• Главная
• Экспедиция
• Основные направления исследований
• Естественно-научные исследования

Естественно-научные исследования

Как и любые специалисты, археологи основываются в своей работе главным образом на методах, присущих их науке (проведении раскопок города и некрополя, анализе надписей, карт и др.). В то же время подходы естественных наук - ботаники, почвоведения, химии и микробиологии, - могут быть полезными, а часто и незаменимыми для решения многих задач археологии. В последние годы в составе Таманской экспедиции Института археологии РАН стали работать специалисты нескольких факультетов МГУ им. М.В. Ломоносова, изучающие почвы, растения и микроорганизмы (профессора и ведущие научные сотрудники А.В, Кураков, В.Р. Филин, А.А. Бобров, А.И. Иванов, Д.В. Ладонин, В.В. Демин, Ю.А. Завгородняя).

За два последних полевых сезона отобраны и исследованы в лабораторных условиях различные образцы культурных слоев, бытовых ям, древесных остатков и обуглившихся семян растений, золы очагов и пожарищ, почв, керамики и других артефактов. Какие же вопросы биологи и почвоведы поставили перед собой на ближайшие годы, и почему полученная ими информация может быть ценной для археологов? Несомненное значение для ученых, которые изучают древнегреческий город Фанагорию, имеет реконструкция природно-климатических условий Таманского полуострова в античный период. Любые новые материалы о растительности и почвах, позволяют продвинуться в решении этой задачи. Очевидно, что определение таксономической принадлежности остатков древесины и семян растений можно использовать для уточнения характера сельскохозяйственного производства, пищевого рациона жителей, а знание пород деревьев, используемых в качестве строительных материалов, для воссоздания растительного покрова в этом регионе.

На основе методов ксилотомии (изучения анатомии древесины) было установлено, что обнаруженные при раскопках древесные остатки принадлежат к трем породам - дубу, сосне и вязу. Среди образцов древесины, извлеченных из Таманского залива при раскопках порта Фанагории, преобладает дуб, найдены также кусочки древесины сосны. Дуб необходим для сооружения бревенчато-каменной конструкции (ряжей) - подводных фундаментов. Жители Европы давно оценили прочность и устойчивость древесины дуба к гниению, а потому использовали ее в ситуациях, где требовались эти качества строительного материала. Жители Фанагории могли вырубать поблизости или доставлять из не очень отдаленных районов древесину дуба черешчатого и (или) дуба скального.

На территории Фанагории среди образцов обуглившегося дерева чаще встречается древесина сосны обыкновенной (или сосны Коха (крючковатой)), обнаружены остатки дуба и вяза (гладкого или шершавого). Ареал распространения обнаруженных пород деревьев характерен для черноморского побережья Крыма и Кавказа, и вполне можно полагать, что в окрестностях Фанагории в ранний период ее истории на более легких песчаных почвах произрастали сосновые леса, а на более тяжелых по механическому составу почвах, в понижениях рельефа - дубравы. Об этом свидетельствуют и находки костей благородного оленя, ланей, косуль (данные Е.В.Добровольской) - типичных обитателей широколиственных лесов, дубрав. О распространенности легких песчаных почв, на которых наиболее часто формируются сосняки, указывает изучение гранулометрического состава погребенных почв, обнаруженных в последний полевой сезон при раскопках Фанагории. Микроскопия растительных остатков, входящих в состав перекрытия (крыши) одного из домов подтвердила предположение археологов, что для его устройства был использован тростник обыкновенный (Phragmites communis Trin.).

В подтверждении наличия земноводного растения в образце свидетельствует обнаружение в нем спикул пресноводных губок. В тоже время предположение археологов, что окаменелости цилиндрической формы в одном из погребений, где был обнаружен костяк лошади, являются остатками подстилки из тростника не нашли подтверждения при их фитолитном анализе. Одновременно химический анализ элементного состава образца также не показал повышенного содержания в нем биофильных элементов (углерода, азота, серы). Плодородные почвы Таманского полуострова давали возможность грекам и другим народам, населявшим этот регион выращивать различные сельскохозяйственные растения. Одним из свидетельств высокого плодородия почв в районе Фанагории является установленное высокое содержание биофильных элементов (азота, углерода, серы) в самых древних культурных слоях (V век до н. э.). Причем это обнаружено в культурных слоях, как в городе, так и в менее подверженном антропогенной деятельности районе восточного некрополя.

Среди наиболее важных для древних греков сельскохозяйственных растений были хлебные злаки. Именно недостаток земель для их выращивания в Греции и на западном побережье Малой Азии, наряду с военными угрозами восточных соседей, стали причинами переселения греков в другие районы Средиземноморья и Причерноморье. На основе изучения сохранившихся после пожарищ в Фанагории обуглившихся семян установлено не только то, что хлебные злаки представлены пшеницей мягкой и ячменем, но и их разновидность (европейский подвид пшеницы мягкой (Triticum aestivum L. spp.aestivum) и ячмень обыкновенный (Hordeum vulgare L. vulgare covar.vulgare). Доказательством выращивания винограда и собственного производства вина наряду с ранее обнаруженной археологами винодельни является находка выжимок винограда.

Целые семена в мезге имеют типичную форму для винограда культурного (Vitis vinifera L.). Наличие в образце наряду с целыми многочисленных фрагментов семян позволяет полагать, что это выжимки, оставшиеся после того, как из плодов винограда отжали сок для приготовления вина и винного уксуса. Большие надежды для реконструкции растительности региона и выяснения использования растений в пищевых, культовых, бытовых целях палеоботаники возлагают на данные фитолитного анализа. Несмотря на широкое использование в западной археологии микропалеонтологического метода, в отечественной археологии комплексные исследования такого рода довольно редки и охватывают в основном эпоху бронзы.

Микропалеонтологический (фитолитный) анализ позволяет определить наличие в почвах, грунтах, подстилках и содержимом амфор растений и во многих случаях определить их видовой и родовой состав. Этот метод базируется на том, что после отмирания и разрушения растений из их тканей высвобождаются специфические минеральные образования диоксида кремния регулярной формы по которым возможно установление их таксономической принадлежности. Так, анализ золы, отобранной в сгоревшем античном доме, показал, что она богата фитолитами травянистых растений. На основе данной информации можно предполагать, что в нем хранился урожай хлебных злаков. Изучение золы из очага, напротив, указывает на отсутствие среди сгоревших в нем растений травянистых видов. В целом, для довольно большой части проанализированных артефактов характерно отсутствие признаков использования в бытовых целях тростника, эфироносов, степных злаков, за исключением проб, взятых в жилых домах, при строительстве которых могли быть использованы степные злаки и тростник (в сырцовых кирпичах и перекрытиях).

Ценные сведения о палеоэкологической ситуации на Таманском полуострове могут быть получены при изучении погребенных почв. Обнаружение таких почв, точнее нижних ее горизонтов во время последнего полевого сезона может стать базой для таких исследований. Фитолитный анализ погребенной почвы, взятой в раскопе на городище, показал, что почва под культурным слоем была нарушена, ее поверхностный слой отсутствует. Это свидетельствует о том, что в результате многочисленных строительных работ верхний гумусный горизонт был уничтожен. В связи с тем, что исследование этих почв находится на начальном этапе и необходимо найти еще несколько профилей таких почв, сложно сказать какую конкретную информацию они смогут принести.

О характере хозяйственной деятельности жителей города можно судить по специфике металлов, которые накапливаются в культурном слое, очагах, бытовых ямах. Современным методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, который используют почвоведы для изучения загрязнения наземных экосистем, предполагается провести сравнительные анализы образцов ненарушенных почвогрунтов и золы очагов, бытовых ям и культурных слоев разного времени на содержание металлов - меди, свинца, олова, серебра, цинка, железа и ряда других. Согласно первым результатам, уже в наиболее древних культурных слоях городища мы обнаружили повышенное количество ряда тяжелых металлов, что связанно с производственной и хозяйственной деятельностью человека.

Одним из экспрессных методов для сравнительной характеристики почв, грунтов, культурных слоев и других археологических материалах является определение их магнитной восприимчивости. Это свойство зависит в первую очередь от железосодержащих соединений в объекте исследования. В естественных почвенных условиях происходит сильнейшее окисление железа, при котором содержание магнетита уменьшается до сотых и даже тысячных долей процента, а величина магнитной восприимчивости снижается. При этом формируется специфический для каждого типа почвообразования магнитный профиль почв, отражающий определенную природно-экологическую обстановку. При погребении почв магнитный профиль частично сохраняется, при механическом перемешивании происходит нарушение его естественного состояния. Изменения происходят и при температурном воздействии.

Оценка магнитной восприимчивости в ходе лабораторных и полевых обследований культурных напластований и природных объектов в районе раскопа показала возможность применения этого показателя. Это необходимо для подтверждения и обнаружения мест пожарищ, невидимых визуально, определения их границ, поисков мест очагов, погребенных гумусовых горизонтов почв, выявления сходства и различий образцов керамики для уточнения технологий и центров ее изготовления.

Важным аспектом археологической деятельности представляется прогноз сохранности объектов материальной культуры после их раскопок из почв и грунтов и длительного пребывания на открытом воздухе. Предполагается оценить скорость микробного разрушения (выветривания) камней из кладки фундаментов и стен зданий, надгробных плит и других каменных артефактов при их нахождении под открытым небом после проведения раскопок. В подавляющем большинстве случаев при строительстве в Фанагории жители использовали камни карбонатных пород (известняка) и реже - мрамора и других пород. Известно, что известняки легко подвергаются выветриванию, в связи с развитием меланинсодержащих грибов, водорослей и бактерий быстро приобретают черно-зеленый и коричневый цвета, на их поверхности образуются каверны.

Разрушения сантиметрового слоя известняка в оптимальных условиях для микроорганизмов может произойти в течение нескольких десятилетий. Загрязнение атмосферы разнообразными выбросами предприятий и транспорта может на порядок ускорить этот процесс. Об этом свидетельствует факт резко возросшей интенсивности биоповреждений памятников античной культуры, например, в Италии в период индустриальных преобразований. Нами установлено, что поверхность известняковых плит и камней, извлеченных из культурных слоев, заселена разнообразным сообществом микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), которые способны вызывать их активное разрушение. На основе анализа состава и активности микробного сообщества на поверхности известняков, разного возраста вскрытия будет дан прогноз скорости разрушения и характера биоповреждений камней из кладок фундаментов и стен, надгробных плит и других каменных артефактов при их длительном нахождении под открытым небом после проведения раскопок.

Очевидно, знание интенсивности биоповреждений артефактов из камня будет полезно при выборе условий их хранения и экспозиции в будущем музейном комплексе Фанагории. Итак, реконструируя историческое прошлое человечества, археологи издавна в орбиту своих исследований вовлекали специалистов другого профиля, в том числе не только гуманитариев, но и ученых естественников. Это содружество оказывалось полезным для обеих сторон. Археологи получают возможность более детально описывать не только предметы материальной культуры, но и таксономическую идентификацию более или менее понятных им объектов (например, костей животных, раковин моллюсков, семян растений, остатков древесины), а иногда и загадочных внешне для них объектов.

В нашем случае, например, внешне непонятный субстрат темного легкого со светлыми включениями оказался при микроскопическом исследовании выжимками винограда. Это дает возможность включения таких находок в сферу археологического анализа, которым раньше не придавали значения и, возможно, выбрасывали при раскопках. Специалисты естественных наук, со своей стороны, при работе с археологами получают редкий материал, который привычными для них способами они не могут добыть. Обнаруженные при раскопках находки биологической природы позволяют им выяснять ареалы растений и животных в прошлом, создавать палеогеографические реконструкции и прогнозировать развитие биоценозов в условиях усиливающегося воздействия человека на окружающую среду.

Результативность совместных работ, несомненно, будет возрастать по мере расширения методов и числа изученных археологических объектов. Поэтому в дальнейшем в нашей работе планируется применение не только указанных выше, но и других естественнонаучных подходов. Одновременно будет увеличиваться количество и разнообразие изучаемых археологических материалов и фоновых природных объектов. Но уже полученные на сегодняшний день данные, часть из которых приведена в статье, дают определенные штрихи к портрету древней Фанагории, расширяют наши представления о природе и хозяйственной деятельности жителей античного города, уточняют имеющиеся предположения археологов или конкретно устанавливают природу археологического материала. список возможных рисунков и их номера.