Изучение мёрзлого основания археологического памятника «Крепость Пор-Бажын», Тува


На небольшом (6 га) острове в горном озере Тере-Холь (высота 1300 м. абс.) расположен уникальный археологический памятник - Пор Бажын, что в переводе с тувинского означает «глиняный дом». Озеро располагается в юго-западном углу малой впадины байкальского типа (Уфлянд и др., 1969) и имеет площадь около 30 км². Памятник, внешне весьма напоминающий остатки крепости, имеет размеры 210×160 м.

Первым исследователем памятника был русский археолог и этнограф Д.А.Клеменц, посетивший его в 1891 г и оставивший первое описание и первые гипотезы о его возрасте и происхождении (Клеменц, 1895). Ввиду крайней труднодоступности первые раскопки на памятнике были проведены лишь спустя более 60 лет С.И.Вайнштейном. Он датировал памятник временем уйгурского каганата (середина VIII – середина IX вв) и предположил, что это именно та крепость, которую, согласно так называемой Селенгинской надписи, построил на территории нынешней Тувы второй правитель каганата — каган Баян Чор в 750 г н.э. (Вайнштейн, 1964).

Особенности планировки, а также исторический контекст заставляют исследователей до сих пор высказывать различные предположения о его функциональном назначении — фортификационное сооружение, дворцовый комплекс, монастырь, принадлежавший представителям буддизма или манихейства (Аржанцева, 2008). Не менее загадочно природное положение памятника. Трудно предположить, что он изначально строился на острове, поскольку маловероятно, что десятки тысяч тонн строительных материалов могли быть доставлены по воде (Вайнштейн, 1964). Всем посетителям памятника, начиная с Д.А.Клеменца, местные ламы рассказывали легенды о возникновении памятника, схожие в одном: он был построен на суше, но затем из колодца, сделанного внутри крепости для водоснабжения, поднялась вода и затопила все кругом, причем столь стремительно, что владелец дворца и его свита едва успели выбраться из крепости. Подтвердить или опровергнуть эти легенды может лишь изучение истории озера Тере-Холь естественно-научными методами.

В 2007 г. начат широкомасштабный проект планомерных исследований памятника, стимулированный угрозой его возможной скорой утраты в результате разрушения острова. Действительно, берега местами вплотную подступили к крепостным стенам. Проект предусматривал, с одной стороны, планомерные исследования памятника, с другой - поиск путей его сохранения. Первые же рекогносцировочные обследования показали, что на острове развита многолетняя мерзлота и помимо термического разрушения берегов существует и опасность просадочных процессов при оттаивании многолетнемерзлых толщ. Эти процессы могут прогрессировать в случае повышения уровня озера. Всё это потребовало серьёзной оценки геокриологических условий территории памятника.

Вид крепости Пор-Бажын с вертолета

Весной 2008г. на острове и прилегающей акватории были проведены геофизические исследования методами ЗСБ (становления поля в ближней зоне) и ЧЗ (частотного зондирования). ЗСБ выполнялись для картирования структуры озерной котловины, определения мощности и строения многолетнемерзлых пород, а также таликовых зон до глубин 100 и более метров. Использовалась аппаратура «Цикл-7» с генераторной и приемной петлями 100х100м.

Аппаратура ЗСБ во время работы

Для более детального исследования верхней (до 30-50 м.) части разреза выполнялось ЧЗ аппаратурой, разработанной и запатентованной ООО «МГУ-Геофизика».

Аппаратура ЧЗ во время работы
Расположение точек зондирования
По результатам геофизических исследований были построены предварительный схематический разрез впадины оз. Тере-Холь и геокриологический разрез под островом «Крепость Пор-Бажын». Полученные данные показали, что мощность многолетнемёрзлых пород под островом «Крепость Пор-Бажын» составляет 25—30 м. За пределами озера, под берегами, мощность мерзлоты достигает до 170м. Ниже мерзлые породы отсутствуют.

Помимо мерзлотных данных, полученных по результатам геофизических работ были получены данные о структурных особенностях межгорной котловины., показывающие наличие фундамента на глубинах 300м и более.

Схематический разрез через оз. Тере-Холь по данным ЗСБ и ЧЗ

Геокриологический разрез под островом

Верхняя часть геокриологического разреза была подтверждена результатами бурения, которые выполнялись в летний период.

Бурение скважины на острове

Всего на острове пробурено 25 скважин глубиной до 10 м. Планово-высотная привязка скважин осуществлялась высокоточным геодезическим комплексом Leica Smart Station, включавшим базовую станцию GPS, стоявшую на постоянном репере на берегу озера, GPS-ровер и электронный тахеометр. Карта расположения скважин представлена на следующем рисунке.

Карта расположения скважин на острове

Суммарная глубина проходки с использованием мотобура составила более 110 м. Установлено повсеместное наличие высокольдистых ММП, в том числе под стенами крепости.

Бурение скважины у стены острова

На глубине от 2 до 6 м льдистость грунтов изменяется от 60% до 90%, местами – чистый лед. На глубинах около 6 м механический состав отложений меняется с органогенных илов и суглинков на супеси и пески с гравием. Вместе с мехсоставом значительно меняется льдистость пород – падает до 15-30%. Такое строение разреза прослеживается практически во всех скважинах.

В процессе бурения из каждой скважины отбирался керн, консервировался и нерастаявшим доставлялся в Москву для последующего изучения. В скважинах была выполнена термометрия. Бурение показало, что основание острова «Крепость Пор-Бажын», сложено сильно льдистыми суглинистыми породами, с температурой от минус 0,4 до минус 1 градуса С.

Керн, извлеченный из скважины. Хорошо виден лед

В настоящее время результаты полевых работ продолжают обрабатываться и результаты этой обработки вместе с результатами лабораторных исследований будут опубликованы.

Организационную и финансовую поддержку исследований осуществляет Культурный Фонд «Крепость Пор-Бажын».

Авторы

А.В.Кошурников***, Ю.Д.Зыков*, А.В.Панин**, Е.М.Сизых***, E.C.Петрухина***, Е.А.Константинов**, Е.В Селезнева**, К.С.Просунцов*, Д.М.Алексютина*.

*) МГУ Геологический ф-т., каф. геокриологии
**)МГУ Географический ф-т., каф .геоморфологии и палеогеографии
***) ООО «МГУ- Геофизика»

Литература

  • Аржанцева И.А. (ред.) Крепость Пор-Бажын — Научный альманах. КФ «Крепость Пор-Бажын», 2008. 48 с.
  • Вайнштейн С.И. Древний Пор-Бажин // Советская этнография. 1964. №6. С. 103—114.
  • Клеменц Д.А. Археологический дневник поездки в Среднюю Монголию в 1891 году. Сборник трудов Орхонской экспедиции II. СПб, 1895. 76 с.
  • Уфлянд А.К., Ильин А.В., Спиркин А.И. Впадины байкальского типа северной Монголии // Бюлл. МОИП. Отд. Геологии. Т.XLIV (6), 1969.