CC BY
43ПОДВОДНО-АРХЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА У БЕРЕГОВ АБХАЗИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА
к.и.н. Лебединский В.В., Пронина Ю.А., Институт востоковедения РАН, Москва
Shores of the Black Sea in general and the coast of Abkhazia in particular are rich in its history. People settled there from the earliest historical periods, and naturally used the sea as a food source, and later as a transport artery. As a result on the sea bottom fell various objects, which for us today are the monuments of material culture of the past eras. Underwater archaeological investigation in 2010-2011 were organized by the Institute of Oriental Studies of the Russian Academy of Sciences together with the Abkhazian Institute of Humanitarian Research of the Academy of Sciences of Abkhazia, with technical support from NPF "Screen".
Investigation began with a visual examination of the bays and capes — bay of Pitsunda, cape of Bambora, bay of Sukhum and Gudauta banks, during which were marked areas with the strongest dynamics of a shoreline abrasion. In view of the morphological features of the bottom waters of Abkhazia — the great depths near the shore (sharp stall to 100-150 m and more), have been selected regions optimal for carrying out scientific research and available for divers, namely: Gudauta and Ochamchira banks. This conclusion confirms the earlier discovered ceramic material, for example, amphora of the V century BC, picked up from the bottom (from depth 48 — 50 meters) by fishermen who conducted trawl fishing in
Gudauta bank. But the fishermen, who found an amphora, could not even approximately indicate the place of discovery, as the trawl, which got the amphora, they pulled about two miles. It was quite obvious that it wasn't possible to examine such areas by visual prospecting. Based on preliminary collected data on the bathymetry and morphology of the sea bottom in the area, there were conducted underwater archaeological investigation in the waters of Gudauta — New Athos, using modern technical means. Due to the vast areas of coming prospecting, as well as the nature of the bottom, in that case, the bottom surface was rather smooth, consisting of sand and dense sludge, it was used side-scan sonar. High resolution of side-scan sonar and a wide band review allow examining underwater objects, significantly reducing the time and material costs. Furthermore, side-scan sonar can be used in the muddy waters where visual investigation is impossible in principle. In that case, it was applied an instrument of new generation, developed by Russian scientists using the latest technology. During the process of prospecting it was recorded a number of potential targets that could be sunken vessels of the Antiquity and the Middle Ages.
Морские ресурсы и водные пути использовались жителями прибрежных районов на протяжении всей истории. Активное эксплуатирование человеком моря заставляло осваивать и обустраивать районы плаваний, строить портовые и гидротехнические сооружения. Однако мореплавание всегда сопровождается неизбежными потерями людей и техники, причины которых могли быть различными: стихийные бедствия (природный фактор), ошибки в управлении судами, военные действия (человеческий фактор), но результат всегда оставался одним и тем же, — на дно моря попадали различные объекты, которые для нас сегодня являются памятниками материальной культуры прошедших эпох.
Берега Черного моря вообще и побережье Абхазии в частности богаты своей историей. Люди селились здесь с самых ранних исторических эпох и естественно использовали море как источник пропитания, а в последствии и как транспортную артерию. Именно побережье Северо-Восточного Причерноморья связано с легендарным мифом об аргонавтах и золотом руне.
Рис. 1
Гениохи и ахайи, апсилы и абазги, греки и римляне, а затем Византия, Османская и Российская империи, представители разных культур и цивилизаций побывали на этих берегах, жили, торговали, воевали. Все они в той или иной мере соприкасались с морем и практически все эти культуры оставили следы на морском дне.
Теперь этот богатый своей историей район — от пограничной реки Псоу и селения Гячрыпш до реки Ингур и населенного пункта Гал — территория Республики Абхазия.
Северо-восточная часть Черного моря по сравнению, например, с Крымским полуостровом, Керченским проливом или побережьем Болгарии с точки зрения подводной археологии изучено значительно слабее. Исследования проводись в основном в прибрежном районе современного города Сухума, где предположительно находились греческая Диоскуриада и римский Себастополис. Однако акватория Абхазии представляет интерес не только затопленными поселениями
Рис. 2
в прибрежной зоне, но и памятниками, располагающимися вдали от берегов, то есть затонувшими судами.
Подводные археологические изыскания 2010—2011 гг. были организованы Институтом востоковедения Российской академии наук совместно с Абхазским институтом гуманитарных исследований им. Д.И. Гулиа Академии наук Абхазии, при технической поддержке НПФ «Экран». Исследования проводились в контексте изучения новых данных по истории мореплавания и морской торговли в Черноморском бассейне.
Работы начались с визуального осмотра бухт и мысов — Пицунд-ской бухты, Бамборского мыса, Сухумской бухты и Гудаутской банки, в ходе которого были отмечены районы с наиболее сильной динамикой абразии береговой линии.
В результате было определено, что ввиду отсутствия закрытых бухт, глубоких заливов, а также, принимая во внимание сильное волновое воздействие на береговую линию и соответственно
Рис. 3
мощную абразию, проведение археологических исследований непосредственно у берегов представляется малоцелесообразным. В то же время анализ материалов, собранных в музеях Абхазии, показал наличие археологических памятников в удалении от берегов.
С целью локализации районов, перспективных для проведения подводно-археологической разведки, были собраны и изучены морские навигационные карты. Ввиду морфологических особенностей дна акватории Абхазии — большие глубины у берега (резкие свалы до 100—150 м и более), были выбраны районы, оптимальные для проведения научных изысканий и доступные для работы аквалангистов, а именно: Гудаутская и Очамчирская банки. Этот вывод подтверждает и ранее обнаруженный керамический материал, например, амфоры V в. до н.э., поднятые с глубин 48 — 50 м рыбаками, проводившими траловый лов на Гуда-утской банке (данный материал хранится в музее Абхазского царства в г. Новый Афон).
Рис. 4 Рис. 5
Однако это не единственный случай находок подобного рода в данном районе. Сравнительно недавно, осенью 2010 года, рыбаки зацепили тралом на глубине 35—40 м, археологически целую амфору IV—V вв. Участниками экспедиции находка была передана в музей г. Гудаута.
Обнаружение целых керамических сосудов на больших глубинах и в удалении от берегов может указывать, с большой долей вероятности, на наличие в этом районе древнего кораблекрушения. Однако его локализация возможна при условии, если известны хотя бы примерные координаты находки и глубина обнаружения амфор. Как оказалось, для выполнения данной задачи существовала серьезная проблема. Рыбаки, обнаружившие амфоры, не могли даже приблизительно указать место находки, так как трал, в который попала амфора, они тянули около двух миль. Было совершенно очевидно, что визуальной разведкой такие площади обследовать невозможно.
На основе предварительно собранных данных о морфологии дна в этом районе нами была проведена подводно-археологическая
разведка в акватории г. Гудаута — г. Новый Афон с использованием современных технических средств.
В связи со значительными по площади районами предстоящей разведки, а также характером дна, в данном случае донная поверхность достаточно ровная, состоящая из песка и плотного ила, использовался гидролокатор бокового обзора (ГБО). Высокое разрешение ГБО и широкая полоса обзора позволяют осуществлять поиск подводных объектов, существенно сокращая время и материальные затраты. Более того, ГБО возможно использовать в мутной воде, где визуальная разведка невозможна в принципе. В данном случае был применен прибор нового поколения, разработанный российскими специалистами с использованием новейших технологий.
Гидролокатор (сонар) и технология эхолокации была разработана еще в начале ХХ века. Постоянно развиваясь и совершенствуясь гидролокаторы позволили не только определять глубину, но и «увидеть» изображение дна. Излучая с помощью приемоизлучателя направленный акустический импульс перпендикулярно направлению движения судна, гидролокатор (ГБО) «озвучивает» морскую среду под судном. Дно и другие объекты отражают некоторую часть этой звуковой энергии обратно по направлению к ГБО, время прихода отраженного сигнала записывается вместе с его интенсивностью, в результате на экране монитора отображается картина морского дна.
Принятые отражения от дна эхо-сигналов на экране монитора компьютера формируют акустическую «фотографию» — изображение дна в виде двух полос вдоль хода судна. Формирование акустического изображения обусловлено тем, что по мере распространения в воде акустический сигнал рассеивается на любой неоднородности. Коэффициент рассеяния у различных типов грунтов и предметов различен. Это приводит к тому, что интенсивность эхосигналов от различных участков дна также будет различной, что отображается на акустическом изображении различной яркостью точек.
Вся информация о сканируемом подводном пространстве поступает в компьютер, который в свою очередь, обеспечивает ее обработку, отображение в реальном времени и архивирование. В дальнейшем информация может подвергаться вторичной обработке.
Рис. 6
При указанной обработке можно выделить следующие основные задачи для информации ГБО:
1) работа с конкретными объектами — выделение и увеличение интересных объектов и контуров характерных участков, измерение размеров объектов и расстояний и т.д.;
2) создание планшетов исследуемых полигонов.
Современные ГБО имеют возможность распознавать структуру
дна и предметов, находящихся на нем.
Различные поверхности и материалы, из которых сделаны объекты, имеют различную акустическую отражающую способность.
Обычно, чем больше плотность материала по отношению к плотности воды, или чем больше его жесткость (твердость), тем больше звука этот материал отражает.
Любой объект, имеющий емкость с газом (воздухом), будет наиболее сильно отражать звук, что можно увидеть на мониторе более ярким цветом. Поэтому рыбы, имеющие воздушный пузырь, хорошо видны на мониторе в виде ярких белых точек или линий.
Заиленное дно обычно отображается минимальной яркостью (близкой к яркости фонового цвета), так как ил очень хорошо поглощает звук.
Рис. 7
Для отображения полученной акустической «фотографии» дна обычно используется черно-белая (серая) палитра, в которой низкая интенсивность отраженного сигнала соответствует черному цвету, высокая интенсивность — белому цвету.
Подобные приборы активно применяются за рубежом для исследования морского дна и археологической разведки. К сожалению, в России из-за достаточно высокой стоимости ГБО, они используется в археологии не часто. В данном случае был применен прибор нового поколения, разработанный российскими специалистами с использованием новейших технологий.
Для проведения подводно-археологической разведки был использован ГБО серии «Гидра» четвертого поколения. Этот гидролокатор бокового обзора позволяет осуществлять эффективное сканирование морского дна на глубинах до 70 м с полосой захвата до 600 м, фиксировать объекты, находящиеся на дне, с разрешающей способностью от 3 см. Выбор обуславливался следующими факторами. Во-первых, очень высоким разрешением изображения морского дна, которое выдает данный прибор.
Ил
Рис. 8. Изменение яркости акустического изображения в зависимости от интенсивности отраженного сигнала (серая палитра)
Во-вторых, возможностью крепления антенны ГБО на борту судна на штанге. Дело в том, что исследования проводились с надувной резиновой лодки типа «Зодиак», а также с действующего рыболовного сейнера (СЧС), где работы в кормовой части судна были не возможны. Поэтому использование ГБО в варианте буксируемой приемопередающей антенны, так называемой «рыбы», было затруднительно.
Первоначально мы имели некие опасения относительно последнего фактора, так как сегодня гидролокаторы бокового обзора традиционно применяется именно в варианте буксировки антенн на кабеле за судном. Считается, что такой способ их крепления позволяет компенсировать морскую качку. Однако наши опасения относительно жесткого бортового крепления антенн, к счастью, не оправдались, даже при волнении моря в 2-3 балла мы получали читаемую картинку.
В результате использования в работах экспедиции ГБО были исследованы значительные площади морского дна в районах г. Гуда-ута — г. Новый Афон, а также западная часть Сухумской бухты.
Районы наших исследований хорошо видны на составленных планшетах, они создаются с привязкой к точным географическим координатам и спутниковым картам. Это позволяет планировать и контролировать места поисков и представить в целом район исследований.
В процессе проведения археологической разведки с использованием гидролокатора бокового обзора был обнаружен целый ряд подводных объектов, так называемых «целей».
Рис. 11
Рис. 15. Планшет со схемой галсов похода
Ниже приведен пример акустического изображения затонувшего судна, полученного с помощью ГБО (в желто-бронзовой палитре).
Поисковое судно с установленным ГБО прошло над носовой частью затонувшего судна, которое появилось на сонограмме ГБО с левого борта. При прохождении над носовой частью поисковое судно стало менять курс, при этом произошло искажение изображения затонувшего судна на сонограмме (затонувшее судно выглядит с искривленной носовой частью). При последующем заходе затонувшее судно появилось на сонограмме с правого борта, благодаря прямолинейному движению поискового судна изображение не искажено.
Пока зондирующий сигнал распространяется в толще воды и не достиг дна, отражений не происходит, и на экране монитора толща воды отображается с минимальной яркостью (темная полоса).
Рис. 16. Формирование акустического изображения объекта
При достижении зондирующим сигналом дна появляется первое отражение, которое при движении поискового судна отображается как линия дна. По шкале наклонной дальности можно определить расстояние до линии дна (границы перехода толща воды — дно) и, следовательно, определить глубину.
120 100 80 60 10 20
Иловые наносы Судно на дне Линия дна Толща воды
Рис. 17. Акустическое изображение затонувшего судна, глубина 38 м
Обнаруженное затонувшее судно лежит на сравнительно ровном дне (об этом говорит практически ровная линия дна на сонограмме), яркость отражений от дна довольно высокая, что говорит о песчаном грунте. Отдельные более темные участки дна отражают иловые наносы или песочно-иловую смесь.
20 40 60 80 100 120
Рис. 18. Акустическое изображение затонувшего судна при последующем заходе
Рис. 23
Рис. 21, 22, 23. Фотографии обнаруженного судна, полученные в ходе водолазного обследования
Для обследования одного из обнаруженных объектов и уточнения полученных с ГБО данных, на одну такую «цель» участники экспедиции осуществили подводные спуски. В ходе подводного обследования была предпринята попытка его идентификации и фото-фиксации.
Данный объект оказался металлическим, достаточно большим, около 80 м, судном, судя по всему, сухогрузом. Клепаный корпус и обводы позволили заключить, что время постройки судна конец XIX — начало ХХ века. По сохранившимся архивным материалам можно предположить, что оно затонуло в 1917 г., во время боевых действий на Черном море между российским и германо-турецким флотами. Есть данные, что 22 ноября 1917 года на рейде Нового Афона германская подводная лодка иВ-42 торпедировала транспорт «Сиракузы», итальянский «БЩАСиБА», водоизмещением 1086 брт., при этом погибло 24 человека находившихся на его борту.
Рис. 24. Акустическое изображение (левый и правый борт) подводной скалы (глубина до 270 м)
В районе поиска обнаружено наличие резких перепадов глубины, подводных скал и расщелин. Благодаря использованию сложных зондирующих сигналов, ГБО с частотой 300 кГц позволяет «увидеть» дно при глубинах до 300 м без снижения разрешающей способности по наклонной дальности (при этом сужается полоса обзора).
На рисунке ниже приведена сонограмма подводной скалы, над которой прошло поисковое судно. Диапазон глубин при этом был от 140 - до 270 м.
В процессе разведки также был зафиксирован целый ряд потенциальных объектов, которые могут являться затонувшими судами, вполне возможно, более ранних эпох. Об этом говорит, например, сонограмма, полученная в районе г. Гудаута.
Здесь на глубине 6 м на совершенно ровном песчаном дне отмечено скопление твердых предметов, по форме очень напоминающее следы кораблекрушения.
Продолжение подводно-археологической разведки в этом районе и исследование уже обнаруженных подводных объектов (целей) запланированы на грядущие сезоны.
Рис. 25
