У ученых есть смелый план составить карту древнего мира, прежде чем он исчезнет

 Погребенные цивилизации вскоре могут стать недоступными навсегда. Археологам приходится действовать быстро, поэтому они обращаются к новейшим технологиям сканирования земли.

В ЦЕНТРЕ Сиены (Италия) уже почти 800 лет стоит собор. Черно-белый слоеный пирог из тяжелого камня, изящных скульптур и богатой мозаики, внушительное сооружение, которое теперь ежегодно посещают более миллиона туристов, кажется, станет постоянным атрибутом прошлого, настоящего, и будущее. Большинство людей называют его просто «собором». Но Стефано Кампана, 53-летний археолог из Сиенского университета, называет это по-другому: «церковь, которая видна сейчас».

Кампана повидал немало раскопок, а также пыли и солнечных ожогов, которые их сопровождают. Но для него археология — это не всегда раскопки прошлого; это также означает всматриваться в него с помощью множества чувствительного электромагнитного оборудования. Одно из устройств, которое использует Кампана, — это георадар, который передает высокочастотные волны в землю и выявляет «аномалии» — особенности подповерхностных слоев, которые потенциально являются архитектурными — в отраженных сигналах.

В начале 2020 года, когда карантинные меры Covid опустошили итальянские туристические объекты, Кампана и его сотрудники получили разрешение обследовать интерьер Сиены. Используя инструменты, первоначально разработанные для изучения ледников, шахт и нефтяных месторождений, они проводили дни, сканируя мраморные полы и замысловатые мозаики, в поисках стен и фундаментов в глубине. После исчезновения бригады селфи-палок Кампана и его команда смогли найти свидетельства существования более ранних построек, в том числе, возможно, загадочной церкви, построенной здесь почти 1200 лет назад, скрывающейся как тень в данных радара.

Увидев, чего они достигли во время карантина в Италии, Кампана и его коллеги задумались о том, что еще можно сделать с помощью этой технологии. Радарные волны, проникающие под землю, движутся со скоростью, составляющей долю скорости света, поэтому весь процесс — передача, отражение, запись — занимает наносекунды. Благодаря этим новым инструментам археология больше не является стационарной деятельностью, ограниченной одним объектом; даже проносясь со скоростью шоссе, геодезисты могут получить точную картину того, что находится под многовековым булыжником и кирпичом, жевательной резинкой и мусором.

«Мы подумали, а почему бы не просканировать все?» Кампана напомнил. «Почему бы не просканировать все площади, все дороги, все дворы Сиены?» В отличие от собора и его теневой церкви, эти повседневные объекты не охраняются, а это означает, что им угрожает современное строительство и застройка. В общественном воображении они представляют собой то, что Кампана называет «пустыми пейзажами» — местами, ошибочно считающимися незначительными для человеческой истории. Он хотел это изменить. Кампана заключила партнерское соглашение с Geostudi Astier, геофизической исследовательской фирмой в Ливорно, чтобы запустить инициативу под названием Sotto Siena («Под Сиеной»). В соответствии со своей аббревиатурой SoS, проект направлен на создание полной археологической летописи Сиены до того, как будет уничтожена большая часть глубокой истории города.

Прошлой весной я поехал в Сиену в разгар жары, чтобы увидеть SoS в действии. Кампана и я встретились на центральной площади Пьяцца дель Кампо, чтобы подкрепиться эспрессо перед тем, как отправиться в парк в более современной части города. Видеть Сиену глазами Кампаны — значит существовать в пересекающихся мирах. Пока мы поднимались по лестнице и спускались по переулкам, мимо ресторанов и площадей, он объяснял, что радар может обнаружить фундаментные стены под оживленными улицами и садами за домом. Магазины на углу могут спрятать под кассами этрусские руины. Даже временные сооружения, давно потерянные в результате войн, пожаров и истории, можно заново обнаружить с помощью радара. По его словам, некоторые из первых сканирований SoS обнаружили доказательства наличия небольших павильонов на площади Пьяцца дель Кампо, вероятно, созданных для общественных ярмарок и фестивалей еще в 15 веке.

Когда мы добрались до места назначения, нас уже ждал белый грузовой фургон. Кампана познакомил меня с Джулией Пенно и Филиппо Барсуглиа, геофизиками из Геостуди Астье, которые в тот вечер разгружали оборудование для съемки. Их установка для сканирования города состояла из электромобиля размером с тележку для гольфа и множества запечатанных коробок, усеянных портами и проводами. Пока Барсулья осторожно вытаскивал грузовой автомобиль из фургона, Пенно дал мне обзор оборудования. В ящиках находилось несколько тяжелых стоек с радиолокационным оборудованием, которое мы буксировали на несколько дюймов над землей. Антенна Wi-Fi будет передавать данные на защищенный ноутбук. Мы не могли рассчитывать на четкий спутниковый сигнал на извилистых улицах Сиены, поэтому систему оснастили инерциальной навигацией, которая использует гироскопы и акселерометры для отслеживания каждой остановки и поворота. Барсулья утверждал, что это единственная подобная система во всей Италии, не считая военных.

Мы начали с быстрого осмотра парка. Я стоял рядом с Кампаной и наблюдал, мне было любопытно, во что я ввязываюсь. Пенно села за руль и начала осмотр, элегантно объезжая тележку вокруг скамеек, фонарных столбов, мусорных баков и случайных сбитых с толку жителей Сиены. «Она как художница», — одобрительно сказал Кампана. Когда она закончила, Кампана извинился и поехал на мотоцикле навстречу своей семье, оставив Пенно, Барсулью и меня заниматься нашей задачей.

Теперь, когда Барсулья за рулем, мы рванули вперед, в самое сердце ночной Сиены. Я быстро понял, что этот опыт будет похож не столько на рисование, сколько на то, как меня просят подстричь очень большую и очень многолюдную лужайку. Люди, казалось, не знали, что о нас думать, когда мы проходили мимо, временами принимая нашу тележку за машину для уборки улиц или какую-то мобильную художественную инсталляцию. Наша машина снова и снова падала на дно, защитный кожух радара громко царапал городскую брусчатку и бетон. Люди останавливались, смеялись и снимали видео.

Когда солнце зашло, мы поехали в сторону площади Салимбени в Сиене, где находится старейший банк в мире. По дороге туда оборудование то появлялось, то выключалось — проблема с сигнализацией, объяснил Пенно. Решение, по словам Барсуглии, заключалось в том, чтобы ездить по большой схеме в форме восьмерки, что запускало бы процесс повторной калибровки оборудования. Эти широкие, пьяные петли привлекали еще больше внимания. В какой-то момент он протянул руку и прикрепил к крыше тележки небольшой вращающийся оранжевый фонарь, объяснив, что это сделано для того, чтобы не дать полицейской машине, которая уже несколько раз проезжала мимо нас, остановить нас.

Наше исследование в тот вечер закончилось далеко за полночь, так поздно, что все трое, казалось, были на грани сна и кружили вокруг в археологической фуге. Я подумал о «Цивилизации и ее недовольстве», в которой Зигмунд Фрейд сравнивает психоанализ с археологическими исследованиями, предполагая, что другие, забытые версии нас самих лежат погребенными в прошлом, которые можно снова сделать видимыми посредством тщательного анализа.

В случае с SoS этот анализ занял несколько недель. Гигабайты данных приходилось обрабатывать для каждого участка дороги и площади, сопоставляя то, что лежало ниже, с его точными географическими координатами. Программное обеспечение для визуализации завершило работу, наложив наши открытия на обновленные спутниковые карты. Наши первоначальные представления о том, что казалось структурными особенностями, стали достаточно уточненными, чтобы иметь археологический смысл. В конце концов мы нашли множество современных трубопроводов и бесчисленные груды исторической кладки, скорее всего, колонн от давно снесенных зданий. К сожалению, обследование площади Салимбени мало что дало. Я надеялся, что мы сможем обнаружить секретное банковское хранилище или затерянный средневековый склеп. Все, что мы нашли, это канализацию.

Казалось бы, фарс, но мой опыт работы с SoS стал своего рода лидером археологических исследований в 21 веке. Инструменты и методы этой дисциплины смещаются в сторону более сложных и все более неавтоматизированных средств поиска, картографирования и сохранения исторических мест человечества. «Проблема раскопок в том, что они уничтожают то, что вы изучаете», — сказала мне Эйлин Эрненвейн, профессор Государственного университета Восточного Теннесси и соредактор журнала Archaeological Prospection. «Вы можете делать отличные записи, вести хороший учет и сохранять любые найденные артефакты, но вам никогда не удастся провести раскопки в другой раз».

Огромные возможности этих новых геодезических инструментов с точки зрения точности и скорости вдохновили таких археологов, как Стефано Кампана, мечтать о том, что раньше казалось сказкой. Если проект SoS казался амбициозным, его цель — раскрыть все, что находится под поверхностью целого европейского города, на континенте были и другие археологи, которые готовились к гораздо более масштабному проекту.

«СРЕДНИЙ ТУРИСТ не видит и не понимает богатства такого ландшафта», — сказал Иммо Тринкс, указывая на пустое поле, которое, на мой взгляд, казалось продуваемым ветрами и унылым. Мы находились в 25 милях к востоку от Вены, в руинах города Карнунтум (или на нем), который когда-то располагался вдоль северной границы Римской империи. Город был разграблен и заброшен несколько столетий назад, и 99 процентов его территории до сих пор остается нераскопанным. Но Тринкс видел каждую стену и дверной проем Карнунтума, каждую дорогу и площадь, ни разу не выкопав ни одной ямы. «Здесь обнаружено очень большое римское здание», — сказал он, указывая на открытое пространство. «Это был густонаселенный римский город». Он описал последовательность сооружений, через которые мы, очевидно, проходили в течение последних нескольких минут, их залы и комнаты известны только по электромагнитным данным.

В 2000 году, когда Тринкс был аспирантом, он и его коллеги установили в Карнунтуме то, что можно было бы назвать рекордом скорости на суше для археологов. Работая ассистентом на объекте, он за один день помог нанести на карту почти 15 акров территории с помощью магнитометрии, которая работает, обнаруживая крошечные различия в напряженности магнитного поля, скажем, между кирпичной стеной и почвой вокруг нее. С тех пор Тринкс стал частью группы международных геофизиков, работающих над преобразованием современной археологии. Он преподает в Венском университете и до недавнего времени занимал должность заместителя директора Института археологических исследований и виртуальной археологии Людвига Больцмана (LBI ArchPro). Он также чрезвычайно амбициозен, энциклопедически разбирается в своей области и безумно одержим техническими деталями, которые гарантируют, что огромные начинания действительно работают по плану.

Для Тринкса, которому 50 лет, использование электромагнитных инструментов для записи и спасения человеческого прошлого является моральной ответственностью. Во всем мире, отметил он, археологические памятники исчезают под неумолимой волной урбанизации и экономического развития, не говоря уже об изменении климата и военных конфликтах. Только в Европе никогда не раскопанные римские города были задушены супермаркетами и большими магазинами. Во всем мире не нанесенные на карту деревни каменного века были стерты с лица земли автострадами, аэропортами и промышленным сельским хозяйством. С каждым годом человечество теряет все больше своего наследия. Но теперь, когда целые ландшафты можно нанести на карту за считанные дни с помощью внедорожников, а данные обрабатываются практически в реальном времени с помощью алгоритмов распознавания объектов и программного обеспечения для обработки изображений, в фокусе внимания появляется заманчивая возможность: мы можем быть на грани тотальной карты всей археологии повсюду на Земле.

«Мы хотим составить карту всего этого — вот в чем суть», — сказал мне Тринкс. «Вы не просто наносите на карту римскую виллу. Вы не картируете отдельное здание. Вы картографируете целый город. Вы составляете карту всего ландшафта — и за его пределами». Тринс означает это в буквальном смысле. Летом 2022 года он написал манифест, призывающий к созданию Международного агентства по исследованию недр, первоначальная роль которого будет заключаться в сканировании каждого картографируемого квадратного метра земли в Европе, даже дна озер.

«Посмотрите на Европейское космическое агентство», — сказал мне Тринкс за обедом возле реки Дунай, текущей по хребту, вниз по склону от римского города. ESA обходится отдельным европейским налогоплательщикам всего около 15 евро в год. «Пятнадцать евро — это цена хорошей пиццы и пива», — отметил Тринкс. «Я рад платить цену пива и пиццы каждый год, чтобы тысячи людей смотрели вниз, а не вверх». Если мы этого не сделаем, предупредил Тринкс, «наши внуки спросят нас: почему вы не сделали больше, чтобы нанести на карту то, что все еще там? Потому что у них не будет возможности сделать это, как только он исчезнет».

Видение Тринкса требует не только оборудования для сканирования всего континента, но и программного обеспечения для анализа полученных данных. Однажды утром в своем кабинете в Венском университете Тринкс познакомил меня с Алоисом Хинтерляйтнером, которого он назвал «волшебником». Хинтерляйтнер — инженер-программист в компании GeoSphere Austria, партнере LBI ArchPro. Австриец по происхождению, он также заядлый альпинист. Тринкс полушутя сказал, что бесчисленные терабайты данных геофизических исследований останутся без внимания, если что-нибудь случится с Хинтерляйтнером во время одной из его многодневных экспедиций. Он настолько вовлечен в этот процесс, что Тринкс превратил свое имя в глагол: во время моего визита он часто говорил, что им нужно «алоисифицировать данные», чтобы сделать их археологически разборчивыми.

За кофе и пирожными Хинтерляйтнер рассказал мне о программе, которую он использует. Это позволяет ему фильтровать результаты радара в соответствии с различными свойствами возвращающихся сигналов. Одна функция под названием «Удалить полосы» была разработана для устранения ошибок в наборе данных, вызванных изменениями в измерительных приборах или использованием разных методов сканирования. Эти изменения могут привести к появлению на скане ярких линий — полос. Хотя фильтр действительно заботится о них, он также может непреднамеренно удалить следы стен или фундамента, в том числе характерные признаки римской архитектуры, прямые линии которой могут напоминать полосы. Другими словами, если вы не будете осторожны, вы можете даже не заметить, что ваше программное обеспечение стерло именно то, что вы ищете.

Хинтерляйтнер вывел на свой экран изображения различных экспедиций на остров Бьёркё в Швеции, проведенных в период с 2008 по 2012 год. Производители радара Тринкса предупредили его, что сканирование большого луга там будет бессмысленным. Они сказали ему, что данные будут неуправляемыми, а результаты невозможно будет интерпретировать. «На самом деле они использовали термин «запрещено», — со смехом сказал Тринкс. «Но мне было все равно, потому что у нас был Алоис».

Используя буксируемый радар, Тринкс и его группа просканировали не только главный луг Бьоркё, но и весь остров, и всего за три недели данные были обработаны, отфильтрованы и преобразованы в изображения. Хотя уже было известно, что в Бьёркё находится более 3000 могил викингов, исследование Тринкса просканировало эти гробницы — бывшие курганы без видимых особенностей поверхности — настолько детально, что были видны очертания гроба. «Мы пока не можем видеть рога на шлеме, — сказал мне Тринкс, — но впервые мы видим, что внутри гроба что-то есть».

ПОДХОД К БОЛЬШИМ ДАННЫМ в археологии не лишен противоречий. Когда более десяти лет назад LBI ArchPro получила стартовые гранты, некоторых младших студентов «оттолкнуло», рассказал мне Тринкс, то, что они считали сосредоточением внимания на модных машинах в ущерб долгосрочным институциональным целям, таким как оплата труда. для штатных сотрудников или предоставление стипендий аспирантам-исследователям. Даже сторонники геофизических инструментов предупреждают, что крупномасштабный сбор данных может помешать строгости интерпретации: имея так много теней, которые нужно преследовать, как вы можете быть уверены, какие из них реальны?

Одним из таких критиков является Лоуренс Б. Коньерс, возможно, крупнейший в мире эксперт по использованию георадара в археологии. Он является автором множества справочников по этой теме, один из которых сейчас находится в четвертом издании, и проводил исследования мест по всему миру, от затерянных деревень в Коста-Рике до древних римских портов, затонувших в португальских болотах. Пока Тринкс и его коллеги гоняют на шестизначных машинах по исторически богатым ландшафтам со скоростью 50 миль в час, Коньерс проводит свои исследования в сандалиях. Он часто приезжает на место со своим радаром, который кладет в ручную кладь. Он сообщает службе безопасности аэропорта, что это инструмент для заглядывания внутрь стен. «Никогда не используйте слово «радар», — посоветовал он. «Это вызывает всевозможные красные флажки».

Я встретился с Коньерсом на острове Брач у хорватского побережья, на месте древнего городища. Он приехал туда, чтобы присоединиться к международной команде археологов и историков, которые искали свидетельства доэллинистических поселений и торговли, начиная с бронзового века. На западе виднелись голубые воды Адриатического моря, а позади нас, глубоко в глубь острова, уходило огромное ущелье. Дикая спаржа проросла спутанными комками.

Когда пошел небольшой дождь, Коньерс начал тащить свой радар — оранжевый ящик на колесах — по траве. Он просматривал снимок на экране портативного компьютера, который носил привязанным к груди, как ребенка. Коньерс что-то увидел и позвал одного из своих коллег. «Ведран!» он крикнул. «Ведран! Вам захочется это увидеть». Ведран Барбарич, добродушный историк в футболке Black Sabbath, подошел посмотреть. «Здесь самые разные стены», — сказал Коньерс. Барбарич посмотрел на экран радара Коньерса. На нем черно-белые гиперболы образовывали узор, похожий на зебру, указывая на какие-то подземные сооружения.

Я считаю, что самые первые моменты геофизических исследований могут быть опьяняющими. Казалось, повсюду были здания. Под нашими ногами может быть комната или коридор. Там может быть край двора или, возможно, ворота. Мы могли бы быть внутри; мы могли бы быть снаружи. Невидимые архитектурные формы, казалось, маячили под каждым шагом.

Конайерс, независимо богатый благодаря своей прежней жизни, связанной с разведкой нефти и газа, и резко неформальный по-американски, резко контрастировал с Тринксом. Не раз, когда мы вместе гуляли по Брачу, Коньерс протестовал против подхода «венцев». «Для этих людей главное — новейшее, самое большое, самое яркое, самое большое и самое удивительное оборудование», — сказал он. Он жаловался, что их подход заключается в том, чтобы использовать новые машины для решения старых проблем. Коньерс счел более полезным переосмыслить эти проблемы.

Коньерс рассматривает землю как среду передачи, через которую проходят волны и отражаются внутри. Поведение радиолокационной энергии внутри Земли является для него областью исследования само по себе, независимо от того, обнаруживают ли эти волны признаки потерянных поселений или нет. «Моя игра — геология, геофизика и археология в последнюю очередь», — сказал он мне позже. «Я хочу думать о земле. Я хочу думать об отражениях и о том, что создает отражения».

Этот подход, как пояснил Коньерс, также помогает прояснить то, чего не видит радар. Некоторые подземные объекты могут отражать радиолокационные волны в сторону от приемной антенны, а это значит, что археологи никогда их не увидят. Более глубокие стены и фундаменты также могут быть заблокированы камнями или каменной кладкой, осевшими над ними. Коньерс опасается, что сегодняшняя развивающаяся школа высокоскоростной электромагнитной археологии рискует быть ослепленной собственными техническими амбициями. В случае с радаром то, что что-то есть, не означает, что вы это увидите, но то, что вы можете это видеть, не означает, что оно там есть. Кампана рассказал мне, что электромагнитные исследования наиболее информативны в сочетании с тем, что он назвал «биопсией», при которой откапываются небольшие репрезентативные образцы ландшафта, чтобы убедиться, что то, что вы видите, действительно существует. Эйлин Эрненвейн рассказала мне историю из своего собственного докторского исследования, посвященного месту проживания коренных народов в Нью-Мексико. Там, по ее словам, она нашла явные доказательства существования глинобитного дома по данным радиолокационной съемки, но когда она попыталась найти стены путем раскопок, они были настолько разрушены, что в почве, казалось, ничего не было. Это была структура, существовавшая только на радаре. Она назвала его «невидимым домом».

В мой последний вечер в Хорватии руководители проекта собрались в местном таунхаусе, чтобы узнать новости. В тот день Коньерс провел несколько часов, просматривая свои данные. Он выглядел озорным, но сосредоточенным, с жизнерадостностью человека, считающего, что выиграл пари. «Мы все поняли неправильно», — сказал он. Он ухмылялся.

За этим последовал мастер-класс по интерпретации и ее опасностям. Коньерс обратил наше внимание на то, что мы считали архитектурными особенностями. Он пояснил, что это были всего лишь всплески помех от соседней вышки сотовой связи. «Мы увидели это, — объяснил Коньерс, указывая на свой экран, — и сказали: «Стена!» Стена!» Мне хотелось увидеть стены. Я хотел, чтобы стены и полы обрушивались на меня. Но, — он просмотрел еще несколько радиолокационных профилей, — я не вижу стен. Мы здесь занимаемся геологией, а не археологией». Он описал место на вершине холма, которое его особенно волновало, думая, что это может быть пол древней комнаты, но это была всего лишь естественная впадина, обрамленная валунами, погребенная под землей и растениями. Группа продолжала обнаруживать черепки керамики и свидетельства существования людей, охватывающих тысячи лет, но грандиозной архитектуры не хватало. Может, это и не здание, но для Коньерса это все еще оставалось загадкой, которую нужно было решить.

В СВОЕЙ КНИГЕ «Урок руин» Сьюзан Стюарт, поэтесса и историк из Принстона, пишет: «Исключение составляют не руины, а сохранение». Империи рушатся, города заброшены, здания рушатся. Но инструменты геофизики меняют уравнение Стюарта. Если смотреть через такие устройства, как георадар или магнитометрия, то правилом является сохранение, а не разрушение. Даже самая временная деревня или дом, даже самая короткая человеческая жизнь оставляет след в земле. Неожиданный урок этих новых инструментов заключается в том, что никто из нас никогда не исчезнет полностью. Наши дома и квартиры, даже наши костры оставляют в земле следы, которые кто-то когда-нибудь сможет найти. Благодаря геофизике Земля представляет собой архив электромагнитных форм, скрытую коллекцию человеческого прошлого.

И это прошлое скоро станет более демократичным. Вместо того, чтобы полагаться на живописные руины — накопленные богатства аристократов, военачальников и религиозных авторитетов — геофизика помогает нам исследовать даже самые эфемерные жизни обычных людей в высоком разрешении. Эпохи, которые историки раньше могли упускать из виду, даже целые культуры и народы, наконец, могут получить то внимание, которого они заслуживают. Точно так же, как лидарная технология позволила археологам просматривать густые пологи тропических лесов Южной Америки и Юго-Восточной Азии и обнаруживать древние города, инструменты геофизики теперь делают то же самое с культурами стран Африки к югу от Сахары и коренных народов Северной Америки. Люди в этих регионах, как правило, использовали органические и биоразлагаемые строительные материалы, создавая спустя тысячелетия иллюзию, что они не были сложными, не создавали значительных архитектурных произведений и не имели настоящего долгосрочного наследия. По-настоящему глобальное Международное агентство по исследованию недр, подобное тому, которое предлагает Тринкс, радикально расширило бы наше понимание того, кто оставил след в истории человечества.

Прежде чем я покинул Вену, Алоис Хинтерляйтнер показал мне, как на самом деле выглядит эта новая археология, как вновь появляются затерянные города, от заброшенных улиц до печей и ферм, если смотреть через призму геофизики. Сидя перед телевизором с большим экраном, подключенным к ноутбуку, с жилистыми предплечьями альпиниста, Хинтерляйтнер просматривал серию радиолокационных снимков, записанных в Карнунтуме. Когда он включал и выключал различные фильтры, то, что началось как случайная путаница черно-белых пикселей, превратилось в четко очерченный лабиринт стен и фундаментов зданий, темные архитектурные формы, скрывающиеся в данных. Я понял, что когда-нибудь вся поверхность Земли может стать экраном, через который мы сможем увидеть прошлое. Затем Хинтерляйтнер повернул процесс вспять, пока все, что мы видели или думали, что видели, от римских руин до современных следов от плуга, снова не исчезло в море белого шума.

Источник