CC BY
106
УДК 903: 550.3
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ КАМСКО-ВЯТСКОГО РЕГИОНА: НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ И ЗАДАЧИ
М.Г. ИВАНОВА*, И.В. ЖУРБИН**
*Удмуртский институт истории, языка и литературы УрО РАН,
г. Ижевск
**Физико-технический институт УрО РАН, г. Ижевск [email protected]
В статье представлены итоги археолого-геофизических исследований городищ Иднакар, Гуръякар, Учкакар, Рождественского. Применение компьютерных технологий на этапах камеральной и научной обработки материалов позволило получить новые знания по пространственной организации жизнедеятельности населения, планировке площадок, структуре и технологии формирования оборонительных сооружений и открывает новые возможности интерпретации археологических материалов.
Ключевые слова: укрепленные поселения, археолого-геофизические исследования, стратиграфия, планировочная структура
M.G. IVANOVA, I.V. ZHURBIN. INTERDISCIPLINARY RESEARCH OF ARCHAEOLOGICAL SITES OF THE KAMA-VYATKA REGION: SOME RESULTS AND PROBLEMS
The results of archaeological geophysical research of sites of ancient settlements Idnakar, Guryakar, Uchkakar, Rozdestvenskoe are presented. Application of computer technologies at stages of cameral and scientific treatment of materials allowed to ibtain new knowledge on the spatial organization of live activity of the population, planning of grounds, structure and technology of formation of defensive installations and opens new possibilities for interpretation of archaeological materials.
Key words: sites of ancient settlements, archaeological geophysical research, stratigraphy, planning structure
Эффективность комплексного подхода к изучению памятников археологии в последние годы убедительно подтверждается результатами работ ряда научных центров. На территории Камско-Вятского региона, известного в археологии России богатейшим историко-культурным наследием, наиболее выразительным примером использования естественнонаучных методов и информационных технологий являются исследования сотрудниками Удмуртского ИИЯЛ УрО РАН и Физико-технического института УрО РАН в бассейне р. Чепцы.
Верхнее и среднее течение р. Чепцы на территории Волго-Камья составляет своеобразный археологический микрорайон, насыщенный разнообразными памятниками: крупные городища, селища, погребальные памятники, клады монет и произведения восточной торевтики. Многие из них известны с конца XIX в. со времени издания работ А.А. Спицына и Н.Г. Первухина с первыми систематизированными сводами [1, 2]. В 1926-1930 гг. здесь проводили исследования А.П. Смирнов и С.Г. Матвеев. С выходом серии работ А.П. Смирно-
ва, обобщенных в его фундаментальной монографии [3], памятники бассейна р. Чепцы стали эталоном удмуртских древностей эпохи средневековья. Планомерные исследования Удмуртской археологической экспедиции, созданной в 1954 г. под руководством В.Ф. Генинга, значительно расширили круг ранее известных источников [4]. С 1969 г. этот регион стал основным объектом исследований археологического подразделения, созданного в Удмуртском институте истории, языка и литературы УрО РАН. В результате обширных разведочных работ, систематических раскопок и оперативной публикации новых материалов памятники региона хорошо известны специалистам и широкому кругу людей, интересующихся историей и культурой народов Поволжья и Урала.
В настоящее время в бассейне р. Чепцы известно свыше 300 археологических памятников, основную часть которых исследователи объединяют в две хронологически последовательные и генетически связанные культуры: поломскую конца V -начала IX в. и чепецкую конца IX - начала XIII в. [5].
Методика и результаты междисциплинарных исследований планировки городища Иднакар
В последние десятилетия в результате раскопок городищ и погребальных памятников широкими площадями создана обширная база источников, углублена разработка направлений, намеченных предшественниками. Наиболее ярким памятником, предоставившим возможности глубже, объемнее и нагляднее раскрыть различные аспекты жизнедеятельности средневекового населения бассейна р. Чепцы, является городище Иднакар 1Х-ХШ вв. За 37 лет исследований этого уникального памятника выявлены характер слоя и сооружений на всех структурных частях памятника, установлены принцип планировки и особенности возведения укреплений, изучены десятки жилых, производственных и хозяйственных сооружений, раскрыты многие аспекты материальной и духовной культуры. Результаты изучения богатейших материалов методами естественных наук - биологии, геоморфологии и почвоведения, археозоологии, археометаллографии - дали принципиально новые данные для более глубокого понимания фундаментальных проблем истории и культуры финно-угорского Средневековья [6].
Особенностью изысканий является обращение исследовательской группы к разработке методических и технологических проблем, активному внедрению широкого спектра методов естественных наук, основными из которых являлись малоглубинная геофизика и компьютерные технологии.
Археогеофизические исследования. Проведение геофизических исследований на территории археологических памятников основывается на принципе жесткого взаимодействия археологии и геофизики: предварительные геофизические изме-
рения - интерпретация - контрольные раскопки -корректировка методики геофизических измерений. Очевидно, что проверка геофизических реконструкций в ходе раскопок является наиболее достоверным способом оценки корректности интерпретации.
В начале 1990-х гг. городище стало экспериментальной базой для комплексных археогеофизи-ческих исследований. Создан уникальный многоэлектродный электроразведочный комплекс «Иднакар», предназначенный для изучения планировки и структуры археологических памятников на основе геофизических измерений [7]. Значительная площадь внутренней и средней частей городища, за исключением разрушенных участков, была охвачена геофизическими исследованиями. В настоящее время общая площадь участка электрометрических измерений составляет более 8 тыс. м2 (рис. 1). Основная проблема, которая решалась с использованием электроразведки, состояла в восстановлении планировки той части городища, на которой не предполагались археологические раскопки. По результатам геофизических исследований (электропрофилирование) построена карта расположения археологических объектов, определяющих структуру и планировку городища, - фортификационные сооружения, глинобитные площадки сооружений, очаги, ямы и др.
Для дальнейшего развития археогеофизиче-ских исследований на городище Иднакар были проведены раскопки на нескольких ключевых участках (рис. 1). На рис. 2 в качестве примера приведены результаты комплексного изучения участка, содержащего внутренний вал и основание сооружения. Границы объектов, выявленные в результате раскопок, показаны сплошными линиями. Необходимо отметить, что форма, структура и сопротивление
Рис. 1. План городища Иднакар. Расположение участков археологических раскопок и геофизических исследований.
внутреннего вала площадки сооружения
Рис. 2. Результаты археогеофизических исследований раскопа 1993 г.
аномалий, вызванных валом и площадкой сооружения, хорошо согласуются с предварительными предположениями. Кроме того, сравнение карты распределения удельного сопротивления с картой расположения археологических объектов, полученной при раскопках, показало, что абсолютная погрешность определения контура границ в основном не превышала 0,25 м. Анализ результатов комплексных исследований на участках раскопов 1993, 1999-2002, 2007-2009 гг. (рис. 1) позволил создать эталоны аномалий, вызванных различными типами археологических объектов. Объединение материалов многолетних археологических раскопок и геофизических данных дало возможность восстановить планировку внутренней и центральной частей городища (рис. 3). По данным геофизики она основана на классификации выделенных археологических объектов (анализ формы и структуры геофизических аномалий), уточненной результатами археологических раскопок. Соответственно, обязательным условием комплексных археогеофизиче-ских исследований является формирование единой археологической и геофизической координатной сетки памятника, необходимой для проверки геофизических данных контрольными раскопками.
Внедрение компьютерных технологий. При обработке археологической информации в изучении городища Иднакар стали использоваться новые методы полевых и лабораторных (камеральных) исследований, технологической основой которых являются базы данных находок, оцифрованные плоскостные карты горизонтальных и вертикальных разрезов культурного слоя и компьютерные пространственные модели выделенных объектов и слоев.
Необходимость их применения была вызвана как логикой развития археологии, так и сложностью обработки большого объема материалов памятника традиционными методами. Определение хронологии и функционального назначения многочисленных сооружений, располагавшихся в разных пластах культурного слоя, требовало скрупулезного изучения стратиграфического и планиметрического распределения огромного массива вещевого материала (более 50 тыс.). Выполнение таких исследований традиционными методами оказалось практически невозможным. Более того, выявление распределения сооружений по хронологическим периодам, обоснованная реконструкция формирования и динамики развития планировки поселения в условиях почти полного разрушения деревянных построек, требовали детального анализа содержания культурных напластований, анализа изменения их структуры и мощности.
Обеспечение корректного применения компьютерных технологий на этапах камеральной и научной обработки материалов городища потребовало смены отношения к выбору, фиксации и обработке артефактов и, в частности, категорий массового материала. С середины 1990-х гг. обязательным элементом методики раскопок на городище Иднакар являются инструментальные замеры, начиная от дневной поверхности раскопа, и единая трехмерная система координат. Для учета находок за основу была принята методика индивидуальной фиксации в контексте изучаемого слоя [8]. Разработанный формат полевой документации определил структуру специально созданной базы данных находок [9], что позволило проводить анализ вещевого комплекса не по горизонтам вскрытия, а исходя из тенденций залегания их в слое.
Рис. 3. Планировка городища Иднакар по результатам междисциплинарных исследований.
1 - геофизические аномалии; 2 - глинобитные площадки; 3 - ямы; 4 - очаги, зольники; 5 - деревянные конструкции, древесный тлен.
Обработка полевой графической информации производилась на основе технологии компьютерного картографирования в геоинформационной системе Мар^о [10]. Методика документирования результатов археологических раскопок позволяет преобразовать чертежи, выполненные на бумажных носителях в полевых условиях, в цифровые карты планиграфических и стратиграфических разрезов культурного слоя в векторном формате (рис. 4). В результате оцифровки каждый разрез хранится в компьютере как совокупность границ, которые разделяют различные элементы культурного слоя (объекты планировки, прослойки, напластования, линзы, заполнение объектов и пр.). При этом грунты различного состава и цветности, составляющие регулярные и нерегулярные слои, прослойки и напластования, кодируются в базе данных в соответствии с исходной археологической документацией. Апробация описанной технологии показала, что дополнительные временные затраты на этапе преобразования полевой документации оправданы, так как в дальнейшем технология компьютерного картографирования обеспечивает высокую эффективность научных исследований на всех этапах изучения памятника: планировки структурных частей;
структуры археологических комплексов и отдельных объектов, входящих в их состав; особенностей распределения находок. В частности, при анализе отдельных объектов выборочное отображение структурных элементов и строительных конструкций (столбовые ямы, остатки настилов, укрепляющие элементы и т.д.) обеспечивает высокую степень наглядности при изучении технологии строительства археологических объектов и восстановлении относительной хронологии развития элементов археологических комплексов.
Аналогичный подход используется при оцифровке растровых изображений геоэлектрических разрезов, отражающих распределение сопротивления в плоскости измерений. Весь диапазон сопротивления на участке исследований разбивается на несколько поддиапазонов, каждому из которых при отображении присваивается определенный цвет. Численное значение удельного сопротивления грунта определяет цвет в соответствующей точке изображения. Следовательно, археологические объекты (области грунта одинакового состава) изображаются областями одного цвета (или нескольких близких цветов), контуры которых повторяют в общих чертах границы разрезов объекта.
- 1
1-2
-3
-4
1-5
-6
-7
Рис. 4. Оцифровка плоскостной карты горизонтального разреза культурного слоя.
1 - серая плотная глина с включениями угля и золы (слой 6);
2 - пестроцвет с включениями серой глины и угля (слой 24);
3 - уголь (слой 8); 4 - черный гумус с включениями угля (слой 10); 5 - пестроцвет с включениями красной и коричневой глины, дерева (слой 15а); 6 - пестроцвет с включениями коричневой глины и песка (слой 15б); 7 - зола с включениями кальцинированной кости (слой 17).
Оцифрованные археологические и геофизические разрезы являются основой для построения пространственной модели культурного слоя поселения (рис. 5). Границы поддиапазонов созданной геофизической «шкалы» позволяют оценить уровень сопротивления, маркирующий границы различных составляющих культурного слоя (рис. 5 а,
б). На основании этого осуществляется построение изолиний - на геофизической карте соединяются точки с одинаковым значением сопротивления, равным уровню на границе искомого археологического объекта. Следовательно, на группе геофизических разрезов формируется набор контуров границ искомого объекта поиска (рис. 5 в). Следующий этап связан с построением поверхности, ограничивающей трехмерную модель объекта. Это предполагает построение пространственной оболочки, связывающей все выделенные изолинии (рис. 5 г). Пространственная модель объекта по археологическим данным формируется аналогичным образом.
На нескольких смежных разрезах выбирается группа контуров, ограничивающих области грунта одинакового типа (соответствующие выбранному слою по археологической документации), и строится поверхность, содержащая все выделенные границы.
В данном случае задача компьютерного моделирования состоит в максимально точном восстановлении формы и геометрических параметров каждого из объектов, а также их взаимного расположения. Разработаны оригинальные методы геометрического моделирования формы археологических объектов, которые предполагают построение поверхности объекта по набору плоскопараллельных срезов [11]. Этот комплекс методов, основанный на алгоритме выпуклых оболочек, позволяет в условиях информационной ограниченности исходных данных (двухмерность и дискретное представ-
ление) сформировать математическое описание пространственной модели, соответствующее трехмерной структуре объектов культурного слоя археологических памятников. В рамках данного направления также разработаны специализированные методы предварительной обработки данных археологических раскопок и малоглубинных геофизических исследований: методы фильтрации, векторизации и оптимизации контуров областей. Для реализации пространственной модели культурно-о слоя создано специализированное программное обеспечение.
Создание виртуальных образов отдельных сооружений и культурного слоя археологических памятников важно не только для решения сугубо научных проблем, но и для использования в качестве иллюстративных материалов в музейных экспозциях и образовательных учреждениях.
К существенным достижениям применения компьютерных технологий можно отнести результаты реконструк-
Рис. 5. Способ построения трехмерной модели археологических объектов по геофизическим данным: а) карта распределения сопротивления на глубине 0,35 м; б) карта распределения сопротивления на глубине 0,50 м; в) контуры объекта поиска на глубинах 0, 35 м и 0,50 м; г) поверхность модели объ-
екта поиска.
ции планировки городища Иднакар, что позволило обосновать этапы его формирования и развития. Выполнение таких исследований затруднено плохой сохранностью сооружений из дерева, которые в слое поселений лесной зоны почти полностью разрушаются. Иднакар функционировал на протяжении четырех веков, деревянные сооружения перестраивались, площадка расширялась, могло меняться и функ-
циональное зонирование. Именно поэтому особое внимание уделялось детальному анализу содержания культурных напластований, характеру изменения их структуры и мощности. Выделение на компьютерной карте археологического разреза отдельных слоев, их устойчивых сочетаний, относящихся к конкретным объектам, дало возможность определения последовательности изменения параметров отдельных объектов, комплексов сооружений, выделения стратиграфических периодов функционирования, закономерностей возникновения и локализации участков производственной и хозяйственной деятельности.
Важным результатом применения компьютерных технологий является выделение пяти уровней планировки, которые соответствуют стратиграфическим периодам функционирования площадки средней части. В то время как предыдущие исследования позволили определить два периода: 1Х-Х1 и Х1-ХШ вв. [12, с. 62-65, 69-70, 78-80, рис. 27].
Первые разработки по детальному стратиграфическому и планиметрическому анализу распределения слоев и находок были выполнены на ограниченных материалах раскопок 1999 г. [13], затем дополнены источниками, полученными в 2002-2004 гг. [14]. Детальная идентификация слоев всей изученной средней части площадки 1994-2004 гг. позволила выделить еще один наиболее ранний уровень сооружений, представленных преимущественно ямами. Распределение категорий вещевого комплекса, полученного в результате раскопок 1994-2004 гг. со всей изученной средней части площадки, дало возможность выявить этапы функционирования площадки. В наиболее раннем уровне планировки хронологически показательные вещи не обнаружены. Второй уровень планировки функционировал в Х в., хотя не исключено начало освоения площадки и в конце IX в., следующий уровень - в X—XI вв., третий - в пределах Х1-Х11, самый поздний - ХИ-ХШ вв., т.е. достаточно определенно выстраивается последовательность развития с Х по XIII в., однако границы размыты. С известной осторожностью можно предположить, что уровни планировки функционировали примерно на протяжении столетия. В целом проведенные работы подтверждают определенные ранее хронологические рамки городища Иднакар и окружающих памятников в пределах конца IX-XШ вв.
Таким образом, на основе разработанных геофизических методов, методики моделирования и компьютерных технологий были получены существенные научные результаты, которые невозможно выявить с использованием только традиционных методов археологии. Исследования материалов городища Иднакар наглядно демонстрируют, что реализация предложенного междисциплинарного подхода при изучении укрепленных поселений существенно расширяет источниковедческую базу для системных историко-культурных реконструкций в регионе.
Методика и результаты комплексных исследований оборонительных сооружений поселений Прикамья
Наряду с материалами по планировке структурных частей в выявлении динамики развития укрепленных поселений определяющее значение имеют источники по оборонительным сооружениям, поскольку именно линии укреплений разграничивают площадку поселения. В рамках этого направления исследований разработана методика комплексных геофизических измерений (малоглубинная электроразведка), направленная на детальное изучение формы, геометрических параметров, структуры и состава грунтов оборонительных сооружений. Реконструкция планиграфии основана на анализе карт распределения сопротивления, которые ориентированы горизонтально в плоскости, параллельной поверхности участка измерений (электропрофилирование). Полученная информация обеспечит достоверную качественную интерпретацию -выявление местоположения археологических объектов, а также предварительную оценку их контура и глубины залегания. Данная составляющая комплексной методики обеспечивает возможность оперативного поиска оборонительных конструкций, которые в настоящее время визуально не прослеживаются, например, засыпанные рвы и сглаженные распашкой валы. Для детальной реконструкции пространственных характеристик археологических объектов необходимо дополнить данные геофизической «планиграфии» информацией о стратиграфии культурного слоя. Реконструкция стратиграфии основана на анализе геоэлектрических разрезов -карт распределения сопротивления в вертикальной плоскости, расположенной вдоль выбранного профиля (электротомография). Обычно исследования проводятся по системе параллельных профилей, ориентированных поперек оборонительных сооружений. Следовательно, геофизические «планиграфия» и «стратиграфия» взаимно дополняют друг друга. При их комплексном применении появляется возможность реконструировать структуру культурного слоя археологических памятников и существенно уточнить геометрические параметры изученных объектов. Сравнение геофизической реконструкции с результатами археологических раскопок позволяет оценить корректность геофизических данных.
На основе описанной методики археогеофизи-ческих измерений восстановлена технология возведения всех трех линий защитных сооружений городища Иднакар на всем их протяжении. Удовлетворительная сохранность двух линий укреплений, материалы раскопок ныне еще одного не просматривающегося внутреннего вала и топографические особенности памятника предоставляют реальные возможности для комплексного изучения системы обороны Ид-накара на новом качественном уровне (рис. 1).
Результаты археолого-геофизических исследований внутренней линии укреплений позволяют
предположить, что вал представлял собой достаточно однородный массив глины длиной не менее 84 м, основа вала - срубы, забутованные материковой глиной. В более поздний период функционирования городища территория заплывшего рва активно использовалась жителями: зафиксированы врезки в основание вала, очаги, остатки столбовых конструкций. Форма вала в профиле на всем его протяжении практически неизменна: близкая к вертикальной внутренняя сторона и пологий наружный склон [15]. Дальнейшие исследования, связанные с раскопками участка внутренней линии обороны, на планшете геофизических измерений полностью подтвердили достоверность геофизической реконструкции. На геоэлектрическом разрезе (рис. 6 а) контрастно выявляются контуры сохранившегося основания внутреннего вала и ров. Сплошной черной линией показана граница культурных напластований, выявленная при раскопках данного участка оборонительных сооружений (рис. 6 б). При этом непосредственная проверка геофизического прогноза позволила создать эталоны для определения на-
пластований различных типов по геофизическим данным, которые успешно использовались при анализе геофизических разрезов двух других линий укреплений городища Иднакар. На геоэлектрическом разрезе областям относительно низкого удельного сопротивления (10-40 Ом.м) соответствуют слои глины и суглинка археологического разреза (основание вала), а областям относительно высокого сопротивления (50-80 Ом.м) - слои с содержанием гумуса и супеси с различными включениями.
Геофизические исследования средней линии укреплений выявили не менее четырех вариантов структуры насыпи вала: суглинки с различными примесями, перекрытые с внешней стороны материковой глиной (длина участка 24 м); песчаная основа, перекрытая суглинками и материковой глиной (28 м); суглинки (внутренняя часть) и супеси (внешний склон) с различными примесями, перекрытые с внутренней стороны материковой глиной (14 м); насыпь материковой глины (4 м). Практически по всей длине вал с внутренней стороны был укреплен прокаленной глиной [16].
Рис. 6. Междисциплинарные исследования внутренней линии оборонительных сооружений городища Иднакар: а) геоэлектрический разрез вдоль северной стенки раскопа 2007-2009 гг.; б) обобщенная прорисовка северного профиля раскопа (вид с юга).
1 - дерново-пахотный слой; 2 - глина различных оттенков; 3 - темный гумус; 4 - золистая супесь; 5 -перекоп, насыпной слой; 6 - плотный однородный суглинок (палеопочва); 7 - суглинок с включениями глин различных цветов; 8 - темная супесь с гумусом.
Электрометрические исследования внешней линии (длина участка 42 м) позволили предположить, что на всем сохранившемся участке ядро насыпи вала сформировано суглинком с гумусом, его перекрывает слой глины. Склоны вала достаточно пологие.
Таким образом, была разработана и экспериментально апробирована методика, позволяющая восстановить форму, размеры и структуру оборонительных сооружений. По результатам комплексных археолого-геофизических исследований восстановлена структура всех трех линий оборонительных сооружений городища Иднакар. Сравнительный анализ геофизических данных позволяет утверждать, что не существовало единого стандарта при возведении валов. Наиболее контрастно эту особенность демонстрируют результаты изучения средней линии укреплений. Достоверность геофизических реконструкций была подтверждена раскопками.
Междисциплинарные исследования городища Иднакар позволили сформировать комплекс методов реконструкции поселенческих памятников, эффективность которых подтверждена исследованиями других средневековых городищ Прикамья (Гуръякар, Учкакар и Рождественское). Апробация междисциплинарной методики при изучении оборонительных сооружений других средневековых городищ в бассейне р. Чепца (Учкакар и Гуръякар) и на Верхней Каме (Рождественское) доказало ее эффективность. Площадка Гординского I городища Гуръякар много лет распахивалась, в результате чего оборонительные сооружения в рельефе практически не выражены: высота валов 0,1-0,4 м, а глубина рва в центре внешний линии - 0,1 -0,5 м. Электрометрические исследования позволили уточнить расположение всех трех линий оборонительных сооружений, ширину и форму сохранившихся оснований валов, а также оценить размеры рвов. Геофизические исследования Рождественского городища проводились на двух разноплановых участках линии укреплений: на сохранившихся участках оборонительных сооружений и на разрушенной части (вал срезан для прохода сельскохозяйственной техники на площадку городища). На разрушенном участке основание вала однозначно фиксируется на геофизической карте, по данным электрометрии возможна оценка расположения и размеров ядра вала. На сохранившейся части оборонительных сооружений отмечены отличия структуры напластований вала в различных частях поселения. Предварительные исследования оборонительных сооружений внутренней линии укреплений Кушманского городища Учкакар позволяют предположить, что насыпь вала сформирована из суглинков с различными примесями, перекрытых с внешней стороны мощным массивом материковой глины. Аналогичная структура зафиксирована при геофизических и археологических исследованиях среднего вала городища Иднакар.
Следовательно, данный подход открывает перспективы детального изучения каждой линии обороны по всей длине, что практически нереально традиционными методами раскопок, но вполне возможно при использовании геофизических изме-
рений. Предложенные методы эффективны при поиске разрушенных участков укреплений, восстановлении структуры и формы оборонительных сооружений на всем их протяжении, выявлении разноплановых участков и, как следствие, для реконструкции системы обороны в целом. В последующем возможна модификация методики с учетом особенностей других укрепленных поселений, состояния их культурного слоя, геометрических и структурных параметров объектов планировки.
Комплексные исследования структуры и планировки Кушманского городища Учкакар
В 2011 г. исследовательский коллектив приступил к реализации нового междисциплинарного проекта на Кушманском комплексе памятников IX-XIII вв., включающего городище, селища и могильник, с целью последующей реконструкции процесса формирования и этапов развития, выявления характера взаимосвязей памятников. Городище Учка-кар является одним из крупнейших в Прикамье, имеет две просматривающиеся линии обороны, мощный культурный слой. Материалы этого комплекса крайне важны для сравнительного изучения средневековых укрепленных поселений чепецкой археологической культуры - реконструкции процессов освоения и использования площадок поселений, формирования планировочной структуры, восстановления формы и структуры оборонительных сооружений, анализа комплексов вещевого инвентаря.
В настоящее время проведены предварительные геофизические и археологические исследования по выявлению мощности и структуры культурного слоя городища, изучению сооружений, получению материалов для хронологических определений. Поэтому в первую очередь основное внимание было уделено комплексным геофизическим измерениям площадки, ориентированным на локализацию объектов планировки (основания сооружений, ямы, очаги и пр.), линий обороны и предварительной оценки их формы.
С применением комплексной методики малоглубинной электроразведки (электропрофилирование и электротомография) полностью изучена внутренняя часть Кушманского городища Учкакар (около 6900 м2). Эта структурная часть поселения занимает мысовую часть холма, на котором расположено поселение, в напольной части площадка ограничена хорошо сохранившейся по всей длине линией укреплений. Именно этими ландшафтными и структурными особенностями площадки поселения обусловлена специфическая форма участка измерений (рис. 7). Анализ геофизических данных позволяет утверждать, что изученный участок можно разделить на две принципиально разные части, отличающиеся характером и мощностью культурных напластований. Стрелка мыса в древности была ограничена дугообразным рвом (ширина 6-8 м, глубина более 1 м), который в настоящее время заполнен гумусированным слоем (квадраты Л-Ф/16-27). Необходимо подчеркнуть, что данный объект не выражен в рельефе и не выделяется по характеру растительности. На участке, ограниченном
Рис. 7. Электропрофилирование внутренней части площадки Кушманского городища Учкакар.
этим рвом, культурный слой практически отсутствует, а на фоне «стерильного» грунта фиксируются котлован подпрямоугольной формы размерами около 8х18 м (квадраты И-Н/20-25) и несколько небольших локальных ям. Другая часть исследованной территории, расположенная между выявленным рвом и внутренней линией укреплений, характеризуется мощным культурным слоем (до 1,5 м). По данным геофизики выявлено не менее 16 сооружений подпрямоугольной формы, расположенных в четыре ряда и ориентированных параллельно внутреннему валу (например, квадраты а-б/4-5; д-е/17-18; Я-б/12-13). Важный момент с точки зрения реконструкции планировки Кушманского городища Учкакар состоит в том, что площадки сооружений, расположенные вдоль вала, значительно мощнее, больше по площади и ориентированы перпендикулярно валу (квадраты а-б/4-5; б-в/7-8; де/9-10). Необходимо заметить, аналогичная ситуация выявлена и при раскопках внутренней структурной части городища Иднакар.
Безусловно, все высказанные предположения требовали археологической проверки. Расположение раскопа было определено по результатам геофизических исследований слоя (рис. 7). По аналогии с городищем Иднакар можно было предположить наличие на этом участке площадки прокален-
ной глины (как правило, составляющей центральную часть жилища), которая окружена слоем темного гумуса с разнообразными включениями (песок, глина, уголь, зола, древесный тлен и пр.). Такой контраст структуры и состава грунтов определяет геофизическую аномалию специфической формы -подпрямоугольный участок низкого сопротивления, окруженный по периметру областью высокого сопротивления. Последующие раскопки с использованием методов выборки слоя, фиксации и обработки артефактов, разработанных и используемых в последнее десятилетие при раскопках городища Иднакар, подтвердили прогноз - в центре раскопа была обнаружена глинобитная конструкция со следами долговременного воздействия огня. Вокруг фиксировались очаги, сложенные из песчаника, заполненные золой, крупные скопления костей животных, которые, возможно, были заготовлены в качестве сырья для изготовления различных изделий. Общую картину дополнили многочисленные орудия труда, украшения, костяные и металлические изделия, извлеченные из слоев бусины из цветного стекла.
В целом, наиболее важными итогами начального этапа изучения Кушманского городища Учкакар является выявление ранее неизвестной структурной части поселения, принципиально отли-
чающейся по характеру культурных напластований, и реконструкция планировки внутренней части поселения в целом.
Основные результаты и перспективы исследований
Междисциплинарные исследования на укрепленных поселениях Камско-Вятского региона (городища Иднакар, Гуръякар, Учкакар, Рождественское) показали, что применение специализированной методики геофизических измерений (электроразведка), компьютерных технологий при анализе археологических материалов и данных малоглубинной электроразведки позволяет получить нетривиальные научные результаты, достижение которых не могут обеспечить только традиционные методы археологии.
Разработана и успешно апробирована схема уточнения информации об археологическом памятнике, которая реализуется на основе последовательного применения различных естественнонаучных методов. В частности, на примере городищ Ид-накар, Гуръякар и Учкакар показано, что планирование геофизических исследований обеспечивает возможность обоснованного выявления структурных частей поселения и восстановления их планировки при ограниченном объеме раскопок (рис. 3,
7). В свою очередь, результаты комплексных электрометрических измерений доказали их эффективность не только при изучении локальных объектов планировки (сооружения, ямы, очаги), но и при анализе формы, размеров и структуры оборонительных сооружений даже при отсутствии выраженных рельефных признаков (рис. 6). Принципиально важно, что геофизические реконструкции на всех этапах исследований подтверждены археологическими раскопками, что является наиболее достоверным способом оценки корректности интерпретации (рис. 2, 6).
Использование компьютерных технологий на всех этапах камеральной обработки, анализа материалов и представления археологических и геофизических данных (рис. 4, 5) дает исследователю широкие возможности. Обобщение огромного массива исходных данных, выявление тенденций в распределении артефактов, особенностей сочетания грунтов различных типов и соотнесение этой информации с зафиксированными остатками археологических сооружений позволяет восстановить последовательность изменения параметров объектов, а также оценить хронологию и особенности формирования комплексов сооружений. Очевидно, что такой многофакторный анализ возможен только на основании специализированной компьютерной модели, реализующей возможности пространственного анализа распределения точечных (находки) и трехмерных (слои, напластования и пр.) объектов. Следовательно, предложенный подход позволяет не только более наглядно представить результаты междисциплинарных исследований, но и обеспечивает удобство их обобщения и интерпретации.
Задачей следующего этапа сложившийся исследовательский коллектив видит в получении новых знаний о других наиболее значимых поселени-
ях бассейна р. Чепцы. На некоторых из них раскопками изучены лишь небольшие участки, состояние и содержание культурного слоя на всей площадке остается неизвестным, и поэтому использование их в качестве источников для историко-культурных реконструкций весьма проблематично. Проведение обширных археологических исследований в настоящее время, с одной стороны, практически нереально, с другой - при раскопках безвозвратно разрушается культурный слой, что влечет за собой полное или частичное разрушение объекта наследия. Поэтому информацию о мощности слоя памятников, его границах и содержащихся в его напластованиях сооружениях могут предоставить геофизические исследования, сохраняя основную площадь памятника от разрушения в процессе раскопок. На основании данных о планировке возможно выделение эталонных объектов и проведение в последующем дополнительных геофизических исследований и компьютерного моделирования с целью реконструкции их образа и восстановления пространственных характеристик. Информация о границе распространения культурного слоя, полученная по данным малоглубинной электроразведки, позволит определить зоны охраны памятника с последующей фиксацией в землеустроительной документации, что необходимо для принятия мер по сохранению объектов историко-культурного наследия в процессе любых земляных работ и строительства.
Исследования выполняются при финансовой поддержке РФФИ, грант 11-06-00213а.
Литература
1. Первухин Н.Г. Опыт археологического исследования Глазовского уезда Вятской губернии // Материалы по археологии восточных губерний России. М., 1896. Т. 2. 261 с.
2. Спицын АА Приуральский край: Археологические розыскания о древнейших обитателях Вятской губернии // Материалы по археологии восточных губерний России. М., 1893. Т. 1. 192 с.
3. Смирнов А.П. Очерки древней и средневековой истории народов Поволжья и Прикамья // МИА. 1952. № 28. 276 с.
4. Генинг В.Ф. Археологические памятники Удмуртии. Ижевск, 1958. 192 с.
5. Иванов А.Г., Иванова М.Г., Останина Т.И., Шутова Н.И. Археологическая карта северных районов Удмуртии. Ижевск, 2004. 276 с.
6. Иванова М.Г., Журбин И.В. Опыт междисциплинарных исследований древнеудмуртского городища Иднакар 1Х-ХШ вв. // Археология, этнография и антропология Евразии. 2006. № 2 (26). С. 68-79.
7. Алексеев ВА., Журбин И.В., Зверев В.П. Патент RU № 2091819. «Устройство для геоэлектроразведки». Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения РАН.
8. Корякова Л.Н, Стефанов В.И., Стефанова Н.К. Проблемы методики исследования древних
памятников и культурно-хронологическая стратиграфия поселения Ук III. Свердловск, 1991. 72 с.
9. Косарева М.В., Будин А.В. Применение базы данных для первичной обработки, сохранения и использования информации городища Иднакар // Новые исследования по средневековой археологии Поволжья и Приуралья. Ижевск, 1999. С. 244-246.
10. Степанова ГА, Смагин М.Г. К вопросу о методике извлечения, обработки и сохранения первичной информации на примере городища Иднакар // Новые исследования по средневековой археологии Поволжья и При-уралья. Ижевск, 1999. С. 230-243.
11. Журбин И.В., Смурыгин А.В. Геометрическое моделирование объектов по данным малоглубинной электроразведки // Геоинформатика. 2009. № 2. С. 31-36.
12. Иванова М.Г. Иднакар: Древнеудмуртское городище 1Х-ХШ вв. Ижевск: УИИЯЛ УрО РАН, 1998. 294 с.
13. Иванова МГ., Степанова ГА Вещевой материал городища Иднакар в контексте исследованного пространства: по материалам раскопок 1999 г. // Удмуртской археологической экспедиции - 50 лет: Материалы Всерос. науч. конф. Ижевск, 2004. С. 238-263.
14. Иванова М.Г., Степанова ГА Использование компьютерных технологий в обработке культурного слоя городища Иднакар // Археология и компьютерные технологии: представление и анализ археологических материалов. Ижевск, 2005. С. 29-44.
15. Иванова М.Г., Журбин И.В. Археолого-геофи-зические исследования оборонительных со-оружений//Археология, этнография и антропология Евразии. 2010. № 3(43). С. 84-93.
16. Журбин И.В. Восстановление структуры оборонительных сооружений на основе геофизических исследований // Археология и геоинформатика. Вып. 6 [Электронный ресурс]. М.: Институт археологии РАН, 2010. (CD-ROM)
Статья поступила в редакцию 28.11.2011.
