Применение электротомографии для решения археологических задач БобачевА.А. , Журбин И.В.

Применение электротомографии для решения археологических задач
БобачевА.А. 1, Журбин И.В.3, Модин И.Н. 1,2, Шевнин В.А.1,2
1-Геологический ф-т МГУ имени М.В.Ломоносова, 2-ООО «Геоскан»,
3-Физико-технический институт УрО РАН
Введение
Одним из эффективных методов решения археологических задач является
электротомография (ЭТ). В комплексе с другими геофизическими методами на стадии
детализации полученных аномалий эта технология может решать широкий круг задач. В силу
своей относительно высокой трудоемкости электротомография не может решать задачи поисков
объектов на больших площадях. Только после того, как выявлены аномалии по результатам
магниторазведки, электропрофилирования и георадара, ЭТ помогает сделать оценку полученных
аномалий по форме объектов, их глубине и свойствам. В этом плане электротомография является
неотъемлемой частью геофизического комплекса в археологии [Журбин и др., 2007]. Применение
электротомографии оправдано по нескольким причинам. Во-первых, большинство
археологических объектов имеет конечные размеры по горизонтали и эффективно может
изучаться только с помощью двумерных или трехмерных геофизических технологий. Во-вторых,
археологические объекты могут иметь достаточно контрастные электрические свойства по
сравнению с вмещающей средой. В-третьих, глубина объектов обычно не превышает 1.5 – 2 м и,
если их размеры соизмеримы с этой глубиной, то они могут реально проявиться в виде аномалий
кажущегося сопротивления. Исходя из нашего опыта, можно перечислить типичные объекты,
которые можно исследовать с помощью электротомографии:
- погребения в виде братских захоронений, склепов, одиночных могил или курганов;
- фортификационные сооружения в виде засыпанных рвов, траншей, оснований стен;
- фундаменты и основания стен древних построек;
- крупные гончарные или металлургические печи;
- межевые стены сельскохозяйственных наделов;
- сохранившиеся пустоты, камеры, тоннели и подземные ходы;
- ямы, колодцы, углубления, землянки;
- отсыпки строительного мусора и материалов;
- древний палеорельеф;
- подводные объекты типа дамб, стен, зданий и т.п.
Круг объектов исследования непрерывно расширяется. Постоянно мы встречаемся с
новыми задачами. Поэтому геофизики находят новые применения для электротомографии в
области археологии. Число отечественных археологических памятников, на которых
использовалась электротомография, исчисляется уже десятками. Но это все равно капля в море,
особенно если сравнивать с западными подходами к археологическим исследованиям, где
применение геофизики является обязательным этапом.
Особенности методики
Требование максимальной детальности приводит к минимальным размерам используемых
установок. Шаг по профилю обычно составляет 0.5 м. А максимальный разнос АО - 10 м, что
позволяет уверенно изучать объекты, имеющие размеры 1 м и залегающие на глубине до 3 м. Для
повышения разрешающей способности метода обычно используется комбинированная
трехэлектродная установка Шлюмберже. Для производства измерений может применяться
разнообразная аппаратура. Уже более 15 лет успешно применяется отечественный
специализированный для археологических исследований многоэлектродный комплекс «Иднакар»
[Журбин и др., 2006]. Высокая скорость работ в нем обеспечивается использованием высокой
частоты (19 Гц). Хорошие результаты обеспечиваются и с помощью стандартных
электротомографических комплексов типа Syscal Pro (фирма «Iris Instruments», Франция), которые
позволяют с очень высокой точностью и с максимальной производительностью произвести
съемку. С помощью такого рода аппаратуры удается выполнить в ограниченное время
максимальное число профилей ЭТ. Удается отрабатывать до 5-10 профилей в день с набором в 98
электродов (порядка 15000 измерений). Пример одного такого профиля показан на рис.1.