Ситуация изменилась в 2023 году: на помощь археологам пришел искусственный интеллект, который всего за шесть месяцев обнаружил 303 геоглифа. В результате количество фигуративных геоглифов Наски увеличилось вдвое.
Расположение плато Наска и геоглифов. Источник
Геоглифы Наски — классификация и назначение
Геоглифы находятся в южном Перу, на пустынном плато Наска, в 60 километрах от морского побережья и на высоте около 500 метров над уровнем моря. Благодаря этому геоглифы хорошо сохранились: плато не использовалось для сельского хозяйства и не затапливалось морем.
Огромные фигуры животных, геометрические орнаменты и линии создавались в два этапа на протяжении почти тысячи лет — с V века до н. э. по VI век н. э. Первые геоглифы начали создавать представители культуры Паракас, а затем их традицию продолжили выходцы из Наска, давшие название этой местности.
Возраст геоглифов определяли по разбросанной вокруг керамике. Некоторые изображения были созданы значительно позже — в период культуры Ика (до XV века н. э.).
Большая часть геоглифов (64%) — фигуры животных [4], однако встречаются и силуэты людей, и абстрактные геометрические узоры. Часть геоглифов — это очень длинные прямые линии, поэтому условно все изображения можно разделить на геометрические и образные (фигурные). Среди последних самые известные — человекоподобные изображения, птица, обезьяна, лиса, паук, ящерица, косатка, кит, рыба, дрозд (ранее этот геоглиф называли «Колибри») и растения.
Геоглиф в пустыне Наска с изображением обезьяны. Источник
Есть также изображения предметов, например: иглы, ткацкого станка, булавки, веера и музыкального инструмента. Геоглифы могут быть выполнены двумя способами: вычерчены на плоскости или выложены линиями из гальки (рельефные).
Линейные геоглифы создавались с помощью неглубоких траншей. На плато Наска более темный, коричневый, слой гальки находится сверху, а более светлый, песчаный и белый, галечный слой — внизу. Повредить геоглифы очень легко, поэтому сейчас посещение Наски ограничено. Также передвижение по плато запрещено на большинстве транспортных средств, поскольку от колес машин остаются следы, которые и сейчас можно увидеть при съемке с воздуха. Часть линейных геоглифов за 2000 лет тоже пострадали, поэтому раньше все снимки с воздуха приходилось проверять вручную. Четко различимыми остались лишь самые известные изображения, и то — это либо черно-белые контрастные снимки, либо обработанные цветные.
Классификация геоглифов. Источник
О том, зачем люди делали эти огромные изображения, было множество версий. Среди основных научных гипотез создания геоглифов выдвигались следующие:
- календарь или записи астрономических наблюдений;
- геометрия пространства;
- разметка для сельского хозяйства и орошения;
- движение по линиям, включая ходьбу и танцы;
- просто художественное выражение;
- ритуальные цели.
В пользу последней версии говорит расположение линий. Многие из них сходятся в одной точке, а также совпадают с паломническим путем в священный центр Кауачи или с подземными источниками воды [1]. Однако проблема этих троп в том, что даже сверху невозможно определить единственные начальную и конечную точки. Точные маршруты жителей окрестных поселений, увы, восстановить невозможно. Известно целых 10 точек входа/выхода на плато, но до сих пор неясно, какая из них была основной.
Кроме того, тропы могли соответствовать торговому пути. Подобные линии пересекают долину Чинча (Перу) и совпадают как с точкой захода солнца в день летнего солнцестояния, так и с торговым маршрутом. Если линии действительно указывали на дороги, то логично, что рядом с ними находились линейные фигурные геоглифы. Так как среднее расстояние от тропы до геоглифа составляло от 30 до 50 метров, каждый, кто проходил через плато Наска, мог видеть эти изображения. Рельефные геоглифы же, как предполагают ученые, могли служить ориентирами, поскольку их было видно из большего количества точек.
История исследований
С земли представить масштаб изображений очень сложно, поэтому один из первых исследователей Наски, историк Пол Косок, в своем масштабном исследовании использовал аэрофотосъемку. Он занимался геоглифами, начиная с 1939 года [2]. Изучение с воздуха до сих пор остается одним из основных методов, так как средняя длина известных образных геоглифов составляет около 90 м. В целом история изучения геоглифов — отличный способ рассказать о новых технологиях в археологии.
Всего за 1940-е годы в Наска-Пампе и прилегающих районах обнаружили 112 фигуративных геоглифов, как линейных (39 штук), так и рельефных (73 штуки). В 1980-х годах были проведены полевые исследования геоглифов с использованием фотографий, сделанных с воздушных шаров и самолетов [3].
В 1993 году геоглифы Наски были зарегистрированы как объект Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО. Впоследствии перуанское правительство разработало планы по их сохранению, однако не все из геоглифов были перечислены и потому разрушались в ходе хозяйственной деятельности. Именно поэтому была начата масштабная перепись геоглифов и поиск новых изображений.
С 2004 года на плато постоянно работает Университет Ямагаты. Он проводит исследования распределения геоглифов с использованием спутниковых снимков, аэрофотосъемки, LiDAR и съемки с беспилотников. Это позволяет эффективно изучать обширную территорию Наска-Пампы, охватывающую более 390 кв. км [3].
Технологии за это время сильно шагнули вперед. Если в 2004 году археологам помогали спутниковые снимки высокого разрешения 60 сантиметров на пиксель, то в 2016 году — аэрофотосъемка с разрешением 10 сантиметров на пиксель и лазерное картографирование LiDAR. Всего с 2004 по 2020 годы было открыто уже 318 изображений, из них — 307 рельефных.
Последние составляют для изучения самую большую проблему. Они не такие крупные, как линейные, поэтому аэрофотосъемка не всегда дает точный результат. Из-за эрозии линии были едва различимы с воздуха, и каждый снимок приходилось проверять вручную, а также на местности. И тут на помощь ученым пришел искусственный интеллект.
Обнаружение геоглифов с помощью ИИ
С помощью глубокого обучения (англ. deep learning) стало возможным находить частично или полностью скрытые под землей, разрушенные и скрытые деревьями памятники. Первая попытка применить ИИ в изучении Наски состоялась в 2023 году [3]. Ученые из Университета Ямагаты создали базу данных снимков, которые использовались для обучения нейросети. В нее вошел 21 фигуративный геоглиф, обнаруженный до 2018 года. Все изображения выбрали археологи. Они же предоставили тестовый набор из семи геоглифов, которые ИИ предстояло определить уже самостоятельно.
Оказалось, что модель обнаруживала геоглифы только в том случае, если ее обучали на отдельных элементах рисунков, а не на изображениях целиком. Из семи тестовых геоглифов нейросеть при первом методе верно определила пять, при втором — ни одного [3]. В результате исследователи решили сосредоточиться на отдельных элементах и систематизировать геоглифы, чтобы ИИ мог ускорять поиск разных типов рисунков и линий.
Схема работы первой модели. Источник
В 2024 году на основе той же модели была создана новая, направленная именно на обнаружение рельефных геоглифов. Как и в прошлый раз, ее учили на отдельных фрагментах изображений, тем более линейные крупные геоглифы видно на фотографиях невооруженным глазом. Модель использовала ортогональные изображения-«кубики» в истинном цвете размером 112 × 112 пикселей [3]. 3D-изображение помогало учитывать неровности рельефа и лучше обнаруживать линии. Каждый такой «кубик» составлял 11 × 11 кв. м и был географически привязан к соответствующим координатам на местности. Для вывода археологи охватили всю территорию Наска-Пампы и ее окрестности с помощью движущегося окна с шагом приблизительно 5 м, чтобы соседние кадры перекрывались на 3 м [4].
В итоге модель не выдавала отдельные квадраты местности, где предположительно находились неизвестные геоглифы, а составляла полную карту местности из фотоснимков с указанием вероятности расположения рисунков. На этой карте с помощью ИИ генерировались контуры предполагаемого изображения. Всего на проверку предложенных фотографий было потрачено 1200 часов. Модель предложила 1309 участков, на которых с большей долей вероятности могли находиться геоглифы. Ученые разделили полученные результаты на три ранга по степени вероятности. В среднем на один перспективный участок приходилось 36 предложений ИИ [4].
Отображение модели с перспективной точкой (А), подтверждение на съемке местности (В), общая карта предложенных точек. Источник
После того, как модель отобрала изображения, их проверили с помощью съемки с дрона. Затем ученые отправились в поле, причем времени у них стало намного больше. Всего полевые работы заняли 1440 часов и подтвердили наличие 303 неизвестных ранее фигуративных геоглифов. Модель предложила конкретные точки для 178 геоглифов, для остальных 125 такого не произошло. 66 геоглифов были обнаружены как часть группы, указанной ИИ, а остальные 59 — более традиционными методами прямо на местности или за пределами карты, составленной ИИ. Кроме того, модель предложила 42 геометрических геоглифа, которые уже подтвердили на местности.
И это при условии, что еще не все кандидаты обследованы! По расчетам археологов, остались предложенные ИИ 37 геоглифов первого ранга, 66 — второго ранга и 145 — третьего ранга. С большой вероятностью они окажутся подлинными, а значит, в ближайшее время нас ждет минимум 248 новых рисунков, обнаруженных с помощью искусственного интеллекта.
Помимо того, что этот метод очень сильно сэкономил время ученым, он еще и сильно изменил представление о плато Наска: оказалось, что большая часть геоглифов — небольшие рельефные изображения. Если большие линейные геоглифы в основном изображают диких животных, то главной темой для рельефных стали человеческие мотивы и мотивы вещей, созданные людьми (81,6%). Больше всего изображали людей (33,8%), на втором месте (внезапно!) головы (скорее всего, отрубленные, так как у некоторых гуманоидов нет голов) — 32,9%, а также 14,9% одомашненных верблюдовых. Дикие животные тоже встречаются, но редко (6,9%, 47 геоглифов) [4], например: птица, змея, обезьяна и даже кошечка!
Некоторые из открытых геоглифов. Источник
Как и линейные геоглифы, рельефные можно было разглядеть с троп. Они находились на расстоянии чуть более 40 м от пути следования человека. Интересно, что расстояние между ними было рассчитано так, что, только дойдя до первых геоглифов, можно было разглядеть соседние, и так далее. Поэтому, чтобы полюбоваться всеми произведениями искусства плато Наска, человек должен был идти определенным образом от изображения к изображению.
Расположение троп и линий относительно геоглифов. Источник
Итак, скорость открытия новых фигуративных геоглифов Наска исторически составляла порядка 1,5 в год (с 1940-х по 2000-е годы). Она существенно ускорилась до 18,7 в год с 2004 по 2020 год, а с помощью ИИ — еще в 16 раз!
Помимо ускорения, ИИ позволяет снизить вмешательство человека в природу: большая часть работы быстро проделывается в лаборатории, а полевые работы за счет этого сокращаются.
Точный учет геоглифов позволит сохранить больше древних изображений, которые постепенно разрушаются из-за изменения климата, посещения туристами и экономической деятельности.
Источники
- David W. Johnson, Donald A. Proulx, Stephen B. Mabee. The Correlation Between Geoglyphs and Subterranean Water Resources in the Río Grande de Nazca Drainage Andean Archaeology [Электронный ресурс] // URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-0597-6_12 (дата обращения: 2025-04-06).
- Cline, Eric H. Three Stones Make a Wall: The Story of Archaeology. Princeton University Press. 480 p.
- Masato Sakai, Yiru Lai, Jorge Olano Canales, Masao Hayashi, Kohhei Nomura. Accelerating the discovery of new Nasca geoglyphs using deep learning [Электронный ресурс] // URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0305440323000559?via%3Dihub (дата обращения: 2025-04-06).
- Masato Sakai, Akihisa Sakurai, Siyuan Lu, Jorge Olano, Conrad M. Albrecht, Hendrik F. Hamann, Marcus Freitag. AI-accelerated Nazca survey nearly doubles the number of known figurative geoglyphs and sheds light on their purpose [Электронный ресурс] // URL: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2407652121 (дата обращения: 2025-04-06).
