CC BY
929Таскаев В.Н. (Москва)
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОДВОДНО-АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ
Введение
С момента своего возникновения более ста лет назад, подводная археология в нашей стране и за рубежом заняла прочное место в современной исторической науке, занимающейся исследованием древних цивилизаций. В отличие от полевой археологии, основным предметом изучения подводной археологии являются памятники истории и материальной культуры находящиеся в гидросфере, в первую очередь затопленные полностью или частично древние города и поселения, затонувшие в силу различных причин морские торговые суда и военные корабли. В водах морей и океанов в различных частях света обнаружены тысячи подводных археологических памятников, возраст которых составляет от 45 тысяч лет до нескольких веков. Среди них карьеры каменного века в Тасмании и многочисленные места гибели морских судов на дне Средиземного и Черного морей.
В 1960-е годы самым древним из обнаруженных объектов был корабль бронзового века, затонувший в 1200 году до н.э. возле мыса Гелидония у побережья Турции, а самые древние из открытых гаваней датировались 600 г. до н.э. Возраст найденных затонувших кораблей подводные археологи отодвинули назад с открытием в 1982 году у берегов Турции вблизи Касса морского судна 14 века до н.э. Значительно пополнилось число подводных находок старше 2000 лет.
Значительно расширилась количественная и возрастная шкала обнаруженных прибрежных поселений и гаваней: в конце 1960-х — начале 1970-х годов в Греции и Израиле были обнаружены гавани, которыми пользовались 3500 лет назад, на Балтике, в прибрежных водах Греции, Турции и США — поселения неолита и мезолита. В Северном Причерноморье, в результате многолетних подводных археологических исследований, выявлены и изучаются многочисленные античные города, оказавшиеся частично или полностью затопленными водами Черного моря: Ольвия, Фанагория, Корокон-дама, Акра, Гермонасса и Патрей. Теперь, на основании полученных результатов, мы можем изучать процесс эволюции человеческой культуры в ее связи с морем за последние сорок тысяч лет.
Расширение масштабов работ проводимых подводными археологами привело к тому, что в настоящее время исследования в водах морей и рек приобрели большую популярность не только среди историков, но и у широкого круга специалистов различных областей науки и техники.
Как будет дальше развиваться подводная археология? Прежде всего на основе тесного сотрудничества между аквалангистами-лю-бителями и профессиональными археологами, базирующегося на использовании современных методов работ и водолазной техники. С учетом этого методика подводных работ требует все большей широты и универсальности, устойчивых практических знаний и навыков, способных обеспечить обнаружение находящихся в водной среде археологических памятников и их поэтапное изучение.
Краткий обзор развития подводных археологических исследований
Фактическим началом исследования находящихся под водой археологических памятников, послужили работы, предпринятые греческими военными моряками в 1901 году у острова Антикиферы, расположенного к северо-востоку от Крита. Найденное и частично обследованное с их помощью морское торговое судно I века до н.э., имевшее на борту груз из уникальных произведений искусства, явилось, по выражению Ж.И. Кусто, колыбелью подводной археологии в Средиземноморье. Более последовательно были проведены подводные работы по изучению римского морского судна у берегов
КРАТКИЙ обзор развития подводных АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
47
Туниса, которым предшествовала случайная находка в 1907 году в этом районе на дне моря нескольких мраморных колонн. В ходе подводных исследований с 1908 по 1912 г., были установлены приблизительные размеры судна, общая площадь, занимаемая корабельным грузом, находившемся на борту в момент крушения судна на рубеже 11-1 вв. до н.э.
Особых успехов добилась подводная археология после того, как французским океанографом Ж.И. Кусто и инженером Эмилем Ганьяном был изобретен автономный аппарат для дыхания человека под водой — акваланг. Используя новое водолазное снаряжение, экспедиция под руководством Ж.И. Кусто смогла уже в 1948 году возобновить подводные исследования возле Махдии, в ходе которых в толще донных отложений были найдены остатки бортовой обшивки, некогда покрытой свинцовыми листами, палубных перекрытий и шпангоутов.
Вслед за подводными раскопками, проведенными возле Махдии, последовали работы по изучению затонувших кораблей у берегов Франции, Италии и Крита. В самом начале 1950-х годов раскопки под водой были предприняты в Санарской бухте, недалеко от города Канны, где с помощью эжектора удалось обнаружить остатки античного торгового судна вместе с находившимся на нем грузом греческих амфор. В 1953 году экспедиция под руководством Ж.И. Кусто приступает к проведению повторных, по прошествии 52 лет, исследований кораблекрушения у острова Антикифера. По заключению, сделанному впоследствии А. Трокмортоном, водоизмещение найденного судна не превышало 300 тонн, а вес перевозимого в его трюмах груза составлял около 100 тонн. В качестве основного движителя использовалось парусное вооружение. Особое место среди проводившихся в этот период подводных работ, занимают археологические раскопки предпринятые Ж.И. Кусто и Ф. Дюма у острова Гран-Конглуе, расположенного в 10 милях от Марселя. Исследования показали, что найденное в этом месте судно явилось одним из самых крупных среди всех ранее найденных в водах Средиземного моря. Одновременно с раскопками у острова Гран-Конглуэ, французскими подводными археологами были проведены работы возле маяка де ля Кретьен. Первое из найденных здесь судов относилось к первому веку до н.э. Вслед за этим, нашли остатки другого
кораблекрушения. Расположенные на дне амфоры точно воспроизводили размеры корпуса судна. Через некоторые время в этом месте обнаружили и третье по счету судно, затонувшее не позднее II века до н.э. В 1955-1961 гг. возле острова Ор, неподалеку от мыса Драмон подводные археологи установили местонахождение сразу четырех кораблей, затонувших в античный период. В результате подводных исследований, предпринятых в прибрежных водах Тулона, было найдено крупнотоннажное плоскодонное торговое судно первого века до н.э., предназначавшееся судя по конструкции корпуса для длительных переходов морем. Многочисленные остатки античных кораблей археологи обнаружили в водах Марсельского залива, на южном побережье Франции у города Антиб. Более
10 лет, начиная с 1972 года, подводные исследования проводились в непосредственной близости от порта Мадраг-де-Жьен, недалеко от Тулона. Проведенные по всем правилам раскопки позволили составить детальный план всего корпуса найденного судна, с большой точностью определить все его конструктивные особенности. Как показали работы подводных археологов, местом неоднократных кораблекрушений в древности было побережье, расположенное между Марселем и Испанией. Недалеко от города Агд в море нашли десять затонувших античных кораблей, большая часть которых так и осталась неизученной.
Богатый археологический материал, имеющий непосредственное отношение к мореплаванию предоставили в распоряжение ученых исследования у острова Корсика. В трех милях от мыса Корсика в 1967 году нашли на дне моря античный корабль с грузом амфор. В ходе работ, предпринятых французскими археологами на южном побережье острова, обнаружили остатки восьми кораблекрушений
11 века до н.э. — I века н.э.
Большое количество морских судов полностью или частично было изучено в ходе подводных раскопок в Италии, особенно вдоль побережья Сардинии и Сицилии. Особый интерес представляет судно исследованное в районе Марзамеми, груженное мраморными архитектурными деталями, от разобранной христианской базилики. Среди других работ проведенных в Сицилии, следует выделить раскопки у города Понтано Лонгарини, где было полностью изучено судно, относящееся к раннему средневековью.
Классическими примерами проведения подводных раскопок в настоящее время являются работы у берегов Турции и Кипра. Недалеко от мыса Гелидония у северо-западного побережья Турции было полностью раскопано под водой судно, затонувшее около 1200 г. до н.э. и считавшееся долгое время самым древним судном изученным подводными археологами, до тех пор, пока в 1982 году вблизи Каса в турецких водах не нашли корабль, построенный в XIV веке до н.э. Обследование этого судна группой специалистов под руководством Дж. Басса позволило расширить границы наших познаний в области техники кораблестроения вплоть до бронзового века. Другим объектом изучения явился корабль найденный недалеко от острова Ясси-Ада. Не смотря на большую глубину залегания находки, подводные археологи смогли полностью реконструировать судно, определить систему крепления бортовой обшивки, оборудования трюмов и помещений бытового назначения.
Аналогичные по содержанию подводные исследования проводились в прибрежных водах Югославии и Болгарии. В начале 1960-х годов производились раскопки затопленного морем римского города Эпидавра Иллирийского в заливе Бренно. У мыса Калиакра и в Варненском заливе — остатки кораблей, затонувшие в начале нашей эры. В нашей стране археологические исследования памятников, находящихся в водах морей, рек и озер берут свое начало в середине 1930-х гг., инициатором проведения которых явился профессор Р.А. Орбели. Под его непосредственным руководством были разработаны и нашли практическое применение методы подводной археологической разведки, проведены исследования на Черном море.
В 1950-х годах подводные работы, после длительного перерыва, были возобновлены по инициативе В.Д. Блаватского. Археологическая разведка, проведенная на акватории Таманского залива, позволила определить площадь затопленной части античного города Фанагория. В 1961 году подводными экспедициями института археологии академии наук проведены исследования на Днепро-Бугском лимане, у берегов античного города Ольвии. На основании результатов работы подводных археологов в Херсонесе, установлены места нескольких кораблекрушении в Карантинной бухте, открыты древние стоянки морских судов. Крупным событием
в отечественной подводной археологии явилась находка и последующее изучение остатков кораблекрушения морского торгового судна вв. до н.э. в Северо-Западном Крыму при входе в озеро
Донузлав. В результате целого комплекса мер были обнаружены и подняты из воды обломки шпангоутов, свинцовые листы бортовой обшивки и часть корабельного груза — гераклейские амфоры. Широкомасштабные подводные исследования осуществлялись и продолжаются с настоящее время в зоне Керченского пролива. Благодаря многолетним работам подводных археологов был окончательно решен вопрос о местонахождении античного города Акры, найден на дне моря другой эллинистический город — Корокондама. Результативным оказались подводные исследования на затопленной части городища Патрей, расположенном на северном берегу Таманского залива, где в ходе разведки удалось выявить несколько керамических комплексов, хорошо сохранившийся колодец сложенный из массивных плит известняка на рубеже ^-Ш вв. до н.э. и остатки строительных сооружений.
Особого внимания заслуживают работы подводных археологов Украины. С 1961 года, с небольшими перерывами, осуществляется изучение затопленной части города Ольвии. Благодаря применению геофизических поисковых методов ученые смогли выявить находящиеся на дне Бугского лимана остатки оборонительных стен, обширные амфорные поля, определить место, где находилась гавань этого античного города. Интересные находки удалось обнаружить гидроархеологической экспедиции Запорожского историко-краеведческого музея у острова Хортица на Днепре.
На основании вышеперечисленного материала видно, что подводная археология получила широкое распространение во многих странах средиземноморского бассейна. Вместе с тем, как показала практика, ее результативность определяется многими факторами и в первую очередь правильно разработанной методикой проведения исследовательской работы под водой. Понимая это, каждый из подводных археологов в области методики шел своим путем, вырабатывая наиболее оптимальные варианты ведения подводной разведки и последующих раскопок с учетом имеющихся возможностей. В данной работе обобщен и систематизирован уже накопленный опыт с целью последующего его применения экспедициями, зани-
мающимися изучением находящихся под водой памятников истории и материальной культуры. Методические рекомендации предназначены для руководителей подводных археологических экспедиций, кружков и секций, студентов исторических факультетов ВУЗов, спортсменов, занимающихся подводным плаванием.
Методика проведения подводной археологической разведки
По своему содержанию подводная археологическая разведка представляет собой комплекс поэтапно проводимой исследовательской работы, включающей:
— Изучение сведений, содержащихся в письменных источниках о древних портовых городах, корабельных стоянках, основных путях следования торговых судов и военных кораблей, местах, представлявших опасность для мореплавания, районах действий военных флотов.
— Изучение и анализ ранее проводившихся подводных археологических исследований отечественными и зарубежными учеными.
— Геоморфологические и гидрологические исследования акватории, в пределах которой предполагается проведение подводных работ.
— Получение сведений у местного населения, спортсменов-подводников об обнаруженных остатках кораблекрушений, найденных якорях, затопленных участках древних городов и поселений, с последующим составлением гидроархеологической карты.
— Проведение подводной археологической разведки на основе использования технических средств.
Поскольку подводная разведка с использованием технических средств является наиболее сложной частью исследовательской работы, именно этому направлению в деятельности подводных археологов и будет уделено основное внимание. С учетом опыта, накопленного в странах Западной Европы, в нашей стране, можно выделить три основных направления в подводной разведке, каждое из которых предусматривает применение определенных методов и соответствующих средств с учетом условий водной среды. Первое направление включает использование методов и технических средств, пригодных для проведения подводной разведки и в условиях
плохой видимости в воде. В основе второго направления лежит методика, предназначенная для разведки поверхности дна при хорошей видимости. Третье направление предусматривает методы подводной разведки в донных отложениях исследуемой акватории.
Методика проведения подводной разведки с помощью радиусного и полосового поиска
На начальной стадии ведения подводной археологической разведки наиболее приемлемым может быть поиск без применения сложных технических приспособлений, основу которого составляют радиусный и полосовой поиск, хорошо зарекомендовавшие себя в ходе ранее проводившихся исследований. Радиусный поиск является наиболее апробированным методом исследовательской работы при проведении подводной разведки в условиях плохой видимости под водой. Для обследования поверхности дна при радиусном поиске подводным археологом используется спусковой канат и ходовая оттяжка, размеченная по всей длине на отрезки от 1 до 3 метров.
Величина ходовой оттяжки устанавливается с учетом видимости под водой. Спусковой канат с прикрепленным к нему балластом крепится в районе предполагаемого нахождения затонувшего объекта, после чего исследователь в легководолазном снаряжении спустившись по канату на грунт и удерживая ходовую оттяжку на одном их узлов, ближе всего расположенном к балласту, совершает круговое движение, тщательно осматривая поверхность дня (ил. 1).
Обойдя первый круг, аквалангист переходит к следующему узлу на ходовой оттяжке и повторяет аналогичное круговое движение в обратном направлении.
Ил. 1. Схема радиусного поиска
-О-
Ил. 2. Подводный поиск концентрическими кругами
Удерживая ходовую оттяжку в натянутом положении и переходя от одного узла к другому, аквалангист последовательными концентрическими кругами проводит обследование всей заданной ему площади, каждый раз меняя направление своего движения под водой, с тем, чтобы избежать запутывания находящейся в его руках ходовой оттяжки (ил. 2). При радиусном поиске, в зависимости от имеющихся технических средств, взамен балласта помещаемого на дне, могут быть использованы шлюпка, которой в надводном положении фиксируется верхний конец ходовой оттяжки, или сигнальный буй. В последнем случае аквалангист может самостоятельно, в зависимости от видимости в воде, регулировать радиус обхода. Подводный поиск концентрическими кругами может производится как одним, так и несколькими подводными исследователями, для чего изучаемый участок дна делится на несколько секторов,
54 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
в каждом из которых осуществляется самостоятельное визуальное наблюдение.
Для проведения подводной разведки на сравнительно большой акватории, при относительной видимости под водой, наиболее целесообразен метод полосового поиска. Первоначальный вариант этого метода, разработанный в 1960-х гг., представляя собой следующее: вдоль берега разбивалась 50-ти метровая базовая линия с реперами через каждые 5 метров. Аквалангист, отплывая от берега на расстоянии 50 метров, в створе одного из реперов погружался на дно, после чего его с помощью троса подтягивали к берегу. В дальнейшем этот метод был усовершенствован. В качестве направляющих под водой стали использовать тросы, ориентированные на установленные вдоль берега репера (створные вехи).
Расстояние между тросами не должно превышать полосы, видимой аквалангистом при движении под водой. Спустившись на грунт между первой парой сигнальных буев, которыми отмечены на поверхности воды начальные точки отсчета подводного поиска, аквалангист проводит осмотр дна между двумя направляющими тросами, двигаясь между ними посередине (ил. 3). После осмотра первой полосы, один из направляющих тросов переносится в сторону и укладывается с таким расчетом, чтобы образовать новую полосу обследования для дальнейшего продолжения разведки.
В условиях плохой видимости, в пределах 0,5-1 м, можно использовать полосовой поиск с помощью направляющих, состав -ленных из металлических или пластмассовых труб, разработанный и примененный в ходе подводных работ при изучении античного города Ольвии. В этом случае на дно укладываются параллельно две трубы, маркированные через каждый метр. На водной поверхности концы труб обозначаются сигнальными буями, местоположение которых фиксируется с помощью теодолита. Перпендикулярно уложенным по дну трубам укладывается третья, промаркированная через каждый метр труба, вдоль которой и проводится обследование нужного участка дна. После завершения осмотра эта труба перемещается на требуемое расстояние.
В том случае, когда подводная разведка сопряжена с исследованием значительной по размерам акватории при условии плохой
Ил. 3. Схема полосового поиска
видимости, полосовой поиск можно проводить с помощью направляющих и ходовых тросов, как это показано на ил. 4.
При проведении подводной разведки этим способом, который хорошо зарекомендовал себя в ходе работ по обнаружению затонувших кораблей, с помощью мерного линя определяются границы исследуемого участка, отмечаемые постановкой буев в точках А, Б, В, Г. Затем намеченный к осмотру участок дна разбивается на рабочие полосы I, II, III, ширина которых может колебаться от 150 до 200 метров.
Границы рабочих полос отмечаются сигнальными буями, установленными в точках а1, а2, а3, а4. Точно такие же буи выставляются вдоль рабочих полос в точках б1, б2, б3, б4. Участки обследования 1, 2, 3, 4, 5, шириной 50-70 метров располагаются поперек
Ил. 4. Схема полосового поиска с направляющими
каждой рабочей полосы с учетом перекрытия границ обследуемого участка на 2-3 метра. Исследование поверхности дна начинается с укладки двух направляющих тросов поперек участка обследования 1 с плавсредства, обеспечивающего подводные работы. С ориентацией по створам а1, б2, а4 и А, б1, Г устанавливается первый направляющий трос в точках М и К. Второй направляющий трос, снабженный как и первый, балластом и контрольными буйками, устанавливается в таком же порядке между точками Н и П. Поперек
О
Ил. 5. Схема перекладки ходового троса при ведении разведки
О
обследуемой полосы между направляющими тросами МК и ПН укладывается ходовой трос длиной 75-80 метров с таким расчетом, чтобы его концы перекрывали саму полосу на 3-5 метров с каждой ее стороны. К ходовому тросу крепятся по концам и в середине балласт и буйки. После завершения всех подготовительных работ с обеспечивающего судна к балласту, расположенному в средней части ходового троса, спускаются два аквалангиста, которые расходятся в разные стороны к границам участка обследования, удерживаясь за ходовой трос (ил. 4).
В этом случае, исследование проводится поперечными ходами аквалангистов, двигающихся от краев полосы обследования к ее середине и обратно. Дойдя до крайних балластов, они перемещают их на 2-5 метров по ходу ведения работ, в зависимости от видимости под водой, и возвращаются к среднему балласту, который тоже перемещается вперед на длину дистанционного конца. Таким образом аквалангисты, совершив один цикл движения по дну, каждый раз перекладывают ходовой трос в новое положение (ил. 5).
Указанным способом можно проводить подводные разведки с помощью одного аквалангиста. Для этого исследуемую акваторию разбивают на более узкие полосы обследования до 30-40 метров шириной. Ходовой трос в этом случае имеет только два балласта, которые переносятся поочередно вдоль границ обследуемой полосы. После тщательного осмотра полосы 1, направляющий трос, находящийся в точках К и М перекладывается на новое место между точками П и Н для обозначения нового места обследования.
Воспроизведенные варианты полосового поиска позволяют одновременно изучением поверхности дня, определять характер грунта и его структуру, с целью определения методов ведения в дальнейшем подводных раскопок.
Методика проведения подводной разведки методом траления
Наряду с методами радиусного и полосового поиска, установить местонахождение затонувших памятников истории и материальной культуры можно с помощью траления заранее определенных участков на исследуемой акватории. В настоящее время для ведения подводной разведки используются, в зависимости от условий, следующие методы траления: с помощью ручного трала, тросового
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОДВОДНОЙ РАЗВЕДКИ методом траления
59
Ил. 6. Схема конструкции ручного трала
трала буксируемого под водой, посредством траловой ходовой оттяжки. Ручное траление производится с помощью трала, конструкция которого изображена на ил. 6. В этом случае траление осуществляется вдоль одного или нескольких направляющих тросов, перемещаемых с катера или шлюпки по мере расширения границ подводного поиска. В случае затопления одного из находящихся на поверхности буйков, удерживающих траловый трос над поверхностью дна, аквалангисты исследуют место зацепления и в случае надобности обозначают его буйком или репером.
При обследовании небольших площадей, ручное траление осуществляется двумя аквалангистами с помощью трала, изготовленного из пенькового или капронового троса, диаметром 15-20 мм
Ил. 7. Схема ручного траления
и длиной 40-50 метров. Опустившись под воду и дойдя до дна, удерживая концы тралового троса в руках, аквалангисты, прежде чем начать движение, расходятся в противоположные стороны. Продвигаясь по указанному маршруту, они протаскивают волоком по дну трал с прикрепленным к нему балластом. В случае его зацепления каким-нибудь предметом, это место исследуется одним из аквалангистов, или фиксируется буем (ил. 7).
Траление с помощью ходовой оттяжки применяется в том случае, когда местонахождение объекта известно предположительно. При этом методе траления в центре изучаемого участка на грунт с помощью троса опускается балласт с прикрепленной к нему ходовой оттяжкой, длиной 15-20 метров на оттяжке через интервалы 3-5 метров крепятся груз. Траление осуществляется точно так же, как и радиусный поиск.
Тросовый трал для поиска находящихся на грунте предметов изготавливается и состоит из троса диаметром 7-10 мм и длиной 30-40 метров, на котором через каждый 5 метров подвешиваются
-О-
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОДВОДНОЙ РАЗВЕДКИ методом траления
61
груза, весом от 5 до 20 кг. Для обеспечения плавучести тросового трала, к нему с помощью тонких канатов прикрепляются поплавки. Буксируется трал данного типа катером или шлюпкой (ил. 8).
Для проведения подводной разведки с помощью тросового трала, весь участок исследуемой акватории разбивается на полосы шириной, равной ширине захвата трала. На берегу устанавливаются створные вехи, по которым выдерживают направление движения. При тралении, как сами полосы, так и места обнаруженных на дне предметов обозначаются сигнальными буйками.
Ил. 8. Схема тросового траления
Методика проведения подводной разведки с использованием средств передвижения под водой
Подводная разведка при хорошей видимости в водной среде возможна за счет использования специальных средств передвижения, подразделяющихся на буксируемые и автономные аппараты. К первой группе носителей относятся подводные беседки, рули и аквапланы. Ко второй — педальные средства передвижения, автономные буксировщики. Буксируемые средства просты в использовании и обслуживании, однако ограничены в маневрировании и полностью зависят от буксировщика. Автономные средства передвижения отличаются большей маневренностью, но сложны по устройству и эксплуатации.
Водолазные (подводные) беседки являются наиболее простым средством для проведения разведки под водой. Несмотря на некоторые неудобства их использования ввиду невозможности свободного маневрирования под водой, они могут применяться с целью обнаружения различных предметов, находящихся на дне посредством визуального наблюдения. По своей конструкции подводные
беседки могут предназначаться как для одного, так и для двух исследователей.
В беседке, предназначенной для одного человека, в качестве сидения используется доска длиной около одного метра, к которой прикреплены подвесные тросы, идущие с кормы судна-буксировщика и удерживающие беседку на требуемой высоте (ил. 9).
Подводная беседка для двух аквалангистов Ил. 9. Обследование дна с помощью беседки состоит из двух досок,
-э-
расположенных друг от друга на расстоянии 6 метров и подвешенных к концам деревянного или металлического бруса с помощью тросов (ил. 10).
Подводные беседки всех типов для удержания их в вертикальном положении снабжаются балластом, вес которого устанавливается в зависимости от скорости буксировки и глубины исследуемой акватории. В конструкции беседок обязательно должна быть предусмотрена система для сброса балласта, учитывающая вес находящегося в беседке аквалангиста, его возможности регулировать свою плавучесть. Скорость буксировки подводных беседок определяется возможностями находящихся на них людей выдерживать напор встречного потока воды (не более 4-5 км/ч) При больших скоростях встречный поток смещает снаряжение, теряется видимость в воде. К числу простейших средств подводного поиска наряду с беседками, относятся подводные рули. В отличие от беседок, они позволяют исследователю изменять глубину погружения. Рули всех типов посредством двух тросов или специальной скобы крепятся к буксирному тросу, сцепленному с судном. В настоящее время разработаны конструкции рулей, которые могут быть использованы для ведения подводной археологической разведки.
Самым простым по конструкции является руль, имеющий деревянную плоскость-перо, размером 20 х 60 см. По его краям крепятся рукоятки и имеются проушины для закрепления буксировочного троса. Уменьшение плавучести руля данного типа достигается за счет применения древесины тяжелых пород.
Поворотный руль несколько отличается от простого руля. В частности он имеет рукоятки, закрепленные на осях, помещенных
Ил. 10. Схема двухместной беседки
в специальные втулки. С помощью скобы, огибающей перо руля, он крепится к буксирному тросу. Однако особых преимуществ при проведении визуальной разведки этот тип руля не дает, так как изменение глубины погружения требует тех же физических усилий, что и на простом руле. Для проведения подводной разведки можно использовать и управляемый руль, хорошо зарекомендовавший себя в ходе подводных археологических исследований в Северо-Западном Крыму на акватории Черного моря, прилегающей к озеру Донузлав. Конструкция управляемого руля состоит из трубчатой рамы, на осях которой крепятся две плоскости, рукоятка управления с тягами, опорная скоба, предназначенная для удержания аквалангиста в горизонтальном положении.
К числу рулей, которые можно использовать для подводного визуального обследования поверхности дна, относится руль-планер, имеющий плоскость треугольной формы с балластной емкостью в середине, предназначенной для придания рулю нулевой плавучести. В том случае, когда эта емкость заполняется водой, руль обретает необходимый вес и вместе с исследователем погружается на глубину. Уменьшение глубины и подъем на поверхность достигается за счет подачи сжатого воздуха в емкость, после чего руль приобретает положительную плавучесть. В целях осуществления поиска и предварительного осмотра найденных под водой археологических памятников с большим успехом могут применяться буксируемые носители, способные избавить исследователей от большой физической нагрузки при передвижении под водой и предоставить возможность обследовать большую акваторию за сравнительно короткое время. К буксируемым носителям относятся: аквапланы, открытые и закрытые носители различных модификаций, снабженные рулями-стабилизаторами.
Акваплан представляет собой деревянную или пластиковую доску длиной от 60 см до одного метра и шириной 40-50 см, по краям которой крепятся две ручки и скобы для крепления к буксировочному тросу. В отдельных случаях на аквапланах могут устанавливаться рули глубины. Удерживая акваплан за боковые ручки и меняя угол наклона боковых рулей, подводный археолог, по своему усмотрению, может менять глубину погружения. Для защиты от встречного потока воды и увеличения скорости буксировки в ходе
подводной разведки можно использовать буксируемые носители полузакрытого типа, имеющие сигарообразный корпус. Изменение глубины погружения осуществляется с помощью горизонтальных рулей, расположенных в носовой части. Все большее применение в последнее время стали получать автономные буксирующие подводные аппараты, позволяющие обеспечить в ходе подводной разведки большую маневренность. Одним из таких средств являются аквапады, оборудованные системой ножных педалей для вращения одного или двух винтов. Автономный буксировщик классического типа имеет сигарообразный корпус, в котором размещены аккумуляторная батарея, электродвигатель, а в кормовой части, в специальном защитном кожухе — гребной винт.
Подводный поиск и изучение находящихся под водой археологических памятников приобрели качественно новое содержание с использованием в этой области исследовательской работы различных по конструкции автономных подводных аппаратов. Подтверждением этого могут служить проведенные в 1964 году работы по изучению остатков древних судов у южного побережья Турции с помощью обитаемого самодвижущегося подводного аппарата «Ашера». Оборудованная разнообразными средствами подводного поиска «Ашера» позволила за сравнительно короткий срок провести стереофотографическое картографирование всей площади дня, занимаемой остатками кораблекрушения, принять участие в подводных раскопках с помощью имеющихся манипуляторов.
Создание отечественных обитаемых подводных аппаратов многоцелевого назначения, приобретение аналогичных систем за рубежом, сделали возможным их применение в подводных археологических исследованиях в местах нахождения древних городов и поселений, затонувших судов. Наиболее приемлемыми для этих целей являются обитаемые аппараты «Аргус», ТИНРО-2, хорошо зарекомендовавшие себя в ходе океанографических работ Пейсис-7 и Пейсис-11. Аппарат «Аргус», оснащенный современной поисковой аппаратурой, позволяет производить подводные исследования с помощью телевидения, гидроакустических приборов, обладающих большой разрешающей способностью. Оборудование, которым оснащены подводные аппараты типа «Пейсис», дают возможность осуществлять визуальное наблюдение, проводить кино и фотосъемку,
изучать донное пространство в радиусе 500 метров с помощью гидролокатора бокового обзора. Хорошая маневренность делает возможным применение «Пейсиса» в местах с круто наклоненной поверхностью и в морских каньонах. Наряду с обитаемыми аппаратами, целям подводно-поисковой работы могут быть подчинены самоходные необитаемые аппараты, основным предназначением которых является акустическая и оптическая съемка поверхности дна с помощью, установленных на борту телекамер и гидролокаторов. Простота и компактность конструкции необитаемых подводных аппаратов позволяет увеличить продолжительность работы под водой, их использование находится в меньшей зависимости от погодных условий, они позволяют исключить степень риска для участвующих в подводных исследованиях людей.
Методика проведения подводной археологической разведки
на основе использования телевидения
Подводное телевидение является одним из самых результативных средств подводной разведки. Применяется в тех случаях, когда обычные методы исследовательской работы не дают должных результатов. В ходе подводной разведки телевизионная установка позволяет визуально, за сравнительно короткое время, изучить поверхность дна и все находящиеся на нем предметы, получить привычное для человека зрительное представление обо всех обнаруженных под водой объектах, будь то остатки кораблекрушения или строительные сооружения. Нельзя не учитывать и такой фактор, что телевидение сокращает число спусков под воду. Исследователь, находясь на борту судна, может осматривать поверхность дна, описывая все увиденные под водой предметы практически неограниченное время. Наиболее доступный метод, не требующий специального громоздкого оборудования, состоит в использовании стандартной подводной телеустановки в комплекте с гидролокационными приставками. В этом случае подводная телевизионная установка погружается с неподвижно стоящего судна в зоне проведения подводных исследований. В целях сокращения сроков ведения подводной разведки может применятся аппаратура, предназначенная для работы в ходе движения судна. Помещенная в водонепроницаемый корпус, приспособленный для буксировки, телекамера опускается в воду
с кормы корабля до тех пор, пока на экране приемника не покажется достаточно четкое изображение поверхности дна. При буксировании подводной телекамеры необходимо следить за тем, чтобы она находилась на постоянной высоте от дна, а скорость буксировки не превышала 5-7 км/ч. Наряду с указанной методикой применения телевизионного поиска, в ряде стран нашла применение система подводной разведки посредством малогабаритной аппаратуры, передвигаемой по дну самим водолазом, в соответствии с командами, поступающими с берега или судна. Кроме того, подводное телевидение может применяться и для дешифрования аэрофотоснимков поверхности дна на мелководных участках морей и рек. В этом случае основное предназначении подводной телеустановки — осмотр дна в контрольных точках.
Гидроакустические методы ведения подводной археологической разведки
Определение местонахождения археологических памятников находящихся под водой, в том числе и тех, которые скрыты донными отложениями, возможно с помощью гидроакустических приборов: эхолотов и гидролокаторов.
Эхолоты, принцип действия которых основан на измерении промежутка времени между посылкой прямого и приемом отраженного от дна ультразвукового сигнала, при их применении в вертикальной плоскости позволяют не только определять глубину на исследуемой акватории, но и получить изображение рельефа дна. При проведении разведки на небольших глубинах, достигающих нескольких десятков метров, наиболее целесообразно использовать переносные промерные эхолоты, состоящие из основного прибора и забортного устройства, обеспечивающего подачу ультразвукового сигнала. Благодаря своей портативности эхолоты данного типа могут устанавливаться на маломерных судах. Подводные разведки, проводившиеся у побережья Северо-западного Крыма, с целью обнаружения затонувших в древности кораблей, показали возможность применения эхолота марки «Галс ГЭТ один» обладающего хорошей результативностью за счет широкого захвата площади исследуемого участка дна и способностью получить профили на глубинах от 10 до 30 метров.
При отражении от находящегося на поверхности дна предмета, форма, амплитуда и длительность принятого приемным устрой -ством ультразвукового сигнала, как и само изображение на экране осциллографа изменяются в зависимости от формы и глубины залегания этого предмета. Имея набор эталонных изображений эхо-сигналов на экране осциллографа, можно получить представление о характере и параметрах обнаруженного под водой исторического памятника.
В зависимости от структуры донных отложений, применение эхолота может производится несколькими методами. В том случае, когда донные отложения обладают низкой сопротивляемостью по отношению к ультразвуковым импульсам, эхолотирование осуществляется одновременно с движением судна по заранее намеченной сетке взаимно пересекающихся галсов, с ориентировкой на береговые створы.
Если донные отложения представлены хорошо отражающими звуковые сигналы грунтами, то наиболее целесообразно использовать эхолоты точечным методом, в ходе которого акустическая система опускается в воду в определенном месте акватории, при полной остановке судна.
При проведении подводных археологических исследований все чаще стали использовать гидролокаторы — акустические приборы, принцип действия которых основан на излучении ультразвуковых сигналов высокой частоты и интенсивности, частично отражающихся от поверхности дна, а частично проникающих в донные отложения, что дает возможность получить запись рельефа дна и залегающих ниже донных осадочных пород. Одним из факторов, способствующих успешному проведению подводной археологической разведки является то, что гидроакустические системы можно устанавливать не только на самом судне, а буксировать их в непосредственной близости от поверхности дна, в результате чего корпус судна не оказывает влияния на преобразователь гидролокатора.
Подводная разведка с применением гидролокатора предусматривает определенный порядок ведения работы. Для чего вдоль уреза воды прокладывается базовая линия. Под прямым углом к ней, через равные промежутки устанавливаются галсы, по которым судно, оснащенное гидролокатором, осуществляет движение со ско-
ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ методы ВЕДЕНИЯ подводной АРХЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ
69
ростью не превышающей 3-4 км/ч. На каждом из пройденный галсов производится запись на основе получаемого гидролокатором высокочастотного звукового импульса, воспроизводящая рельеф дна, после чего все пройденные галсы наносятся на общий план исследуемой акватории.
Многочисленные достоинства, которыми обладают гидролокационные устройства, делают эти приборы весьма удобными для проведения археологической разведки, особенно в тех случаях, когда они применяются в совокупности с целым рядом других технических средств подводного поиска, в частности с протонными магнитометрами, низкочастотными сейсмографами и телевизионными искателями. Комплексное использование указанных приборов
Ил. 11. Схема проведения разведки на основе комплексного использования приборов поиска
70 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
позволяет одновременно производить измерения напряженности магнитного поля, которым обладают скопления содержащие железо, определять изменения рельефа дна, получать достоверную информацию обо всех находящихся на поверхности дна предметах, представляющих научную ценность. Примерное расположение указанных приборов представлено на ил. 11.
Гидромагнитная разведка и ее применение в подводной
археологии
Одновременно с применением гидроакустических методов, в подводной археологии может применяться гидромагнитная разведка, принцип действия которой основан на измерении напряженности магнитного поля в местах проведения исследований. Поскольку напряженность магнитного поля падает пропорционально расстоянию от его источника, магнитометра должны проходить достаточно близко от объекта. Чем больше масса металла содержащегося в донных отложениях, тем больше радиус действия магнитометра. Крупную металлическую конструкцию можно зафиксировать на расстоянии 180-120 метров, разбросанные по дну железные якоря и пушки с 100-80 метров, небольшие железные предметы на расстоянии от 3 до 5 метров.
С помощью магнитометров можно осуществлять подводный поиск не только предметов из металла, но и изготовленных из различных пород дерева. Деревянные части кораблей, различных построек содержат в себе определенное количество субстанции железа, что дает возможность с помощью магнитометров определить их местонахождение. Керамические изделия, подверженные при обжиге воздействию высоких температур, так же содержат в себе частицы окиси железа, ориентированные по направлению магнитного поля земли. Каждый крупный керамический сосуд имеет собственное магнитное поле, которое можно сравнительно легко обнаружить на глубине до одного метра.
Началу подводной разведки с помощью магнитометра должны предшествовать: изучение гидрометеорологической информации, анализ сведений о магнитных свойствах донных осадков и коренных пород, о морфологии и геологическом строении дна в районе предполагаемых исследований. В зависимости от характера и площади
Проведение ПОДВОДНОЙ РАЗВЕДКИ с помощью аэрометодов
71
изучаемого участка акватории гидромагнитная съемка может быть системной или маршрутной. В обоих случаях подразумевается планомерное исследование района с помощью системы галсов.
При системной (площадной) гидромагнитной съемке могут выполняться галсы следующих видов: рядовые, повторные, секущие и специальные. Рядовые съемочные галсы являются основными при производстве гидромагнитной съемки и могут располагаться под углами от 45 до 90 градусов по отношению к базовой линии. Повторные галсы служат для контроля произведенной гидромагнитной съемки, определения ее точности, увязки рядовых съемочных маршрутов с маршрутами предыдущих съемок. Секущие (контрольные) галсы служат для подсчета ошибок измерений по расхождению значений магнитного поля в точках пересечения их с рядовыми галсами. Специальные галсы выполняются в опытно-методических целях и для получения дополнительных данных.
Маршрутная гидромагнитная съемка, как правило, выполняется одиночным галсом. Междугалсовые расстояния при проведении системной и маршрутной съемки рассчитываются по специальной таблице. Рядовые галсы располагаются таким образом, чтобы обеспечить максимум пересечений с рядовыми галсами в точках измерений.
Проведение подводной разведки с помощью аэрометодов
Аэрометоды являются составной частью разведки ставящей своей целью обнаружение археологических памятников на акватории, занимающей большую площадь. Они обеспечивают высокую достоверность и объективность полученных данных. Аэрометоды включают в себя аэровизуальное наблюдение, аэрофотосъемку, инструментальную аэроразведку с применением геофизических методов. Каждый из аэрометодов может применяться как в общем комплексе, так и раздельно.
Аэровизуальные наблюдения применяться в качестве одного их дополнительных методов, с помощью которого можно обнаружить находящиеся под водой объекты. При проведении аэровизуальных наблюдений следует учитывать ряд специфических особенностей этого вида подводной разведки. В отличие от суши, аэровизуальные наблюдения над водной поверхностью большей частью приходится
72 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
проводить при практически полном отсутствии надводных ориентиров. В связи с чем определение местонахождения самолета, а также обнаруженных под водой предметов, производится по путевой скорости и времени необходимом на перелет из одного пункта наблюдения в другой. Время проведения аэровизуальных наблюдений ограничивается рядом природных факторов. Сильные волнения и даже небольшая зыбь отрицательно сказываются на прозрачности воды, поэтому наиболее благоприятным для проведения аэронаблюдений является время по прошествии 2-3 дней штилевой погоды. Освещенность подводных объектов существенно ограничивается степенью поглощения и рассеивания световой энергии толщей воды. В этих условиях наиболее благоприятным временем для аэровизуальных полетов являются полуденные часы. В том случае, когда водная поверхность забликована, целесообразнее проводить разведку в поздние утренние и послеполуденные часы. Предварительные рекогносцировочные полеты осуществляются вдоль береговой линии или недалеко от нее. Направление последующих маршрутов определяется предположительным местонахождением затопленных археологических памятников. При необходимости, для более тщательного изучения акватории, наблюдения с воздуха проводятся специальными самолетами на минимальных высотах. Полученные результаты наносятся на археологическую карту.
В отличие от аэровизуальных наблюдений, аэрофотосъемка является более достоверным источником информации о наличии под водой предметов искусственного происхождения. При многоразовом проведении аэрофотосъемки одного и того же участка акватории можно выявить основные моменты динамики рельефа берега и установить на основании этого контуры древней береговой линии, выявить затопленные участки древних городов и места кораблекрушений. Проведению аэрофотосъемки предшествуют подготовительные мероприятия: создается геодезическая основа, для чего намечаются хорошо опознаваемые с воздуха ориентиры, готовится специальная аппаратура, разрабатываются маршруты полета и полетные карты.
В зависимости от характера водной поверхности и очертаний береговой линии определяется методика проведения аэрофотосъемки. В том случае, когда объект съемки имеет вытянутые очерта-
Проведение подводной разведки с помощью аэрометодов
73
Ил. 12. Схема применения аэрофотосъемки
ния и полностью умещается в требуемых границах (в масштабе на кадр пленки), применяется метод маршрутной аэрофотосъемки, проводимый параллельно или перпендикулярно линии берега одиночным маршрутом (ил. 12).
Если исследуемая акватория имеет резко изломанные границы, то маршрутная аэрофотосъемка осуществляется по отдельным прямолинейным участкам. Бывает и так, что исследуемая акватория не укладывается в рамках одного кадра. В этом случае прокладывается два или более параллельных маршрута с таким расчетом, чтобы каждый последующий маршрут перекрывал часть предыдущего, с целью избежать разрывов при составлении фотоплана отснятой водной поверхности.
Как правило, аэрофотосъемка затрудняется целым рядом факторов и в первую очередь отсутствием долговременных ориентиров. В этом случае для выполнения точного захода самолета на маршрут может использоваться маркировка акватории специальными буями. Такими маркировочными полосами можно обеспечить границы окончательного разворота и выхода на новый курс.
В обычных условиях аэрофотосъемку производят на высоте, не превышающей 5 тыс. метров. В том случае, когда требуется получить изображение поверхности дна и находящихся на ней предметов в более крупном плане, аэрофотосъемка осуществляется с высоты, не превышающей 300-400 метров.
Для выполнения аэрофотосъемки в ходе подводной археологической разведки, применяются специально приспособленные для этих целей самолеты, вертолеты. В последнее время большую перспективность в этом направлении исследовательской работы показали мотодельтопланы.
Методика проведения подводных археологических раскопок
Повсеместное развитие подводных исследований памятников истории и материальной культуры предопределило настоятельную необходимость выработки научно обоснованных методов проведения работ под водой. Правильно подобранная методика и техника позволяют не только обеспечить качество поиска затонувших древних кораблей и других представляющих историческую ценность объектов, но и получить полную, а главное достоверную информацию в ходе подводных раскопок. В методическом отношении подводные раскопки представляют собой сложный, долговременный процесс, состоящий из нескольких, последовательно проводимых операций, ставящих своей задачей точную фиксацию всех найденных под водой предметов и поэтапное изучение памятника с учетом геологического строения донных отложений.
Многолетняя практика проведения подводных исследований убедительно показала, что началу раскопок под водой обязательно должны предшествовать картографические работы, позволяющие определить точное местонахождении археологических памятников по отношению к долговременным ориентирам, расположенным на берегу.
Картографические работы с использованием оптических
приборов
В том случае, когда найденные под водой археологические памятники находятся от берега на расстоянии от нескольких сот метров до 3-5 км, для картографических работ могут быть использованы оптические системы: секстан, теодолит, приборы лазерного и инфракрасного излучения, оптические дальномеры.
Морскими секстанами и теодолитами предварительно измеряют горизонтальные углы между береговыми ориентирами и на ос-
Картографические работы 75
новании полученных данных вычисляют координаты места нахождения объекта, который предстоит обследовать.
В отличии от секстанов и теодолитов, более точные измерения при подводных работах можно получить с помощью приборов лазерного и инфракрасного излучения, дающих погрешность при определении расстояния до одного км, равную ± 5 мм. При отсутствии вышеперечисленных средств картографирования, могут быть применены монокулярные и бинокулярные (стереоскопические) дальномеры отечественного производства.
Картографические работы на основе использования простейших
измерительных приборов и инструментов
В основе картографических работ с помощью простейших измерительных инструментов, лежит применение наземных планшетов и алидад, дистанционного измерительного линя или рулетки. Проведению картографирования предшествует установка базовой линии вдоль берега и контрольных точек в том месте, где находится затонувший объект. В зависимости от глубины и удаленности от берега, контрольные точки могут быть обозначены буйками или вехами. Величина буйков и их окраска определяются цветом воды и видимости в дневное время. Вехи, устанавливаемые как правило, на небольших глубинах, не превышающих 2-3 метров, не только могут облегчить задачу по определению координат объектов находящихся под водой, но и позволяют провести вертикальные измерения. После постановки буйков или градуированных вех, координаты контрольных точек определяются методом триангуляции, представляющим собой топографическую съемку посредством создания сети опорных геодезических пунктов в виде системы связанных общими сторонами треугольников.
Для вычисления координат контрольных точек методом триангуляции, могут быть использованы несколько вариантов измерений, хорошо зарекомендовавших себя при проведении картографических работ. Из всех существующих в настоящее время, наиболее распространенными являются измерения, основанные на использовании планшетов и алидад. Впервые примененный в 1958 году в ходе подводных археологических исследований у берегов Ливии и впоследствии модернизированный, этот метод предусматривает ис-
пользование двух планшетов с алидадами и градуированном реики. В данном случае вдоль берега прокладывается базисная линия, в одноИ из точек которой с помощью алидады строится перпендикуляр по направлению к рейке, помещенной в море или реку над объектом находящимся на дне. На противоположном конце базисной линии также при помощи алидады находится точка, расположенная по отношению к рейке под углом 45°. Узнать искомое расстояние от берега до объекта можно измерив длину отрезка базисной линии, заключенной между двумя планшетами (ил. 13).
Проведение картографической съемки указанным методом осуществляется, как правило, двумя наблюдателями и одним водолазом при сравнительно небольших затратах времени и технических средств. После того, как определены координаты всех контрольных точек и их местонахождение нанесено на карту, приступают к проведению горизонтальных и вертикальных измерений самих
Ил. 13. Определение местонахождения с помощью планшетов и алидад
-Є
объектов. Подобные измерения, проведенные в строгой последовательности до начала выемки грунта, позволяют установить взаимосвязь между лежащими на дне предметами и произвести полную реконструкцию всего археологического памятника.
В основе первых способов картографирования под водой, лежали измерения с помощью мерного линя и рулетки. Приоритет в разработке и практическом применении этого способа картографирования принадлежит Ж.И. Кусто. В ходе археологических раскопок у Гран-Конглуэ в 1952 году с помощью маркированного линя был составлен план всего участка, на котором располагались остатки деревянных частей корпуса древнего судна и корабельного груза. Однако уже в то время стало ясно, что сами по себе измерения под водой, не могут дать полную информацию о каждом из найденных предметов и составить общую картину расположения всех находок на дне, без предварительно установленной исходной точки отсчета для последующих измерений. Это было учтено профессором Нино Ламболья при проведении подводных раскопок возле острова Сицилия в 1958 году. Для более четкой картографической съемки им был применен конвекционный метод, в ходе которого в пределах исследуемой акватории в донный грунт втыкались три контрольные вехи. С помощью мерных линей подводными археологами первоначально замерялись расстояния между самими контрольными вехами, после чего закрепляли позицию каждого предмета находящегося на дне путем измерения расстояния от него, по крайней мере, до двух вех, перенося последовательно все полученные измерения на карту.
В 1961 году при подводных работах около турецкого побережья возле острова Ясси-Ада, картографическая съемка была осуществлена с помощью «базовой линии», представляющей собой трос из нейлона, натянутый между двумя вехами, выполнявшими роль контрольных точек. Предварительно отградуированный нейлоновый трос протягивали вдоль всего участка дна, на котором находились остатки кораблекрушения и от него под прямым углом с помощью рулетки производили измерения каждого из находящегося в зоне видимости предмета.
Горизонтальные и вертикальные измерения посредством мерного линя, рулетки и градуированной вехи хотя и дают трехмерную
картину расположения на дне исследуемой акватории исследуемого памятника, однако требуют больших затрат времени и тщательно отлаженного специального снаряжения. Наиболее простым методом проведения одновременных горизонтальных и вертикальных измерений является установка на дне координатной решетки. Координатная решетка была впервые применена Ж.И. Кусто в 1948 году при проведении подводных раскопок около города Махдия в Тунисе. По своему виду она представляла собой сетку, изготовленную из стального троса, площадью 100 тыс. кв. фунтов. Несложная по конструкции, решетка обеспечила постоянную и точную базу при обследовании всего участка подводных раскопок, что и определило ее широкое применение в области подводной археологии во многих странах.
Условия проведения подводных раскопок в каждом конкретном случае определяли материал, из которого изготовлялись координатные решетки. В 1961 году для составления плана кораблекрушения у Альбенги использовалась решетка, выполненная из стальных труб. При подводных раскопках остатков корабля возле острова Ясси-Ада, на дно, для проведения картографических работ, накладывалась координатная решетка из деревянных реек, замененная впоследствии на более удобную и прочную — из металлических уголков. Причем для удержания этой решетки в строго горизонтальном положении и для изменения высоты над поверхностью дна, она крепилась на телескопических стойках. Для проведения более точных измерений подводным археологом Дж. Бассом использовалась серия небольших решеток из проволоки, размером до 2-3 квадратных метров каждая. В отдельных случаях металлические конструкции в виде стальных или алюминиевых труб, на которые
Ил. 14. Горизонтальная картографическая решетка
крепился каркас координатных решеток, заменялись пластиковыми трубами (ил. 14).
При всем многообразии типов картографических решеток, примененных для выполнения горизонтальных и вертикальных съемок, непременным условием является их строго горизонтальное расположение по отношению к поверхности дна. Только в этом случае возможно точное составление плана перед началом проведения подводных раскопок. Однако, как показывает практика, довольно редко встречается идеально ровная поверхность дна. Как правило, дно имеет некоторый уклон, часто встречаются нагромождения скальной породы. В этих случаях, во избежание серьезных погрешностей при картографировании можно ограничиться координатными решетками малого формата до 1-2 квадратных метров, или смонтировать их в форме уступов (ил. 15), у которых стороны соприкосновения верхнего и нижнего ярусов крепятся на одних телескопических стойках на разных высотах в строго горизонтальном положении по отношению друг другу.
В целях упрощения картографических работ, в последнее время все большее применение находит «картографическая рама».
Ил. 15. Ступенчатая решетка
80 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
■е
А - телескопические стойки Б - подвижная горизонтальная рейка В - подвижная вертикальная рейка
Ил. 16. Картографическая рама
Это приспособление представляет собой изготовленный из металлических труб квадрат, по углам которого крепятся телескопические стойки для установки его над местом раскопок. На противоположных, параллельно расположенных сторонах квадрата устанавливаются концы горизонтального металлического бруса, перемещающегося по трубам с помощью двигающихся по желобам колесиков. К горизонтальному брусу зажимом крепится стальная, вертикально расположенная рейка с таким расчетом, чтобы она могла свободно двигаться по всей его длине, а также подниматься вверх и опускаться вниз (ил. 16) для получения координат любого, расположенного
-е-
в зоне исследования предмета, трубы, рамы. Передвигающийся по ним брус и вертикальная рейка калибруются в сантиметрах.
В практике подводных исследований встречаются и такие участки дна, на которых практически невозможно установить координатную решетку или картографическую раму. В этих случаях для проведения измерений может быть использован уровнемер, представляющий собой прибор, состоящий из гибкой полупрозрачной, наполненной воздухом трубки, по длине достигающей до 10 метров, баллона с воздухом и градуированной вехи (ил. 17).
Принцип действия уровнемера основан на заполнении пластмассовой трубки воздухом из подсоединенного к нему баллона, после чего один конец трубки закрепляется в точке начала отсчета, а другой конец устанавливается у градуированной вехи, помещенной на месте нахождения изучаемого объекта. Для проведения измерений с помощью воздушного уровнемера требуется участие двух подводных специалистов. Один из них должен удерживать конец трубки наполненной воздухом в начальной точке отсчета, второй в этот момент заводить противоположный конец к градуированной вехе, установленной у предмета, уровень которого требуется измерить. После подачи воздуха в шланг (трубку), выполняющих роль нивелира, в нем образуется воздушная пробка. Ее местоположение на градуированном шесте показывает превышении уровня между начальной точкой отсчета и верхней точкой исследуемого предмета.
Ил. 17. Чертеж уровнемера
Ил. 18. Применение воздушного уровнемера
Передвижение градуированной рейки с прикрепленным к ней концом воздушной трубки по всей площади раскопа, позволит последовательно измерить уровень залегания всех находящихся на нем предметов (ил. 18).
После завершения картографических работ, приступают к составлению фотографической документации, которая может состоять из фотографии, кинопленки или видеозаписи. Первые фотограмметрические работы, проведенные в ходе археологических исследований под водой, показали, что фотоплан раскапываемого участка можно качественно составить только в том случае, если фотосъемка осуществляется через строго определенные интервалы и с одинакового расстояния от поверхности дна. С учетом этих требований были разработаны несколько вариантов подводного фотографирования, различающихся разной степенью сложности выполнения.
В основе наиболее простейшего способа фотограмметрии, разработанного в середине 1930-х годов П. Пойдебардом, было применение клети со стеклянным дном. Исследователь, не опускаясь под воду, через стеклянное окно проводил фотосъемку. Не последнюю роль в развитии методов фотограмметрической съемки поверхности дна и находящихся на нем предметов, сыграли подводные археологические работы у мыса Гелидония, где из-за отсутствия специальных фотоустановок использовали метод фотосъемки, в ходе которого для удержания фотокамеры на требуемом расстоянии
от дна, к ней привязывался лот. При сей простоте указанного метода, он являлся несовершенным, так как требовал постоянного контроля за длиной лота со стороны оператора. Этот недостаток впоследствии устранили, определяя высоту нахождения фотокамеры видоискателем и высокочувствительным глубиномером.
В последние годы для получения фотомонтажа всего рабочего участка дна, стали применять более сложные по конструкции приспособления и устройства. Одним из таких приспособлений является монтируемая из металлических труб вышка, названная Дж. Бассом «фотобашней». Как правило, такие фотовышки, в верхней части которых крепятся в горизонтальном положении фотокамеры, устанавливаются на подводных координатных решетках (ил. 19).
Делается это с той целью, чтобы фотомонтаж состоял из серии перекрывающихся друг другом фотографий, соединение которых позволило бы образовать единый фотоплан всего раскапываемого участка. В таких случаях предусматривается 60% продольного перекрытия и 30% поперечного перекрытия каждого фотоснимка,
что полностью гарантирует получение правильного соединения фотографий при составлении общего фотомонтажа.
При установке фотовышки, в ее основании должен находится квадрат не превышающий двух квадратных метров с масштабной сеткой из туго натянутых эластичных шнуров. Каждому квадрату координатной решетки, над которым устанавливается фотовышка, следует давать цифровые или буквенные обозначения, с тем, чтобы соблюсти последовательность фотографий при составлении монтажа. В тех местах, где не-Ил. 19. Координатная решетка возможно осуществить фо-
с фотовышкой тосъемку с помощью вышки,
установленной на координатной решетке, можно использовать методику фотограмметрии, примененную при раскопках у Ясси-Ада. В этом случае на дне, через определенное расстояние устанавливаются две металлические стойки с прикрепленными к верхним концам поплавкам для удержания их в вертикальном положении. Между верхними концами стоек прокладывается брус с засечками через каждый метр. К брусу крепится подводная фотокамера. Для проведения стереофотосъемки достаточно двигать бокс с фотоаппаратом вдоль горизонтально расположенного бруса и делать фотоснимки с каждой засечки (ил. 20).
Значительное преимущество по сравнению с вышеуказанными методами фотограмметрии, дает применение для подводной фотосъемки управляемых и неуправляемых аппаратов. Впервые фотограмметрические работы с помощью подводного управляемого аппарата были проведены на базе подводного аппарата «Ашера», специально построенного для проведения археологических исследований у берегов Турции. С помощью установленных на борту «Ашеры» фотокамер, были сделаны за короткий промежуток времени серии дублированных пар фотографий над местом крушения древнего корабля и на основании их составлен план расположения находок на дне моря. Выполнять фотосъемки с помощью подводных аппаратов можно при любой видимости в воде и на разных глубинах, до нескольких сот метров.
Ил. 20. Поведение фотосъемки
Є
Подводные раскопки с использованием грунторазмывочных средств 85
Подводные раскопки на основе использования
грунторазмывочных средств
После завершения картографических работ, составления общего плана расположения находок на дне, определения состава грунта, приступают к проведению подводных раскопок. Подводные раскопки представляют собой наиболее длительный по времени и сложный в техническом отношении этап в изучении находящихся под водой памятников истории и материальной культуры. Становление методики подводных раскопок осуществлялось по мере выработки научных принципов, ставящих своей задачей наиболее полное изучение всего найденного в водной среде вещественного материала. В период развития подводной археологии зачастую исследовательский процесс сводился к осуществлению бессистемного подъема обнаруженных в воде предметов, что наносило серьезный ущерб не только самому памятник, но и лишало ученых достоверной научной информации. Такое положение существовало, за редким исключением, до конца 1940-х годов. Однако изобретение акваланга, а вслед за этим специальных грунторазмывочных и грунтоотсасывающих средств качественно видоизменили содержание подводных раскопок.
Уже в 1948 году Ж.И. Кусо для выявления остатков кораблекрушения у побережья Туниса, применил для размыва донных отложений струю воды подаваемую через шланг под большим давлением. Этот метод хотя и не получил повсеместного распространения в подводных исследованиях, однако продолжает применяться в ряде стран до настоящего времени. Грунторазмывочные гидромониторы использовались при раскопках остатков кораблекрушений в Турции, Болгарии, на Украине при подводных археологических исследованиях у озера Донузлав. Первоначально основным препятствием для широкого применения гидромониторов являлось наличие очень сильной отдачи при выбросе воды из шланга. В целях погашения возникающей во время грунторазмывочных работ реактивной силы, со временем стали применять специальные насадки на шланги в виде металлических наконечников-пипок, снабженных отверстиями для отвода воды в противоположную строну. И хотя при работе с безреактивными насадками увеличивался расход воды, подаваемой в шланг, эти потери компенсировались удобством
86 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
„
и высокой производительностью в ходе подводных археологических работ.
При раскопках под водой, исследователям приходится сталкиваться с различной степенью сохранности найденных предметов. Как правило, в результате длительного нахождения в воде, деревянные и металлические части судов, корабельной оснастки, строительных сооружений теряют свою первоначальную форму, приобретают хрупкость. Это предопределило появление наиболее оптимальных технических средств проведения подводных раскопок. Среди всех типов приспособлений, апробированных в ходе археологических раскопок под водой, наибольшее распространение получили грунтоотсасывающие средства: пневматические эрлифты и водоструйные эжекторы.
Подводные раскопки на основе использования
грунтоотсасывающих средств
Впервые пневматические эрлифты были применены для удаления грунта с затонувшего корабля возле острова Гран-Конглуэ. Конструкция эрлифта представляла собой простую вертикально установленную трубу из металла и резиновых прокладок в местах изгибов. К нижнему концу трубы по резиновому шлангу от мощного компрессора подавался воздух. Через отверстие в трубе он устремлялся по ней вверх, увлекая за собой воду. Возникавший непрерывный ток воды засасывал грунт и подавал его по выкидному шлангу на поверхность. Общая длина рукава данного пневматического эрлифта составляла около 6 096 см, а диаметр 12,7 см.
Примененный при подводных раскопках судна, затонувшего во II веке до н.э. у берегов Туниса, пневматический эрлифт, состоял из трех последовательно соединенных шестиметровых металлических труб, имевших в диаметре 8 см. К нижнему концу трубы эрлифта крепился гибкий шланг, через который под большим давлением поступал сжатый воздух из установленного на экспедиционном судне компрессора. Для перемещения эрлифта по всей площади раскопок применялось специальное подъемное устройство со стрелой. Два рассоложенных на поверхности воды поплавка постоянно удерживали трубу эрлифта в вертикальном положении.
Подводные раскопки с использованием грунтоотсасывающих средств
87
При исследовании древнего судна, найденного у побережья Турции, подводные раскопки производились сразу с помощью двух эрлифтов. Один эрлифт при длине трубы 14 метров, имел диаметр 7,5 см, длина трубы другого эрлифта составляла 30,5 метра. С помощью эрлифта имевшего трубу большего диаметра, производился отсос верхних слоев грунта, а для того, чтобы не повредить остатки корпуса судна, относящегося к 1200 году до н.э. и находившиеся на нем предметы, использовался эрлифт с трубой меньшего диаметра. Весь поступавший по трубам песок вместе с водой направлялся непосредственно в судно для дополнительного осмотра.
Существующие в настоящее время пневматические эрлифты являются эффективным средством для проведения подводных раскопок благодаря небольшим габаритам, малому весу, безотказностью в работе. Монтируют эрлифты, как правило, на малых плавсредства совместно с подъемно-спусковым устройством (краном). Основной рабочей частью эрлифта является труба с укрепленным в ее нижней части коническим воздушным коллектором, через который подается по гибкому шлангу сжатый воздух от компрессора. Через отверстия, имевшиеся в коллекторе, воздух, попадая во всасывающую трубу, образует вместе с водой, песком и илом пульпу, которая за счет своего меньшего удельного веса по сравнению с удельным весом окружающей воды, поднимается вверх по трубе эрлифта и отводится в сторону. Производительность эрлифтов зависит от диаметра всасывающей трубы, от степени сжатия и количества подаваемого воздуха. Наиболее оптимальным является диаметр труб в 100, 150, 200 мм, который позволяет обеспечить пропускную способность эрлифтов в пределах 80-200 м3 пульпы в час.
При всех положительных свойствах, которыми обладают пневматические эрлифты, им присущи недостатки, ограничивающие их применение в ходе подводных раскопок. Основной недостаток эрлифта заключается в том, что он обладает низкой эффективностью при работе на глубинах менее 10 метров и им практических невозможно пользоваться в тех местах, где глубины не превышают 5 метров. Поэтому при проведении подводных раскопок на небольших глубинах, вместо эрлифта лучше всего использовать водоструйные эжекторы, изготовленные в вертикальном или горизонтальном
Ил. 21. Правильная постановка методики проведения работ на акватории
исполнении. Эжектор состоит из смесительной камеры, к которой с одной стороны подсоединена напорная труба с насадкой, а с другой стороны диффузор с отводящей трубой. Приемное устройство эжектора — смесительная камера. Она снабжена защитной сеткой, препятствующей попаданию в смесительную камеру крупных камней и обломков керамики. Принцип действия водоструйного эжектора заключается в том, что вода из мотонасоса подается через напорный шланг к диффузору, создавая всасывающее воздействие, в результате которого нагнетаемый вместе с водой песок или ил поступают в смесительную камеру и оттуда транспортируются по пульповоду в сторону от раскопа. Для того, чтобы предотвратить выброс мелких находок вместе с пульпой, в верхней части пульпоотводящей трубы крепиться металлическая мелкоячеистая сетка или виброгрохот, куда поступает весь отсасываемый со дня грунт.
Все вышеперечисленные технические средства для размыва и удаления донных отложений, могут быть использованы только при правильной постановке методики подводных археологических раскопок. Хаотичный отсос ила, песка без предварительно составленного плана подводных работ может полностью запутать архео-
Подводные раскопки с использованием грунтоотсасывающих средств
89
логическую карту и, в конечном счете, погубить исследуемый комплекс. неправильный отвал грунта затруднит раскопки под водой, приведет к излишним затратам времени и дополнительных средств (ил. 21).
Чтобы избежать этого, перед началом раскопок участок дна, с находящимся на нем археологическим памятником, должен быть опоясан траншеей, глубиной от одного до двух метров, в зависимости от сыпучести донного грунта (ил. 22). Прокладку траншеи можно осуществить с помощью ручной гидромониторной установки, плавучего гидромониторного снаряда или рефелерной баржи. Создание траншей позволит предотвратить обратный отвал песка в раскоп, а в случае необходимости может послужить дополнительным местом для отвала грунта.
Подводные раскопки следует начинать сразу не по всей площади раскапываемого участка, а с одного, точно определенного места, постепенно выявляя найденный предмет. В том случае, когда изучаемый памятник материальной культуры занимает большую площадь, через определенные интервалы в грунте оставляют продольные и поперечные стенки для стратиграфических наблюдений.
Ил. 22. Общий вид раскопа судна
SUMMARY
In the methodical manual of the notable archeologist Vyacheslav Taskaev the system of origin and development of underwater archeology, as independent science is given. The principles of carrying out of researches are described; the concrete practical examples of the expeditions working with monuments of world value are resulted. The methodology disclose the elements of carrying out of prospecting searches with application of communication facilities and supervision, obligatory mapping of objects, its operative sketch and fixing over the time of performance of works. The author produces the tables synchronizing work in the conditions of low visibility, strong current and at various soils.
-£>
Приложение
91
ПРИЛОЖЕНИЕ
Методы подводной разведки в условиях плохой видимости и различной структуры дна
\ Грунты УсловияЧ видимости\ Рыхлые грунты Твердые грунты
Песчаные грунты Галечно- гравиевые грунты Илы Скальные породы Каменистое дно
0-0,5 м Полосовой поиск, траление Полосовой поиск Полосовой поиск Полосовой поиск Полосовой поиск
0,5-1 м Полосовой поиск, траление Полосовой поиск, траление Полосовой поиск, траление Полосовой поиск Полосовой поиск
1-3 м Радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск
3-5 м радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск радиусный поиск, полосовой поиск
92 Таскаев В.И. Методика проведения подводно-археологических работ
Общая характеристика поисковых средств
Тип прибора Полоса захвата Глубина проникновения в грунт (м) Отстояние от дна (м) Разрешающая способность (м) Природа объекта
Гидролокатор бокового обзора 100 м — 5 0,1 Любая
Акустический профилограф — 10 5 1,0 Любая
Телевидение 4-6 м — 3-5 0,03-0,05 Любая
Фотосистема 4-6 м — 3-5 0,02-0,03 Любая
Магнитометр метры 0,5 1-2 — Металлы ферро- магнитные
Металло- детектор менее 1 м 0,5 0,1-0,3 0,1-0,05 Металлы любые
Примечание: Данная таблица составлена П.А. Боровиковым по материалам зарубежной литературы.
Технические линии пневматических грунтососов
Тип грунтососа Внутренний диаметр Производительность (мУч) Число воздушных клапанов Расход воздуха (м3/мин) Масса (кг)
4 100 80 2 2 1 9,2
6 150 120 3 4 27,8
8 200 200 4 6 34,1
Приложение 93
Технические данные гидравлических эжекторов
Тип эжектора Диаметр отводного шланга (мм) Расход воды (мУч) Производительность (мУч) Размеры (мм)
Вертикальный 125 80 220 Высота 950
Горизонтальный 125 80 200 Длина 1100
Средние скорости воды, при которых начинает размываться грунт
-£>
Вид грунта Размер частиц грунта (мм) Средняя скорость воды (м/с)
Ил До 0,05 До 0,3
Песок мелкий 0,05-0,25 0,4
Песок средний 0,25-1,00 0,7
Песок крупный 1,0-2,5 0,8
Гравий мелкий 2,5-5,0 0,9
Гравий средний 5,0-10 1,2
Гравий крупный 10-15 1,4
Галька мелкая 15-25 1,8
Галька средняя 25-40 2,2
Галька крупная 40-75 3,0
Булыжник мелкий 75-100 3,4
Булыжник средний 100-150 4,2
Булыжник крупный 150 и более 4,9
Глина и суглинок плотный — 2,1
Лессовые грунты средней плотности — 0,8
Пористый и слоистый известняк, известняковый песчаник, доломитовый известняк — 3,7
Мергель, сланцы — 3,1
Характер объекта Минимальная глубина Скальное дно Каменистое дно Илы Подвижные пески
Каменные якоря В бухтах и других укрытиях Сохранность хорошая. Обнаружение и идентификация затруднены Сохранность хорошая. Нногда замыт под поверхность грунта Сохранность хорошая. Выступающие над дном части покрыты обрастаниями Сохранность хорошая. Возможно лишь случайное обнаружение
Свинцовые якоря 2-10 м в песке, более 3 м в скалах Сохранность хорошая только металлических частей. Слегка покрыт органогенными отложениями. Сохранность хорошая включая деревянные части. Сохранность отличная. Возможна сохранность деревянных частей
Монеты От Оми глубже Сохранность маловероятна. Абразивный износ, разрушение Сохранность средняя. Обнаружение затруднительно Сохранность хорошая. Активный ионный обмен Сохранность для серебра хорошая. Абразивный износ, сильное окисление
Медные предметы От Оми глубже Сохранность средняя. Деформированы. Находок мало Зацементирован в грунт Сохранность хорошая. Активный ионный обмен Сохранность хорошая. Обнаружение затруднено, слабая коррозия
Деревянные объекты Более 15 м с некоторыми исключениями Сохранность низкая. Полное отсутствие связи между частями Обнаружение затруднено Большей частью в разложившемся состоянии Обнаружение затруднено
Железные объекты Более 2 м в песке, более 4-5 м в скалах Очень сильная коррозия Коррозия. Толстый слой обрастаний и минеральных отложений Значительная коррозия Небольшая коррозия. Значительные органогенные отложения
Характер объекта Минимальная глубина Скальное дно Каменистое дно Илы Подвижные пески
Небольшие фрагменты керамики Более 0 м Абразивный износ. Идентификация затруднена Частичное разрушение. Органогенные и минеральные отложения Сохранность хорошая Абразивный износ, разложение
Амфоры 4-5 м пески, 6-7 м камни, 10-11 м скалы Отдельные экземпляры покрыты органогенными отложениями Абразивный износ. Высокий процент разрушений Возможна сохранность отдельных экземпляров
Части корпуса судна Более 15-25 м Вероятность незначительна Вероятность близкая к нулевой Возможна сохранность отдельных частей Сохранность отдельных частей
Бронзовые скульптуры Более 2 м в песке. Более 6 м в скалах Сохранность маловероятна. Высокая степень окисления Минеральные отложения. Значительная коррозия Сохранность хорошая Абразивный износ. Минеральные отложения. Слабая коррозия.
Примечание: Данная таблица составлена П.А. Боровиковым по материалам зарубежной литературы.
со
сл
УегэЬка.дх«! 16 .01 .2011 20 :30 Раде 95
