Археология - наука о древности
Археология - наука о древности - всегда стремилась к применению самых передовых человеческих знаний и технологий, среди которых стратиграфический метод, воспринятый из геологии; методы датирования, основанные на законах физики и биологии; достижения химии, математики, зоологии, географии и пр.
Уже несколько десятилетий в археологии применяются компьютерные методы. Все начиналось с построения и обработки статистических таблиц на вычислительных машинах, и тогда, в конце 1970-х гг., это была, скорее, экзотика; сегодня же, с существенным увеличением объемов информации, требующей анализа и обработки, ускорением темпов проведения археологических исследований, археологию уже невозможно представить без использования компьютера. Передовые компьютерные технологии прочно вошли в мировую археологию и применяются на всех трех этапах исследования нашего прошлого - при извлечении материалов из земли, их научном анализе и, наконец, представлении широкой публике.
Древние поселения и захоронения всегда были неотъемлемой частью окружавшей их природы. Но как обнаружить их сегодня, в несуществующем ландшафте? Это пока под силу только профессионалам, вооруженным опытом, научной интуицией и передовыми технологиями. Только собирая по крупицам свидетельства деятельности человека в древности, археологи могут воссоздать картину прошлого.
Проведение раскопок - основной прием археологических исследований - требует большой подготовительной работы. И основное место в ней занимает разведочное обследование - поиск памятников. Лишь немногие сохранили элементы первоначального облика, позволяющие разглядеть в современном ландшафте «невооруженным глазом» некогда величественные творения наших предков, скрытые под землей с течением времени природными процессами и деятельностью современного человека. Изменение окружающего нас ландшафта - так называемый геоморфизм - коренным образом затронул не менее 80% территории европейской части нашей страны.
Один из основных приемов поиска древних памятников, используемый археологами, - взгляд с воздуха. Не случайно большинство первых фотографий с воздушных летательных аппаратов в начале XX в. сделано по заказу археологов. В 1904 г. с воздушного шара производилось фотографирование египетских пирамид в Гизе; двумя годами позже, в 1906 г., английский лейтенант Шарп фотографировал Стоунхендж. Но настоящим пионером аэрофотосъемки в археологии стал итальянец Джакомо Бони, включивший полеты на воздушных шарах в свою десятилетнюю программу изучения античных развалин Рима и долины р. Тибр (1899-1909 гг.). Для фотосъемки использовались и другие передовые инженерные достижения того времени: Альфред Нобель сделал ряд успешных снимков шведских курганов, установив фотокамеру на сконструированную им ракету, в то время как австрийские ученые крепили миниатюрные фотоаппараты на голубей. Однако в Первую мировую войну пальма первенства в аэрофотосъемке перешла к самолетам.
Космическая эра в дистанционном зондировании поверхности Земли началась в 1970-х гг. На смену самолетам пришли спутники, а фотопленка уступила место цифровым технологиям. Качественный скачок потенциала космической съемки для использования в археологии произошел, когда традиционные фотокамеры, снимавшие в узком черно-белом видимом диапазоне, заменили на сенсоры, охватывающие практически всю ширину электромагнитного спектра.
Археологи с энтузиазмом встретили новую технологию: отныне они могли не только увидеть поверхность Земли с высоты, но и заглянуть под покров растительности и даже под верхний слой почвы. Это стало возможным благодаря компьютерному комбинированию космических снимков, сделанных в разных диапазонах видимого и невидимого спектра - от длинных радиочастот до ультракоротковолнового инфракрасного и гамма-излучения. Например, синяя часть видимого спектра позволяет разграничить разные типы почв и растительности, выделить современные постройки и дороги; средняя часть инфракрасного диапазона демонстрирует объем биомассы и разность увлажненности, что нередко свидетельствует о наличии археологических памятников, скрытых под поверхностью почвы; термальный инфракрасный диапазон выявляет остатки каменных сооружений. Снимки, сделанные микроволновыми сенсорами, выявляют следы человеческой деятельности в сухих районах.
Значение компьютерной обработки космических снимков для археологии настолько велико, что поиском археологических памятников всерьез занялись совершенно неожиданные организации - например, НАСА. «Археолог НАСА» Том Север с успехом применил компьютерную обработку космических снимков для выявления памятников цивилизации майя, скрытых плотным покровом джунглей Центральной
Америки.
Развитие новых технологий дало в руки археологов еще один уникальный инструмент
- космические радары. Если сенсоры лишь улавливали отраженное излучение, в первую очередь свет, то радары активно зондируют поверхность Земли, направляя на нее луч различных диапазонов. Благодаря радарам в западной пустыне Египта обнаружены древние русла пересохших рек, по берегам которых располагались поселения человека, погребенные под многометровой толщей песка.
Применение современных компьютерных технологий позволило археологам задействовать в своих исследованиях и архивные спутниковые данные 1960-1970-х гг. В последние годы стали использовать снимки, полученные в рамках американской разведывательной программы CORONA, основным объектом которой была территория СССР. В наши дни данные CORONA для выявления памятников археологии активно применяют на кафедре археологии МГУ им. М.В. Ломоносова.
Круг научных задач, решаемых с помощью компьютерной обработки архивных данных дистанционного зондирования, весьма широк. В их число входят региональное научное картирование памятников археологии, локальные исследования планиграфии, структуры, округи отдельных памятников, в том числе палеореконструкции. Точная привязка к местности - так называемая георектификация
- архивных снимков, доступная благодаря современным компьютерным методам обработки, делает реальным полевое изучение и доследование памятников, «потерянных» в измененном человеком ландшафте.
Главным ограничением космической съемки с точки зрения археологии является так называемая разрешающая способность или размер объектов, которые можно зафиксировать из космоса. И если на снимках в видимом диапазоне, доступных для гражданского использования, уже можно разобрать отдельных людей, то по данным радаров такая точность пока еще недоступна. С развитием технологий в этой области стоит ожидать и неожиданных новых археологических открытий.
Ряд таких открытий готовится уже сегодня. Археологами получен первый опыт использования беспилотных летательных аппаратов и лазерных радаров (ЛИДАРов) - будущего археологического обследования с воздуха. Фотографии, сделанные с закрепленных на беспилотных самолетах камер, позволяют получить изображение поверхности Земли с беспрецедентным разрешением и четкостью. Видимые помехи с успехом устраняются при использовании ЛИДАРов. Нечувствительные к покрывающей поверхность Земли растительности, лидарные снимки фиксируют мельчайшие структуры искусственного происхождения, не видимые человеческим глазом, - остатки сооружений, дороги и тропинки, погребальные памятники, возраст которых насчитывает тысячи лет.
Методы дистанционного зондирования - лишь одна из многих областей применения современных компьютерных технологий в археологии - науке о прошлом, устремленной в будущее.