Лазерный радар может революционизировать археологию

Лидар (лазерный радар) может существенно детализировать наши представления о древних поселениях и сделать их гораздо более информативными, чем раньше. Высокая точность получаемых с его помощью топографических данных позволяет выявлять здания и сооружения там, где пасуют другие археологические методы, пишет Arts Tecnica.

Всё необходимое оборудование: ноутбук со специальным ПО, собственно лидар и его принимающий компонент (фото Topoflight Systems)

«Это изменение парадигмы, — говорит археолог Крис Фишер. — Лидар произведёт тот же эффект, что и изобретение радиоуглеродного анализа».

Лидар — это радар, работающий в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Так как длина его волн значительно меньше, а источник излучения — лазер — излучает куда как когерентнее антенны радара, получаемые изображения имеют фантастическую детализацию и могут применяться для создания высокоточных топографических карт.

В чем особая ценность этого прибора для археологии? Веками самые полные данные о прошлом дописьменных народов добывались при раскопках захоронений. Поселения же всегда рассматривались как гораздо менее информативный источник. Причин тому масса. Давно и совершенно точно подмечено, что если бы археологи будущего не знали современного языка и (или) письменности, то, раскапывая Архангельск и Астрахань, они сделали бы вывод о большем культурном разрыве между этими городами, чем, например, между Астраханью и Актау. Здания и объекты материальной культуры дышат на ладан — и оттуда выносится мусор, металлические предметы идут на переплавку, камни — на новое строительство, а в конце исторического цикла всё сколько-нибудь ценное утаскивают очередные варвары. Хорошо, если город был внезапно засыпан пеплом, как Помпеи, но жизнь редко дарит археологам такие подарки. Кроме того, многое естественное и понятное древним горожанам оставит нас в недоумении, как это происходит с застройкой Аркаима или точным назначением кносского лабиринта. Функции некоторых зданий можно установить только гадательно. Опять же, как правило, нам достаются только фундаменты, которые не всегда дают достаточно пищи для размышлений. Не стоит забывать и о любви древних к разрушению чужих строений и возведению на них новых. Так, крупнейшую пирамиду Копана двадцать шесть (!) раз частично разбирали и продолжали её строительство по-другому, с иной структурой, ходами, высеченными изображениями и пр. И только банальная нехватка тщательности при уничтожении предшествующих строений оставила современным археологам хоть какие-то следы первоначальных объектов.

Три этапа анализа изображений, полученных лидаром: первичный, с неотфильтрованной информацией, а также второй и третий, где артефакты уже выделены на фоне современного рельефа (фото Криса Фишера)

Хотя лидары применяются для сходных целей с 1980-х, лишь недавно, с прогрессом элементной базы, им удалось достичь точности, радикально превосходящей остальные методы такого рода. Сегодня точность используемых археологами лидаров составляет +/–2,5 см.

Крис Фишер копает сейчас в Западной Мексике, изучая следы государства тарасков (самоназвание пурепча), длительное время сопротивлявшегося империи ацтеков и сыгравшего немалую роль в её разрушении испанцами. Несколько лет назад он приступил к описанию недавно открытого города Сакапу Ангамуко, существовавшего между 1000 и 1350 годами н. э.

Начав в прошлом году применять лидар для топографического исследования древнего поселения, г-н Фишер получил неожиданно полную и детальную картину того, на какие зоны был разбит Сакапу Ангамуко. Сразу удалось обнаружить несколько ступенчатых Т-образных пирамид, столь характерных для тарасков. Полностью похороненные в предыдущих отложениях, они были незаметны глазу; бессилен тут был и археомагнитный метод. Но едва заметные выступы на поверхности выдали их лидару с головой. Точно так же были обнаружены несколько церемониальных комплексов, алтарей и тысячи обычных домов (у последних в основном фундаменты). Все эти многочисленные здания и сооружения несколько лет не удавалось найти, несмотря на применение всех мыслимых средств. Тотальная «зачистка» города квадратами, которая столь любима нашими археологами, копающими в Новгороде, здесь не очень пригодна: города Мезоамерики сильно разбросаны, и стопроцентный охват их утонувших в джунглях руин почти невозможен.

Значимую роль сыграло и ПО для обработки изображений лидара. Им занимается компания Topoflight Systems. Первый режим анализа информации лидара включает неотсортированные данные, простой набор точек поверхности. Второй — отфильтровывает именно поверхностный слой почвы и выдавшиеся над усредненным уровнем земной поверхности искусственные неровности, имеющие древнее происхождение. В третьем режиме остаются только артефакты поверхности, что позволяет сразу начать их анализ.

«Уникальными чертами лидара является плотность точек топопривязки и высокий уровень точности данных. У нас получилась чёткая трёхмерная картинка поверхностных слоёв», — замечает Крис Фишер.

Перспективы применения лидаров в археологии огромны. И дело не только в том, что прибор резко сокращает усилия по поиску объектов застройки в уже открытых городах. Исследователи уверены, что тотальная съёмка такого рода в состоянии выявить множество новых поселений. Можно провести аналогию с высокоточными радарами, разработанными в своё время в США для исследований закрытой плотными облаками венерианской поверхности: в 1980-х их предварительные испытания на Земле (в Гватемале) вскрыли целую сеть правильной формы ирригационных каналов под сенью центральноамериканских джунглей. Только тогда и стало известно об этой весьма значимой стороне жизни цивилизации майя, которая до того была абсолютна незнакома учёным.