Содержание
C помощью георадара
Главная | Услуги | Поиск клада с помощью георадара
Нахождение клада представляет собой мечту многих людей, это занятие уже давно стало для некоторых не только серьезным хобби, но и бизнесом. Сегодня существуют тематические форумы и клубы, где искатели могут поделиться с коллегами полезной информацией и похвастаться своими успехами. Но сам процесс поиска сокровищ является очень сложным, так как сперва необходимо определить область поиска, и только после этого пытаться локализовать и отыскать интересующий объект. В распоряжении первых кладоискателей в средневековье были крайне ограниченные знания, что есть холмы-курганы и в них порой находят украшения. Им приходилось проводить крупные раскопки, надеясь только на удачу.
Сегодня информационные источники, как карты и схемы, изучены довольно подробно, так что большинство охотников за удачей вынуждено проводить поиски на обычных пустырях, в надежде найти хотя бы какие-то предметы, представляющие историческую ценность. Появление технологий неразрушающего обследования вывело кладоискательство на новый уровень. Первым таким прибором стал металлоискатель (который используется по сей день), позволяющий обнаруживать металлические предметы в грунте и прочих средах. Сейчас это самый распространенный и простой девайс кладоискателя. Достоинства данного оборудования – дешевизна, простота обращения и относительная эффективность. Но даже довольно дорогие модели имеют и существенные ограничения в работе – способны обследовать среды на незначительную глубину, они малоэффективны при обследовании минерализованных почв или участков с «горячими камнями», чувствительны к помехам.
Поиск клада с помощью георадара
Сегодня самым продвинутым прибором кладоискателей по праву считается георадар – это многозадачный комплекс оборудования, который способен сканировать различные среды на значительную глубину (15-20 метров). Многие искатели кладов до сих пор дискутируют об эффективности данного прибора, поскольку он стоит достаточно дорого, а результаты его работы сложно интерпретировать без определенного опыта и знаний.
Что такое георадар
Геосканер представляет собой портативный радиолокатор направленного действия. Из курса школьной физики все знают, что электромагнитные волны могут распространяться в различных средах и отражаться от предметов с очень высокой диэлектрической проницаемостью (металлы, торф, пресная вода и прочие). Принцип радиолокации давно используется в авиации для мониторинга воздушного пространства – зная, что относительная диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1, в нем легко можно обнаружить самолет, обшивка которого изготовлена из алюминия.
Принцип работы георадара
Георадар использует те же принципы, но данный прибор более продвинут в плане технологичности. У него имеются антенные блоки (принимающие и передающие), которые состоят из различных антенн, работающих в собственном диапазоне. Таким образом геосканер может посылать в изучаемую среду короткие электромагнитные импульсы (наносекундные) в сверхширокополосном диапазоне (метровом и дециметровом). Эти волны отражаясь от границ разделов сред и отдельных неоднородных включений затем регистрируются приемными антеннами. Зная скорость распространения волны и величину ее удельного затухания можно обнаружить как отдельные скрытые предметы, так и увидеть геологический срез, на котором будут отображены слои с различными электрофизическими свойствами.
Геофизики обследуют фундамент дома и пример радарограммы
Современные модели георадаров оборудуются встроенными регистраторами данных либо имеют возможность подключения портативного компьютера. Результатом подповерхностного зондирования является радарограмма – это изображение вертикального среза обследуемого участка, на котором разделы сред и неоднородные включения отображаются различным контрастом (или другими цветами).
Что дают результаты зондирования
Скрытые объекты, такие как клады на радарограмме видны как аномальные зоны. В случае объектов из металла они отображаются в виде гипербол. Пустоты и участки с водонасыщенным грунтом имеют вид однородных сгустков, отличных по цвету или контрасту от окружающей их среды. Сопоставить реальный объект и аномалию на изображении достаточно сложно, но георадар обладает дополнительным функционалом, благодаря чему шанс обнаружения клада существенно возрастает:
- Если разметить участок перед съемкой и использовать системы позиционирования георадара (GPS-приемник, датчик движения, измеритель пути), то результаты зондирования можно свести воедино и построить трехмерное изображение обследуемой местности. Вычленяя из 3D модели определенные среды или отдельные участки можно обнаружить очертания предметов характерной формы, что увеличивает шанс обнаружения кладов, тайников и схронов.
- При изучении среза пород можно увидеть структуру перемешивания отдельных слоев, которая свидетельствует о том, что в данном месте нарушена сплошность слоев, то есть когда-то была выкопана яма. Такие структуры сохраняются столетиями, поэтому эти участки следует изучить более внимательно.
- Георадар при помощи подвески можно закрепить на транспорте, что позволит зондировать большой участок местности за короткий промежуток времени. Если предметом поиска является большой объект, то его локализация значительно ускорится.
Главный недостаток георадара – это его высокая стоимость. Наша компания предоставляет аренду георадара «ОКО-3» отечественного производства с квалифицированным оператором. Узнать подробности предоставления услуги можно на нашем сайте или позвонив по телефону (написав письмо нам на электронную почту).
Сразу заметим, что собственно клады не ищутся никакой аппаратурой. Нельзя задать параметры предполагаемой груды золотых червонцев или драгоценных камней. Поэтому все поиски выполняются по косвенным признакам, например, по сопротивлению объекта, по его электромагнитным либо магнитным свойствам. От этой «печки» и приходится плясать как геофизикам, так и кладоискателям (замечено, что современные кладоискатели становятся в определённой степени геофизиками, а геофизики – нередко кладоискателями).
Возьмём обычный грунтовый металлоискатель. Строго говоря, это не металлоискатель, а искатель аномалий сопротивления среды. Будет сопротивление достаточно низким – будет сигнал, что «есть аномалия проводимости!». Именно поэтому частенько встречаются «фантомные» сигналы – металла нет, а металлоискатель реагирует. Значит, почва по каким-то причинам имеет очень низкое сопротивление. То же относится и к любой другой аппаратуре – магнитометрами ищется не железо, а аномалии намагничения. И георадары ищут аномалии проводимости, а не золото-серебро-подземные ходы. Иными словами, все поиски ведутся не по прямым, а по косвенным признакам.
По этой причине рассмотрим, какие дополнительные косвенные признаки могут помочь поискам нужного объекта.
Электрическое cопротивление. Благодаря распространённости ручных грунтовых металлоискателей этот параметр известен всем археологам – как профессиональным, так и любителям. По аномалиям сопротивления находятся монеты и клады в самом верхнем слое грунта. Но вот что делать, если клад на глубине 50, 80 сантиметров, или глубже – метр, два, три? Мы уже знаем, что разрешающая способность любой аппаратуры падает с увеличением расстояния от датчика до объекта (см. статью «Точность аппаратуры и разрешающая способность»). И даже полный золотых монет горшок на глубине 1,5-2 метра не будет обнаружен ни обычным металлоискателем, ни «глубинным». И вот тут присмотримся к объекту внимательнее. Да, горшок (кубарь, чугунок и т.д.) мал. Но для того, чтобы его закопать, человек рыл яму. И при этом была нарушена структура почвы – а она всегда горизонтально-слоистая, такова геологическая особенность осадочного чехла рыхлых пород, в которые можно что-то закопать. И поперечный размер этой ямы тем больше, чем она глубже. После того, как клад был в яму опущен, человек его, естественно, закопал, землю утоптал, возможно, даже как-то замаскировал. Но восстановить структуру почвы в этой яме уже невозможно – прослои пород безнадёжно перемешаны, и сопротивление этого участка изменилось! В результате мы имеем замечательный косвенный признак – малоамплитудную отрицательную аномалию сопротивления над ямой.
Рис.1 Модель геоэлектрического разреза: пониженное сопротивление над ямой и повышенное – над погребённым фундаментом.
И если пройдут сотни, даже тысячи лет, аномалия проводимости останется. Такую аномалию не обнаружит никакой металлоискатель – металлоискатели «заточены» под другой уровень перепада сопротивлений, гораздо более резкий, соответствующий разнице сопротивлений между металлом и грунтом. Но аппаратура, способная выявлять незначительные аномалии проводимости, давно существует в разведочной геофизике. Некоторые виды этой аппаратуры были успешно модифицированы под решение археологических задач. В первую очередь это археологические измерители сопротивлений (английский прибор RM15 и отечественный «Электрозонд») и георадары (см. раздел «Электрозонды» и «Георадары»).
Измеритель сопротивлений представляет собой рамку с электродами (рис. 2 ), между которыми и происходит измерение сопротивления грунта.
Рис.2. Измеритель сопротивления RM15. Видны натянутые шнуры, обозначающие профили равномерной сети.
Измерения производятся поточечно, вдоль заранее выбранных маршрутов. Этим методом можно выполнять простые поисковые работы на конкретном участке, когда задача ставится примерно так: «Говорят, мой прадед зарыл у себя на участке чугунок с золотом, предположительно вот в этом саду или вон на том огороде». Или: «Усадьба была сожжена хозяевами, которые скрылись с небольшой ручной кладью, заранее зарыв более крупные ценности (столовое серебро, посуда, проч.)».
Пройдясь с электрозондом по указанным площадкам с расстоянием между точками измерения примерно 0,5 метра, можно будет с высокой степенью вероятности сказать, где здесь когда-либо была вырыта яма, на какую глубину и какой ширины. В принципе метод сопротивлений в зависимости от расстояния между электродами позволяет легко проникнуть на глубины в десятки, и даже в сотни метров, но археологическая аппаратура ориентирована лишь на глубины до 2-3 метров. Глубже её разрешающая способность резко падает, да и археологических объектов на этих глубинах практически нет.
Другая задача, решаемая методом сопротивлений, из классической археологии: даётся конкретная площадка, и следует выяснить, есть ли под землёй погребённые фундаменты, остатки стен, пустоты, подземные ходы. И если есть, как они расположены.
С помощью всё того же «Электрозонда» или RM15, мы обследуем участок по предварительно разбитой сети профилей (см. раздел «Электроразведка в археологии»). Затем строится карта электрических сопротивлений участка (рис.4), по которой археологи и планируют дальнейшие раскопки.
Полевые работы с георадарами мало чем отличаются от применения метода сопротивлений (см. рис. 3) – то же движение по профилям при площадной съёмке или по произвольным маршрутам при поисках.
Рис.3. Работа с георадаром
Результаты также представляются в виде карт электрических сопротивлений участка либо в виде трёхмерных разрезов (рис.4,5).
Рис.4. Карта по результатам площадных работ с электрозондом.
Однако у георадаров есть определённые преимущества – во-первых, георадар даёт более точное определение глубины, чем метод сопротивлений. Во-вторых, георадар при некоторых благоприятных условиях способен различать отдельные мелкие (размером от 10-15 см) предметы на глубинах до 50-80 см. Недостатками георадара являются его высокая стоимость и необходимость высокой квалификации пользователя (см. статью «Георадары»). Также как и метод сопротивлений, георадарная съёмка выявляет погребённые ямы, фундаменты, другие сооружения. Глубина, на которой георадар показывает приемлемую разрешающую способность, не превышает 1,5 метра (обычно 50-80 см). На больших глубинах, естественно, разрешающая способность резко падает, и структуры, связанные с человеческой деятельностью, затушёвываются геологическими образованиями. Обратим внимание, как на рис.5 резко меняется детальность разреза с глубиной – уже на глубине 2 метра видны лишь объекты размером не менее 1 метра.
Рис.5. Трёхмерное изображение результатов площадных работ с георадаром. Очевидно резкое падение детальности разреза с глубиной.
И снова вернёмся к поискам кладов. Конечно же, чем больше мы знаем об объекте, тем больше шансов его обнаружить. Вот если известно, например, что нечто спрятано в подземном ходе или в погребе дома, который был разрушен и вообще исчез с лица земли, то это уже плюс! Дело в том, что стены построек, фундаменты и пустоты (и любое их сочетание) также дают аномалии проводимости, но уже не в положительную сторону, как это бывает с ямами или металлами, а в отрицательную: это объекты с высоким сопротивлением (рис. 1). И такие объекты уверенно выделяются методом сопротивлений или георадарами. Таким образом, имеем ещё один устойчивый косвенный признак – аномально высокое сопротивление объекта.
Другая группа косвеных призаков связана с магнитными свойствами среды:
Намагниченность.
Намагниченностью обладают в различной степени все геологические породы – и скальные, и рыхлые, осадочные. Но есть предметы, намагниченность которых в сотни и тысячи раз превышает намагниченность пород – это, в 99,9% случаев продукты человеческой деятельности. Исключение составляют метеориты (сами по себе представляющие поисковый интерес) и месторождения железных руд, понятно, встречающиеся весьма редко.
Магнитное поле имеет замечательное свойство: оно затухает пропорционально 3-й степени расстояния между измерительным прибором и источником аномалии, а электромагнитное поле – пропорционально 6-й степени.
Иными словами, магнитные аномалии, вызываемые любыми объектами, затухают в 1000 раз медленнее, чем используемый в металлоискателях и георадарах сигнал электромагнитного поля, отражённый от проводящего объекта. Это свойство выдвигает магнитные исследования в разряд самого глубинного метода, применяемого в археологии. При поисках железных объектов ни один другой метод не сравнится с магниторазведкой по эффективности. Также магнитометрами неплохо обнаруживаются скопления керамики и обгоревшее дерево. Но метод имеет и существенное ограничение – никакие металлы, кроме железа, не имеют сколько-нибудь заметной намагниченности, и потому не являются объектами для магниторазведки.
Вернёмся к косвенным поисковым признакам. Итак, если мы имеем чётко выраженную магнитную аномалию соответствующего размера и интенсивности и видим, что объект расположен на ожидаемой глубине (способы определения глубины объекта изложены в разделе «Магниторазведка в археологии»), то с большой вероятностью сможем сказать, что нашли то, что искали! Тут всё ясно и просто: магниторазведка не даёт «фантомных» аномалий – источник всегда очевиден. Замечен ещё один интересный эффект в магнитных полях. Если в геологических породах, имеющих определённую намагниченность, часть этой породы убрать, то на этом месте появляется слабоинтенсивная отрицательная магнитная аномалия, образуется т.н. «дефицит магнитных масс». Благодаря этому эффекту в некоторых случаях могут быть обнаружены подземные ходы и пустоты, которые будут фиксироваться на поверхности, как слабоинтенсивные отрицательные аномалии. Примеры обнаружения такого рода объектов известны, и часть даже представлена в Интернете. Таким образом, слабоинтенсивные отрицательные аномалии также могут быть косвенным признаком искомого объекта.
Подводя итоги, можно сказать следующее: наиболее эффективным для поисков будет применение не какого-то одного метода, как это обычно происходит, а некоего рационального комплекса методов, каждый из которых позволит внести в общее дело свою лепту. В разведочной геофизике существует целый раздел, занимающийся комплексированием методов для решения самых разных задач. Зарубежные археологи всегда применяют именно комплекс методов – такой подход позволяет быстро и с минимальными затратами решать поставленные задачи. По этой причине мы посчитали полезным предложить комплексы методов, решающие наиболее типичные поисковые и археологические задачи в статье “Электроразведка в археологии”.
Для поиска кладов или больших предметов применяют глубинные металлоискатели. О самых популярных моделях я и хочу рассказать.
Двух рамочные металлоискатели (с разнесёнными контурами), например, ТМ808, Gemini-3, глубинная насадка металлоискателя Garrett 2500 Garrett Depth Multiplier. Главный недостаток двух рамочных металлоискателей малый захват обследуемой площади, за один проход ширина обследуемого участка не превышает 50 сантиметров. Gemini-3 позволяет разнести рамки для трассировки трубопроводов до 18 метров, тем самым увеличив захват, но соответственно уменьшается и чувствительность и в кладоискательстве не используется.
Однорамочные металлоискатели с поисковой рамкой, например SSP3100, SSP5100, Pulse Star. Имеют захват по ширине поисковой рамки: метр, два и более, что значительно увеличивает скорость обследования. Эти металлоискатели не чувствительны к минерализации грунта, легко настраиваются. Так же эти модели глубинных металлоискателей способны отличать цветной метал от железа, правда не столь хорошо как обычные металлоискатель, так как используют для определения типа металла встроенный магнитометр, который способен различать только крупные железные цели величиной с суповую тарелку.
Дискриминатор. Вообще, это спорный вопрос нужен ли глубиннику дискриминатор (возможность отличать тип металла). Предположим, клад золотых червонцев был спрятан в железном ведре или чугунном котелке. Так как, железо будет создавать экран для золотых монет, дискриминатор определит цель как железо и клад будет пропущен. Дискриминатор металлоискателя не рентген и просветить искомое ведро с червонцами не может. Даже если мы ищем «золотую бабу», то все равно, нет гарантии, что кто-то «при жизни» не накрыл ее железным щитом.
Глубина обнаружения, извечный вопрос. Не стоит обольщается рекламными тестами 6-12 метров, такая глубина вам вряд ли понадобится. На такой глубине металлоискатель может засечь разве что паровоз или в лучшем случае танк. Реальная глубина на которую зарывались клады полтора-два штыка лопаты максимум метр. Представьте себя на месте человека прячущего клад, обычно добро прячут не от хорошей жизни, а во времена лихие. Вам нужно быстро скрыть свои сокровища и в последствии так же быстро извлечь их из схрона, полностью или частично. Вряд ли у вас будет время тайно и быстро выкопать яму выше пояса и тем более шесть метров глубиной.
Теория о приростании культурного слоя на метры за столетие верна только в центре крупных городов, где велась отсыпка мостовых, строительные работы, рекультивация местность и т.д. Все крупные города в настоящее время благополучно процветают и вряд ли вам позволят вскрывать мостовую в поиске клада. Нормальной прирост культурного слоя в лесу 1-2 сантиметра за столетия.
Разобравшись с глубиной представим реальное место поиска, чаще это брошенная или давно распаханная деревня. В поиске клада вам предстоит обследовать не один гектар бескрайнего поля и чем больше поисковая рамка металлоискателя тем быстрее вы обследуете район поиска с меньшей вероятностью пропустить клад из-за неаккуратного провода катушкой.
Главное преимущество глубинного металлоискателя всё же не в глубине, а в возможности быстро обследовать место предполагаемого клада, игнорируя мелкие предметы.
Выбирая металлоискатель для наших экспедиций, я остановил свой выбор на моделях SSP3100 / 5100 фирмы DeTech с дополнительной 2-х метровой рамкой. Главный критерий при выборе — максимально большая площадь обследования за один проход. Как говорят, "Время — деньги".
Испытания. Первое боевое испытания глубинника SSP с метровой рамкой прошел на Дальнем Востоке. Обычные катушки SSP мы не испытывали, так как под рукой всегда находился верный Explorer. Для поиска было выбрано распаханное еще при царе горохе древнее городище на берегу реки. О существовании былого города указывали лишь крепостные валы, высотой метров 6, окружающие современные сельхоз угодья со всех сторон. О величине былой крепости говорил не только высокий крепостной вал, но и площадь занимаемая городом, гектаров эдак в пять. Быстро обследовать такую площадь обычными металлоискателями невозможно, да и глубинник с метровой рамкой тоже выглядел колоском на этом пустынном весеннем огороде.
Времени у нас было всего несколько часов, вода в реке стремительно прибывала отрезая нам путь к и так размытой дождями сельской дороги, мы рисковали остаться пленниками мертвого города.
Как и предполагалось первые цели были далеки от ожидаемых сокровищ, части плугов, гусеничные траки, разнообразные части сельхоз техники. Почти весь этот металлолом лежал на поверхности, достаточно было ковырнуть ботинком. Центр цели определялся очень точно. Более глубинные сигналы помечали горкой камней, для дальнейшего раскопа и двигались дальше.
Одна из наших горок и содержала клад, к сожалению, не золотых пиастров, но тоже весьма примечательный клад сельхоз инструментов относящиеся к империи Чжурчжени и датировался 12-м веком. Клад состоял из лемихов (плуг), различных топоров, тесел, серпов, стамесок, лопат общей массой килограмм 30.
Дальнейшие поиски привели к обширной зоне сигналов. В результате земляных работ были извлечены осколок чегунка размером с пачку сигарет с глубины выше колен и на еще большей глубине железные ядра разбросанные на площади два на пол метра.
Испытания дискриминатора проводились уже под Иркутском в деревне Сайгуты, как и водится распаханной в связи с укреплением хозяйств во времена коллективизации. Выбрали площадку размером примерно 30 на 20 метров, между фундаментов домов. Время обследования с выкапыванием всех целей 40 минут. Из 11 целей 9, это лежащие почти на поверхности куски кровли, части плуга и т.д. их ничего не стоит ковырнуть лопатой прямо по ходу дела. Одна цель была на глубине 80 см, сильно ржавое ведро и последняя цель на площади 1 метр развалины гвозди, напильник, серпы, остатки плуга и прочий мусор, глубина около 50 см, на выкапывания этой цели ушло минут 20. На рисунке отмечена глубина и реакция дискриминатора (Disk-железо). Примечательно, что эта площадка была обследована обычными металлоискателями до последней приличной цели по показаниям дискриминатора.
* Глубина и реакция дискриминатора. Для увеличения щелкните мышкой.
Рудольф Кавчик. Испытания проводились в 2005 году, но и по сей день актуальны.
