В Египте обнаружены древние сооружения, погребенные на глубине 14 метров

Фото из открытых источников

Многопрофильная группа археологов и геофизиков обнаружила погребенные сооружения 26-й династии (саитский период) на месте Телль-эль-Фараин, древнего Буто, в северо-западной части дельты Нила. Открытие стало возможным благодаря сочетанию изображений с радиолокационного спутника Sentinel-1, подземной электротомографии и последующих археологических раскопок, подтвердивших результаты.

Исследование, опубликованное в журнале Acta Geophysica, демонстрирует, как интеграция неинвазивных технологий позволяет картировать сложные населенные пункты без предварительного проведения масштабных раскопок.

Буто, известный в древности как город богини Ваджет, был одним из главных центров Нижнего Египта. Его заселение восходит к додинастическому периоду (четвертое тысячелетие до нашей эры) до прихода ислама в VII веке. Однако история этого места имеет пробел примерно в 1500 лет, в течение которого поселение было практически заброшено, между Древним царством и Третьим переходным периодом.

Отсутствие следов обитания, возможно, связанное с изменениями русла Нила, привело к тому, что самые древние слои оказались погребены под многометровыми слоями ила и отложений, что затруднило традиционные исследования.

Для преодоления этой трудности исследователи разработали трехступенчатую рабочую стратегию. Во-первых, они использовали изображения со спутника Sentinel-1, радара C-диапазона, который, в отличие от оптических датчиков, может проникать сквозь растительность и, в условиях сухой почвы, достигать определенной глубины.

Изображение, использованное в работе, было сделано 5 мая 2018 года. По мнению авторов, в дельте Нила май является оптимальным месяцем для такого рода обнаружения из-за малого количества облаков и низкой влажности почвы после сбора урожая, что способствует проникновению сигнала.

Обработка этого изображения выявила аномалию овальной формы размером 128 на 62 метра. Исследователи предположили, что такая форма может быть обусловлена нисходящим направлением орбиты спутника, которое усиливает отражательную способность на восточной и северной сторонах заглубленных объектов. Тем не менее, наличие аномалии такого размера указывало на существование заглубленного элемента, заслуживающего более детального анализа. Последующие исследования были сосредоточены на этой области.

Второй этап включал геофизическую съемку с использованием электрорезистивной томографии (ЭРТ). Этот метод измеряет сопротивление, оказываемое подземными слоями прохождению электрического тока. Такие материалы, как сухой глиняный кирпич, демонстрируют высокое сопротивление, в то время как водонасыщенные илы или засоленные глины показывают низкие значения.

Для исследования было размещено пятнадцать параллельных профилей, каждый из которых содержал 24 электрода, расположенных на расстоянии трех метров друг от друга, охватывающих площадь около 5400 квадратных метров на холме, известном как Ком С.

Профили были сгруппированы в две группы. Первая группа включала девять линий; вторая — шесть. Каждая линия обрабатывалась индивидуально с помощью программного обеспечения для 2D-инверсии, а затем данные объединялись для создания трехмерных моделей. Исследователи сравнили два метода: создание псевдо-3D моделей, которые объединяют инвертированные 2D-срезы, и полную 3D-инверсию всех данных. Это сравнение привело к четкому выводу: полная 3D-инверсия обеспечивает гораздо более точное изображение погребенных структур, даже на таком сложном участке, как Буто.

Результаты томографии выявили три четко различимых уровня. В верхнем слое, простирающемся примерно на три метра в глубину, исследователи наблюдали диффузные картины удельного сопротивления и разрозненные аномалии. Этот участок был интерпретирован как результат человеческой деятельности и природных процессов в поздние периоды заселения, соответствующие птолемейскому и римскому периодам. В этом слое были обнаружены фрагменты сырцового кирпича, остатки известняка и керамики, смешанные без видимого порядка.

На глубине от трех до шести метров была обнаружена очень четко выраженная аномалия высокого удельного сопротивления. Трехмерные модели показали прямоугольную структуру размером примерно 20 на 25 метров со стенами толщиной до пяти метров. Эта структура была интерпретирована как здание из сырцового кирпича периода Саитов (Двадцать шестая династия, VII–VI века до н.э.).

Ниже, на глубине от шести до семи метров, был обнаружен второй слой с высоким сопротивлением, на этот раз непрерывный по всей исследованной территории. Исследователи идентифицировали его как слой песка, намеренно отложенный для выравнивания грунта и укрепления фундамента здания. Использование такого рода «песочницы» в качестве метода устройства фундамента в Древнем Египте задокументировано и на других археологических памятниках.

Для подтверждения интерпретации геофизических данных группа провела археологические раскопки в сетке размером десять на десять метров, разделенной на четыре подквадрата размером пять метров с каждой стороны. Раскопки достигли максимальной глубины около четырех с половиной метров. В верхних слоях, до примерно трех метров, были обнаружены многочисленные фрагменты керамики и разбросанные остатки глиняных кирпичей, соответствующие диффузным сигналам, зарегистрированным томографом.

Начиная с глубины трех метров, начали появляться стены из сырцового кирпича с четко выраженной ориентацией. Было задокументировано шесть пересекающихся стен шириной от 55 до 125 сантиметров. Кирпичи имели стандартизированные размеры от 22 на 42 сантиметра до 22 на 50 сантиметров. Расположение этих стен точно соответствовало прямоугольной аномалии, которую показали трехмерные модели на глубине от трех до шести метров.

Самым значительным открытием во время раскопок стали не только сами стены, но и группа предметов, найденных рядом с ними. Археологи обнаружили фаянсовые амулеты и известняковые фрагменты, изображающие египетских божеств: богиню Ваджет , Исиду, кормящую Гора, бога Беса, Таверету , Анубиса и несколько глаз удьят.

Также были найдены стеатитовый скарабей с именем фараона Тутмоса III, небольшой жертвенный сосуд и фрагменты статуй. По мнению авторов исследования, концентрация этих религиозных предметов предполагает, что раскопанное здание могло быть второстепенным храмом или религиозным комплексом, возможно, связанным с погребальными культами или жилищами жрецов.

Интеграция геологических разведок, проведенных в ходе предыдущих экспедиций, с новыми данными позволила уточнить хронологию. Разведки, проведенные в 1990-х и 2000-х годах, установили, что слои саитского периода в Буто имеют переменную толщину от двух до четырех метров. Уровень, на котором появились стены, и тип связанной с ними керамики относят постройку к тому же периоду. Исследователи отмечают, что, согласно карте поселений, составленной на основе разведок, Буто переживал интенсивную активность во время Двадцать шестой династии, то есть, вероятно, именно тогда и было построено это сооружение.

Сравнение результатов электротомографии и данных раскопок выявило высокую степень соответствия. Стены, обнаруженные при раскопках, располагались точно в той области, где модели удельного сопротивления показали аномалию высокого удельного сопротивления.

Кроме того, глубина, на которой начинались стены (около трех метров в большинстве подквадратов), совпадала с переходом между уровнями диффузного удельного сопротивления и определенной аномалией. Эта корреляция позволила исследователям подтвердить, что электротомография, особенно при обработке с помощью алгоритмов 3D-инверсии, способна надежно выявлять не только наличие погребенных структур, но и их геометрию и глубину залегания.

Что касается использования спутниковых снимков, исследование приходит к выводу, что радар Sentinel-1 C-диапазона способен достигать глубины проникновения более одного метра в условиях сухой почвы. В дельте Нила, где преобладают глины, эта глубина более ограничена, но в мае, когда почва более сухая, ее достаточно для обнаружения крупномасштабных аномалий, которые впоследствии можно исследовать с помощью детальных геофизических методов.

Авторы подчеркивают, что целью работы было не разработка новых методов, а применение комбинации уже существующих технологий для решения конкретной археологической проблемы на сложном объекте. Подход данного исследования сосредоточен прежде всего на использовании — а не на разработке новых методов — спутниковых изображений с синтезированной апертурой (Sentinel-1 GRD) в сочетании с измерениями электрорезистивной томографии и процессом раскопок для изучения фаз заселения объекта, в частности, в отношении подземных архитектурных остатков на археологическом холме Буто (Ком С). Эта фраза, включенная во введение к статье, суммирует философию работы: комплексное применение уже проверенных инструментов для получения результатов, которые ни один из них не смог бы дать по отдельности.

Еще один важный вывод исследования касается сравнения различных типов обработки геофизических данных. Исследователи отмечают, что сравнение квази-3D изображений, созданных путем объединения инвертированных 2D-разрезов, и полностью 3D-инвертированных моделей удельного сопротивления подчеркивает превосходную точность алгоритма 3D-инверсии для улучшения визуализации недр и интерпретации погребенных археологических остатков, даже на таком сложном участке, как Буто. Этот вывод имеет практическое значение для будущих исследований, поскольку он рекомендует использовать полную 3D-инверсию даже в тех случаях, когда данные были получены с использованием параллельных 2D-профилей.

В исследовании также рассматривается одна из распространенных трудностей в геофизических исследованиях: интерпретация аномалий. На отдельных двумерных профилях стенки, ориентированные в том же направлении, что и измерительная линия, выглядят менее четко выраженными, чем те, которые перпендикулярны ей. В этом случае, расположив профили в направлении восток-запад, удалось четко визуализировать стенки, ориентированные с севера на юг, в то время как стенки, ориентированные с востока на запад, отображались с более низким разрешением. Полная трехмерная инверсия помогла смягчить этот эффект, хотя и не устранить его полностью.

Результаты этой работы открывают новые возможности для исследований в Буто. Команда считает, что, помимо известного до настоящего времени главного храма, под толстым слоем глины в других частях археологического памятника могут находиться еще один храм или религиозный комплекс. В предстоящих экспедициях планируется расширить исследования, увеличив расстояние между электродами, чтобы достичь большей глубины и изучить самые древние периоды заселения, включая додинастический период, который, согласно данным зондирования, находится на глубине около четырнадцати метров.

Сочетание методов, использованных в этой работе — спутниковая радиолокация, электротомография и выборочные раскопки — оказалось особенно эффективным в таких условиях, как дельта Нила, где аллювиальные отложения и высокая влажность затрудняют традиционные методы обследования. Благодаря отсутствию необходимости в масштабных предварительных раскопках, такой подход снижает затраты и время работ, а также минимизирует воздействие на участок.

Исследователи пришли к выводу, что результаты данного исследования демонстрируют эффективность сочетания геофизических измерений и данных дистанционного зондирования, что позволило получить очень точное представление об обнаружении погребенных поселений в сложном регионе.