опыт но и информацию 1(а2, р2) аналогичных опытов, проведенных по всей культуре как без выделения данной пары комплексов — опыт 3,, так п при условии ее выделения —опыт а,.
Чем меньше получится 1(ап р х), тем ближе между собой комплексы по данному признаку. С другой стороны, чем больше при этом 1(х,, В,),
тем важнее эта близость для выделения обособленной части культуры, включающей оба комплекса.
Чтобы найти l(an 30 и 1(а2, р,), нам нужно вычислить энтропии 7/(30 и Т/(р2) и условные энтропии и /Л,(Р2):
*
г=|
Вероятности p(Bi), как уже говорилось выше, мы можем довольно точно определить по их частотам, тем более, что при вычислении энтропии происходит усреднение. Ход вычисления I(cti.Pi) рассмотрим на простом примере.
Предположим, что в двух усредненных комплексах 30% венчиков имеют форму 20% — В2 и 50% — В3. Случайно взятый сосуд пз этих усредненных комплексов, которые пока рассматриваются как единое целое, с вероятностью 0,3 будет иметь венчик В1г с вероятностью 0,2 —В2 и с вероятностью 0,5 —В3.
р (В,) + р (В.^ + р (В3) = 0,3 + 0,2 + 0,5 = 1;
>7(30 = — 0,3 lg2 0,3 — 0,21g, 0,2 — 0,5 Ig2 0,5 = = 1,4855 бита
Значения величин —plg,p находим по таблице (Яглом и Яглом ,3). Спрашивается, насколько определеннее мы сможем предсказывать появление признаков Ви пли В2, или Вл на случайно выбранном сосуде, если мм знаем, что берем наш сосуд пли из усредненного комплекс а /1, или пз другого комплекса А.
р(А) = р(А) = 1/2, поскольку каждый из усредненных комплексов одинаково представлен в их среднем.
В _4 мы встречаем, например, венчик />\ па 60% сосудов, венчик В2 —на 25% сосудов и венчик В2 —на 15% сосудов, тогда как в Я мы не встречаем венчиков /?,, имеем 15% венчиков В2 и 85% венчиков Вя.
Рл (/?0 = 0,6 Ра (Д>) = 0,25 рА (В3) = 0,15 ^(50 = 0 Ра(В,)=0,15 р3(7?3) = 0,85
11 а (3.) = —0,61g, 0,6 — 0,251g, 0,25 — — 0,15 lg2 0,15 = 1.3527 бита
Я- (pj = —0,15 1g, 0,15 — 0,85 lg2 0,85 = = 0,6098 бита
"а, (30 = р (А)-На (30 + Р {А} На (Р1) = = 0,5(1,3527 4- 0,6098) = 0,98125 бпта
I (ot„PO = "(Pi) — "а. (Зо = 1,4855 — — 0,98125 — 0,5 бита
13 А. М. Я г л о и и И. М. Яг л о м. Вероятность и информация. М., 1960, 2-е изд.
Что касается опытов а, пр2, то здесь вычисления отличаются только тем, что вместо вероятностей исходов опыта <хд А и А, равных 1/2, имеются вероятности исходов А' и А’, которые в сумме также равны 1, ио не равны между собой. Вероятности А' и А' вычисляются следующим образом:
Р(^')=^; р(А')= I ^р(А’),
где N — число усредненных комплексов равной длительности отложения и территориальной распространенности, которые выделены в данной культуре. 1(а?, р.2) показывает, насколько более определенными становятся предсказания наличия вариантов В2, или В2, пли В3 на случайно взятом сосуде, если известно, что •он взят или из двух выделенных усредненных комплексов, или же из остальных частей культуры.
12) До сих пор мы имели дело только с вариантами одного признака, но можно наметить путь для сравнения и по пескольким признакам. Если имеются два признака п варианты второго из них не сопряжены с вариантами первого, то вычисляем отдельно информацию по каждому из них. Затем, если оба они связаны с какой-то одной, например, с эстетической стороной деятельности мастера, т. е. однородны по содержанию, то мерка различия двух усредненных комплексов в результате обеих пар опытов, может быть условно приравнена к сумме информаций, полученных в каждой из пар.
Сложнее обстоит дело с темп признаками, которые зависят от других. В таком случае мы в новой паре опытов принимаем за 100% долю варианта того из связанных признаков, который уже рассматривался до этого. Теперь за 100% принимается лишь одна пз групп, па которые разделена керамика как в каждом усредненном комплексе, так и во всей культуре, а различия распределений вариантов того признака, по которому выделены такие группы, уже учтены для более высокого уровня классификации.
Значимость для решения наших задач пн-формации о признаке, варианты которого охватывают какую-то группу (тип, подтип и т. д.) керамики, пропорциональна вероятности этой группы во всей керамике той же техники и назначения в обоих усредненных комплексах вместе дтя опытов и р] и ее вероятности в керамике той же техники и назначения во всей культуре для опытов а2 и р2. Назовем эти вероятности р, и р2. Чтобы включить в общую
сумму отдельных информаций о признаках информацию о признаке, относящемся только к части керамики, надо умножить эту информацию на вероятность этой части керамики.
Вводим теперь новую величину:
к
= S 1(о»1. Pii)-Pii.
i=l
которая, будет служить меркой различия керамики двух усредненных комплексов по отобранным признакам, и аналогичную величину к
С„ = У] I (oti2, 3i2) • Pi2, i—1
которая будет служить меркой обособленности обоих комплексов вместе во всей культуре. Чем меньше С\, тем ближе между собой комплексы. Чем больше прп этом С2, тем более уверенно можпо отнести оба комплекса к какой-то особой части культуры.
13) Вычисление информации удобно также для определения большей или меньшей близости распределений признаков во всех комплексах по отдельности к нх распределению в культуре в целом, что, как уже отмечалось выше, нужно для размещения связанных между7 собой признаков на разных уровнях классификации. Разница в вычислениях с уже описанными случаями только в том, что во вспомогательном опыте будет уже не два исхода, а столько равновероятных исходов, сколько усредненных комплексов выделено в культуре. 'Гот признак, у которого информация окажется меньше, распределен в отдельных комплексах ближе к среднему распределению по культуре и, следовательно, может служить для разделения групп керамики по его вариантам на более обобщенной ступени классификационной лестницы.
14) Те несколько мерок, о которых шла речь, безусловно не охватывают всех возможных аспектов количественного сравнения комплексов керамики. Остается также много неясных вопросов, связанных с принципами классификации, с учетом сосудов по фрагментам и т. д.
Предлагаемые критерии (особенно те, где должна учитываться информация) находятся пока еще в начальной стадии разработки. Их проверке пока препятствует слишком малое чис-ло статистически обработанных комплексов. Поскольку онп появляются как попытка археолога перевести па более точный язык некоторые приемы своей работы, то желательной их доработкой будет не только уточнение математиками-специалистами, но и сопоставление результатов, которые будут получены новыми методами, с наиболее «отстоявшимися», общепринятыми результатами применения обычной археологической методики.
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД КЛАССИФИКАЦИИ ДРЕВНЕЙ КЕРАМИКИ
Г К. К Р У Г, О. Ю. К Р У г
Важнейшей задачей археологического исследования массового керамического материала является его классификация. С вопросами классификации мы сталкиваемся при решении конкретных узкпх задач, таких, например, как разделение на группы керамического комплекса одного археологического памятника, а также при решении крупных историко-археологических проблем, подобных отнесению комплекса находок к той или иной археологической культуре.
Классифицировать массовый материал можно двумя способами. Первый метод заключается в том, что на основании предварительного археологического детального изучения материала устанавливается перечень признаков и их количественное или качественное значение, что определяет принадлежность материала к той пли иной культуре или,иначе говоря,к тому пли иному классу. Например, определенная орнаментация, форма, структура в изломе керамического сосуда позволяет отпести его к той илп иной культуре. То есть в нашем представлении существуют типовые признаки, и задала классификации сводится к сопоставлению признаков исследуемого объекта с этими типовыми эталонными признаками. Обычно при совпадении большинства признаков «по большинству голосов» решается вопрос отнесения объекта к
определенному классу.
Прп подобной классификации с возрастанием числа признаков до десяти и более вероятность полного совпадения признаков с эталонами становится ничтожной. В этом случае для решения задачи могут быть применены математические критерии и оценки, подобные тем, которые изложены в статьях Б. II. Маршака 1 и В. Б. Ковалевской (Деопик) а.
Второй метод классификации исходит из предпосылки, что нам известен лишь перечень признаков, определяющих классификацию Однако ни степень их значимости, ни направление пх влияния каждого в отдельности п в совокупности на классификацию нам в полной мере не известны. Эту информацию мы получаем в результате специальной математической обработки данных по образцам, заведомо относящимся к тому шп иному классу. Результат такой обработки представляется в виде математического 1 2
1 Б Л. М а р ш а к. К разработке критериев сходства п различия керамических комплексов (см. стр. 308—317 в этой книге).
2 В. Б. Ковалевская (Д е о и и к). Применение статистических методов к изучению массового археологического материала (см. стр. 286—301 в этой книге).
Рис. 1. Схематическая карта распространения образцов древней керамики, взятых для петрографического исследования
1—40 — образцы керамики, петрографические данные которых использованы для получения математического уравнения классификации. Заштрихована приблизительная область распространения Черняховской культуры; а — памятники черняховской культуры; б — археологические памятники иных культур
уравнения, позволяющего вычислить по дан-ному набору признаков принадлежность исследуемого объекта к определенному классу, а также количественно определить степень его типичности и значимость каждого отдельного признака.
Успех подобной классификации в значительной мере зависит от выбора признаков, позволяющих дать количественные характеристики объекта с разных точек зрения.
В этой связи при изучении массового археологического материала (в частности, керамики) приобретают особенное значение новые методы исследования естественных и точных наук. Так, например, петрографический анализ древней керамики дает нам ее количественные характеристики, связанные с минералогическим составом и микроскопической структурой, которые могут зависеть от технологии керамического производства (подбора сырья, способа приготовления керамического теста) или от специфики состава местного глиняного месторождения.
В настоящей работе будет рассмотрен второй метод классификации, не применявшийся до сих пор в археологии. В качестве иллюстрации метода рассматривается задача классификации керамики черняховской культуры по данным петрографического исследования.
Нами была исследована серия образцов (80 образцов) лощеной круговой керамики, датированной II—IV вв. н. э. Эта кспамика, относящаяся к разным культурам, была взята с памятников, расположенных на территории Украины, Белоруссии и Польши (Новая Гута) (рис. 1). В основу наших исследований положен факт принадлежности определенного исследуемого керамического комплекса к черняховской культуре и непринадлежности к ней остальной керамики. То есть мы имеем дело с двумя разными классами, обладающими, по археоло-гпч1’скпм данным, существенными различиями. Однако вся эта керамика имеет много общих технологических черт, одинаковую лощеную поверхность и иногда внешнее сходство.
Рис. 2. Микроскопические структуры лощеной керамики. Однородная, равномерно зернистая структура с бесчисленной алевритовой примесью кварца
I—керамика Черняховской культуры (с. Журавка): 2— польская керамика (Новая Гута)
Вся лощеная круговая"лосуда, в отличие от трубогончарной круговой и лепной керамики того же времени, по петрографическому составу имеет очень много общего (рис. 2). Из-за отсутствия в ней крупной, разной по минералогическому составу обломочной примеси, обычно облегчающей выделение локальных керамических вариантов, а также из-за однородности и мелкозернистости основной глиняной массы обычная петрографическая классификация материала сильно затрудняется 3. Однако внутри классов существуют специфические вариации петрографического состава керамических изделий.
В результате детального исследовали; под поляризационным микроскопом половины образцов, т. е. 40 прозрачных шлифов, нами получен ряд признаков, независимых друг от друга, которые характеризуют его минералогический состав и структуру.
В качестве первого признака выбран цвет материала под микроскопом в проходящем свете. Цвет зависит от химического состава, в основном от содержания в материале железа, и от технологии обжига изделия (от среды восстановительной или окислительной и от температуры обжига). В наших уравнениях этот признак будет обозначаться хг.
3 О. 10. Круг. Применение петрографии в археологии (см. стр. 146—151 в этой книге).
Второй признак (;г2) определяет действие на шлиф поляризационного света (двупреломление основной массы) и погасание отдельных его частей. Двупреломление также зависит от состава изделия и от температуры обжига (с повышением температуры разрушаются гидрослюды и перестают действовать на поляризованный свет).
Третий признак (х3) — процентное содержание мелкой обломочной примеси, насыщающей основную массу образца, присутствие котором определяется специальным подбором гончаром керамического сырья.
Четвертый признак (.т4) — процентное содержание крупной обломочной примеси, которая, с одной стороны, характеризует специфику местного сырья, с другой — часто отражает технологию приготовления керамического теста.
Такое же значение имеют и следующие два признака, определяющие размеры обломочного материала в .илг
Пятый признак (.т5) — размер крупной обломочной примеси.
Шестой признак (з-6) — размер преобладающей фракции.
Седьмой признак (.г7) — сортировка обломочной примеси в материале. Признак определяет качество сырцовой глины и участвует в решении вопроса о происхождении обломочной примеси (естественной или искусственной).
Кодирование признаков
Признак Обозначение Кодирование
+1 —1
Цвет материала в проходящем свете Действие поляризованного света % содержания мелкой обломочной примеси до 0,08 мм % содержания крупной обломочной примеси более 0,08 мм Размер крупной обломочной примеси —.— Размер преобладающей фракции обломочной примеси — — Сортировка обломочной примеси (более 60%, преобладающей фракции — хорошая, менее 40% — плохая) Минералогический состав крупвой обл омочной и римеси Наличие железистых включении— Однородность структуры керамического теста — Принадлежность к классу — 1 ” 272 3*4 2*6 з:7 Яй 2*9 *10 У Желтый и кра спо-бурый Действует Более 14% Более 11% Более 1 мм Более 0;04 мм Хорошая Кварц П рпсутств JTOT Однородная Черняховская культура Серый Не девствует Менее 14 % Мепее 9% Менее 1 .ч.ч Мепее 0,04 мм Плохая Прочие минералы Отсутствуют Неоднородная Печерняхов-ская культура
Восьмой признак (.гв) — присутствие кварца среди крупной обломочной примеси.
Девятый признак (а:9) — наличие крупных железистых включений. Крупная примесь отрицательно сказывается на однородности и тонкости материала, но, с другой стороны, ото-щая керамическое тесто, повышает его прочность.
Десятый признак (.т1п) — степень однородности структуры — введен для характеристики технологии замешивания тоста.
Указанные признаки дают полную характеристику рассматриваемой древней керамики по петрографическому анализу. Процентное содержание обломочной примеси вычислялось с помощью интеграционного столика с точностью до 2%. Размеры обломочной примеси определялись при помощи окулярмикрометра с ТОЧНОСТЬЮ 0,01 Л4Л1.
Следующей задачей нашей классификации явится представление выбранных признаков в стандартизованном, кодированном виде. Для простоты примем, что каждый признак варьируется на двух уровнях, т. е. каждому признаку могут даваться лишь две оценки. Верхний уровень, т. е. одну оценку, мы обозначаем
плюс единица (4-1), а нижний уровень, т. е. ДРУГУ10 оценку, —минус единица (—1).
Преимущество такого метода кодирования заключается в возможностп одинакового представления как количественных, так и качественных признаков, например присутствие или отсутствие какого-либо минерала, однородна или неоднородна структура и т. д. В случае количественного показания признака оценка ведется относительно среднего численного значения признака, вычисленного для всех образцов керамики, участвующих в классификации. Среди выделенных нами признаков это будут х3, xt, хъ, х6, X-,. В нашем случае среднее численное значение каждого признака вычислено для 40 образцов керамики. Все значения признаков выше среднего будем обозначать плюс единица, а значения ниже среднего — минус единица.
В табл. 1 представлена методика кодирования десяти приведенных выше признаков, характеризующих керамику с точки зрения петрографического состава.
Таким образом, для каждого керамического образца может быть составлен код, представляющий собой последовательности -}-1 и — 1.
21 заказ J* 135U
На первом этапе классификации производится кодирование всех образцов, принадлежность которых к одному классу (черняховская керамика) и к другому классу (нечерняхов-ская керамика) точно установлена.
В табл. 2 представлено 40 образцов, закодированных таким способом.
По аналогии с признаками принадлежность образца к черняховской культуре обозначается 4-1, а принадлежность к прочим культурам —1. (Принадлежность к культуре в уравнении обозначается у).
На следующем этапе необходимо выделить наиболее существенные значимые признаки (х)
Таблица 2
Исходные данные в кодированном виде
ц/п Х1 12 ха Хч Х8 а-ю У
1 — 1 +1 +1 —1 +1 —1 4-1 + 1 4-1 —1 + 1
“ 2 — 1 + 1 +1 —1 —1 —I 4-1 + 1 —1 4-1 4-1
3 + 1 + 1 + 1 —1 -1 —1 +1 4-1 —1 4-1 +1
4 —1 + 1 4-1 +1 —1 —1 —1 4-1 И —1 4-1
5 + 1 + 1 -4-1 —1 4-1 —1 +1 —1 —1 +1 4-1
6 —1 + 1 —1 +1 —1 —1 4-1 4-1 +1 —1 +1
7 + 1 4-1 —1 —1 —1 -1 -I + 1 —1 4-1 4-1
8 + 1 +1 +1 -4-1 +1 -1 —1 —1 4-1 —1 +1
9 —1 +1 +• —1 —1 —1 4-1 4-1 +1 —1 +1
10 —1 —1 —1 —1 —1 Л-1 +1 —1 4-1 -1-1 4-1
11 + 1 +1 +1 —1 —1 Л-1 —1 4-1 —1 4-1 4-1
12 —1 +1 +1 —1 —1 —I -4-1 —1 —1 —1 41
13 —1 +1 +1 —1 —I 4-1 4-1 4-1 4-1 4-1 4-1
14 + 1 -1-1 -4-1 —1 —1 —1 4-1 41 4-1 —1 +1
15 + 1 +1 +1 —1 —1 +1 4-1 —I -I —1 4-1
16 + 1 +1 —1 —1 —1 4-1 +1 — 1 4-1 +1 4-1
17 — 1 +1 +1 -4-1 —1 4-1 —1 4-1 4-1 —1 4-1
18 — 1 —1 +1 —1 —1 —1 —1 —1 —1 4-1 4-1
19 4-1 +1 —1 —1 +1 +1 4-1 4-1 4-1
20 —1 +1 —1 —1 4-1 —1 4-1 —1 —1 —1 +1
21 +1 +1 +1 Л-1 4-1 4-1 —1 4-1 л-1 +1 +1
22 +1 +1 +1 —1 —1 —1 —1 4-1 -1 +1 +1
23 —1 —1 —1 —1 —1 —1 4-1 л-1 —1 +1 4-1
24 л-1 —1 +1 +1 -J-1 —1 —1 4-1 —1 +1
25 —1 Ч-! +1 —1 -1 —1 4-1 - -1 —1 4-1 4-1
26 +1 +1 +1 -1 —1 -4-1 —I 4-1 +1 4-1 +1
27 +1 +1 —1 +1 —1 -t-1 л-[ 4-1 +1 —1 4-1
28 —1 +1 —1 —1 —1 —1 4-1 —1 л-1 4-1 —1
29 —1 -г1 -1 —1 +1 4-1 -4-1 - -1 4-1 1-1 —1
30 —1 4-1 —1 —1 —1 - -1 4-1 4-1 + 1 4-1 —1
31 —1 +1 —1 —1 4-1 —1 4-1 4-1 4-1 +1 —1
32 —1 -4-1 —1 —1 Л-l —I 4-1 —1 4-1 4-1 —1
33 +1 +1 —1 —1 л-1 1 4-1 —1 4-1 —1 —1
34 —1 л-1 -4-1 -г-1 —1 —1 —1 —1 4-1 4-1 — 1
35 —1 —1 +1 —1 —1 —1 -4-1 —1 + 1 —1 —1
36 +1 -4-1 +1 —1 4-1 —1 4-1 — 1 4-1 —1 —1
37 —1 -1 —1 —1 +1 —1 4-1 —1 4-1 4-1 —1
38 4-1 +1 —1 —1 +1 —I + 1 1 1 4-1 —1
39 +1 +1 —1 —1 — 1 — 1 4-1 —1 4-1 4-1 —1
40 —1 -ч —1 —1 4-1 —1 1 — 1 4-1 —1 - 1
'Г а б /I И К а 3
Корреляционные коэффициенты для признаков
Признак Г1 *2 *3 4’4 2'й 4'в Г7 •<’в 1’10
+0,15 +0,3 +0,45 —0,15 —0,5 +0.1 —0,05 4-0,45 —0,25 —0,05
Таблица 4
Корреляционные коэффициенты дли парных взаимодействий
41 -Т-> а?з а-4 4‘в X? #8 4’10
Ki ^2 *3 жз Те 4'7 хц 410 +0,2 —0,05 +0,5 —0,05 —0,1 —0,35 7?4-7Х4(/ +0,1 —0,35 —0,1 +0,3 +0,2 +0,05 —0,2 0 +0,05 —0,15 0 +0-15 —0,05 —0,2 +0,1 +0,05 +0,4 +0,05 —0,15 —0,2 —0,1 +0,15 +0,15 —0,1 +0,15 -т-0,45 —0,1 +0,5 —0,25 4-0,45 +0,25 -0,2 +0,25 -0,15 —0,2 —0,15 —0,15 +0,15 —0,35
и их взаимодействия. Под взаимодействием, например, хгх2 понимается совместное влияние первого и второго признаков (цвета материала в проходящем свете и действия на него поляризационного света) на принадлежность данного образца к тому или другому классу.
Для решения этой задачи могут быть подсчитаны корреляционные коэффициенты, характеризующие степень связи между каждым признаком или их взаимодействием с р, т. е. принадлежностью к культуре.
Чем сильнее связи Xi и у, т. е. значения признака образца с классом, к которому он относится, тем ближе этот коэффициент к единице.
Формула для подсчета этих коэффициентов имеет влд для признаков:
> _ rii?A + +• •+ \-
Lxi« Tv
N
S
_ 3 =1 .
.V
Для парного взаимодействия:
Т- • • + • хк у = ------------—---------------- =
г к А-
Л'
_ 3- 4
Для нашей задачи: N — число образцов (40 шт.); .г, — любой из 10 признаков (/ = = 1, 2, . . ., 10); хзхк —любое парное взаимодействие признаков (г = 1, 2, . . ., 10; к = 1, 2, . . ., 10; !=/= /г); RXia —корреляционный коэффициент для признака; R^v — корреляционный коэффициент для парного взаимодействия; р; — значение принадлежности к культуре для каждого из 40 образцов.
Поскольку х и у принимают только два значения: +1 пли—1, — то вычисления по указанным формулам оказываются чрезвычайно простыми п сводятся к сложению единиц с учетом их знака и делению полученного результата на число образцов.
В табл. 3 приведены вычисленные значения корреляционных коэффициентов для выбранных 10 признаков. Из таблицы видно, что наиболее существенными признаками (наибольшее абсолютное значение коэффициента) являются:
х2|ЛХ!„= -г-0,31;
*з|Яад = 4 0.45];
-Ч|Яад = — 0,51: .1:8 ['Лад = +0,45].
В табл. 4 приведены вычисленные корреляционные коэффициенты для всех возможных парных сочетаний признаков с у. Наиболее значимыми взаимодействиями (тоже по абсолютной величине) оказались:
= L0.2); ,т2.г8 (7?л,хл; = -0.4);
ЗД (/U.r.« = -0,35); зд;г5 (/+.,ГзИ = -0,3);
S’-i-Ti) (^л-.,л-1|У = +0,45), а(!.гэ — +0,5),
(^.w,iz = 4- 0,45); (Kx,x„v = - -0.35).
При отборе существенных признаков и взаимодействии пороговое значение коэффициента корреляции было принято равным 0.3. Таким образом, мы ограничили число рассматриваемых влияющих факторов до 12 (4 признака и 8 парных взаимодействий). Теперь возникает следующая задача: найти на базе имеющегося статистического материала аналитическую зависимость, связывающую функцию у, определяющую принадлежность образца к классу, с 12 переменными, представляющими сами признаки и их взаимодействия.
Уравнение в общем виде пишется в виде многочлена:
у п2.т2 + «З.г;1 + аъ:г- 4 л8ля + л2,л.т.,т3 +
4 C'2,frT2.Ts + «3t4-7’s-rJ 4 + a4,*8,'lJ’s +
+ + fi8.S3'83’s +
где a — коэффициенты прп признаках и их взаимодействиях, входящих в уравнение.
Эта функция должна быть положительна для всех возможных образцов 1-го класса и отрицательна для всех возможных образцов 2-го класса. Удовлетворение этого требования не безусловно, так как при вычислении коэффициентов этого уравнения мы можем практически использовать лишь ограниченное число образцов как того, так и другого класса.
Успешное решение этой задачи в полном объеме зависит от выполнения двух основных условий:
1) Образцы, соответствующие обоим классам, образуют в пространстве признаков и их взаимодействии некоторые компактные области,
т. е. само понятие «класс» достаточно определенно.
2) Если образцы в пределах одного класса достаточно разнообразны по совокупности своих признаков и в то же время близки к образцам другого класса, то собранный материал несет много полезной информации. Другими словами. в случае, если предоставляется возможность, необходимо отбирать образцы, руководствуясь этими соображениями.
Коэффициенты я.,, ая, а5 и as вычисляются псхоля из наплучшеп аппроксимации собранного статистического материала функцией заданного вида. Другими словами, значение функции у. вычисленное по формуле для каждого из образцов, должно возможно ближе совпадать с ее действительным значением +1 илп —1. Не останавливаясь подробно на математической стороне этой .задачи1, укажем на целесообразность и высок, ю эффективность применения цифровых вычислительных машин для ее решения
В результате проведенных расчетов было получено классифицирующее уравнение:
у - 4 0.43л-., + 0.16л;, — 0,37.vs + 0,06хя +
+ 0.5л'.>л'3 -| 0,27.г2Л'8 — О.ОЗхиЛ'! + 0,3л ,x-, +
+ 0,>8^.1’.,+ 0,76.гвла |- 0,45х8л'д — 0.25x9.vio.
Вычисленные коэффициенты показывают степень п направление влияния каждого признака на принадлежность к классу, т е. к отнесению в нашем случае к черняховской пли нечерняховской культуре.
В табл. 5 приведены расчетные значения у (у ), вычисленные по формуле для всех 40 образцов.
Приведем в качестве примера вычисление z/(| тля образца № 7. Из табл. 2 выбираем значение признаков:
.V-J = + 1 , Л'з — -1 . .Г5 = -1 , Л'я = + 1,
Л'оЛД — 1,
Л-.,Л'я 4- 1. Л'зЛД — + 1 . ЛДЛ'г, — 41, X.fAy — +1,
Л'ВЛ„ — +1, ХзЛ'д 1, Л’дТ],, = 1.
После подстановки этих значений в классификационное уравнение получаем.
ур- — 0,43(+1) + 0,16 (—1) 0,37(-1) +
- 0.0б(+ 1)-’-0,5 (—1) + 0.27 (+ 1)-
—0.02(-1)+0,3(+1)+0,58(+1)+0,76( + 1)+
4- 0,45(— I) — 0,25 ( — 1) = 4 1,89.
’ «Некоторые иопросы математического описания и оптимизации многофакторных процессов». Под редакцией Г. К Круг. «Труды МЭН», вып. 51. М., 1964.
11 ом ери о п t'p Номера | и II "В Померз И II "I. | Номера п/п i'i>
1 +0,13 II — 1.7.3 21 +2,87 31 — 1,73
2 3.25 12 +2,99 •»+ +3,25 32 —3,29
3 3.25 13 л 2.49 23 + 1,43 33 —0,99
4 ' 1,99 14 — 1.47 0,53 34 0,21
.•> —2,15 15 —1.47 25 3,49 •>> -1,41
6 3,71 16 — 1.13 2(5 +2,49 3(1 —1,43
7 4-1,89 17 +3,51 27 2,23 37 2,61
8 +0.29 18 +2,17 28 — 1,95 38 —3,29
9 -4-1 .47 19 —2,49 I 29 -1,77 39 — 1,95
10 0.25 20 -1-0.29 30 —0,39 40 —0,23
Для всех образцов получены правильные ответы (совпадения по знакам). Следует напомнить, что в условии нашей задачи было положено обозначение черняховской культуры со знаком «плюс»(—) и нечерняховской культуры со знаком «минус» (—). Нужно отметить, что численное значение y|t позволяет оценить «типичность» образца. Чем ближе численное значение z/p к единице, независимо от знака, тем типичнее в данной классификации образец для определенного класса. Наиболее типичные образцы для своего класса: AslG. As 23. А» 33. А’ 35. В то же время для образцов As 8 и As 34 значения близки к нулю, что говорит о «схожести» этих образцов, относящихся к разным классам.
Уравнение с целью проверки было применено для классификации второй партии образцов в количестве 40 шт. Было получено 98% правильных ответов.
В итоге проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1) Результаты петрографического исследования археологической керамики можно выразить в компактной кодированной форме, учитывающей как количественные, так и качественные признаки, что позволяет проводить дальнейшую математическую обработку материала.
2) Путем вычисления корреляционных коэффициентов имеется возможность приближен но количественно оценить влияние каждого признака и их взаимодействий па прпиадлеж-ность к тому или другому классу. Это позволяет произвести предварительный отсев несущественных переменных.
3) Обработка закодированного материала сводится к получению уравнения в форме многочлена, состоящего из самих признаков и пх взаимодействий. Эта функция принимает положительное значение для образцов одного
класса и отрицательное для образцов другого класса.
4) Задача классификации решается ана ш-тическп путем вычисления уравнения при подставлении в него в качестве переменных признаков исследуемого образца. Решение этой задачи не требует специального математического образования.
5) Данный математический метод может найти себе применение в археологических исследованиях массового материала при задачах классификации по чисто археологическим признакам, а также по совокупности археологических признаков с данными, полученными разными естественными методами.
6) Уравнение, полученное для математической классификации, не может заменить специалиста. Оно лишь облегчает исследователю решение сложнейшей задачи классификации на более высоком уровне.
О СОЗДАНИИ
КИБЕРНЕТИЧЕСКОГО ФОНДА АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ
С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОИСКОМ
ИНФОРМАЦИИ
Я. А. ШЕР
Развитие археологии как самостоятельной науки сопровождается постоянным накоплением объема исходной информации, которая представлена в виде вещественных, фото, графических, архивных и печатных материалов. Периодический выход в свет обобщающих трудов по тем или иным разделам археологии, хотя и значительно облегчает работу последующих исследователей, все же не избавляет от необходимости время от времени снова возвращаться к первоисточникам, количество которых постоянно растет.
Наглядное представление о темпах этого роста дает график (рис. 1), на котором в разных масштабах показано накопление вещевого и печатного материала. На оси ординат отложены суммарные количества. Для кривой Л одно деление соответствует 50 экспедициям, но кривой В — 20 экспедициям, пе кривой С— приблизительно 1000 печатных работ. Данные для составления графика взяты из библиографических указателей и пз справочника «Археологические экспедиции ГАММ К-ИА, 1919—1956 гг. Указатель». М., 1962.
За 10 лет (1939—1949 гг.) количество археологической литературы, издающейся только в СССР, увеличилось в 1.5 раза; за следующие 1U лет — в 2 раза. Мысленная экстраполяция кривой роста советской археологической литературы показывает, что к 1969 г. ее количество увеличится по сравнению с 1939 г. не менее чем в 8 раз. Если допустить, что в 1929 г. для написания средней по объему археологической монографии нужно было, помимо вещевого материала, просмотреть и проработать в среднем от 100 до 200 названий литературы, то за каждые последующие 10 лет это количество удваивается и к 1969 г. должно достигнуть 2000 названий. В действительности этого не произойдет отчасти за счет выхода обобщающих работ, но главным образом за счет постоянного сужения специализации археологов, что мы отчетливо наблюдаем в последние годы. Но если рост накопления информации может быть беспредельным, то специализация не может сужаться неограниченно, не приводя к абсурду.
Отмеченные особенности \ скорения темпа накопления информации не являются чем-то необычным. Они свидетельствуют, что археология, так же как и другие науки, вступила в русло экспоненциального закона развития *.
1 Г. Э. В дэду ц, В. В. Н а л и м он, Н. И. С т я ж к и н. Научная и техническая информация как одна пз задач кибернетики. «Успехи физических паук», 1959, т. 69, вып. 1, стр. 13.
Рис. 1. График накопления информации в археологии
А — рост количества вещественных источников; В — рост количества неопубликованных материалов; С— прирост советской археологической литературы. В качестве единиц учета материала берется количество экспедиций по данным справочника нАрхеологиче-ские экспедиции» (М., 1962)
Подобная же картина возникнет, если попытаться представить в количественных показателях рост объема вещественных источников, приходящегося на одного научного работника— археолога, не забывая о том, что количество археологов увеличивается значительно медленнее, чем количество добытого материала. Темпы накопления материала в нашей стране ускоряются еще и в связи с закономерностью, по которой размах археологических работ прямо пропорционален размаху индустриализации страны2. Однако далеко не весь материал используется исследователями. Если кривая .4 показывает рост накопления материала в целом, то кривая В фиксирует накопление неопубликованного материала.
Невозможность обработать в относительно короткий срок большой объем источников приводит к некоторым последствиям, отрицательно влияющим на развитие археологии вообще. Это — неоправданно узкая специализация, недостаточная широта теоретических обобщений, увеличение срока подготовки специалистов высшей квалификации и т. и. Предлагалось на некоторое время приостановить раскопки и разобраться в накопленном материале. Принять такое предложение всерьез трудно, ибо дело, конечно, не в размахе раскопок — он без-
~ Б. А. Р ы баков. О корпусе археологичеылх источников СССР. «Тезисы докладов на пленуме ППМК в марте 1957 г.» Ч , 1957
условно будет увеличиваться,— а в методах обработки материала (учет, поиск, классификация, статистическая обработка), которые настолько устарели, что уже тормозят развитие нашей науки.
Занятия древностями пе избавляют археологию от необходимости быть современной наукой по своей методике. В методах физикохимического исследования археология за последнее десятилетие сделала значительный шаг ьперед. Теперь необходимо поднять на современный уровень методы обработки материала.
Цель настоящей статьи заключается в разработке проекта справочно-информационного фонда накопленных археологических источников с автоматическим поиском по заранее заданным условиям. Первые опыты в зтом направлении показали бесспорно ю перспективность и большие новые возможности, которые откроются перед археологией, вооруженной современными методами обработки информации 3.
1) Для успешного внедрения в археологию кибернетических методов обработки материала необходимо прежде всего решить задачу представления археологических источников на «машинном языке» (кодирование информации). Затем нужно найти оптимальный способ хранения закодированной информации, т. е. решить
3 J.-C. G „ г d i и. Le fichier mecanograpliique de 1'oulillage. Oul.ils en metal de 1’age du bronze, des Balkans а Г Indus. Instnut Tranpais d'arclieologie de Beyrouth, 1956.
проблему «памяти». Решение двух первых задач создаст условия для решения последующей, завершающей задачи — создания справочно-информационного фонда с автоматическим поиском информации и быстродейству ющими сред ствами отбора любых хранящихся в зтом фонде материалов — и любом порядке и в любых комбинациях. Вее эти задачи следует рассмотреть последовательно.
2) Всякую исторически сложившуюся совокупность археологических комплексов, например ту или иную культуру, можно представить в виде конечного множества памятнпков:
Л/ -- {.1 В С.... А'},
где Л, В. С,...,Х—памятники, составляющие данную культуру.
Каждый памятник является элементом множества Л7 и в свою очередь может быть представлен в виде подмножества:
Л = {«,Л,с,
где а, Ь, с,...,.г — объекты, предметы, составляющие данный памятник. Наконец, каждый предмет или объект может быть представлен в виде конечного множества значений объективных признаков, с помощью которых происходит описание данного предмета, объекта:
а = {а,[3,т,...,%}.
На первый план здесь выступает понятие признака, которое должно быть четко н ясно сформулировано. Например: объективным при знаком следует считать такое качественное или количественное свойство данного предмета, объекта или памятника, которое установлено однозначно и пе может быть изменено. Для этого нужна точная археологическая терминология. Ее пока нет, и выработка ее потребует значительных усилий и времени.
Наиболее употребительны цифровые коды. Они могут выражаться в десятичной или двоичной системе. Таким образом, проблема представления археологического материала на «машинном языке»сводится к кодированию объективных признаков, характеризу'ющих предметы, объекты, составляющие определенную, исторически сложившуюся совокупность памятников, и решается полностью после того, как данная информация в виде чисел записана, например, на стандартной 80-колонной перфокарте, которая становится ячейкой долговременной памяти. Вместо перфокарты может быть использована перфолента, магнитная лента или какой-нибудь другой вид долговременной машинной памяти.
3) 80-колонная перфокарта может стать единой формой счета и хранения археологический информации. На ней может быть записано 80—9И признаков, характеризующих данный предмет, еслп пользоваться десятичным кодом в предположении обработки материала на электромеханических сортировальных машинах. Эту емкость на первом этапе можно считать вполне юсгаточноп. Информация, записанная на перфокарте. может храниться неограниченно долго. Изношенные перфокарты легко заменяются.-Они не требуют хранилищ большого объема, Миллион перфокарт разместится в 400 ящиках 50 X 20 X 9 см. которые станут у степы длиноп в i п высотой в 2 м. Перфокарты могут применяться как при работе с электромеханическими счетно-перфорационными машинами, так и на электронных математических машинах.
4) Интересна попытка механизировать поиск археологическоп информации, пре [принятая французским Археологическим институтом в Бейруте*. Принцип действия системы заключаемся в том, что каждый предмет кодируется прп помощи буквенно-цифрового аналитического кода на специальной перфокарте с внутренней перфорацией. Информация записывается прп помощи пробивок отверстий в местах пере сечаппя тЦс букв и цифр, которые соответствуют данному- кодовому обозначению. «Пустые» от верстпя. не несущие информации, соединяют! я в горизонтальные щели (рис. 2). Поиск осущест ваяется при помощи поисковой спицы, которая вставляется в отверстие, соответствующее данному' признаку, и извлекает из массива сразу все карточки, на которых закодированы предметы. имеющие данный признак. По сравнению с обычным поиском информации путем просмотра литературы, фото, рисунков и т. д., описанная система предоставляет значительно больше удобств. Тем не менее она уже устарела. Поиск возможен только по одному признаку. Для того чтобы отобрать серию предметов по заданной комбинации признаков, нужно каждый раз повторять операцию отбора по каждому признаку в от щльиостп. Механизация весьма умеренная, поскольку7 это фактически ручной, несколько ускоренный при помощи спицы поиск. Помимо всего прочего, данная система связана особой, нигде больше не употребляемой формой перфокарты, емкость которой весьма ограничена (23 колонки х8 позиции).
5) Автоматический поиск информации должен быть прежде всего эффективным и отличаться от ручного до крайней мере на несколько 4
4 J.-C. Gard in. Указ. соч.
Origins: flgho Oulu г (Talgche person)
Niueuu: kaurgan No, Z
Vote supfiosee: H50-/3S0 (ЯЛиер/ег)
dimensions: lt>,6
Рис. 2. Перфокарта французского Археологического института в Бейруте
порядков, тогда он имеет смысл. •Эффективность автоматического поиска может быть заранее задана определенным критерием. Напрпмер. для нас представляется вполне приемлемым критерии 30-минутного объема Муэрса 5. Этим критерием определяется максимальный объем картотеки, «просмотр» которой может быть осуществлен за 30 мин. Применяя обычную сортировальную машину, можно за 30 мни. «просмотреть» картотеку в 12 000 перфокарт и выбрать из псе нужные, причем не только по одному, по и по группе (до 12) признаков. Электронная сортировка «просмотрит» за ге же 30 мин. и выберет нужные перфокарты из массива в 21 000 единиц Думается, что для начала такая скорость вполне устроит археологов. В дальнейшем же, имея хорошо разработанную систему кодирования информации, нетрудно будет перейти к электронным информа- 6
6 Э. Де Г р о л ь е. <’.ооб।жжения о выборе меха-визирошшпых систем поиска информации с учетом условий их использования и о желательных особенности . систем кодирования. «Научно-техническая информация», 1962, А? 3.
ционно-логическим машинам, скорость которых несоизмеримо больше.
Ниже приведена схема действия енравочно-пнформацпонного фонда с автоматическим поиском и отбором.
Ввод поступающен информации кодирование —— перфорация
II \UH ГЬ храпение перфокарт ----
I 1
попек выдача пз
памяти
АН К 1113 ----- — информации«--------
I Вы (ача
В звене «поиск» может стоять сортировальная машина. Звено «анализ информации» представлено табулятором. Универсальная электронная математическая машина одна может объединить все звенья схемы, за исключением исходного: кодирования и перфорации. Это — наиболее трудоемкое звено, которое пока должно осуществляться вручную.
В «памяти» массивы перфокарт могут х раниться по разделам, например: жилища, погребения, памятники искусства, орудия труда, оружие, утварь, керамика, украшения. Внутри разделов — рубрикация: жилища — пеще-
ры, землянки, полуземлянки и т. п.; погребальные памятники — грунтовые ямы, подбои, катакомбы и т. и.; памятники искусства — петроглифы, статуэтки, фрески, изваяния и пр.; орудия труда — рубила, скребки, топоры, тесла, ножи и т. п.; оружие — наконечники стрел, боевые топоры, мечи, сабли и т. п.
6) Задачи археологического исследования, которые могут решаться с помощью такого справочно-информационного фонда, следующие:
а) выборка исходного материа та для той или иной темы по заданным условиям; напрпмер, по определенным признакам или комбинациям признаков;
б) классификация массового материала на группы по заданным условиям;
в) поиск аналогии к изучаемой совокупности материала;
г) решение статистических и комбинаторных задач широкого круга.
Накопление опыта работы с подобным справочно-информационным фондом выявит другие его возможности, а переход к использованию электронных информационно-логических машин позволит значительно увеличить объем и скорость обработки информации.
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ КИБЕРНЕТИКИ В АРХЕОЛОГИИ
Г. Г. ВОРОБЬЕВ
В последние годы получила развитие новая отрасль кибернетики — документалистика. Стало очевидным, что без правильно оформленной документации немыслима эффективная деятельность насчпого работника.
Накопленные массивы документальной информации выдвинули на передний план проблему учета, быстрого поиска и исчерпывающей подборки необходимых данных. Современные фонды крупных библиотек насчитывают десятки миллионов книг, а фонды архивов сотни миллионов документов. Ежегодно издается 6 миллионов названий научной, технической п экономической документации. Установлено, что количество публикаций растет по экспоненте, т. е. удваивается через 8—15 лет и удесятеряется через 50 лет.
Наряду с другими науками, археология накапливает огромную документальную информацию об историческом прошлом народов, населяющих Землю в течение сотен тысяч лет. Заметим, кстати, что археологическими документами ягляются не только полевые журналы экспедиционных работников, научные отчеты, статьи или книги, но и образцы материальной культуры, найденные при раскопках, занесенные в каталоги и хранящиеся в музеях. С точки зрения кибернетики, процесс археологических работ включает такие этапы, как сбор информации (полевые работы), ее первичную обработку (документация и подготовка к транспортировке), передачу по каналам связи в центральный (руководящий) орган, вторичную обработку — подготовку к хранению, сопоставление с данными, полученными ранее, для правильных выводов и обобщений, репродуцирование (размножение), перевод на другие языки, передачу этой вторичной информации заинтересованным лицам и организациям и, наконец, хранение (библиотека, архив, музей). Последний этап должен предусматривать существование такой системы, при котопой хранимая информация не утрачивается, но приходит в негодность, систематически пополняется и на тюбоп заданный вопрос дает полный, четкий и быстрый ответ.
Задача информационной службы должна формулироваться таким образом, чтобы открытие каждого археолога немедленно становилось доступным всем другим археологам и историкам, а каждый экспонат музея (фотографии и описание) — доступен посетителям всех других музеев. При этом достаточно быстродействующая, компактпая и недорогая справочно-поисковая система должна производить все необходимые подборки и сопоставления в хронологическом, географическом, общественно
политическом, морфологическом, вещественном и других аспектах. Только с выполнением этих у словий можно ожидать интенсивное развитие исторической науки и решение поставленных перед нею проблем.
1 щбернетнка предлагает разные уровни механизации информационно-поисковых процессов: электронно-логические машины, магнитный и оптический методы с применением электронной техники, перфокартные машины и ручные перфокарты.
Перфокартные машины, применяемые сейчас на машинно-счетных станцинх и в бухгалтерских отделах крупных организаций, могут найти широкое распространение в научно-исследовательских институтах для обработки не только расчетной, ни и документальной информации. Перфокартой называется кусочек картона стандартного формата, на котором папи-сано 15,80 или 90 колонок цифр — от 0 до 9. Пробпвая на месте тех или иных цифр отверстия (перфорацию;, мы записываем одно или несколько чисел с общим миелом знаков 45, 80 или 90. Под каждой цифрой можно подразумевать также букву илп определенное понятие и шифровать, таким образом, до 1000 параллельных и очень большое число взаимоисключающих ппизнаков. Набор машин производит пробивку отверстий на ме< те карандашных отметок, проверку правильности пробивок, поиски, сортировку и подборку карт по отдельным пробивкам или их комбинациям, дублирует карты п печатает на иих содержание обычным шрифтом. Каждая карта может быть посвящена любому объекту информации — исторической эпохе, событию или лицу, географическому пункту, археологическому образцу пли документу , а система перфораций обозначает поисковые признаки этого объекта. Скорость сортировки достигает 500 и более карт в минуту в массивах, насчитывающих сотни тысяч и миллионы карт.
В масштабах отделов, лабораторий, экспедиций. узкоспециализированных библиотек и на письменном столе каждого наушного работника применяются ручные перфокартотеки, все техническое оформление которых может ограничиться ножницами и вязальной спицей и не превышает во всяком слушае по сложности пишущую машинку. Особенно эффективны такие картотеки при числе объектов информации от нескольких сот до нескольких тысяч и при числе параллельных поисковых признаков до 100 и более. В отдельных случаях эксплуатируются очень большие ручные перфокартотеки, так как экономичность этого метода определяется не столько количеством информационных
Рис. 1. Микротекст перфокарты проецируется на экран читального аппарата
• • • с • ® • • ® 13 5 7 9 • © ® • € ® • z 3 © • © • © ® • • • се© • © © • 7 h г 1 ОтрослЬ © © © © © © • © 7 4 2 1 Стр © © © © © © © © 7 4 2 1 ана © • © © © • © © 7 4 2 1 ObrnUcB © • 7 © © ® © © ©
V 0 о ш Я1пПОр z V V Л ' Гип публикации Год Z^®"®
©о©^^ ©<^©-^ •Ч)®^ — Материал Ь/ 39 35 3k 32 30 28 26 2k 22 20 18 /о >k 12 Ю в 6 k «••©©©©•©•©«©©•с ее 37 35 3. 31 23 27 7Г 23 2! !9 !7 15 13 11 3 7 5 3 ©•©©©•©©©© || ©ееее©
®^®^ ®'\>*cQ ®^®хг ©%®<ъ
Эс^*'ч ©^©ч ©^©N, •^©41
®^®<^ в-*®^ ©°1®^
4 5 1 3 5 7 3 © • • • • о г 4 в в © • © © • 6 1 3 5 7 9 • © • • ® о г 4 в в • ® • © о 1 3 © а 0 г • с 7 5 7 9 © © • 4 6 8 © • & 1 3 5 7 9 • © © • • а г 4 б в © © © ® • 1 U © С 0 1 © с S >®«5©
© • • • © • • © ® о г 4 б в • © с • • © • © 4 8 8 • © © © • ® •
Рис. 2. Реферативная перфокарта ВИНИТИ
объектов, сколько числом поисков в месяц (не более 1000), а корреляции этих параметров соблюдаются не всегда.
Принцип ручного перфоьартного метода аналогичен машинному или бывает совершенно иным. Например, по краям карты заранее пробиваются один, два или три ряда отверстий, вырез которых (выход наружу или соединение друг с другом) эквивалентен пробивке на машинной карте. Если пропустить через одно отверстие 100—300 карт металлическую спицу, карты с вырезами выпадут пли выступят из стопы. Основные преимущества перфокарт-ных картотек, по сравнению с традиционными картотеками: 1) многоаспектность — картотека отвечает не на одну группу вопросов (например, автор или год), а на все необходимые вопросы; 2) отсутствие порядка расстановки — карты не имеют своего постоянного места в картотеке, и поэтому пе нужно время на их возвращение и контроль за правильностью расстановки
На свободном поле карты производят запись информации обычным путем пли прорезают окно и вставляют фотографическую щенку с микроизображением текста. Обычная мпкрофо-торепродукционная техника позволяет поместить на одной половине ручной перфокарты 40 страниц. Таким образом, перфокартотека превращается в микробиблиотеку и микроархпв, содержащие в 40 ящиках одного небольшого шкафа 40 000 перфокарт и до 1.5 миллиона страниц. За несколько минут можно найти нужную карту и спроецировать на экран настольного читального аппарата изображение текста нормального размера (рис. 1).
В настоящее время Институт научной информации (ВИНИТИ АН СССР) предложил стандартную форму библиографической реферативной перфокарты (рис. 2). На левой стороне ее печатается реферат (продолжение которого переносится на оборотную сторону), на правой стороне — микрофотокопия текста одного из трех стандартных форматов. На верхнем краю шифруются: первая буква фамилии автора, тип публикации, отрасль, страна, выпуск (номер картотеки) и год (в пределах 10 лет). Левый и нижний края отведены для локальной десятичной классификации тематических прпзпаков: вся проблема делится на 10 разделов, каждый из которых — еще на 10 подразделов. При этом «0» всегда означает «общие вопросы», а «9» — «другие», что позволит в будущем пополнять классификационную схему. Шифр выпуска в свою очередь объединяет 10 проблем в одну комплексную проблему. На правом краю карты обозначаются 40 однотипных тематических
признаков, не описываемых десятичной схемой (например, химические элементы, материалы, века или регионы, рассматриваемые в статье). Всего, таким образом, шифруется 140 параллельных тематических и 7 (или 7 X 107 возможных вариантов) библиографических признаков.
Дальнейшее применение кибернетических методов п идей в информационной практике приведет к замене издаваемых научных журналов апертурными перфокартами (с микрофотокопией текста), что значительно сократит пути от автора к читателю. Произойдет замена литературных форм научных статей анкетными формами, построенными по десятичному принципу и пригодными для непосредственного ввода в кнформационну ю машину. Существующие книжные и архивные фонды будут переведены на микропленку и станут доступными всем. Примером первых шагов в этом направлении являются выпуск первого научного журнала па фотопленке и перевод на пленку Институтом арабских рукописей свыше 15 0<Х) манускриптов. Опытные микрорепродукциопные разработки уже сейчас воспроизводят на площади 10 X х 10с.и 10000 страниц текста, но и это не является пределом Недалеко то время, когда все печатные богатства человечества можно будет поместить в объеме записной книжки и читать с помощью электронных микроскопов.
Исследованием названных проблем в СССР занимается На\чныи совет по кибернетике АН СССР. Механизация и автоматизация информационных процессов только начинается в нашей стране, и археология здесь должна занять один пз важных п интересных участков.
22 заказ J* 1350
ВСЕСОЮЗНОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
В АРХЕОЛОГИИ
МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ
И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
Б. А К О П Ч И Н, ОЮ. КРУ Г, Е. Н. ЧЕРНЫХ
Внедрение в археологию методов исследования естественных и технических наук в Советском Союзе началось особенно энергично в послевоенное время, в самом конце 40-х годов, в связп с общими успехами развития естественных и общественных наук. К началу 1963 г. новые методы исследования в археологии получили достаточно широкое распространение. Были достигнуты такие успехи, что оказалось возможным и необходимым созвать специальное совещание.
Институт археологии Академии наук СССР в конце февраля 1963 г. созвал Всесоюзное совещание по примененью в археологии методов исследования естественных и технических наук. Совещание проходило в Москве с 25 февраля по 1 марта 1963 г. На совещании были представлены широкие круги археологов, естественников (физиков, биологов, химиков, геологов п т. п.), математиков и техников. На нем были представлены 29 городов Советского Союза п i 12 союзных республик от 68 археологических и другпх научных учреждений. Было прочитано 66 научных докладов и сообщений. Совещание одобрило новое направление в работе археологов — широкое внедрение в полевые и камеральные работы методов исследования естественных и технических паук. Была выработана большая программа сотрудничества и внедрения всех перспективных методов.
Доклады и сообщения, представленные па совещание, были объединены в четыре большие проблемы. Первая проблема — это вопросы хронологии. Вторая проблема, наиболее широкая пз всех, включала вопросы происхождения матерпалов (металла, камня, глины, стекла и других), распространения древних культур, экономических связей у древних народов, истории технологии и истории производительных сил. Сюда же входили разнообразные методы, реконструирующие нам древпий ландшафт, палеоклимат, историю земледелия и подобные вопросы. Третья проблема — это широкое внедрение разных математических и кибернетических методов в исследовательскую работу археолога в лаборатории и в поле. Четвертая проблема касалась круга вопросов полевой практики— это разведка, изучение и раскопки археологического памятника более совершенными и производительными методами.
В научном обзоре работы совещания мы будем излагать материалы лишь тех докладов и сообщений, авторы которых не участвуют в настоящем сборнике. Все статьи нашей книги написаны на основе докладов, которые авторы оделатп на Всесоюзном совещании, пли материалов, которые они представили на это совещание.
В тех случаях, когда мы будем упоминать доклады этих авторов, мы отсылаем наших читателей к соответствующей статье, опубликованной выше в книге.
О методах абсолютного и относительного датирования в археологии сделали доклады: С. В. Б у т о м о. Радиоуглерозвое датирование и построение абсолютной хронологической шкалы археологических памятников (стр. 28—3-1).
Б. Л. Колчин. Дендрохронологический метод датирования (стр. 62—8э).
С. II Бурлацкая, Т. Б. Нечаева. Датирование археологических объектов археомагппт-ным методом (стр. 50—61).
В. С. Титов. Рояь радиоуглеродных дат в системе хронологии неолита и бронзового века передней Азии и Юго-Восточпой Европы (стр. 34—45).
11. В. Черных. Абсолютная дендрохронологическая шкала древнего Белоозерска (стр. 86—90).
А. А. Л и й в а, Э. О. И л ь в е с, Л. 10. Яните. Радиоуглеродное датирование некоторых археологических памятников Прибалтики (стр. 46—50).
II Г. П и д о и л н ч к о. О фторовом и коллагеновом методах определения относительного возраста ископаемых костей.
А. А. В н ч у т и в с к п и. О применении термолюминесцентного метода для датировки в археологии.
Г. А. Панк р у ш е в. К вопросу о датировании древних поселений в Карелии по высотным данным.
Вот уже около 20 лет в отделе палеозоологии Института зоологии Академии наук УССР И. Г. Пидопличко с сотрудниками проводит экспериментальны0 работы по определению геологического возраста костных остатков из ан-тропо"еьовой системы. Относительный возраст определяется двумя методами: коллагеновым и фторовым. Всего определено образцов по коллагеновому методу 8000 и по фторовому методу 256.
Выяснилось, что содержание фтора в ископаемых костях от современности до мелового периода в общих чертах действительно увеличивается, однако колебания количества фтора как в ископаемых, так и в современных костях настолько велики, что без учета этого явления можно прийти к ложным выводам при датировке отложении и заключенных в них археологических объектов. Из Соляновскоп стоянки (на Дону) было проанализировано около 50 образцов голоценового времени. При этом оказалось, что содержание фтора в среднем колеблется око то величины в 1 %, но ряд костей дали гораздо большие показателп: 2,039% (гигантский олень), 3,2% (лошадь), 3,3% (зубр). Подобные резкие отклонения показателей содержания фтора могут свидетельствовать о пришлой природе животных, в костях которых оказалось фтора больше, чем у местных особей. Анализ кости современной лошади из Амвро-сиевки Донецкой области дал 0,22% содержа
ния фтора, а кости зубра из Амвросиевской стоянки — 0.4%. Подобное увеличение с течением времени содержания фтора у жив< тпых, проживающих в одной и той же местности, но-ви-димому, может быть показателем более или мение надежной датировки образцов разного возраста,, но из одного разреза.
Меньшее колебание, чем прп фторовом методе, а поэтому и более надежные результаты дает коллагеновый метод. Этот метод дает удовлетворительные результаты для палеолита. Для неолита и более поздних памятников, в которых кости в свое впемя подвергались действию кипящей воды, огня, субаэрального выветривания и т. д., этот метод имеет ограниченное применение. Применение этого метода для неолита и более позднего времени возможно, но с внесением определенных поправок.
Датировку коллагеновым методом целесообразно сопоставлять и коррегировать с результатами датировок радиоуглеродным и другими методамп.
Применение коллагенового метода для целей абсолютной датировки возможно только в некоторых случаях общего значения. Так, этим методом определена длительность антропогена в 166 тысяч лет и установлено, что позднепалеолитические стоянки отстоят во времени (считая от наших дней) не более как на 10—12 тысяч лет. Даже это приближенное определение имеет важное принципиальное значение, так как существующие произвольные датировки позднего палеолита временем в 20—120 тысяч лет назад вносят большую путаницу в археологию и связанные с ней дисциплины.
Сотрудник Института химической физики А. А. Впчутипскин в своем сообщении, кроме изложения основ термолюминесцентного метода датирования, остановился на практических нулях его применения в настоящее время. Использование этого метода в археологии (следует заметить, что термолюминесцентный метод широко используется в геологии для датировки горных пород и минералов) осложняется из-за малого возраста апхеологических образцов и относительно низкого выхода термолюминес ценции по сравнению с некоторыми минералами, например флюоритом, шпагом и др. Минимальный возраст керамики, который в настоящее время можно определить, составляет .около 2000 лет.
Точность определения в основном зависит от точности измерения естественной радиоактивности. В сообщении А. А. Вичутинского были затронуты пути повышения чувствительности аппаратуры, устранения препятствующих из-
мереыпям явлений на установках из приборов, выпускаемых отечественной промышленностью.
Очень интересным методом относительного датирования стоянок Советской Карелии и Финляндии является оценка их по высотным данным. Вековое поднятие Балтийского щита, начавшееся после отступления ледника с его территории, продолжается до настоящего времени.
Карелия расположена на восточной окраине Балтийского щита. Ее поверхность тоже испытывает процесс постепенно затухающего послеледникового поднятия. Причем скорость поднятия равномерно уменьшается в направлении с северо-запада на юго-восток, т. е. противоположно отступанию ледника. Это явление привело к перекосу поверхности Карелии. Ванны ее внутренних озер на протяжении многих веков сливались на юго-восток, обнажая северо-западные берега. Наиболее заметно это сказалось на больших озерах, на Ладожском и Онежском. Обнажение северо-западных берегов в озерах Карелии позволило археологам использовать высотные данные древних береговых террас для датировки локальных групп стоянок. Первая попытка такой датировки была предпринята в начале тридцатых годов Б. Ф. Земляковым.
О последних работах в этой области сделал доклад Г. А. Паннрушев. Лучше всею в Карелии датировка стоянок по высотным данным прослежена па северном берегу Онежского озера. В настоящее время здесь известно свыше 80 стоянок, большая часть которых открыта в 1961—1962 гт. Наиболее четко по высотным данным прослеживается относительная датировка стоянок. На самых высоких берегах-террасах (от 48 до 74 .и над уровнем моря) распо ложены стоянки эпохи мезолита, ниже их (на высоте от 42 до 48 м) находятся поселения эпохи неолита, еще ниже (на высоте 37— 42 .«) поселения эпохи раннего металла. Все они находятся на значительном удалении от берега озера, до 6—7 км.
Самыми ранними поселениями являются, очевидно, стоянкп с ямочно-зубчатой керамикой льяловского типа, так как расположены они на более высоких береговых уровнях, чем другие стоянки этой эпохи. К несколько более позднему времени необходимо отнести расположенные ниже стоянки с керамикой типа сперрингс. Высотные данные большой группы стоянок северного побережья Онежского озера противоречат утвердившейся за последнее время ранней дате появления керамики в Карелии, определяемой началом III тыс. до н. э., п подтверждают ранее высказанное мнение, что наиболее ранние из известных здесь стоянок с ке
рамикой необходимо датировать серединой III тыс. до н. э.
Самой широкой пр< блемой, по которой было прочитано 28 докладов и сообщений, явился круг вопросов происхождения материалов и технологии археологического предмета.
О применении спектрального анализа в археологии сделали доклады:
Е. И. Ч е р в ы х. Спектральный апализ и проблемы происхождения металлов (стр. 96—110).
Ю. Л. Ш а и о в а. История стеклоделия и ее изучение. с использованием методов естественных на; к (стр. 111—118).
И. Р. Селимханов. Хронологическая схема овладения человеком металлами и сплавами на Кавказе (стр. 138- -145).
М. А. Безбородов. Технические методы изучения древних и средневековых стекол (стр. 174—177).
В. С. А1 и т р и ч е в. Опыт применения спектрального анализа при исследовании керамики (стр. 171— 174).
А. А. Абдуразаков. Достоинства и недостатки количественных методов химического и спектрального анализов средневекового стекла.
В. В. Н а л и м о в. Перспективы повышения чувствительности спектрального анализа путем применения некоторых специальных методов
М. П. Бурмистров, В. В. Педлер, С. П. Полякова. О повышении чувствительности спектрального анализа при фотографической регистрации.
А. А. Абдуразаков свой доклад посвятил анализу достоинств и недостатков количественных химического и спектрального анализов применительно к археологическому стеклу. После сопоставления большой серии количественных химических и количественных спектральных анализов автор приходит к бесспорному выводу, что количественный спектральный анализ возможен при наличии эталонных образцов, имеющих состав, близкий к изучаемым веществам. Путем подсчета абсолютных и относительных ошибок автор выявил, что расхонх-дение между спектральным и химическим анализами наблюдается как в сторону превышения, так и в сторону уменьшения против действительного содержания составных частей в веществе. Проанализировав точность спектральных количественных определений отдельных компонентов стекла, автоп считает, что спектральное определение щелочей в большинстве случаев вполне удовлетворительно. Дальнейшее усовершенствование техники количественного спектрального анализа сделает его столь же надежным и точным методом количественного изучения археологического стекла, как и коли чественнып химический анализ.
По поводу докладов А. А. Абдуразакова и И. А. Безбородова, давших характеристики и рекомендации техническим методам исследования древнпх стекол, следует заметить, что
подобные рекомендации былп сделаны еще в 1953 г. на II] Международном конгрессе по стеклу В. Тернером, крупнейшим авторитетом в современном стеклоделии и достаточно квалифицированным историком стекла *. Беда многих историков стекла заключается в том, что их исследования ограничиваются .лишь частными техноло! ическими характеристиками тех или иных изделий древнего стеклоделия. История же стекла должна рассматриваться на широком историко-культурном фоне. Должны решаться вопросы происхождения стекла, вопросы химии и технологии производства, типологии и классификации продукции, исторических и экономических связей и, наконец, путем развития стеклоделательного ремесла. Поэтому, чтобы результаты анализа являлись надежным историческим источником, все методы изучения древнего стекла должны быть массовыми и доступными.
Доклад В. В. Налимова, а также доклад Nt П. Бурмистрова с соавторами о повышении чувствительности спектрального анализа при фотографической регистрации касались, к сожалению, сугубо специальных вопросов. Они вовсе не затрагивали возможностей спектрального анализа в археологии. Поэтому мы остановимся на них буквально в двух словах. В. В. Налимов рассматривал возможности достаточно резкого повышения чувствительности спектрального анализа благодаря применению некоторых методов математической статистики, например критерия Кайзера и т. п. М. П Бурмистров с соавторами остановились на конкретных результатах своих опытов повышения чувствительности спектрального анализа руд и минералов, проведенных с помощью некоторых математических методов.
Истории металла и металле! рафичесчому анализу были посвящены доклады:
Н. В. Р ыпд п н а. Металлография в археологии (стр. ±19—128).
Б. А. Ш р а м к о, Л. А. Солнцев, Л. Д. Ф о-м и в. Металл скифов — железо и сталь.
Г. А. Вознесенская. Обработка железа на Троицком городище (стр. 129—138).
А К. А и т е в н. Дамасскпрованная сталь средневековой Прибалтики.
Н. Н Терехова. Чугунные изделия Кара-Корума.
Т. II. С а к в а р е л и д з е. Технология изготовления жолезпых топоров в древней Грузпп.
Д. . В. II a j м о в. Опыт литейной техники древвих бронз.
1 \\ Т и г и е г. The. Value of modern technical method1- in the Study of ancient Glass. «Atti del Congresso internationale. del vet.ro». Venezia, 1953. стр. 704.
Коллективный доклад археолога Б. А. Шрам-ко и металловедов Л. А. Солнцева и Л. Д. Фомина представил картину развития черной металлургии в скифское время на юге Восточной Европы. Скифская эпоха в Северном Причерноморье совпадает с началом железного века и широкого распространения различных изделий из черных металлов во всех основных отраслях хозяйства и в военном деле. В докладе излагались основные итоги исследований металлургических остатков и железных изделий, которые ведутся авторами с 1960 г.
Всего комплексному металловедческому исследованию было подвергнуто более 100 изделий. происходящих из курганных погребений, городищ и селищ, которые расположены в различных пунктах степной и лесостепной Скифии, а также на соседних территориях. Среди исследованных вещей имеются орудия производства (ножи, шилья, серпы, зубила, долота, мотыжки, рыболовные крючкп и пр.), оружие (мечи, кинжалы, наконечники копий и дротиков, втокп, наконечники стрел), части конской сбруи и детали повозки, а также ряд других предметов и заготовок. Хронологически указанные вещи охватывают промежуток от конца VIII — начала VII в. до н. э. по II—I в. до н. э.
Изучение находок железной руды, шлаков и криц, а также остатков сыродутных горнов свидетельствует о том, что добыча железа производилась в большом количестве пунктов на территории Скифии. И< следования показали, что кузнецы степной и лесостепной Скифии и Северного Кавказа умели не только добывать сыродутным способом хорошее железо, но и получать из него высококачественную сталь. Из стали оказалось сделанным также копье из погребения у с. Бутенки, датируемое концом А III — началом VII в. до н. э. В более поздних комплексах увеличивается количество вещей из ьысокоуглеродистой стали. Сталь изготавливали, по-видимому, сквозной цементацией заготовок путем многочасовой выдержки их в углеродсодержащей среде.
Главным способом обработки черных металлов была кузнечная ковка. Прп ковке применяли операции вытяжки и рубки металла, а также пробивку отверстии, изгиб, скручивание, штамповку и чеканку. Найдены некоторые инструменты для выполнения этих операций. Умелое применение разнообразных приемов позволило изготавливать из железа настоящие художественные вещи.
При изготовлении ряда вешей применялась кузнечная сварка (ножи. мечи, серпы, копья, втокп и пр.), которая в ряде случаев выполнена
превосходно, и сварной шов можно проследить только в микроструктурах. Сварка применялась для соединения деталей прп изготовлении вещей сложной конфигурации, при соединении металлов разного состава и в качестве способа предварительной обработки. Для увеличения поверхностной прочности довольно широко уже в раппескпфское время применялась цементация как заготовок, так и готовых изделий.
Судя по исследованным образцам, кузнецы Скифии не применяли или применяли очень редко закалку стали. Даже в таких изделиях, как зубила, долота, мечи и пр., не наблюдается мартенситных пли трооститных структур, которые указывали бы на применение специальной термической обработки 2.
Латышский исследователь А. К. Хнтейп металлографически изучил 218 наконечников копий, найденных в Прибалтике. Ike они относятся к XI—XIV вв. Большинство из них втульчатые. При механической очистке до металла и травлении реактивом Гейна по узору на окалине поверхности пера и, наконец, рентгеновским способом было установлено, что все перья наконечников копий изготовлены пз дамасскированной (узорчатой) стали.
Исходя из технологических схем узора, наконечники можно разделить на 12 конструктивных групп, выполненных техникой дамас-скирования. Металлографические исследования перьев в части наконечников копий показали, что топкие полосы состоят из очень чистого железа; полосы с зубчатым краем — также из очень чистого железа или стали с содержанием углерода 0,2—О,3°о; средняя часть перьев железная; крученые полосы состоят из сплетения железа и стали (0.1—0.3 V С); высококачественные лезвия изготовлены из стали с содержанием углерода 0.8—0,9% (обычно закалены па троостнт п мартенсит) и т. д.
Своеобразная форма наконечнпков и ряд других признаков позволяют предполагать, что наконечники копий пз сварочной узорчатой стали изготовлены в Прибалтике в древних поселениях у озера Вилкмуйжас, в Пасилпи-емсе (найдены 35 экз.), в Капсппеки, в окрестностях Балтинавы и Прунге и в других местах 3.
В маленьком сообщении Т. II. Сакварелидзе изложила историю технологии изготовленпя
8 В. Л. ’ Ш р а м к о, Л. А. Солнце в, Л. Д. Фо м и п. Техшгка обработки железа в лесо степной и степной Скифии. СА, 1963, № 4, стр. 36.
3 А. К. Антенн. Наконечники копий из сварочной узорчатой стали в древней Прибалтике. СА. 1963, № 4, стр. 167.
железных топоров в Грузии. В период раннего железа сталь имела уже широкое применение. Кузнецы древней Грузии в совершенстве владели технологией цементации железа и термической обработкой стали.
Очень интересная по замыслу работа Д. В. Наумова по литейной технике древних бронз оказалась не окончена, так как автор пе учет ряда важных факторов по составу сплавов и технологии литья. Задача работы заключалась в том, чтобы по структуре древних сплавов определять материал форм, применяемых при изготовлении древних бронзовых изделий, и технику лития. Автор изготовил сплавы, близкие, как он считал, к древним по химическому составу, т. е. сплав меди с мышьяком и сплав меди с оловом. Затем он их отливал в земляные и металлические формы. Микроструктч ры опытных отливок оп сравнивал с микроструктурами археологических бронзовых отливок и на основе этого пытался определить материал древних форм. При этом с равнении он исходил из того, что быстрое охлаждение в металлической форме приводит к повышенной дендритной ликвации. Для готовой отливки в металлической форме характерна мелкокристаллическая структура с ориентированными дендритами и различными размера мп зерен: у поверхности — мельче, в толще отлпвки — крупнее. При литье же в земляных формах (за счет замедленной скорости охлаждения оттивки) получается крупнокристаллическая структура сплава с хаотическим расположением кристаллов.
Д. В. Наумов совершенно отвлекается при проведении своих опытов от учета естественных примесей в древнем сплаве, учитывая лишь его основные компоненты. Между тем присутствие некоторых естественных примесей может заметно повлиять на степень дендритной ликвации. Из этого следует, что судить о характере использованной формы едва ли возможно на основе нескольких полученных в лабораторш : условиях эталонов. Каждый новый сплав, новый даже по звучанию некоторых микропримесей, а не основных компонентов, дает новую величину кристаллов при одной и той же скорости охлаждения. Д. В. Наумов ограничился при моделирования использованием лишь земляных и металлических форм. Доказано, что в древности широко применялись глиняные и каменные формы. Каждый из этих материалов дает также несколько пную скорость охлаждения отлпвки.
К сожалению, автор совершенно не учел и влияние па скорость охлаждения сплава, а значит, и на его структуру и таких немаловаж-
иых факторов, как масса литейной формы, профиль илп толщина отливаемого изделия, температура перегрева пли подогрева сплава, температура предварительного прогрева формы. Установить влияние каждого из перечисленных факторов для каждого данного состава сплава очень трудно даже прп самом тщательном моделировании. И тем более трудно приложить современные эталоны моделирования к живым образцам древности, поскольку мы не можем с уверенностью раскрыть значение каждого из перечисленных условий.
Тема эксперимента и моделирования в археологии прозвучала па совещании в нескольких выступлениях. Этой проблеме были посвящены доклады:
В. А. К о л ч и н. Эксперимент в археологии.
С. А. Семе и о в. Экспериментальный метод изучения первобытной техники (стр. 216—222).
Г. Ф. Коробкова. Применение метода микроанализа к изучению функций каменных и костяных орудий (стр. 192—195).
Е. А. Колчин, О. Ю. Кру г. Физическое моделирование сыродутного процесса производства железа (стр. 196—215).
В обзорном докладе «Эксперимент в археологии» Б. А. Колчин напомнил, что эксперимент как метод исследования в археологии применяется уже более ста лет. Но до последнего времени исследователи экспериментировали в основном механическую технологию, функциональную принадлежность и эффективность каменных орудий труда. Иногда такие опыты производились с деревянными и костяными орудиями.
В Советском Союзе в широком объеме и со значительными результатами эксперимента.!ь-ные опыты по первобытной технике были проведены С. А. Семеновым. Интересные работы проделали и другие исследователи.
Эксперимент иногда затрагивал п древние производственные процессы. Но эти опыты проводились от случая к случаю п касались главным образом керамического производства. Интересные результаты получили Фпссахуер (Халле), Винтер (Майппц), Филиппов (Москва) и другие.
Лишь в 50-е годы за рубежом п у нас эксперимент широко распространился и на область древних производственных процессов, и прежде всего таких исторически важных и технически сложных, как металлургия, металлообработка, керамическое производство и другие.
Технологию и кинетику моделируемого процесса мы можем раскрыть и увидеть в современной оценке. Напрпмер, при моделпроваппп металлургического процесса мы можем замерять в горне температуру и сплу дутья, делать
металлографические, химические и другие анализы металла, шлаков, руд, газов и т. п.
Говоря об эксперименте в археологии и тех больших перспективах, которые он открывает, мы должны помпить, что опыты по моделированию древнего процесса производит современный человек с навыками и мышлением XX века. Поэтому в решении тождественности поставленного опыта древнему процессу, кроме всесторонних и многочисленных аналогий с археологическими фактами, должна быть еще и массовость эксперимента.
Большое количество докладов на совещании было посвящено петрографическим методам изучения археологических материалов и комплексному методу исследования древней керамики, глазурей, стекла и т. п. С докладами выступили:
О. Ю. Круг. Применение петрографических методов для исследования силикатов в археологии (стр. 146—152).
Н. С. Г р а ж д а в к и н а. Методика химико-технологического исследования древней керамики (стр. 152—160).
Э. В. Сайко. Керамическое ремесло средневекового Хутталя по данным исследования методами естественных паук (стр. Ifil—166)
Г. М. К о в н у р к о. Применение петрографического метода при изучении межплеменных связей в неолите на северо-западе Европейской части СССР.
И. М. Гайду к. Выявление микрорайонов неолитических племен методом петрографического и спектрального анализов (стр. 185—192).
А. А. Бобринский. Изучение конструкции гончарного круга по следам па керамике.
В. Ф. П е т р у н ь. Опыт изучения петрографии строительного камня античных городов Северного Причерноморья.
Р. Б а х т а д з е. Из истории стеклоделия Грузии.
Ф. А. Б у р н а ш о в а. Методика изучения древних глазурей (стр. 178—184).
Сотрудник Института археологии петрограф Г. М. Ковнурко в своем докладе предложил прп систематизации неолитических памятников по орудиям труда использовать петрографические методы исследования кремневого материала орудий. Сопоставляя состав и свойства материала орудий труда из различных поселений какого-либо района, можно выделить группы памятников, в которых кремневые орудия изготавливались пз одного материала. Изучив с петрографической точки зрения материал орудия, пх можно привязать к определенному месторождению кремня, то есть установить их сырьевой источник.
В результате геологических наблюдении в поле п изучения материала неолитических каменных орудий автору удалось установить, что орудия неолитических памятников, распо
ложенных в среднем течении Западной Двины (пункт Крум плево), произведены пз серого пятнистого кремня, выходящего па поверхность среди известняков нижнекаменноугольного возраста серпуховской свиты по берегам верхней Волги выше города Старица.
Оказалось также, что однородный темносерый и непрозрачный пятнистый кремень из Гродненской области встречается в памятниках севера Белоруссии (Хутор Семенов) и в Восточной Польше. «Шоколадный» кремень, который добывался, по данным польских археологов, на левом берегу р. Вислы, встречен в памятниках Западной Белоруссии (оз. Свитязь. Черешня).
Автор обратил внимание на некоторые особенности мастерских каменных орудий, выделяющие их среди других памятников каменного века: мастерские были расположены близ разработок или совпадали с ними на местности. Используя сведения о естественных залежах кремня, в малоизученных археологически областях Европейской части СССР можно выделить районы, где наиболее вероятно нахождение мастерских кремневых орудий. По его данным, следует ожидать крупные разработки фиолетового кремня на правом берегу Волга близ города Старица Калинпнской области, шахты по добыче темно-серого кремня в д. Мокреца Новогрудского района и в ряде других пунктов Гродненской и Брестской областей.
Составленная автором схематическая карта распространения кремня на территории Европейской части СССР поможет расшифровать особенности кремневой индустрии той или иной культуры, учитывая, что форма каменных орудий зависит не только от их функционального назначения и способа обработки камня, но и от количества и качества материала.
Доклад Ковнурко является эпизодом петрографического исследования археологического материала, им положено начало интересной работы по выяснению межплеменных связей при помощи петрографического исследования кремневых орудий труда. -
А. А. Бобринский в своем докладе обращает внимание на изучение углубленных и выпуклых следов от гончарного круга, встречающихся ’па днишах древнерусской керамики.
На основании микроскопического изучения следов автор выделил следы, которые оставляют на днищах гончарные круги с подвижной и неподвижной осью. Выявив применение различных конструкций ручных и ножных кругов со следообпазовательными свойствами в гончарстве Восточной Европы XIX—XX вв., докладчик высказал предположение, что п следы на древнерусской керамике были также оставлены
орудиями, обладавшими следообразовагельпыми свойствами. И 1ученпем следообразовательных свойств гончарных кругов XIX—XX вв. выяснено, что все следы, какие способны оставить эти орудия, могут быть разделены па индивидуальные, групповые и неопределенные. Индивидуальными названы следы, какие оставляют на днищах только определенные конструкции ручных и ножных кругов.
На основании находок керамики с индивидуальными разновидностями следов автор высказал предположение о применении в древней Руси IX—XII вв. ножных кругов двух конструкций и ручных кругов четырех конструкций. Это предположение, сделанное в результате изучения следов на керамике, подтверждается и находками деталей от ножных и ручных кругов в некоторых древнерусских городах (Новгороде, Пскове, Старой Ладоге).
Петрографии строительного камня античных городов был посвящен доклад В. Ф. Петруня. Докладчик остановился на методике полевого и камерального изучения древних строительных материалов и осветил вопрос выявления привозного «экзотического» материала, использованного строителями в Ольвии, по его петрографическому составу. В распределении привозного камня, слагающего стены ольвийских сооружений, автор установил определенные закономерности: 1) в сооружениях эллинистического времени встречаются участки с заметно повышенным содержанием экзотического материала, хронологически наиболее древние, — это отдельные конусовидные, выложенные камнем ямы; 2) в сооружениях римского времени привозного камня, в среднем, количественно вдвое меньше, чем в эллинистическое, и это преимущественно кру пнообломочпые туфы, извлеченные пз .ревних кладок, петрографический состав пх одинаков; 3) камень «булыжной» вымостки главной улицы агоры имеет однородный габ-броноритовып состав. Он привезен издалека п предназначен специально для вымостки; в кладке стен такие валуны в целом состоянии не встречаются; 4) к северу от устья Северной балки в прибрежной полисе (пляж и лиман до глубины 0.5—1 .и) количество привозного камня достигает 10%, что может указать па избирательное разрушение малопрочпых местных пород в зоне волноирибоя, а также на сознательное применение зффузпвов и пирокластических образований в сооружениях ныне затон тонного участка города.
Автор предполагает, что основная масса привозного камня происходит с восточной части Североанатолийского побережья (область развития третичных зффузпвов, пирокластов и
вулканогенного флиша) из районов Сннопы. Гераклеи Понтийской. Доклад В. ф. Петруня является первым шагом в подобных исследованиях строительных комплексов античных городов Северного Причерноморья.
Р. Бахтадзе посвятила свое сообщение бусам из стекловидной массы, найденным на территории древнем Грузии и относящимся к III тыс. до н. э.
Изучение автором синхронных сопутствующих бусам металлических изделий и сопоставление результатов химического исследования металла и стекловидной массы дает основание предположить, что стекловидная масса, использованная для изготовления бус, представляет собой металлический шлак. Во II тыс. до н. э. появляются стеклянные бусы, состав которых идентичен с составом более поздних стекол середины I тыс. до н. з., изготовлявшихся по так называемому античному рецепту. Главные компоненты этого стекла -— окпсь натрия, окись кальция и кремнезем. Для окрашивания стекол в синий, зеленый, фиолетовый, голубой и красный цвета, как и в античное время, использовали марганец, железо, медь. Стеклоделие, возникшее на территории Грузии на основе металлургии, в дальнейшем переросло в самостоятельную отрасль.
Несколько докладов касались разных археологических тем, решенных с помощью какого-либо естественнонаучного метода исследования. Среди них были доклады:
П. М. Д о л у х а и о в, О. М. Знаменская. Палеогеографические принципы построения стратиграфии археологических культур на северо-западе РСФСР (стр. 224—231).
В. В. Наседкин, А. А. Формозов. Вулканическое стекло из стоянок Краснодарского края (стр. 167—170).
К. К. Жиро в. Об использовании калпево-арго-нового метода датировок горных пород в археологии.
Г. Н. Кислякова, Г. И. Клейменова, 10. А. За днепровский. О комплексном методе реконструкции палеоклиматическпх условий (стр. 232—242).
Д. Г. Рох л и и. Итоги анатомических и рентгенологических исследований человеческих костей, обнаруженных при раскопках.
Г. В. Штыхов. Химико-технологическое исследование древних кож.
И. В. Богданова-Березовская Химико-технологическое исследование археологических предметов.
Доклад Д. Г. Рохлина, иллюстрированный большим количеством диапозитивов, был выслушан с живым интересом. Автором п его сотрудниками было изучено несколько тысяч скелетов с многочисленных археологических памятников разных эпох.
В результате сопоставления данных архео
логии, анатомии, антропологии и рентгенологии возникли новые научные направления, сформировались рентгеностеология, рентгено-антропология, рентгенопалеопатология. Работа в этих новых направлениях позволила установить ряд теоретически и практически важных фактов и закономерностей, характеризующих особенности роста, дифференцирования и старения не только скелета, по и человеческого организма.
Особенно зто относится к углубленному изучению патологии костей и суставов. На древних скелетах были обнаружены воспалительные заболевания (туберкулезные, остеомиелитические, сифилитические), проявления травм и их последствий, дегенеративно-дистрофические поражения, нервно-графические изменения, опухолевидные и опухолевые поражения (в частности и раковые), заболевания зубов, с которыми мы встречаемся в настоящее время.
На некоторых костях удалось установить ряд новых диагностически ценных данных, используемых в настоящее время во врачебно-рентгенологпческой практике.
Большая смертность детей, малое количество скелетов стариков, большое количестве-заболевании и травм, преждевременное изнашивание костносуставного аппарата, в частности у молодых людей, труд которых был непосилен, были характерны для ряда археологических эпох.
Доклад И. В. Богдановой-Березовской был посвящен некоторым общим задачам по разработке и внедрению спектральных п химических методов исследования в практику археологических лабораторпй. Вот основные положения автора:
1) Метод анализа определяет задача, поставленная перед исследованием. В некоторых случаях необходимо бывает сочетать разные виды анализа (например, химический со спектральным).
2) Необходимо обсудить вопрос о возможности сравнений результатов анализов, произведенных в различных лабораториях. Правильный отбор проб от археологических предметов играет при этом существенную роль.
3) Необходимо, кроме химического анализа, в исследованиях подобного рода применять также металлографические, рентгеноскопические, петрографические и др. изыскания.
4) Следует уточнить термин «бронза». Автор предлагает считать всякий сплав с концентрацией легирующей прпмеси 1 % и выше — бронзой. Однако не был затронут вопрос о том. как эффективно отличать искусственные сплавы от естественных.
В заключение докладчик остановился на тех возможностях, которые, по его мнению, открывают археологам анализы древних металлических изделий.
Слушатели ожидали в докладе II. В. Богдановой-Березовской освещения конкретных результатов работы лаборатории ленинградского отделенпя Института архео.им пи за пос ледние годы. К сожалению, в нем говорилось лишь о самых общих положениях в вопросе применения физико-химических методов исследованья при изучении истории металлу pi пи. Эти положения сами по себе правильны и. по-видимому, пе могут вызвать возражений. Но как применялось то илп иное положение на конкретных примерах, показано пе было, и поэтому в общем-то верные мысли автора прозвучали несколько оторванно от археологических вопросов.
Г. В. Штыхов в своем сообщении об исследовании кож методами технических наук рассказал о результатах комплексного изучения древпей кожи из раскопок в Полопке. Органолептический и химический ана.’шзы позволили воссоздать древнюю технологию выделки кож. Оказалась очень интересной техника изготовления высококачественной красноду опой кожи — юфти.
Серия докладов была посвящена применению математики и кибернетики в археологии. С интересом были прослушаны доклады:
В. Б. Ковалевская (Деопик). Применение статистических методов к изучению массового археологического материала (стр. 286—301).
Б. И. Маршак. К разработке критериев сходства и различия керамических комплексов (стр. 308— 317'
И. С. Ь а м о н е п к и и. Датировка слоев по процентному соотношению типов керамики (стр. 302— 307).
Я. А. Ш е р. Информация в археологии (стр. 326— 3301.
Г. Г. Воробьев. Некоторые вопросы применения кибернетики в археологии (стр. 330—345).
В. А. Устинов. Применение электронных вычислительных машин в археологии.
Сотрудник Новосибирского вычислительного центра В. А. Устинов сделал доклад о перспективах применения в археологии электронных вычислительных машпн. Каждый памятник материальной культуры, которым оперирует археология, можно представить в впде: d (Lj, L2, L3,. .., Ln), где a — какой-лпбо археологический объект, а (£lf L2, L3,..., Ln) — показатели- признаки, характеризующие этот объект (а — назовем элементом, Ln — назовем показателем). Элементом, т. е. археологическим объектом, может быть любой предмет (топор, меч, браслет и т. п.), археологический комплекс
(погпебеипе, жилище и т. п.) п, наконец, целая культура. Показателем, т. е. признаком, должны быть однозначные характеристики, набор которых должен дать полное представление об элем ?нте, т. е. археологическом объекте.
Все археологические источники, которыми оперирует археолог, можно представить в виде таблиц, в которых по горизонтальному ряду' идут1 показатели, т. е. признаки археологического объекта, а по вертикальному ряду — элементы. Количество а элементов может быть любое. Например, элемент—бронзовый топор. Их может быть занесено в таблицу любое количество—1000, 5000 и т. п. Количество показателей может быть также любое, т. е. 30, 60, 100 п более характерных признаков. Единственным условием является то, чтобы показатели определенного элемента, например топора, были одного характера на все количество этих элементов. Всякий элемент в этой таблице может характеризоваться п хтным и неполным набором показателей.
Археология решает, как и ряд другпх отраслей наукп, два класса задач. Первый класс— зто комбинаторные задачи. Они состоят из нескольких задач: а)научной классификации по показателям, б) любой информации по показателям и в) преобразования массива исходной информации с любой необходимой исследова телю комбпнацпей, например по показателям. Второй класс — это теоретико-множественные задачи. Они дают: а) оценку достоверности и достаточности прив гекаемого для анализа объема исходной информации, б) оценку степени сходства п различия выборок, в ) оценку степени корреляционных связей, оценку степени эволюции (динамики исторического процесса).
Каждый тпп этих задач может быть автоматически решен на электронных вычислительных машинах по заранее составленным программам. Комбинация этпх программ дает возможность автоматически выполнить любой сложности анализ археологических источников. Прп этом археолог только формулирует задачу, выбирает алгоритм решения задачи и, наконец, анализирует результат, выданный машиной.
Для того, чтобы применить информационно-логические машины для любой обработки массового материала, а его в археологии, как известно, очен^> много, необходимо проделать работы по унификации археологического источника. В первую очередь нужно решить три задачи, стоящие на этом пути,— это составление терминологического словаря, разработку новых типологий археологических вещей п выработку однозначных терминов для обозначения признаков.
Последний круг вопросов, представленных на совещании, касался полевой практики археологов. Шесть докладов были посвящены аэрометодам, геофизическим методам разведки и, наконец, подводной археологии. Совещание заслушало доклады:
Б. В. Андрианов. Опыт дешифрирования аэрофотоснимков при изучении древних оросительных систем л других археологических памятников (стр. 261—267).
II. И. И г о н и н. Опыт применения аэрофотосъемки при изучении археологических памятников (стр. 256—260).
Г. С. Франтов. Применение геофизических методов пазведки в археологии (стр. 244—251).
Е. Ф. Д у б р о в, К. К. Ш и л и к. О возможности применения метода звуковой локации для поиска и исследования древних сооружений, погребенных груптамп па дне водоемов (стр. 279— 281).
В. Д. Блаватский. Техника подводных археологических работ (стр. 26»—278).
Б Г. Пет ер с. О методике подводных археологических работ (стр. 282—284).
Во время работы совещания оживленно проходили прения по докладам и дискуссия по ряду методических* вопросов. Особенно интересным было последнее итоговое заседание, целиком посвящеппое обсуждению общих вопросов методики исследования и нового профиля археологических исследований. В прениях выступили: И. С. Гражданкпна, И. С. Каменецкий, Е. И. Круппов, Б. А. Колчин, Д. В. Наумов, Б. А. Рыбаков, С. И. Руденко, II. Р. Селимханов, Э. А. Сыманович, Е. Н. Черных, Я. А. Шер. В их выступлениях, а также и в прениях обсуждались или были поставлены разнообразные вопросы о синтезе гу манптарных наук, в частности археологии, с науками естественными и техническими. Все выступавшие касались в той или иной мере вопросов, которые можно объединить по следующим темам:
1) Советские археологи в решении одной из важнейших проблем современного развития науки — синтеза научных знании и сближения естественных и общественных наук — добились значительных успехов. Совещание наглядно показало (было прочитано 66 научных докладов и сообщений) большие достижения п довольно высокий уровень работ по внедрению в археологию разнообразных методов исследования естественных, технических и точных наук. В этом отношении археологи оказались в авангарде советских историков.
Совещание показало, что новые методы исследования разрабатываются п внедряются в нашу пауку пе только в Институте археологии АН СССР, но п в ряде археологических учреждений нашей страны. Успешно работают
лаборатории новых методов на кафедре археологии Московского университета, в Институте истории Азербайджанской АН, в Институте истории и археологии Узбекской АН, в Институте псторпп Грузинской АН и в других археологических учреждениях страны. И, что особенно важно отметить, эти работы вызывают глубокий интерес у всех археологов, многие из которых в силу разных причин еще непричастны к новым методам. В этом союзе наук заинтересованы и представители естественных и технических наук.
2) Новые методы — методы исследования естественных, точных и технических наук — должны стать методами исторического исследования. Это методы раскрытия и изучения исторического источника, позволяющие археологу получить в комплексе с классическими археологическими приемами максимальную информацию об археологическом объекте. Этими методами должны владеть археологи, т.е.те, кто непосредственно изучает закономерности исторического развития человеческого общества. Методы исследования естественных и технических наук, примененные в археологии, из-за специфических задач и объекта исследования требуют особых дополнительных уточнений и методических разработок. Почти нет ни одного метода, который было бы можно сразу и целиком применить к археологическому материалу. Дальнейшую разработку этих методов должны и могут выполнять лишь археологи, ставящие и решающие непосредственные вопросы в историческом исследовании. Но вполне естественно, что сам метод п его методическая разработка должны находиться на современном профессиональном уровне развития той или иной отрасли науки, откуда метод взят. Задачи применения, уточнения и развития .методики археологии должны решаться в тесном сотрудничестве с представителями естественных наук. Когда речь касалась профиля ученого илп лаборанта, который должен все это делать, выступавшие считали, что чаще всего это должен быть историк-археолог, профессионально изучивший те пли иные новые методы исследования. Но в некоторых случаях в археологических учреждениях должен работать специалист (физик, геофизик, радиохимии и т. п.), хорошо представляющий задачи исторического исследования и -знающий специфику археологического материала. К подобным случаям, например, относятся радиоуглеродным и археомагнптный методы датирования и ряд других. Все это заставляет и будет заставлять переходить и в археологии к формам коллективного исследования и решения вопросов конкретных исторических проблем.
3) Сложность формирования нового профиля археолога и возникающие трудности в перестройке нашей работы у некоторых археологов могут вызвать болезнь «боязни нового». Но союз с естественными науками, внедрение в археологию методов исследования естественных и технических дисциплин, является путем нового современного развития нашей науки. Советские археологи стали на путь активного развития и нового движения в этом направлении.
4) Необходимо ставить широкие и важные исторические проблемы, которые могут и должны быть разрешены с помощью обработки материалов всеми доступными сейчас археологии методами исследования. Это позволит археологам увидеть привычный для них материал с совершенно мной точки зрения. Может быть, такое исследование и явится ключом к раскрытию загадок таких сложных исторических явлений, каким является, например. Черняховская культура.
5) Разработка и изучение истории таких отраслей древнего хозяйства, как металлургия, земледелие п другие, вопросы археологической хронологии и т. п. также можно разрешать с помощью комплекса исследовательских методов. Эти методы должны дополнять и подтверждать друг друга. Так, история металлургии сейчас исследуется в основном двумя методами: спектральным анализом и металлографией древних металлических изделий. Кроме того, археологами используется старый метод формальной топологии. Создать крупные обобщающие работы в этом направлении, используя при этом весь арсенал методов,— наша насущная задача.
Хронологические исследования в археологии ведутся до сих пор довольно бессистемно. Лаборатории часто лишены возможности самостоятельного сбора материала. Поэтому даты часто относятся к случайным материалам или к памятникам, не имеющим опорного эталонного значения. Необходимо планомерно производить взаимную проверку бытующих в археологической практике методов хронологического исследования. Это будет важно не только для самих методов (в смысле уточнения результатов), но и для большей надежностп всей системы хронологии, которая будет создана в итоге таких координированных работ.
6) Рациональность выбора метода исследования археологических объектов также является весьма существенным моментом. Метод исследования должен удовлетворять следующему основному требованию: максимальная информация о химических, физических и т. и. свойствах изучаемого предмета, которую можно извлечь на сегодняшний день. Например, качественный
спектральный анализ на нынешнем уровне развития науки является уже анахронизмом. Его данные уже не могут полностью удовлетворить нас. Необходим как можно более полный количественный спектральный анализ. Кроме всего. археологическим лабораториям необходимо' развивать и совершенствовать собственные методики работы над археологическими объектами.
7) При исследовании археологического материала с помощью методов естественных и технических наук нетерпимо кустарничество и отсутствие профессионалпзма. До сих пор можно видеть, как некоторые исследователи, обладая недостаточной квалификацией и не входя в суть дела, пытаются интерпретировать полученные аналитические данные. Вред от такого рода попыток бесспорен.
В связи с этим также стоит вопрос о нерациональности раздроблении лабораторий на мелкие. Распыление средств приводит к такому положению, когда лаборатория, не обладая достаточной материальной базой и не имея возможности для широкого сбора материалов, вынуждена проводить работы па относительно низком техническом уровне, используя для изучения случайные материалы.
8) Распыление лабораторий влечет за собой еще один недостаток — отсутствие единой методики исследования материала и как следствие этого — отсутствие единой терминологии, прп помощи которой лаборатория или группа выражает своп результаты. Создается положение, прп котором часто одна и та же вещь именуется по-разному. Результаты исследования получаются трудносопоставимыми. Такие явления постоянно будут возникать и в будутцем, поэтому задача лабораторий одного профиля — путем постоянных контактов устранять подобные «языковые» барьеры.
9) Колоссальный рост археологических материалов влечет за собой необходимость коренного преобразования методов их обработки. Археологи уже не в силах учесть и систематически обработать весь обильный и разнообразный материал, который скопился сейчас в многочисленных музеях и археологических учреждениях. Необходимо внедрение обработки материалов и наблюдений с помощью счетно-вычислительных кибернетических машин. Только с их помощью можно будет быстро и эффективно обработать все археологические данные.
Языком археологии прп обработке материала должен стать язык математики. Математическая статистика стала прочно входить в работы многих исследователей-археологов. Но нужно стремиться к тому, чтобы все работающие в области археологии были знакомы с ее основами.
Для широкого применения математики п кибернетических машин в археологии еше не создано необходимых предпосылок. Основной такой предпосылкой должно стать единство терминологии для унификации археологических материалов. Необходимо создание большого терминологического словаря, который стал бы обязательным руководством при всякой систематизации древних предметов. Пытаться обрабатывать материалы машинным способом, ие выработав единой терминологии,— значит, заведомо обречь эту работу на неуспех.
10) При применении и разработке новых методов исследований очень важны научная координация и наушный обмен между крупными археологическими учреждениями Советского Союза. Некоторые методы исследований требуют привлечения высококвалифицированных специалистов (радиохимиков, магнитологов и ряда другпх), сложного, дорогого, а иногда и уникального оборудования и больших предварительных научно-организационных усилий. Лабораториями подобного типа являются, например, радиоуглеродная, археомагнптная п некоторые другие. Естественно, организовывать в археологических учреждениях нашей страны несколько подобных лабораторий нецелесообразно. Необходимо развивать и совершенствовать уже существующие лаборатории в Институте археологии АН СССР. Усилия и средства археологов других республик и учреждений нужно направлять на организацию планового тематического сбора образцов для составления абсолютной хронологической шка лы основных археологических памятников. Координационные центром у археологов может стать научно-методическая техническая комиссия Института археологии АН СССР.
11) Следует пересмотреть обязательные требования к полевому археологическому отчету и установить ф»рму обязательных научных характеристик и вопросов. Инструкция к открытому листу должна предусматривать все слу чаи, когда археолог обязан брать археологические образцы для всевозможных анализов. Эти материалы должны давать исчерпывающую и пригодную информацию для обработки археологических находок и объектов методами естественных и точных наук.
Совещание единогласно приняло следующую резолюцию: «Всесоюзное совещание по применению методов естественных и точных наук в археологии, проходившее в Москве с 2г февраля по 1 марта 1963 г., считает целесообразным вынести следующие рекомендации:
1) Дальнейшую разработку и внедрение методов естественных if точных наук в археологии вести в следующих аспектах:
а) Совершенствование и более широкое внедрение уже имеющихся методов, результативность которых не вызывает сомнений (датирование по С14, аргеомагнитным п дендрохронологическим методами, геофизические методы разведки и аэрофотометрия, спектральный, структурный и другие методы анализа).
б) Поисковые работы в области применения новых методов естественных и точных наук в археологии (термолюминесценция, акустическая разведка, анализ изотопного состава археологических предметов, датировка стекла по микрослоям и т. д.).
в) Разработка математических методов решения задач по учету, систематизации и статистической обработке массового археологического материала.
2) Совещание считает, что успешное развитие и разрешение наиболее крупных и сложных археологических проблем в соответствии с требованиями современной науки возможны только при комплексном подходе к ним с применением современных методов естественных и точных наук. Одним пз главных условий практического осуществления такого комплексного подхода является создание укрупненных межсекторальных п межлабораторных групп но основным направлениям: пстория производительных сил, происхождение и распространение культур, вопросы хронологии, математической обработки п т. и.
3) Считать целесообразным организацию тематических специальных экспедиций по разработке п внедрению в полевую практику новых методов разведки и исследования археологических памятников (геофизические, акустические, аэрофотометрические и т. п.), а также по сбору’ материалов по комплексным исследовательским темам (пстория металлургии, керамического производства и т. и.).
4) Считать целесообразным, чтобы полевой комитет в обязательный минимум археологического отчета включил требования по сбору' всевозможных образцов, изучение которых способствует раскрытию ряда исторических, хронологических, технологических и иных вопросов. Сбор и фиксация массовых археологических объектов в отчетах должны полностью отражать весь объем изучаемого материала и выражаться в точных цифрах.
5) Просить Институт археологии установить деловую координацию в применении методов естественных и технических наук в археологии между’ всеми археологическими учреждениями СССР и жпым* интересующимися учреждениями.
ВАН — Вестник Академии наук
ВВ — Византийский Временник
ВГО — Всесоюзное географическое общество
ВДИ — Вестник древвеп истории
ГИМ — Государственный исторический музей ГО СССР — Географическое общество СССР
ГЭ — Государственный Эрмитаж
ДАН — Доклады Академии ваук
Зап. ВГО — Записи Всесоюзного географического общества
ИАН — Известия Академии наук
ИВГО — Известил Всесоюзного географического общества
ИТУАК — Известия Таврической ученой архивной комиссии
КСИ Л — Краткие сообщения Института археологии
КСИИМК — Краткие сообщения Института истории материальной культуры
МГК — Международный геологический конгресс
МГУ — Московский государственный уч ивер-ситет
МИА — Материалы и исследования по археологии СССР
МПНГАИК — Московский Институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии
МХЭ— Материалы Хорезмской экспедиции
МЭИ — Московский Энергетический институт
НПГП ТГУ — Научно-исследовательский гидротехнический институт Ленинградского государственного университета
ОН ПК — Отдел истории первобытной культуры СА — Советская археология
САН ГИМС — Среднеазиатский институт геологии и минерального сырья
Таш. ГУ — Ташкентский государственный университет
ТПГ — Труды Института географии
Тр. ИИЗМИР — Труды Научно-исследовательского института земного магнетизма п распространения радиоволн
ЮТАКЭ — Южнотуркменская археологическая комплексная экспедиция
ЛА — American Antiquity
AJA — American Journal ol Archaeology
AR — Arheologicke Rozhledy
BRGK — Bericht der Roniisch-Germanischen Kommission des Archeologist-hen In-stitut des Deutschen Reiche
BSA — British S< hool al Attens, the Annual
JXES—Journal of Near Eastern Studies
PPS — Proceedings of the Prehistoric Society
WPZ — Wiener Priichistoriscne Zeitschrift
АРХЕОЛОГИЯ Н ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ МИАН? 129
Утверждено к печати Институтом археологии Академии наук СССР
Редактор издательства А. Е. Сидоренко
Художник А. Ф. Серебряков
Технический редактор В. Г. Лаут
Сдано в набор 14/Х 1964 г. Подписано к печати 27.11 1965 г. Формат 84 X lOS’/ie
Печ. л. 21,75 1- 16 вкл. (2,0 печ, л.) -= 38,75 усл. печ. л. Уч.-изд. л. 36,5(34,1 + 2,4 вкл.)
Тираж 3000 экз. Т.-00628. Изд. № 4334/65. Тип. зак, № 1350. Цена 2 р. 60 к. Тем. план 1964 г. № 74а
Издательство «Наука»
Москва, К-62, Подсосенский пер., 21
2-я типография издательства «Наука»
Москва, Г-99, Шубинский пер., 10