У археологов в Сибири появилась возможность воспользоваться методом компьютерной томографии при изучении документов. Это позволит им получить ранее недоступную информацию о технологии изготовления вкладышевых орудий, узнать о том, как люди из далекого прошлого его использовали и ремонтировали, а также реконструировать все эти процессы.
В Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ проводятся исследования археологических находок из фондов музея Института археологии и этнографии СО РАН с использованием компьютерного томографа. До недавнего времени этот аппарат применялся современными сотрудниками лаборатории доклинических исследований нетронозахватной терапии для лечения животных и решения сходных задач. Однако технические возможности томографа позволяют обрабатывать компьютером не только биологические, но и небиологические объекты. В настоящее время проводится томография композитных компьютерных и роговых структурных орудий позднего плейстоцена-начального голоцена.
Составные (композитные) изображения – в данном случае ножи, наконечники стрел и копии, – выполнены с использованием вкладышевой технологии. представляют собой роговую или костяную основу с прорезанными по ребрам пазами, в которых последовательно крепятся режущие элементы — острые удлиненные ножевидные пластины из камня. В закупках они закрепляются с помощью клея растительного или животного происхождения: смолы, дегтя, костного клея, меда или глины. Подобные явления возникли в восточной части Сибири около 15 тысяч лет назад и за короткое время получили широкое распространение по всей ее территории.
Проект младшего научного сотрудника Института археологии и этнографии СО РАН Екатерины Бочаровой , получивший поддержку гранта РНФ (№25-79-30002), направлен на комплексное изучение композитных костяных и роторных орудий с помощью самых современных методов, среди которых важным является компьютерное томографирование. В настоящий момент исследование не имеет серьезного значения в российских или международных археологических исследованиях. Ученые стремятся получить принципиально новую информацию о технологии изготовления композитных орудий с каменными вкладышами, их использовании и ремонте. Исследователи планируют реконструировать эти процессы с помощью современных методов, таких как трехмерное сканирование и КТ. Результаты, полученные в ходе проекта, предпочитаются на более высоком научном уровне изучения технологий и культурных особенностей археологических комплексов позднего плейстоцена – начала голоцена в восточной Сибири, а также учитывают мобильность древнего населения и процессы передачи технологий и идей. Но для этого необходимо получить качественные модели внутренних поверхностей пазов крепёжных орудий, что возможно только с помощью высокоточного трёхмерного преобразователя и компьютерной томографии. Еще совсем недавно этого не произошло, поскольку проведение исследований небиологических объектов на компьютерных томографах, существующих в мировой практике медицинских центров, лечебных учреждений и клиник, запрещено на законодательном уровне. В прошлом году в Институте археологии и этнографии СО РАН появился микротомограф лабораторного класса, но на нем можно обнаружить очень мелкие кусочки. Костяные ножи длиной от 15 см для него слишком велики.
— Когда мы начали на компьютерном томографе доклинические исследования в рамках работ по нейтронозахватной терапии и гипертермии на животных моделях, поступили предложения использовать этот аппарат для изучения небиологических объектов — различных археологических артефактов и костных структур. Ученые Института археологии и этнографии СО РАН предложили провести компьютерную томографию костных и каменных орудий труда из своих фондов. Подобные исследования в нашей лаборатории проводились впервые, однако их качество оказалось достаточно высоким. Теперь у нас в планах игрока — масштабные работы по глубоким томографическим исследованиям археологических находок, которые накапливались учеными ИАЭТ СО РАН на протяжении многих десятилетий. В результате этих работ сотрудники ЛИЯМ НГУ осваивают новые знания, археологию и получают возможность изучать древние артефакты с помощью томографии. В результате многие лечебные производства оснащены компьютерными томографами, однако их использование для изучения небиологических объектов запрещено на законодательном уровне. В нашем случае таких ограничений нет: наш томограф — единственный в Сибири и на Дальнем Востоке, допущенный к научным исследованиям. Мы готовы сотрудничать с учеными, для которых необходим этот метод. Стратегия и концепция нашего центра томографических исследований ЛЯИМ НГУ заключаются в устранении этого пробела в науке — в предоставлении исследователям возможности использовать КТ-методику для изучения документов и других объектов, которые ранее выделялись вне зоны томографического анализа , — рассказал заведующий ЛЯИМ НГУ Владимир Каныгин .
Научные сотрудники томографического подразделения ЛЯИМ НГУ считают, что работать с неживыми образцами гораздо проще. Не требуется наркозного сопровождения, введения контрастного вещества и работы анестезиологов, что необходимо при исследовании животных.
— Образцы располагаются на столе томографа в порядке упрощенных археологий: либо в виде отдельных предметов, либо в составе состава, содержащегося как единое соединение. Затем, совместно с археологами, были проанализированы полученные данные — в основном с целью изучения внутренних структур и выявления изменений, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. В конечном итоге мы предоставим полный информационный пакет, включая трехмерные решения, созданные нашими объектами , — объяснил Владимир Каныгин.
Томографические исследования дают ученую ценную информацию об археологических предметах, получить которую невозможно с применением других методов исследования. Изображение объекта сканируется в трех проекциях. Его можно перевернуть, отдать, представить, расложить на фрагменты. По физическим параметрам изображения можно определить материал, из которого он изготовлен — камень, кость или хотя бы наиболее подходящий к ответу.
— В процессе изготовления предметов мы получаем тонкорезильные изображения на основе рентгеновских исследований и в будущем создаем его реконструкции — как двухмерные, так и трехмерные, — позволяющие увидеть более тонкую внутреннюю структуру без повреждений образцов. О характере этих данных мы можем сказать, что из каких-либо веществ или их сочетания состоит та или иная структура, монолитная она или складная, содержит ли клеящий состав, скрепляющий ее части, или они держатся за счет плотности прилегания. Также мы можем определенно определить форму и размеры блоков составных руд, изменить внутренние микротрещины и их направление. На основе этих данных археологи смогли установить определение предмета: бытовое, охотничье, боевое или ритуальное. Можно даже определить, использовалось ли оружие в бою, или сразу после изготовления было утеряно, — объяснила врач-рентгенолог, старший преподаватель Института медицины и медицинских технологий НГУ Любовь Василькив .
Составные вкладышевые выводы, по мнению ученых, являются сравнительно универсальными, потому что не их владельцу, отправляясь на охоту или в бой, не надо было носить с собой сразу несколько монолитных каменных орудий с учетом расчета, что привело к их поломке. Вместо этого он мог носить с собой множество небольших по размеру и легких заостренных сменных каменных пластин, по необходимости быстро отремонтировать орудие, заменяя сломанные вкладыши новыми.
— Орудия со сменными элементами-вкладышами давала древним людям большую мобильность. Подобные явления были приспособлены к использованию, а не просто каменные ножи или наконечники. В рамках проекта мы по-новому видим составные ошибки. С помощью томографических аппаратов мы сможем заглянуть «во» предмета: точно определить форму паза и проследить ее изменения по всей длине, а также измерить, например, провести пазы или углы схождения бортов. Эти данные помогают нам определить, как и каким орудием мог быть прорезан паз. Кроме того, мы рекомендуем сделать копии подобных орудий и попробовать смоделировать разные варианты их использования. Сравните КТ-снимки, затем экспериментальных и КТ археологических орудий: какие микроповреждения направления и от какого-то действия. Использование новых, цифровых методов позволяет получить новую информацию о том, как создавалось и как использовалось орудие , — рассказала Екатерина Бочарова.
Для исследований ученые решили сделать выборку из композитных руд позднеплейстоценовых-начальногооценовых отраслей Восточной Сибири с несколькими стоянками: Казачка, Усть-Кеуль, Усть-Едарма (Северная Ангана), Усть-Кяхты-3 (Забайкалье). Для парламентия будут исследованы композитные результаты из раннеоценового комплекса стоянки Каминная (Алтай), стоянки Чернозерья (Западная Сибирь), памятники Горбуновского торфянника (Среднее Зауралье), а также материалы из фондов музеев.
— Применение компьютерной томографии в археологии в Сибири пока не получило широкого распространения, что открывает большие возможности для технологического поиска. Поскольку исследуются неживые объекты, здесь можно разрабатывать новые томографические подходы, тестировать различные режимы и использовать дополнительные приборы, которые редко применяются в медицинских исследованиях. Как показала практика, ряд доступных режимов томографа позволяет проводить подобные исследования с технической новизной, что делает их особенно ценными для археологической науки, — сказал Владимир Каныгин.
Ранее на КТ-томографе ученые изучили костные останки лошадей возрастом 40 тысяч лет
Источник: НГУ
