На станции “Медиана” Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения (КИСИ) археологи вместе с физиками и химиками приступили к изучению найденных во время раскопок артефактов. В Курчатовский институт для этих целей доставили фрагменты древней мезоамериканской (с территории современной Мексики и Гватемалы) керамики, относящейся к доколумбовой эпохе (в том числе к культуре майя) и периода конкисты. С помощью синхротронного излучения ученые также планируют исследовать южноамериканскую статуэтку, датировка которой пока неизвестна, и образцы ранее не изученного материала, происходящие с территории античного Раевского городища (район станицы Раевской Краснодарского края). Кроме того, в распоряжении ученых — фрагмент скалы с выбитыми древними петроглифами, происходящий с Чукотки.
О том, как на стыке археологии, физики, химии, биологии рождается новое знание, мы попросили рассказать ведущего специалиста лаборатории антропологии и социальной биологии НБИКС-центра Эдуарда Грешникова и научного сотрудника отдела синхротронных экспериментальных станций КИСИ Александра Калояна.
— Первое, что удивляет в вашей лаборатории: почему археологические исследования, относящиеся скорее к социогуманитарному направлению, проводятся в ядерно-физическом институте?
Э.Грешников: — Огромная ценность Курчатовского института и его неоспоримое преимущество перед другими научными организациями в том, что в нем, на одной площадке, сосредоточен мощный комплекс уникального оборудования. Также здесь активно используются разнообразные методики, работают специалисты из разных сфер, которые могут анализировать и интерпретировать результаты исследований в своей области. Не случайно к аббревиатуре НБИК-центра не так давно добавилась еще одна буква: С — социогуманитарная составляющая.
А.Калоян: — Основное направление в работе станции “Медиана” КИСИ, где мы сейчас проводим исследования, — рентгеновская интроскопия. Эта методика неразрушающего исследования внутренней структуры объекта сейчас актуальна во многих областях науки — медицине, геологии, материаловедении, археологии. Высокая проникающая способность рентгеновского излучения дала исследователям ценнейший инструмент для неинвазивного контроля и обследования. Поскольку большинство археологических находок — вещи уникальные, часто единственным способом изучить их без разрушения становится рентгеновское излучение. Сейчас, проводя интроскопию археологических объектов, мы выходим на качественно новый уровень применения синхротронного излучения в исследовательских целях.
— Какие результаты удалось получить археологам с помощью уникального оборудования Курчатовского института?
Э.Грешников: — Сейчас один из важных объектов наших исследований — образцы предположительно древнего металлургического производства первых веков нашей эры, происходящие с территории античного Раевского городища (юг России), которое существовало длительный период времени и было связано культурно с Римским миром. Эти “шлаки” были обнаружены во время раскопок археологом А.Малышевым в развалинах оборонительной башни I века нашей эры и переданы нам для исследований. Наша задача — дать определение этим древним артефактам, назначение которых археологи и историки пока не могут выяснить.
А.Калоян: — Мы провели дифракционные измерения, и в результате была определена кристаллическая структура этих образцов и минеральный состав. А данные рентгенофлуоресцентного анализа показали, что образцы содержат вкрапления вольфрама. Поскольку концентрация вольфрама в горных породах мала и месторождения его достаточно редки, археологи получили возможность сделать предположения, откуда доставлялась руда в Раевское городище в тот период.
Э.Грешников: — Предполагаемый источник происхождения — территория современной Карачаево-Черкесии и Кабардино-Балкарии — более 200 км на юг от места находки!
Кроме того, исследование структуры образцов привело нас к пониманию, что они представляют собой или отходы металлургического производства (например, изготовления оружия), или иные продукты, связанные с металлургией. Что именно — мы узнаем в процессе следующего этапа нашей совместной работы.
— А как с помощью приборной базы НИЦ “Курчатовский институт” проводятся исследования наскальных рисунков?
Э.Грешников: — Это очень интересное направление наших исследований! Камень был доставлен к нам с Чукотки, с обрыва над рекой Пегтымель. Видите, на нем четко видны изображения оленей?
Большая проблема для археологии — определить точное время нанесения рисунков. С помощью приборной базы Курчатовского института можно, по нашим расчетам, обнаружить мельчайшие следы, которые оставили на камне инструменты древних художников тысячи или сотни лет назад. Установив, частички какого орудия труда сохранились на этой стене — каменного или металлического, определим и возраст памятника культуры.
А.Калоян: — Мы провели рентгенофлуоресцентный анализ поверхности камня, то есть фона, на котором оставлены древние изображения. И установили, что в составе этого минерала есть железо, титан, кремний, другие примеси. Дальше задача усложняется. Если рисунок был сделан, например, железным орудием, то локально определить наличие железа на фоне спектра от самого минерала может только техника с высокой чувствительностью, которая имеется в Курчатовском институте.
Э.Грешников: — Это филигранная работа, выполнить которую нам предоставил возможность Курчатовский институт. Надо сказать, что изучение петроглифов в данном случае — довольно сложная задача. Но если что-то удастся обнаружить, это будет сенсация. Подобные исследования — поиск и идентификация микрочастиц орудия на обработанной много столетий назад поверхности каменного артефакта — нигде в мире не проводились. Что очень важно: по их результатам будет отработана методика изучения аналогичных памятников.
— А используется ли синхротронное излучение для изучения культурного наследия в других странах?
Э.Грешников: — Конечно. Исследования культурного наследия на синхротронных источниках проводятся как в Америке, так и в Европе более 20 лет. С помощью синхротронного излучения в последние годы ученые исследовали самые разные древние предметы: орудия труда и оружие, керамику, римское стекло, египетскую косметику, даже древнегреческие мраморные колонны (было установлено, из какого месторождения доставлен мрамор для их изготовления). А не так давно вышла большая публикация, посвященная серии исследований пигментов майя. Впервые в 2003 году на синхротроне во Франции в Гренобле был исследован древний синтетический пигмент доколумбовой эпохи. У нас в России это направление только начинает зарождаться.
— Вы тоже теперь имеете возможность внести свой вклад в изучение культуры майя?
Э.Грешников: — Сейчас у нас в работе фрагменты расписной керамики майя и южномериканская антропоморфная терракота — покрытая древним лаком фигурка, выполненная из обожженной глины. Анализируемые предметы относятся к культурам Центральной Америки доколумбовой эпохи и периода конкисты. Древние пигменты и керамика — это еще одно из направлений наших исследований. Мы планируем изучить состав красителей, которыми была декорирована мезоамериканская керамика, тесто, из которого она изготовлена, а также сделать анализ пигментов, использовавшихся при изготовлении фресок. В результате будет полностью реконструирован технологический процесс изготовления сосудов и терракот, начиная от поиска месторождений глиняного сырья и заканчивая изготовлением, обжигом и росписью готовых изделий.
Еще в нашем распоряжении древняя южноамериканская статуэтка. Сейчас мы в тестовом режиме пытаемся опробовать на ней наши методики: сделать анализ материала, из которого она изготовлена, определить его состав, воссоздать технологию производства и в конечном итоге попытаться установить возраст изделия, точный регион происхождения фигурки.
— Для вас это первый проект, в котором участвуют специалисты из гуманитарных и естественных областей? Насколько перспективным вы видите такое сотрудничество?
Э.Грешников: — Я, как археолог, очень доволен нашей совместной с физиками работой. Это сотрудничество открывает для меня и моих коллег большие возможности. Получается, что совершенствование физической приборной базы способствует развитию современных методик в археологии!
Самое главное — мой оптимизм подтверждают уже полученные промежуточные результаты, поэтому я вижу огромные перспективы нашей совместной деятельности в рамках социогуманитарного направления Курчатовского НБИКС-центра.
Олеся ПЕНКИНА
Фото Юрия МАКАРОВА
На снимках:
начальник лаборатории КИСИ доктор физико-математических наук Константин Подурец, Эдуард Грешников и Александр Калоян (слева направо);
фрагменты древней мезо-американской керамики.
Нет комментариев