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.
Дендрохронологический метод позволяет с точностью до одного года определить возраст деревянных построек. Дендрохронология широко применяется для датировки мостовых в Новгороде (их сохранилось 28 ярусов).
Метод термолюминесценции помог уточнить даты по С-14 и дендрохронологии. Он основан на том, что если древнюю почву, керамику и т. п. нагреть до температуры 400°—500°, то они будут светиться. Свечение тем интенсивнее, чем древнее предмет (современные керамика и почва при нагревании не светятся). Новые методы датировки можно суммировать в таблице (см. с. 59).
Кроме вышеперечисленных методов датирования, археологи определяют даты по интенсивности солнечной радиации (астрофизический метод) и широко применяют методы биогеологического датирования по ленточным глинам, спорам, пыльце.
Ленточные глины образовались на дне водоемов за счет отложений летом светлой (ветер наносит песок и пыль) и широкой, а зимой темной (отмирание подо льдом водорослей, насекомых и рыб) и узкой полосок. Каждая пара полосок (летней и зимней) означает год. Подсчет полосок дает возможность определить дату памятника, если культурный слой перекрыт слоем ленточных глин.
Изучение древней пыльцы помогает археологу воссоздать ландшафт прошлого, восстановить историю климата. И здесь ученые выяснили, что в изменении климата наблюдаются строгие закономерности: влажные периоды чередуются с сухими так же закономерно, как день следует за ночью. Были установлены и другие закономерности в изменении климата, а следовательно, появилась возможность предсказывать, как будет меняться климат в ближайшие годы.
Обработка экспедиционных материалов не ограничивается установлением даты памятника. Не менее важно определить назначение древних орудий, изучить технику их изготовления, их петрографический и химический состав. Еще недавно об изготовлении орудий и использовании их часто судили, рассуждая умозрительно или основываясь на этнографических данных, не всегда хорошо проверенных. Например, считалось, что каменный топор древний человек делал очень долго, несколько лет. Советский археолог С. А. Семенов задал вопрос: а правильны ли наши предположения о первобытной технике? Вместе со студентами он изготовил орудия по образцу древних, а потом стал работать ими. Оказалось, что на изготовление одного орудия уходили не годы и десятилетня, а всего лишь часы и минуты. Да и производительность труда при использовании каменных орудий оказалась не такой уж низкой. Хирурги открыли, что каменные ножи в сотни раз острее стальных ланцетов и даже лучше лазерного скальпеля. Они стали широко применять их при операциях.
В лабораториях функционального анализа Института археологии сравнивались следы работы, которые оставались на каменных орудиях, изготовленных сейчас (этими орудиями пилили, строгали, резали дерево, кожу, кость, мясо, рыбу), со следами на древних каменных орудиях. Такое изучение следов работы на орудиях называют методом функционального и трассалогического (трасса — «след») анализа. Этот метод дал возможность разгадать немало древних тайн[76]. Анализ находок позволяет установить, каким образом и из чего были изготовлены те или иные предметы, откуда было взято сырье. Старейший метод определить, есть ли драгоценный металл в предмете, — лидийский или пробирный камень. Металл растирается на пробирном камне, который затем обрабатывается реактивом. По изменению окраски реактива судят о присутствии драгоценного металла.
Еще Архимед в III в. до н. э. для того, чтобы установить, из чего была сделана корона царя Гиерона, поместил ее в сосуд с водой и замерил, сколько воды было вытеснено короной. Потом поместил такое же по весу количество золота и серебра по очереди в тот же сосуд и подсчитал разницу количества вытесненной воды в каждом случае. Так он точно подсчитал соотношение золота и серебра в короне царя. Этот метод удельного веса применяется до сих пор археологами.
Многое дают археологам химические анализы древних находок. Благодаря им еще в XIX в. французский химик П. Бертело, анализируя древнейшие металлические предметы, доказал, что они сделаны не из бронзы, как это полагали раньше, а из меди. Был открыт медно-каменный век — энеолит.
Для химического анализа берется часть предмета, а это не всегда желательно. Спектрографический анализ требует меньшее количество анализируемого материала. Этот метод позволил, например, определить, что в III—II тыс. до н. э. в Восточной Европе металлургия самостоятельно зародилась в двух местах — на Урале и на Кавказе, которые снабжали большую часть нашей страны металлом. Позднее стал проникать металл с балканского очага металлургии.
В последние годы стали больше применяться неразрушающие методы анализа древних предметов, например рентгеновский. Однако этот метод анализирует лишь поверхностный слой предметов. Следовательно, неоднородный образец может быть проанализирован неточно. Более точные результаты дает ядерный анализ. Здесь используются нейтроны, полученные в ядерном реакторе иди ускорителе. С помощью этого метода было установлено соотношение кислорода 16 и 18 в древнем мраморе и определены месторождения, из которых добывали мрамор для той или иной статуи. Для производства стекол в древности широко применяли свинец. С помощью ядерного анализа установлены свинцовые рудники от Испании до Ирана.
Первая ступень археологической обработки материалов — классификация и типология.
Все находки археологи разбивают по категориям, группам, классам, типам и видам. В зависимости от материала, из которого они изготовлены, их объединяют в пять категорий: изделия из камня, керамики, кости, металла, дерева и других материалов. С учетом первичной обработки материалов каждая категория, в свою очередь, делится на группы. Так, например, керамика разделяется на группы: лепную, изготовленную только руками, и гончарную, сделанную на гончарном круге. В зависимости же от характера вторичной обработки материалов каждая группа делится на классы, классы — на типы, а типы — на виды.
Каждую из находок нужно измерить, установить ее назначение, выяснить, из какого материала и как она была изготовлена, подсчитать, сколько аналогичных вещей найдено в данном комплексе, какую долю они занимают в сумме всех находок. Все эти данные суммируют по каждому памятнику и сравнивают с другими комплексами вещей. На карте отмечают распространение сходных комплексов, а в отдельных случаях и отдельных вещей. По таким картам определяют границы расселения племен, родов и народов, выясняют торговые пути.
Большую помощь археологии оказывает использование электронно-вычислительных машин для обработки археологического материала.
Археологи постоянно имеют дело с огромным количеством разнообразных вещей — орудиями, посудой, останками человека, костями животных, остатками очагов жилищ, поселков, гробниц, городов, крепостей, храмов. Например, за последние 10—15 лет на Южном Урале собрано более 500 тыс. изделий из камня первобытного человека. Требовалось все данные измерения и анализов этих сотен тысяч находок с Южного Урала систематизировать и сравнить с каменными орудиями других территорий. Такую работу вручную выполнить при жизни одного поколения невозможно. ЭВМ за 4 часа провела все необходимые расчеты. В последние годы широкое использование катодно-лучевых трубок позволило обращаться к ЭВМ и без помощи специалистов-математиков. Созданы телевизионные экраны с 32 ключами, которые можно использовать как клавиши пишущей машинки.
После выполнения задачи ЭВМ изображает на экране решение этой задачи в виде схемы. На этой схеме светочувствительным карандашом можно выделять ее определенные участки, которые при нажиме на соответствующую клавишу изображаются крупным планом, их можно переставлять местами или исключать из схемы.
Имеются телеэкраны (в виде горизонтального столика), на которых светочувствительным карандашом можно делать зарисовки от руки (изображение стирается нажимом соответствующего ключа). Можно, скажем, перерисовать изображение орудия или поместить на экран фотографию какой-либо вещи, и машина сама «скажет», где, когда и в каких условиях находили подобные вещи, как они датируются и т. п.
