Возможно

Возможно, на памятнике, который Вы исследуете, целесообразно проведение магниторазведки.

Консультация и проведение исследований.

Смекалов Сергей Львович.

slsmek@mail.ru

Магниторазведка в археологии.

Магниторазведка – это один из геофизических методов исследования подземных объектов.

Суть магниторазведки состоит в обнаружении объектов, магнитные свойства которых отличаются от магнитных свойств окружающей среды. Для этого производится измерении естественного магнитного поля Земли с мелким шагом и при малой высоте расположения измерительного датчика. Абсолютная величина вектора магнитного поля Земли увеличивается от экватора к каждому из полюсов примерно от 35000 до 70000 нТл (нано Тесла). Объекты, расположенные вблизи поверхности Земли, обладают различными собственными магнитными свойствами и влияют на формирование локального магнитного поля в каждой точке поверхности. Такие локальные возмущения глобального поля называются магнитными аномалиями. Магнитные аномалии могут отличаться от среднего значения поля в данной местности на величины от долей нТл до тысяч нТл.

Современные приборы для измерения магнитного поля (магнитометры) позволяют определять его величину с точностью до сотых долей нТл за доли секунды. Карты изолиний локальных магнитных полей на поверхности Земли, позволяют делать выводы о наличии тех или иных подземных объектов и структур.

Квантовый магнитометр ПКМ-1 производства завода «Геологоразведка», Санкт-Петербург.

Не надо путать магнитометры и металлодетекторы. Это принципиально разные приборы. Магнитометры – пассивные приборы, которые измеряют магнитное поле. Металлодетекторы – активные приборы, которые возбуждают тем или иным образом электромагнитное поле и принимают ответное излучение которое исходит из подземных объектов в ответ на действие возбуждающего поля.

Так, например, при помощи магнитометра нельзя обнаружить золотые и алюминиевые объекты, которые не влияют на магнитное поле и не создают аномалий. В то же время золото и алюминий легко находятся при помощи металлодетектора.

Первоначальное развитие магниторазведка получила применительно к решению геологических задач как один методов поиска полезных ископаемых, однако, очень скоро выяснилось, что с ее помощью можно выявлять не только крупные геологические структуры, но и обнаруживать приповерхностные следы антропогенного воздействия.

Следует заметить, что изменения магнитных свойств приповерхностного слоя связано не только с непосредственно внедрением магнитоконтрастных антропогенных объектов, но и с изменением свойств соединений железа содержащихся в почве под воздействием человеческой деятельности и природных условий.

Железо весьма распространено в земной коре, оно входит с состав около 300 минералов, и его общее содержание составляет около 5 %. В зависимости от химической структуры соединений железа они могут быть магнитными и не магнитными. При высокотемпературном воздействии, а также за счет энергии выделяющейся при гниении немагнитные соединения железа могут переходить в магнитные. Этим обусловлена повышенная магнитная восприимчивость грунта, подвергшегося действию огня, а также верхнего слоя почвы, где интенсивны процессы гниения.

Подземным искусственным объектам всегда присуща большая пространственная упорядоченность, часто правильные геометрические формы, прямые углы, регулярная планировка и т.п., то есть черты, не встречающиеся в "дикой" природе. Таким образом, по магнитным картам может быть определено прохождение линий водоснабжения, канализации и коммуникаций, наличие подземных сооружений, особенно содержащих металлические, либо керамические части и их остатков (фундаменты, стены, коллекторы, кирпичные кладки и вымостки).

В случае если сами внедренные объекты являются немагнитными (пластиковые трубы), или даже отсутствуют (при обнаружении засыпанных пустых траншей) следы антропогенного воздействия все равно могут быть обнаружены. Заполнение траншей, ям и других углублений производилось, как правило, материалом из верхних слоев почвы, который является обычно более магнитным, чем подпочва. Так могут быть обнаружены заполненные грунтом полости, оплывшие со временем валы, занесенные верхними слоями почвы рвы, ямы и другие понижения грунта.

Следы очагов, печей и других объектов, испытавших воздействия огня, могут проявляться как непосредственно в аномально высокой остаточной намагниченности объектов, подвергавшихся такому воздействию, так и за счет намагничивания окружающей почвы.

Значительный опыт по созданию детальных карт подземных объектов при помощи магниторазведки накоплен в археологии. Это одна из немногих наук, для которой поиск и классификация объектов в приповерхностном слое, является задачей принципиального значения. Работы по применению магниторазведки в археологии начались еще в первой половине XX века и успешно продолжаются в настоящее время, опираясь на современные аппаратурные ресурсы и методы обработки информации. Выполнение детальной магнитной съемки осуществляется по предварительно разбитой сети измерений. При обследовании участка оператор осуществляет проходы вдоль профилей длиной 30-50 метров. Профили отмечаются на местности шнурами с нанесенными отметками расстояний. Расстояние между профилями 0,5-2 метра, в зависимости от требуемой детальности съемки.

Ниже на рисунках представлены в качестве примеров карты магнитного поля, и интерпретационные планы, полученная при выполнении детальной магнитной съемки на территории древнего города Метрополис (Турция) и городища «Белинское», Украина, Крым.

Карта аномалий магнитного поля и интерпретационный план погребенных остатков строений (античный город Метрополис, Турция).

Карта аномалий магнитного поля и интерпретационный план

городища «Белинское», Украина, Крым.

Магниторазведка является эффективным, неразрушающим и скоростным методом получения информации о подземных объектах. В зависимости от типов применяемой аппаратуры и рельефа местности, при помощи одного магнитометра группой из 2-3 человек может быть выполнена детальная съемка территории 2000-4000 кв. м в день с шагом съемки 0,5 м х 0,5 м. В благоприятных случаях магнитные карты обеспечивают высокую точность локализации объектов в плоскости (до десятков сантиметров).

Накопленный опыт распознавания объектов по результатам магнитной съемки позволяет создавать классификаторы магнитных аномалий.

Во многих Использование магнитной разведки позволяет получить данные о подземных объектах сопоставимые по информативности с проведением разведочных земляных работ.

В качестве основных классификационных признаков можно отметить

1. Геометрическая форма аномалий.

2. Амплитудное значение аномалий.

3. Знакопостоянный или знакопеременный характер аномалий, относящихся к тем или иным структурам.

4. Монопольный или дипольный характер аномалии.

5. Для аномалий дипольного характера совпадение или несовпадение оси диполя с направлением север-юг.

6. Ширина аномалий на половине (трети) амплитуды.

В приводимой таблице отображен ряд объектов, для поиска и идентификации которых, целесообразно использовать магнитную съемку. Следует отметить, что на условия проведения работ и вероятность распознавания объектов существенно влияют такие дополнительные факторы, как наличие случайных железных объектов на поверхности, близость крупных железосодержащих строительных конструкций и источников электромагнитных полей - линий электропередач, железнодорожных и трамвайных путей и т. п.

Таблица. Классификационные признаки подповерхностных объектов по результатам магнитной съемки.

Наименование объекта	Глубина обнаружения (m)	Классификационные признаки.
Линии водопровода стальные. Теплотрассы стальные. Трубопроводы канализации железобетонные.	5	Величины аномалий от 100 до нескольких тысяч нТл. Аномалии знакопеременные вдоль линии трубопровода. Пространственный период аномалий вдоль трубопровода соответствует длине отдельных сегментов трубопровода. Линейная форма аномалий.
Трубопроводы канализации пластиковые	2	Величины аномалий до 30 нТл. Аномалии знакопостоянные вдоль линии трубопровода. Линейная форма аномалий. Аномалию дает не сам объект, а заполнение траншеи, в которой он находится.
Скрытые выходы шахт и колодцев на поверхность без металлических крышек.	1	Величины аномалий до 100 нТл. Аномалии не имеют отрицательной части. Округлая форма аномалий.
Подземные железобетонные сооружения размером 5-10м	5	Величины аномалий от 100 до нескольких тысяч нТл, аномалии имеют положительные и отрицательные части, форма связана с размерами объекта.
Сети кабельные под током	3	Величины аномалий от 100 до нескольких тысяч нТл. Аномалии знакопеременные вдоль линии кабеля, аномалии имеют характерый вид короткопериодических "биений". Линейная форма аномалий.
Сети кабельные обесточенные	2	Величины аномалий до 30 нТл. Аномалии знакопостоянные вдоль линии трубопровода. Линейная форма аномалий. Аномалию дает не сам объект, а заполнение траншеи, в которой он находится.
Подземные фундаменты бетонные армированные	5	Величины аномалий от 100 до нескольких тысяч нТл. Аномалии имеют положительные и отрицательные части, форма связана с формой объекта.
Фундаменты бетонные неармированные	1	Величины аномалий 10- 50 нТл. Аномалии знакопостоянные вдоль линий фундаментов, форма связана с формой объекта.
Фундаменты кирпичные	5	Величины аномалий 50- 500 нТл. Аномалии имеют положительные и отрицательные части, при малой глубине носят мозаичный вид, форма связана с формой объекта.
Фундаменты бутовые из вулканических пород.	3	Величины аномалий 10- 100 нТл. Аномалии знакопеременные, форма связана с формой объекта.
Фундаменты и остатки стен из осадочных пород.		Величины аномалий 5- 30 нТл. Аномалии отрицательные вдоль контура объекта, форма связана с формой объекта
Стальные одиночные объекты и их скопления
массой до 1 кг	1	Аномалии имеют величину от 100 до нескольких тысяч нТл. Аномалия от одиночного объекта имеет дипольный характер. Ориентация аномалии зависит от соотношения остаточной и индуцированной намагниченности. Пространственные размеры связаны с массой объекта и глубиной залегания. Для набора ферромагнитных тел, сосредоточенных в одном месте форма аномалии может быть очень сложной.
массой до 10 кг	3
Массой до 100 кг	5
Массой более 100 кг	10
Одиночные объекты из цветных металлов	Обнаружение маловероятно.
Засыпанные рвы, канавы, траншеи		Величины аномалий до 30 нТл. Аномалии знакопостоянные вдоль линии структур. Линейная форма аномалий.
Засыпанные одиночные ямы, могилы	2	Величины аномалий до 30 нТл. Аномалии не имеют отрицательной части. Форма аномалий соответствуют форме объекта.
Естественные и искусственные пустоты размером 3-5 м без стальных креплений	2	Величины аномалий до 20 нТл. Аномалии отрицательные. Форма аномалий соответствуют форме объекта.
Приповерхностные границы геологических структур, выходы скальных пород	10	Величины аномалий до 100 нТл. Изолинии оконтуривают границы структур.
Остатки печей, очагов, кострищ.	5	Величины аномалий до 300 нТл. Наличие у аномалии положительной части над объектом и отрицательной части к северу от объекта.
Отдельные крупные камни	3	Величины аномалий до 100 нТл. Дипольный характер аномалий с произвольной ориентацией.

Примеры отчетов по магнитной съемке можно посмотреть здесь:

Магнитная съемка у дер. Бурнель.

Магнитная съемка у дер. Марьино.