Хронолоия средневекового городища Уфа-II по данным радиоуглеродного датирования культурных отложений Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 904

АРХЕОЛОГИЯ

ХРОНОЛОИЯ СРЕДНЕВЕКОВОГО ГОРОДИЩА УФА-П ПО ДАННЫМ РАДИОУГЛЕРОДНОГО ДАТИРОВАНИЯ КУЛЬТУРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

© Ф.А. Сунгатов,

кандидат исторических наук, директор ООО «Архпроектизыскание», ул. Сельская, 37,

450520, Уфимский район, с. Зубово, Российская Федерация эл.почта: [email protected]

© В.А. Левченко,

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Австралийская организация ядерной науки и технологии (ANSTO), Locked Bag 2001,

Kirrawee DC NSW 2232, Австралия, эл.почта: [email protected]

Радиоуглеродные даты культурных отложений городища Уфа-11, полученные на ускорителе масс-спектрометрии (ДМБ), представляется впервые. Радиоуглеродный анализ был произведен на образцах угля, изъятых из стенок раскопа. С использованием Байесова анализа построена модель совокупности возрастов культурных отложений с учетом глубины их залегания. Полученный возраст горизонта ДЭ 137-237(68% вероятности), залегающего над погребенной почвой, указывает на время начала освоения площадки городища. Самый молодой возраст 14С относится к концу VI началу VII вв. н. э. Этим временем ограничивается период функционирования дощатых мостовых на участке изъятия образцов угля для анализа. Полученные радиоуглеродные даты хорошо согласуются с археологическими.

Ключевые слова: радиоуглеродный анализ, калиброванные возрасты, Байесова модель, хронологическая шкала, стратиграфическая колонка, культурный слой, городище

© F. A. Sungatov1, V.A. Levchenko2

BUILDING THE RADIOCARBON CHRONOLOGY FOR THE ARCHAEOLOGICAL SITE UFA-II

A set of accelerator mass spectrometry (AMS) radiocarbon dates for the Ufa-II archaeological site in Bash-kortostan, Russia, is obtained for the first time. Dating was done on charcoal samples from a sequence of cultural deposits col-lected during the 2011 digging season. An age-depth chronology is established using the Bayesian deposition General Outlier P_Sequence model. The oldest age for the site at the horizon immediately over the sterile ground was cal AD 137-237 (68% probability), corresponding to the beginning of site occupation. The youngest 14C date found was the late 6th to early 7th century cal AD for the extensive planked boardwalks unearthed at the site. The 14C dates are in good agreement with archaeological determinations based on discovered artifacts.

1Arkhproertizyskanie Company

ulitsa Sel'skaia, 37,

450520, Ufa District, Zubovo,

Russian Federation

e-mail: [email protected]

2Australian Nuclear Science

and Technology Organisation (ANSTO),

Locked Bag 2001,

Kirrawee DC NSW 2232, Australia

e-mail: [email protected]

Key words: radiocarbon analysis, calibrated age, Bayesian model, chronological scale, stratigraphic column, the cultural layer, the ancient settlement

Разработка хронологии городища Уфа-II, расположенного в историческом центре столицы Республики Башкортостан, на правом берегу р. Белая, для южноуральской, как для всей евразийской археологии является актуальной задачей. Без установления относительной и абсолютной хронологии памятника невозможно суждение о начальном и конечном этапе его функционирования, определение места и значения его среди древностей Южного Урала, установление достоверности

44

сведений средневековых нарративных источников о существовании данного населенного пункта в эпоху средневековья под именем «Башкорт» вплоть до появления здесь первых русских поселенцев. От точности определения хронологической диспозиции памятника зависит правдивость интерпретации исторических процессов, происходивших в крае в период средневековья. Сказанное определило цель проведения радиоуглеродных анализов — получение объективных данных по

Рис. 1. Городище Уфа-II. Южная стенка раскопа крепостной стены

установлению возраста памятника.

Необходимость получения радиоуглеродных дат связана и с тем, что данный памятник, как и большинство других бытовых объектов, не обладает многочисленными и надежно датированными археологическими артефактами. Получение серии радиоуглеродных дат в совокупности с данными археологического датирования позволят установить надежную хронологию памятника.

Образцы для радиоуглеродного дати-

рования были отобраны в четырех пунктах. Значительная их часть происходит со стенки раскопа крепостной стены (вала): 9 образцов (OZO607-615 - Ufa-I-IX) с южной (рис. 1), 4 (OZO616-619 - Ufa -X-XIII) - с северной (рис. 2). Выемка образцов OZO620-622 — Ufa-XIV-XVI (рис. 3) произведена на участке выявления дощатых мостовых в квадрате Ж-4: два из восточной стенки непосредственно из слоя под мостовой и один над ней из западной стенки.

Рис. 2. Городище Уфа-II. Северная стенка раскопа крепостной стены

Географические координаты места вы- для радиоуглеродного анализа из верхних сло-борки образцов приведены в таблице 1. Стра- ев мощностью 0,5—0,8 м не производилась.

тиграфическая колонка залегания точек от-

Сразу после сбора материалы для радио-

бора образцов охватывает культурные слои от углеродного датирования были помещены в уровня погребенной почвы. Выемка образцов стерильные пакеты и отосланы в Australian

Таблица 1

Географические координаты пунктов отбора образцов

код образца OZO607-615 N 54° 42' 990" ЕО 55° 57' 451"

OZO616-619 N 54° 42' 992" ЕО 55° 57' 454"

OZO620-621 N 54° 42' 981" ЕО 55° 57' 470"

OZO622 N 54° 42' 981" ЕО 55° 57' 465"

а

Рис. 3. Городище Уфа-П. Раскоп 2010 г. Квадрат Ж-4. Восточная стенка раскопа

Nuclear Science and Technology Organization (Австралия, Южный Уэльс). Уголь прошел стандартную АВА предподготовку и подвергнут относительно низкому воздействию гу-миновых кислот. Из образцов был извлечен экстракт холоцеллюлозы. Предварительные образцы были сожжены в изолированных закрытых кварцевых тубах в присутствии очищенного CuO и Ag. CO2 был преобразован в графит снижением избыточного кислорода в присутствии «железного» катализатора для создания образцов для AMS измерений.

Значения 14С были получены на AMS установке STAR с точностью до 0,35%. В та-

блице 2 представлены радиоуглеродные, а не календарные даты, которые округлялись согласно M. Stuiver and A. Polach [1]. Общая погрешность приводимых дат составляет от 30 до 40 лет. В таблице также содержатся данные определения доли современного углерода. В столбце б(13С) значения относятся исключительно к графиту, произведенному из фракции, использованной для радиоуглеродного измерения. Для некоторых значений б(13С) не указана погрешность из-за малого числа проведенных определений. Измерения проведены на EA-IRMS.

Таблица 2

Радиоуглеродные даты культурных отложений

ANSTG code Sample Type Submitter ID ö (13C) per mil percent Modern Carbon Conventional Radiocarbon age

pMC 1 о error yrs BP 1 о error

GZG6G7 Charcoal Ufa-I -25.5 +/ G.2 79.7б +/-G.36 1,815 +/-40

GZG6G8 Charcoal Ufa-II -25.7 +/ G.1 79.5б +/-G.39 1,835 +/-40

GZG6G9 Charcoal Ufa-III -23.G 78.15 +/-G.31 1,980 +/-35

GZG61G Charcoal Ufa-IV -24.2 +/ G.1 79.84 +/-G.34 1,810 +/-35

GZG611 Charcoal Ufa-V -2б.б +/ G.1 81.29 +/-G.28 1,665 +/-30

GZG612 Charcoal Ufa-VI -24.G +/ G.1 8G.62 +/-G.27 1,730 +/-30

GZG613 Charcoal Ufa-VII -25.1 +/ G.1 81.28 +/-G.32 1,665 +/-35

GZG614 Charcoal Ufa-VIII -23.9 +/ G.1 79.б4 +/-G.34 1,830 +/-35

GZG615 Charcoal Ufa-IX -24.4 +/ G.1 8G.85 +/-G.32 1,710 +/-35

GZG616 Charcoal Ufa-X -25.7 +/ G.1 8G.56 +/-G.31 1,735 +/-35

GZG617 Charcoal Ufa-XI -23.7 +/ G.1 8G.84 +/-G.33 1,710 +/-35

GZG618 Charcoal Ufa-XII -2б.5 +/ G.2 82.G4 +/-G.27 1,590 +/-30

GZG619 Charcoal Ufa-XIII -23.2 +/ G.1 8G.96 +/-G.34 1,695 +/-35

GZG62G Wood Ufa-XIV -22.4 +/ G.3 8G.68 +/-G.34 1,725 +/-35

GZG621 Charcoal Ufa-XV -23.4 +/ G.1 83.3G +/-G.35 1,470 +/-35

GZG622 Charcoal Ufa-XVI -22.8 +/ G.1 83.1б +/-G.33 1,480 +/-35

В таблице 3 калибровочные возрасты радиоуглеродные возрасты. Данные в таблице рассчитаны с использованием 14С калибро- представлены в виде калиброванных кален-вочной программы CALIB 6.0, разработан- дарных лет (cal BC/AD), а также даны интер-ной М. Стуивером и П. Реймером [2]. Для валы погрешности как для 1 sigma, так и для получения необходимых результатов исполь- двух стандартных отклонений (2 sigma). зовались неокругленные конвенциональные

Таблица 3

Калиброванные даты образцов

OZO6O7/ Ufa-I

Radiocarbon Age BP 1817 +/-36 Calibration data set: intcal09.14c % area enclosed cal AD age ranges

# Reimer et al. 2GG9 relative area under probability distribution

Продолжение таблицы 3

68.3 (1 sigma) cal AD 137-199 0.660

205-237 0.340

95.4 (2 sigma) cal AD 87-105 0.026

121-260 0.903

283-323 0.072

OZO608/Ufa-II

Radiocarbon Age BP 1836 +/-39

68.3 (1 sigma) cal AD 131-226 1.000

95.4 (2 sigma) cal AD 78-255 0.988

304-313 0.012

0Z0609/Ufa-III

Radiocarbon Age BP 1981 +/-32

68.3 (1 sigma) cal BC 36-31 0.053

20-12 0.081

1-cal AD 58 0.867

95.4 (2 sigma) cal BC 47-cal AD 80 1.000

0Z0610/Ufa-IV

Radiocarbon Age BP 1809 +/-34

68.3 (1 sigma) cal AD 138-197 0.591

207-242 0.409

95.4 (2 sigma) cal AD 94-96 0.001

125-261 0.898

279-327 0.101

0Z0611/Ufa-V

Radiocarbon Age BP 1664 +/-27

68.3 (1 sigma) cal AD 348-369 0.279

378-418 0.721

95.4 (2 sigma) cal AD 259-285 0.056

287-293 0.004

322-433 0.940

0Z0612/Ufa-VI

Radiocarbon Age BP 1730 +/-27

68.3 (1 sigma) cal AD 255-307 0.622

311-344 0.378

95.4 (2 sigma) cal AD 244-385 1.000

0Z0613/Ufa-VII

Radiocarbon Age BP 1665 +/-31

68.3 (1 sigma) cal AD 345-373 0.332

376-419 0.668

95.4 (2 sigma) cal AD 258-299 0.090

319-434 0.893

493-506 0.013

521-526 0.004

Окончание таблицы 3

OZO614/Ufa-VIII Radiocarbon Age BP 1828 +/-34

68.3 (1 sigma) cal AD 136-223

95.4 (2 sigma) cal AD 85-112 116-255

305-313

1.000 0.049 0.938 0.013

OZO615/Ufa-IX Radiocarbon Age BP 1708 +/-32

68.3 (1 sigma) cal AD 259-284 323-389

95.4 (2 sigma) cal AD 253-407

0.260 0.740 1.000

OZO616/Ufa-X

Radiocarbon Age BP 1737 +/-31

68.3 (1 sigma) cal AD 252-339

95.4 (2 sigma) cal AD 235-391

1.000 1.000

OZO617/Ufa-XI Radiocarbon Age BP 1708 +/-33

68.3 (1 sigma) cal AD 259-284 322-389

95.4 (2 sigma) cal AD 252-408

0.266 0.734 1.000

OZO618/Ufa-XII Radiocarbon Age BP 1590 +/-26

68.3 (1 sigma) cal AD 426-443 450-462

483-533

95.4 (2 sigma) cal AD 416-539

0.200 0.145 0.655 1.000

OZO619/Ufa-XIII Radiocarbon Age BP 1696 +/-34

68.3 (1 sigma) cal AD 262-278 328-400

95.4 (2 sigma) cal AD 255-307 311-416

0.161 0.839 0.261 0.739

OZO620/Ufa-XIV Radiocarbon Age BP 1725 +/-34

68.3 (1 sigma) cal AD 256-303 315-351

367-380

95.4 (2 sigma) cal AD 240-399

0.518 0.372 0.110 1.000

OZO621/Ufa-XV Radiocarbon Age BP 1468 +/-34

68.3 (1 sigma) cal AD 570-631

95.4 (2 sigma) cal AD 544-647

1.000 1.000

OZO622/Ufa-XVI Radiocarbon Age BP 1481 +/-32

68.3 (1 sigma) cal AD 554-614

95.4 (2 sigma) cal AD 536-648

1.000 1.000

Рис. 4. Калиброванные даты северной и южной стенок раскопа на валу. Доля площади под кривой - возраст образца в пределах указанного временного интервала

Calibrated âge Einige в

......I.........I.........I.........I"

350 400 450 caL AD

Calibrated fige Bange a

One Sigma

Two Sigma

.........1.........1........ '1.........1.........1.........1.........

□H ■ 0

□ 1 ■■! Dl г^нн—1

L^HH_1 □ г—1

1 ш шла

шш ■ 0

on IB 1 п

f.........1.........1.........1.........1.........1.........1.........1

Рис. 5. Калиброванные даты северной и южной стенок раскопа на валу с интервалами погрешности 1 sigma и двух стандартных отклонений (2 sigma)

Для калибровки использовалась кали- ной II — началом III вв.н.э. (образцы OZO607-

бровочная кривая IntCal09 для образцов се- 608 — Ufa I-II). Образцы OZO6IO-6II, 613,615

верного полушария (от 0 до 50 тыс. календар- (Ufa-IV-V, VII, IX) датируют вышележащие

ных лет в прошлое). Относительная величина слои от рубежа II—III вв.н.э. до 20-х годов

площади под кривой распределения вероят- V в. Стройный ряд несколько нарушают ра-

ности (рис. 4; 5) указывает на уровень уверен- диоуглеродные даты образцов OZO609, 612

ности, что конкретный образец происходит из (Ufa-III,VI). Последнее, видимо, объясняется

данного временного интервала. тем, что образцы происходят из культурных

Данные радиоуглеродного анализа из слоев, нарушенных в результате обрушения

отложений южной стенки раскопа крепост- крепостной стены (см. рис. 1). ной стены дали хронологическую шкалу, где Хронологическая шкала слоев по дан-

нижние слои, залегающие на уровне погре- ным радиоуглерода северной стенки, по срав-

бенной почвы, датируются первой полови- нению с южной, выглядит более стройной.

...............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ / ^^

/ 2014, том 19, № ................ED

Здесь радиоуглеродный возраст нижнего слоя по образцу 020616 (Ша—Х) определяется второй половиной III — первой половиной IV вв.н.э. (рис. 2). Образцы 020617-618 (Ша-Х1—Х11), изъятые из залегающих выше слоев, дали даты в пределах конца IV в.н.э.-30-е годы V вв.н.э. Радиоуглеродная дата образца 020619 (Ша-XIII) - в пределах 328-400 гг, несмотря на некоторую заниженность возраста нижележащего слоя, находится в пределах допустимой погрешности.

В таблице 4 представлены результаты измерений ё13С и 14С. Величины были измерены на отдельном масс-спектрометре изотопных отношений, по графитовым мишеням для УМС (ускорительной масс-спектрометрии). Высокая точность, достигнутая в УМС, по-

Результаты определения 14C

зволила снизить общую погрешность радиоуглеродных возрастов до 30—40 лет. В таблице радиоуглеродные возрасты представлены с округлением до ближайших 5 лет. При расчете содержания14С в виде pMC радиоуглеродного возраста образцов и округления данных мы следовали процедуре, описанной Stuiver and Polach [1]. Калиброванный календарный возраст был получен с помощью программы OxCal v 4.1 в версии 2010 г. [4] по калибровочной кривой IntCal09 для северного полушария [5].

Зависимость возраста слоев от глубины их залегания в раскопе была построена с помощью Байесовой модели возрастов осад-конакопления с использованием программы OxCal v 4.1 [3].

Таблица 4

(Results of 14C determinations)

ANSTO code

Submitter ID

Ô 13C (%)

pMC (1o)

14C age yr BP (1o)

Southern wall samples

OZO6O7 Ufa-I -25.5 79.76 ± 0.36 1815 ± 40

OZO608 Ufa-II -25.7 79.56 ± 0.39 1835 ± 40

OZO609 Ufa-III -23.0 78.15 ± 0.31 1980 ± 35

OZO610 Ufa-IV -24.2 79.84 ± 0.34 1810 ± 35

OZO611 Ufa-V -26.6 81.29 ± 0.28 1665 ± 30

OZO612 Ufa-VI -24.0 80.62 ± 0.27 1730 ± 30

OZO613 Ufa-VII -25.1 81.28 ± 0.32 1665 ± 35

OZO614 Ufa-VIII -23.9 79.64 ± 0.34 1830 ± 35

OZO615 Ufa-IX -24.4 80.85 ± 0.32 1710 ± 35

Northern wall samples

OZO616 Ufa-X -25.7 80.56 ± 0.31 1735 ± 35

OZO617 Ufa-XI -23.7 80.84 ± 0.33 1710 ± 35

OZO618 Ufa-XII -26.5 82.04 ± 0.27 1590 ± 30

OZO619 Ufa-XIII -23.2 80.96 ± 0.34 1695 ± 35

Окончание таблицы 4

Samples bracketing planked boardwalk

OZO620 Ufa-XIV -22.4 80.68 ± 0.34 1725 ± 35

OZO621 Ufa-XV -23.4 83.30 ± 0.35 1470 ± 35

OZO622 Ufa-XVI -22.8 83.16 ± 0.33 1480 ± 35

Поскольку нельзя полностью исключить ошибки в отборе образцов, а также наличие незначительных нарушений целостности культурных отложений, то следует ожидать, что это может привести к дополнительной погрешности в получаемом возрасте образцов. Поэтому мы выбрали для построения модели пуассоновской последовательности возрастов с возможными статистическими выбросами общего вида (General Outlier P_Sequence ). Коэффициент k был выбран малым, равным 0.3 для обеспечения лучшей гибкости модели при учете возможных вариаций скорости осадконакопления. Априорная вероятность наличия выброса в данных была взята на уровне 0.1 для быстрого схождения расчетов. Модели «возраст-глубина» для северной и южной стены раскопа были построены раздельно.

Для северной стены индекс А согласия модели (Outlier P_Sequence) сразу составил 68%, что выше 60% порога допустимости (рис. 6).

Для южной же стены индекс А модели оказался 46%, что указывало на присутствие несогласуемого выброса в данных [6]. После моделирования с разными параметрами и наборами исходных данных, наилучшее согласие было получено с минимальным вмешательством — один образец из южной стенки (OZO614-Ufa-VIII ) был признан выбросом, с возрастом на ~100 лет более ожидаемого. Объяснение наличию такого выброса дать несложно, например неудачный выбор для анализа кусочка древесного угля, происходящего из центральных частей ствола дерева, и, таким образом, несущего унаследованный

OZQ619

OZC618

Л 100 Е

-о с э о 0Û о

В 0Z061T

Е g

о и с га

£ 50

OZC6Î6

0

1.7ТТ ..... 1 . t I - - - , т - ■ г , I ......... Г....... тI -.t .m. .■■ 11 г . 1.....t . т . . t I . 1 » t г t ■ г ...» I

100 I ВС/IAD 101 201 301 401 501 601 70 cal ВС/AD

Рис. 6. Последовательность расположения радиоуглеродных дат культурных отложений северной стенки раскопа на валу по Байесовой модели

возраст «старого дерева». Другое объяснение также весьма вероятно: поскольку образец был взят из слоев заполнения жилища, то он может происходить из переотложенного еще в древности слоя. Исключение этого единственного образца из последовательности улучшает индекс А согласия модели (General Outlier P_Sequence) для хронологии южной стенки до приемлимых 62% (рис. 7 а,б).

Важным результатом исследований является установление времени функционирования «дощатых» мостовых. Если ранее на археологическом материале диапазон их

Рис. 7. Последовательность расположения радиоуглеродных дат культурных отложений южной стенки раскопа на валу по Байесовой модели

функционирования определялся достаточно широко, в пределах ^УГ-^УШ вв, то радиоуглеродные даты образцов 020-621-622 (Ша-ХУ-ХУ!!) позволили сузить его до второй половиной У]-первой половиной VII вв. и ограничить 75 годами, т.е. в пределах одного столетия (рис. 8). Исключением здесь является радиоуглеродный возраст образца Ша-Х^

Рис. 8. Калиброванные возрасты образцов, изъятых ниже (070621) и выше (070622) залегания дощатого тротуара

(020-620), возраст которого оказался значительно заниженным возраста образца рядом изъятого.

Таким образом, в итоге проведенных радиоуглеродных анализов образцов из культурных отложений городища, были получены календарные даты в пределах первой половины II - начала III вв. н.э. - второй половины VII в. н.э. Эти даты, подтверждая ранее установленную на археологическом материале хронологию памятника, уточняют начало функционирования данного населенного пункта, которое ограничивается в пределах II - начала III вв. н.э. Радиоуглеродные даты большинства других образцов, располагаясь в хронологической колонке по нарастающему вектору, что наглядно демонстрируют Байе-совы модели северной и южной стенок раскопа на валу, отражают реалии археологиче-

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ