КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 24-28-01157
НазваниеВкладышевые технологии Восточной Сибири конца плейстоцена-начала голоцена
Руководитель Бочарова Екатерина Николаевна,
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-103 - Археология
Ключевые слова композитные орудия, археология, палеолит, ранний голоцен, мезолит, финальный плейстоцен, костяная индустрия, геметрико-морфометрический анализ, компьютерная томография, методы матической статистики
Код ГРНТИ03.41.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на комплексное изучение композитных костяных и роговых орудий позднего плейстоцена-начального голоцена (15-7 тыс. л. н.) Восточной Сибири с помощью самых современных методов: трехмерное сканирование, компьютерное томографирование и рамановская спектроскопия в сочетании с экспериментальным моделированием и математической статистикой. Такой мультидисциплинарный подход позволит получить новую, ранее не доступную информацию по технологии изготовления и моделям использования/ремонта вкладышевых орудий, поскольку только с помощью высокоточного трехмерного сканирования и микротомографии можно получить качественные модели внутренней поверхности пазов исследуемых орудий. В ходе предлагаемого проекта будет реконструирован процесс изготовления, использования и ремонта композитных орудий. Будут установлены связи между поперечными сечениями пазов определенной морфологии (v-, u-образные, со «ступеньками») с каменными орудиями, которыми их производили (резцы, острия с разной степенью утилизации). Комплексный анализ формы композитных орудий с помощью геометрико-морфометрического анализа позволит установить их вариабельность и факторы, влияющие на нее (культурные, хронологические, функциональные). Рамановский спектроскопический анализ выявит остатки клеящих веществ на орудиях и вкладышах, либо установит их отсутствие. Отдельное внимание будет уделено каменным вкладышам, которые обнаружены в композитных орудиях и рядом с ними при раскопках. Такие использованные вкладыши рассматриваются как цель микропластинчатого производства в каменных индустриях. Композитные орудия с вкладышами будут томографироваться, в результате чего будет установлен способ крепления вкладыша в органическую основу (какая сторона являлась лезвием, с каким углом и т.д.). Для целевых вкладышей будут установлены их технико-типологические характеристики (тип фрагмента микропластины, метрические характеристики, углы лезвий), которые впоследствии будут применены к каменным комплексам с целью определения доли целевых продуктов и соответственно основные модели импорта/экспорта, связанные с этими орудиями. Детальный метрический анализ пазов вкладышевых орудий (углы схождения, расстояние между краями, глубина, толщина) в сочетании с данными по целевым вкладышам позволит построить линейную регрессионную модель, которая с точностью 95% (ограничение статистического метода) позволит подбирать вкладыши с определенными метрическими характеристиками для имеющегося композитного орудия без вкладышей и пазы с определенными характеристиками для вкладышей без основы. То есть, в тех случаях когда исследуется комплекс без композитных орудий, появится возможность реконструировать их основные характеристики. Таким образом, будет установлена технологическая взаимосвязь между микропластинчатым производством и композитными орудиями. В результате выполнения проекта будет преодолена имеющаяся качественная разница в степени изученности технологий микропластинчатого расщепления и композитными орудиями. Данные, полученные при реализации проекта позволят на более высоком научном уровне, чем современный, определять технологические и культурные маркеры комплексов позднего плейстоцена-начального голоцена (15-7 тыс. л. н.) Восточной Сибири, изучать мобильность древнего населения, модели экспорта и импорта вкладышей и вкладышевых орудий, процессы передачи технологий и идей между отдельными территориями. В настоящий момент проект не имеет аналогов в российских или зарубежных археологических исследованиях.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
За первый год выполнения проекта коллективу удалось собрать многочисленную выборку вкладышевых орудий из позднеплейстоценовых-раннеголоценовых комплексов Восточной Сибири, впервые провести их компьютерную томографию, получить 3D-модели для детального морфологического и метрического анализов, а также реконструировать основные технологические процессы их изготовления.
Материалы для анализа были собраны из ключевых археологических памятников региона, таких как Лиственка (21 экз.), Афонтова гора II (15 экз.), Усть-Кяхта (2 экз.); Казачка (16 экз.), пещера Еленева (4 экз.), Шалуний Бык (2 экз), Усть-Кеуль I (2 экз.), Усть-Ёдарма II (3 экз.), Верхоленский могильник (2 экз.), Серовский могильник (1 экз.), Игирма (1 экз.), Окуневка (2 экз.), Усть-Зелинда 2 (1 экз.), Калашиха (1 экз.), Шаманский Мыс 1, 3 (4 экз.), суммарно было обработано 82 композитных орудия. Такой подход позволил анализировать артефакты из различных культурно-хронологических контекстов.
В результате работы были созданы 71 экз. 3D-моделей костяных и роговых основ, что обеспечило проведение детального морфологического и метрического анализов. На основе полученных моделей и фотографий (стекинг по фокусу) выполнено исследование 52 составных орудий, позволившее определить их размерные характеристики и технологические особенности. Материалы стоянки Казачка (11–8 тыс. л.н.) включают 16 костяных орудий — наконечников и ножей. Размеры варьируют от широких обойм (шириной 10–13 мм) до длинных узких наконечников (120–140 мм). На поверхности отмечены следы шлифовки. Коллекция стоянки Лиственка (16,5–10 тыс. л.н.) представлена 21 орудием длиной 132–260 мм и шириной 20–29 мм. Формы варьируют от треугольной до овальной и трапециевидной, на остриях видны следы абразивной обработки. Изделия Афонтовой горы II (20–12 тыс. л.н.) включают 15 удлиненных орудий с U-образными пазами глубиной 1–2 мм. Большинство — однопазовые орудия с двояковыпуклым сечением, а на заготовках сохранились следы грубой обработки.
Экспериментальное моделирование включало три основных этапа: изготовление инструментов и составляющих частей для композитных орудий и изготовление собственно составных орудий В ходе реконструкции были восстановлены основные этапы изготовления композитных орудий — от создания основ и прорезания пазов до фиксации вкладышей с использованием клеящих веществ. В рамках экспериментов особое внимание было сосредоточено на реконструкции технологии прорезания пазов с использованием различных инструментов, таких как резцы, микропластины, проколки и микрорезцы. Установлено, что форма паза изменяется в зависимости от направления движений и типа инструмента, а также доказано влияние степени износа орудий на симметрию и форму азов. Трехмерное моделирование позволило выявить основные формы пазов: V-, U-, W- и /_\-образные. Установлено, что однонаправленные движения сохраняют форму паза постоянной по всей длине, тогда как бинаправленные движения вызывают изменения его формы по длине. Эксперименты показали, что V- и /_\-образные формы характерны для однонаправленного движения, W-образная форма формируется при бинаправленном движении, а U-образная форма может быть результатом как однонаправленного, так и бинаправленного движения. При этом в случае однонаправленного движения U-образная форма сохраняется по всей длине паза, тогда как при бинаправленном движении наблюдаются ее изменение на W-образную. Также установлено, что поломка инструментов в процессе работы приводит к расширению дна паза и нарушению симметрии его боковых сторон, что характерно для U- и /_\-образных форм пазов.
В рамках проекта были также проведены компьютерные томографические исследования четырех композитных орудий, что является первым применением данного метода для анализа составных орудий в практике археологических исследований Северной Азии. Томография позволила детально изучить внутреннюю и внешнюю структуры пазов с вкладышами, провести их сегментацию (виртуальное извлечение из основы), измерить их размеры и определить форму. Выявленное несоответствие между глубиной пазов и шириной вкладышей свидетельствует о применении клеящих веществ для фиксации элементов и заполнения пустот. Было определено, что костяные обоймы с вкладышами ранее реставрировались, что включало извлечение вкладышей и их последующее возвращение в паз. Исследование методом компьютерной микротомографии позволяет выявить микроповреждения, например, внутренние трещины и мелкие сколы, возникающие при использовании орудия. Это дает возможность определить, насколько интенсивно утилизировался инструмент, какие части орудий были подвержены нагрузкам. Результаты исследования демонстрируют высокую информативность метода для изучения композитных артефактов без риска их повреждения.
Публикации
1.
Бочарова Е.Н.
Составные пазовые орудия голоценовых комплексов стоянки Казачка (Восточная Сибирь)
Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий., Т. XXX. С. 48-56. (год публикации - 2024)
10.17746/2658-6193.2024.30.0048-0056
2. Бочарова Е.Н., Чистяков П.В., Жданов Р.К. Evolution and Dissemination of Composite Slotted Tools in Eastern Siberia Book of abstracts. World Neolithic Congress, 4 - 8 NOVEMBER 2024 SANLIURFA, TÜRKİYE, p. 249 (год публикации - 2024)
3. БОЧАРОВА Е. Н., ЧИСТЯКОВ П. В. РЕКОНСТРУКЦИЯ КОСТЯНЫХ ОРУДИЙ МЕТОДАМИ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ VI Северный aрхеологический конгресс. Материалы докладов. 8–11 октября 2024. Сургут. Екатеринбург: ИИиА УрО РАН, С. 6-8 (год публикации - 2024)
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчётном году проведён комплекс исследований, направленных на реконструкцию технологий изготовления и использования композитных вкладышевых орудий позднего плейстоцена – раннего голоцена Восточной Сибири. Применение компьютерной микротомографии (Микро-КТ) позволило получить высокоточные 3D-модели изделий, включая экземпляры с сохранившимися вкладышами, подробно изучить внутреннюю структуру основ, морфологию пазов и параметры посадки микролитов. Сегментация обеспечила виртуальное извлечение 73 вкладышей и формирование нового массива метрических данных, использованного для построения линейной регрессионной модели. Использование Микро-КТ впервые позволило выявить скрытые трещины, деформации, следы замены вкладышей и возможное использование клеящих веществ.
На основе томографических и 3D-данных выполнен метрический анализ пазовых орудий и вкладышей из различных памятников Восточной Сибири. Сопоставление параметров пазов и вкладышей показало взаимосвязанное изменение их характеристик, что позволило выделить две устойчивые морфологические группы микролитов, которые отражают стандартизированный подбор элементов режущей кромки. Установлены закономерности регулирования глубины посадки при сохранении постоянной высоты выступающей части вкладышей.
Разработана линейная регрессионная модель, описывающая связь размеров пазов и микролитов и позволяющая реконструировать утраченные элементы конструкций. Установлено, что пазы изготавливались шире вкладышей с пропорциональным увеличением зазора, а модель позволяет рассчитывать ожидаемую ширину паза по измеренной ширине вкладыша.
Геометрико-морфометрический анализ поперечных сечений археологических и экспериментальных пазов (GPA, PCA) выявил вариации формы и технологические кластеры. Археологические образцы демонстрируют более широкий спектр форм по сравнению с экспериментальными, что указывает на разнообразие техник прорезания пазов. Одновременно частичное совпадение форм подтверждает использование сходных приёмов обработки.
Методом рамановской спектроскопии впервые получены достоверные свидетельства применения органических смол в композитных технологиях региона. На одиннадцати основах и четырёх вкладышах выявлены древесные смолы (Усть-Ёдарма II) и углеродистые компоненты (Верхоленский могильник), что подтверждает использование связующих веществ.
Для уточнения хронологии распространения технологии получены новые УМС-датировки из разреза стоянки Казачка, уточнившие время появления, активного функционирования и исчезновения композитных орудий в соответствии с существующей хронологической моделью.
Экспериментальное моделирование восстановило полный цикл изготовления пазовых орудий и позволило выявить характер повреждений при эксплуатации. Изготовленные и протестированные десять орудий показали, что состав клея и подбор вкладышей существенно влияют на стабильность конструкции. Испытания различных функциональных сценариев позволили выделить диагностические признаки износа — притупление и выкрашивание лезвий, образование трещин, выламывание вкладышей, — что формирует основу для интерпретации археологических материалов.
Публикации
1.
Бочарова Е.Н.
Составные пазовые орудия голоценовых комплексов стоянки Казачка (Восточная Сибирь)
Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий., Т. XXX. С. 48-56. (год публикации - 2024)
10.17746/2658-6193.2024.30.0048-0056
2. Бочарова Е.Н., Чистяков П.В., Жданов Р.К. Evolution and Dissemination of Composite Slotted Tools in Eastern Siberia Book of abstracts. World Neolithic Congress, 4 - 8 NOVEMBER 2024 SANLIURFA, TÜRKİYE, p. 249 (год публикации - 2024)
3. БОЧАРОВА Е. Н., ЧИСТЯКОВ П. В. РЕКОНСТРУКЦИЯ КОСТЯНЫХ ОРУДИЙ МЕТОДАМИ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ VI Северный aрхеологический конгресс. Материалы докладов. 8–11 октября 2024. Сургут. Екатеринбург: ИИиА УрО РАН, С. 6-8 (год публикации - 2024)
Возможность практического использования результатов
Результаты проекта обладают потенциалом практического использования пержде всего в социальной сфере. Опыт 3D-моделирования, КТ-анализа и морфометрической обработки данных формируют научный и технологический задел, пригодный для развития технологий неразрушающего контроля, цифровой фиксации и анализа сложных объектов. Созданные 3D-модели могут быть использованы в музейной, туристической и образовательной деятельности — для формирования цифровых экспозиций, изготовления точных копий и сувенирной продукции, проведения мастер-классов и разработки новых образовательных материалов. Разработанные подходы также могут быть адаптированы для совершенствования услуг в сфере реставрации, экспертизы и культурного наследия, а в перспективе — способствовать созданию новых технологических решений в области визуализации, моделирования и анализа объектов сложной структуры.