«Археология — наука лопаты», — говорится в старых учебниках. Это не совсем точно. Раскапывать приходится не только лопатой, но и ножом, медицинским скальпелем и даже акварельной кисточкой. Прежде чем начать раскопки, поверхность памятника разбивают с помощью колышков на равные квадраты площадью в 1 (1×1) или 4 (2×2) м2. Каждый колышек нумеруют и наносят на план. Все это называется сеткой. Сетка помогает фиксировать находки на планах и чертежах. При раскопках вся работа ведется вручную. Механизировать это трудное, тонкое и ответственное дело пока еще невозможно. Механизируется только удаление земли из раскопа.
Очень часто встречаются многослойные памятники — обычно это место, в которых люди поселялись неоднократно. В районах Средней Азии и Ближнего Востока, где строили из сырцового кирпича глинобитные дома, наслоившиеся друг на друга развалины древних городов образовали холмы высотой несколько десятков метров — телли. Разобраться в таком многослойном памятнике трудно. Еще труднее расслоить те древние поселения, где дома строились из дерева. От таких поселений сохраняется только тонкий слой сгнивших остатков дерева, золы, угольков и не полностью сгнивших органических остатков. Этот слой темного цвета хорошо заметен в стенке обваливающегося оврага или в кромке размываемого берега реки.
В археологии слой, в котором есть следы деятельности человека, называется культурным слоем. Толщина культурного слоя различна. В Москве при строительстве метро обнаружилось, что в центре города он доходит до 8 м, а в Сокольниках составляет всего 10 см. В среднем в Москве за 800 лет отложилось 5 м культурного слоя. На Римском форуме толщина культурного слоя — 13 м, в Ниппуре (Месопотамия) — 20 м, в поселении Анау (Средняя Азия) — 36 м. Над стоянками палеолита в Африке — сотни метров камня. На стоянке Каратау в Таджикистане над культурным слоем — 60 м глины.
Методы определения состава почв в поле.
Почвы подразделяются в зависимости от величины частиц, из которых они состоят. Например, если вся почва состоит из частиц не менее 3 мм диаметром, то ее называют каменистой, при частицах от 3 до 1 мм — гравием, от 1 до 0,5 мм — песком, менее 0,5 мм — суглинки и глины и т. д. На практике состав почвы определяют смачиванием: если при смачивании почвы она не скатывается в шнур (1), то это песок; если образуются зачатки шнура (2) — супесь; если шнур дробится при скатывании (3) — легкий суглинок; если получается сплошной шнур, но кольцо из него не получается (4) — средний суглинок; если шнур сплошной, а кольцо из него с трещинами (5) — тяжелый суглинок; и, наконец, если и шнур сплошной и кольцо цельное — глина (6).
Древние люди рыли землянки, ямы для хранения продуктов, углубления для костров, не заботясь, конечно, о сохранности для археологов культурного слоя. Чтобы лучше разобраться в стратиграфии (т. е. чередовании слоев) памятника, между квадратами оставляют узкие полоски нетронутых участков — бровки. По бровкам после завершения раскопок можно видеть, как один культурный слой сменяется другим. Профили бровок фотографируют и зарисовывают. Между бровками земля одновременно снимается пластами не более 20 см по всей площади раскопа.
Работа археолога может сравниться с работой хирурга. Малейший промах археолога приводит к гибели древнего объекта. При раскопках нужно не только не потревожить остатки, но и законсервировать, сохранить находки от гибели, подробно все описать, сфотографировать, зарисовать, составить план древних сооружений, стратиграфические профили раскопов, точно отметить на них последовательность чередования слоев. Необходимо взять на анализ (археомагнитный, дендрохронологический и т. д.) все возможные материалы.
Обработка материалов. Не менее сложна и ответственна камеральная обработка материалов, которая начинается еще в поле. Уже там все находки тщательно очищают, моют, шифруют, т. е. каждой находке присваивают определенный номер, под которым ее заносят в специальную коллекционную опись. По нанесенному тушью на каждом предмете шифру всегда можно узнать, где и в каких условиях он обнаружен.
Очень важное значение в археологии имеет определение возраста памятника. Здесь, помимо классических методов науки (сравнительно-типологический анализ, картографирование и др.), широко применяют археомагнитный, дендрохронологический, радиоуглеродный (С-14) и другие новые методы.
Под влиянием магнитного поля Земли солнечная плазма обтекает планету, образуя радиационные пояса. Магнитное поле сдерживает проникновение на Землю космической радиации. Однако в последнее время установлено, что магнитное поле Земли периодически исчезает и меняет знаки (происходит инверсия).
На протяжении последних 4 млн. лет насчитывается четыре крупные эпохи различной полярности: Брюнес (прямая), которая началась 0,7 млн. лет назад и продолжается до настоящего времени, Матуяма (обратная) — от 0,7 млн. лет до 2,43 млн. лет назад, Гаусс (прямая) — от 2,43 млн. до 3,23 млн. лет назад и Гильберт (обратная) — от 3,23 млн. лет до 4,45 млн. лет назад. Каждая эпоха имеет периоды, когда полярность меняется на более короткий срок, — это так называемые эпизоды. Самые ранние находки останков ископаемого человека падают на конец эпохи Гаусса, когда за короткий промежуток времени — от 3,06 млн. лет до 2,8 млн. лет назад — не менее четырех раз менялась полярность геомагнитного поля.
Археомагнитный метод основан на том, что глина способна намагничиваться, но стоит ее обжечь, как магнитное поле Земли как бы застывает и образуется термостатичная намагниченность. Измерив направления и силу магнитного поля и зная путешествие магнитных полюсов Земли, можно установить время обжига кирпича или керамики.
Радиоуглеродный метод взят из физики. В живом организме и в атмосфере содержится одинаковое количество радиоактивного углерода (С-14). Поступление углерода в организм прекращается с гибелью организма, тогда он начинает распадаться. Период его полураспада равен 5730 годам. Чем древнее находка, тем меньше в ней углерода. Сколько именно, об этом сообщает специальный прибор. Возраст органических остатков сейчас определяется очень точно. Тысячи памятников уже датированы таким образом. В природе постоянно распадается не только углерод С-14, но и другие изотопы. Измеряя количество тех или иных радиоактивных элементов в раковинах, кораллах, морских или вулканических отложениях, можно также довольно точно определить их возраст и включенных в них ископаемых останков или орудий человека. В последние годы было установлено, что радиоуглеродное датирование омолаживает древние предметы, особенно возрастом более тысячи лет. Дело в том, что физики исходили из того, что космические лучи, под воздействием которых образуется С-14, бомбардируют атмосферу с постоянной интенсивностью, однако в действительности она колеблется. Это показала дендрохронология.
Датировка доисторических памятников
Методы Материалы Период времени Примечания Дендрохронология Дерево 0 — 7000 лет С-14 Органические остатки (дерево, кость, раковины) 0 — 40 000 лет Соотношение уран — торий Сталагмиты, кость, раковины 10 000 — 250 000 лет Термолюминесценция Керамика, обожженный камень (керамика, песчаник, гранит), сталагмиты От 0 до нескольких сотен тысяч лет Электронный резонанс Сталагмиты,кость От 1000 до нескольких млн. лет. В стадии разработки Следы расщепления урана Вулканическое стекло — обсидиан, богатые ураном минералы От 0 до нескольких тыс. лет. Калиево-аргоновый Вулканическаялава 1000 — 1 млрд. лет Аминокислотный Кость В стадии разработки
Еще Леонардо да Винчи установил, что каждый год на стволах деревьев нарастает одно кольцо. Установлено, что каждое годичное кольцо древесного ствола имеет свой особый рисунок, поскольку вариации климата из года в год неодинаковы. По годичным кольцам остистой сосны, растущей в Калифорнии на высоте более 3 тыс. м (найдены деревья, которые растут уже 4900 лет), была составлена К. У. Фергюсоном шкала дат на 8,5 тыс. лет. При сопоставлении шкалы Фергюсона со шкалой по С-14 были выявлены расхождения. Разработаны поправки (калибровка) для дат по С-14.
