Магнитометрия: что это такое и как её используют в археологии 

Как магнитометрия помогает археологам

Магнитометрия – это раздел геофизики, изучающий магнитное поле земли и его аномалии [2]. Эта наука важна и для археологов. 

Различные физические объекты обладают собственными магнитными свойствами, отличными от магнитного поля земля, и, таким образом, вызывающими аномалии. Подобные аномалии могут вызывать и археологические объекты — например, печи из обожженной глины, железные предметы, ямы, канавы. Все они создают незначительные, но в то же время измеримые искажения в магнитном поле земли — из-за наличия в составе минералов, обладающих собственным магнетизмом. 

Показательный пример — глина. В ее составе присутствует обладающий собственным магнетизмом оксид железа (Fe2О3). Если его нагреть, образуется термоостаточная намагниченность, отличная от магнитного поля земли и фиксируемая магнитометрами [5].

В археологии магнитометрия начала применяться в середине XX века. С развитием технологий и появлением более точных и чувствительных магнитометров, археологи обнаружили, что этот метод может быть ценным инструментом для обнаружения и изучения скрытых археологических объектов. С того времени магнитометрия — широко применяемый неинвазивный метод исследования в археологии. Она помогает обнаруживать и анализировать подземные структуры, объекты и артефакты, не нарушая их целостности [1].

Магнитометрия в действии: археологические открытия при помощи магнитометров

Один из самых известных примеров применения магнитометрии в археологии — исследование поселения ольмекской культуры. 

Ольмеки, одна из древних мезоамериканских цивилизаций, жили на территории современных Мексики, Гватемалы и Гондураса примерно с 1200 по 400 год до н.э. Ольмекская культура известна своими великолепными базальтовыми скульптурами. Именно с этими скульптурами связано одно из первых применений магнитометрии, принесшее сенсационные результаты и показавшее ее потенциал. 

В поселении Сан-Лоренцо в Мексике в 1945 году при раскопках нашли прекрасные скульптуры-портреты богов и правителей, вырезанные из базальта. Они были найдены за пределами поселения в оврагах. У археологов было ощущение, что скульптуры были выброшены захватчиками. Они предположили, что на этом месте есть еще много ольмекских скульптур, ждущих своего часа.

В 1966 году ученые вернулись на это место для дальнейших исследований уже с использованием магнитометрии. К делу подошли серьезно: сначала изучили географические и геологические условия местности, свойства магнитного поля в данном регионе, магнетизм почв и пород; выяснили, что искомые объекты (базальтовые скульптуры) имеют сильный магнитный контраст с вмещающим слоем. Затем они провели съемку и исследовали территорию площадью 300 тысяч м². Результат — создание магнитной карты всего плато Сан-Лоренцо и обнаружение крупных аномалий, на месте которых нашли уникальные вещи доколумбового искусства [3]. 

Еще один пример использования геофизических методов, в том числе магнитной разведки — исследование византийской крепости, расположенной в Греции восточнее храма Посейдона, недалеко от города Истмиа (Isthmia). 

Магнитная съемка покрыла около 14 тыс. м² площади. С ее помощью были получены данные о протяженности погребенных укреплений и их ориентации. А еще ученые сравнивали эффективность магнитометра с другими инструментами геофизических исследований. 

Материал, из которого были изготовлены стены крепости — известь, которая хорошо контрастирует с почвой, имеющей высокое содержание железа. Он способствовал успешности магнитной съемки. В результате было уточнено местоположение и протяженность укреплений и жилых помещений внутри крепости, не имеющих поверхностных признаков [4].

С помощью геофизических методов, в том числе и магнитометрических, проводили и комплексное исследование древнего римского города Виракониум Корновиорум (Viroconium Cornoviorum). Это поселение, одно из крупнейших в Римской Британии, существовало в 1-5 веках н.э. Оно расположено в современном Шропшире, Англия, открыто в середине XIX века и имеет долгую и богатую историю исследования. 

Город изучали как классическими раскопками, так и при помощи аэрофотосъемки. Однако его размеры не позволяли вскрыть раскопками какую-либо значительную в процентном соотношении площадь, а аэрофотосъемка позволяет зафиксировать только самые крупные здания с каменными фундаментами и не дает полной картины. 

На помощь археологам опять пришла магнитометрия. В 1994-1997 годах при помощи магнитометрии было исследовано около 630 тыс. м². Гигантское по своим масштабам исследование дало впечатляющие результаты — удалось составить один из наиболее подробных планов римского города, поделить план на промышленные зоны, локализовать место пожара в древности и так далее. И все это — без дорогостоящих и разрушающих памятник земляных работ [5].

Магнитометрия не всесильна

Магнитометрия — не аналог волшебной палочки для археологов. У метода есть ограничения, например, из-за выброса мусора и линий электропередач: они создают помехи для магнитометров. А еще могут быть сложности в интерпретации данных или трудности, связанные с особенностями местности. 

Все это в совокупности не позволяет магнитометрии выступать в роли самодостаточного метода археологического исследования. Но при учете всех особенностей она может быть очень полезна в комплексных исследованиях, и особенно в картировании, памятников:

• поселения,
• укрепления и городские оборонительные сооружения,
• захоронения и могильники,
• археологические ландшафты и палеоканалы.

Магнитометрия в археологии — это мощный инструмент, способный раскрыть тайны прошлого, не нарушая целостности археологических памятников.

Источники

1. Смекалова Т.Н., Восс О., Мельников А.В. Магнитная разведка в археологии. 12 лет применения Оверхаузеровского градиенто- метра GSM-19WG. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2007. Магнитная разведка в археологии. 12 лет применения Оверхаузеровского градиентометра GSM-19WG | Геологический портал GeoKniga
2. Новиков К.В. Магниторазведка: Учебное пособие. Часть 1. – М.: 2013. Магниторазведка. Часть 1 | Геологический портал GeoKniga
3. Breiner, Sheldon & Coe, Michael. (1972). Magnetic Exploration of the Olmec Civilization. American Scientist — AMER SCI. 60. 566-575. (PDF) Magnetic Exploration of the Olmec Civilization (researchgate.net)
4. Gregory, Timothy & Kardulias, P.. (1990). Geophysical and Surface Surveys in the Byzantine Fortress at Isthmia 1985-1986. Hesperia. 59. 10.2307/148299. (PDF) Geophysical and Surface Surveys in the Byzantine Fortress at Isthmia 1985-1986 (researchgate.net)
5. Renfrew, Colin & Bahn, Paul. (2016). Archaeology. Theories, Methods and Practice.