Томография в археологии

Томография в археологии — метод получения послойного изображения внутренней структуры археологического объекта, позволяющий без разрушения или повреждения предмета изучать строение, элементный состав или выявлять различные дефекты в его структуре. На практике применяют компьютерную томографию (КТ) и микротомографию (микро-КТ), с помощью которых можно получить цифровые трёхмерные копии уникальных артефактов и антропологических находок, не разрушая, исследовать их внутреннюю структуру[1]. Благодаря этому редкие объекты культурного наследия сохраняются для дальнейшего изучения другими естественнонаучными методами и для музейного хранения. После компьютерной томографии археологических артефактов можно получить их точную или масштабную копию, напечатанную на 3D принтере. КТ используется:

  • для исследования артефактов, изготовленных из кости, рога, камня, керамики, металла, стекла, текстиля, папируса;
  • при изучении рукописей, настенных росписей, фресок, картин и т. д.;
  • для оценки возраста и периодов стресса по дентину человека и животных, качества коллагена в костях.

История

В конце 1970-х гг. КТ была впервые использована для изучения древнеегипетских мумий. Д. Харвуд-Нэш исследовал мумию жрицы из XXII династии. Им была получена информация научного, египтологического и палеопатологического характера без повреждения и разрушения окрашенного ящика или льняных пелён[2]. В 1993 г. о применении КТ для изучения археологических артефактов (некерамических) сообщил К. Mазанский.

В 1998 г. В. Г. Ломан предложил использовать КТ в качестве неразрушающего инструмента для изучения конструирования целых и относительно целых сосудов[3]. Для этого исследования была подготовлена серия археологически целых керамических сосудов, происходящих из раскопок казахстанских памятников эпохи бронзы и раннего железного века. КТ позволила создать послойные изображения-срезы без эффекта взаимного наложения соседних слоёв. Благодаря этому удалось увидеть пустоты и включения в керамических сосудах. Однако дальнейшая работа в этом направлении была прекращена по причине высокой стоимости томографических исследований и малой доступности медицинских КТ-сканеров. С распространением КТ-оборудования исследования стали проводиться в более широком масштабе, в том числе для анализа археологических находок.

Методика исследования

КТ и микро-КТ используются для исследования практически всех видов артефактов, позволяя выявлять внутренние структуры, трещины и следы обработки[4]. Среди томографических методов (магнитно-резонансная томография, нейтронная томография, оптическая когерентная томография) КТ наиболее распространена для исследования археологических образцов.

Микро-КТ — это разновидность рентгеновской компьютерной томографии, которая обеспечивает значительно более высокое пространственное разрешение послойных изображений объекта исследования, вплоть до микрометров (менее 1 мкм в некоторых системах).

Основным оборудованием в процессе исследования методом КТ и микро-КТ является компьютерный томограф — прибор, использующий рентгеновское излучение для послойного сканирования объектов. Он состоит из рентгеновской трубки, детекторов, вращающихся вокруг объекта, и компьютерной системы, обрабатывающей полученные данные и создающей трёхмерные изображения. Эти изображения, представленные в виде тонких срезов, объединяют в трёхмерную модель, которая позволяет детально исследовать структуру объекта.

Методика КТ включает два основных этапа[5].

1) Сканирование и реконструкция изображения — происходит сканирование объекта с использованием рентгеновского излучения (или другого вида излучения).

2) Реконструкция изображения — полученные данные преобразуют в детализированные послойные изображения или трёхмерную модель внутренней структуры объекта.

В КТ и микро-КТ используется свойство рентгеновского излучения проникать сквозь исследуемые предметы. На пути его распространения сквозь объект к детектору часть излучения поглощается материалом объекта. Уровни яркости на рентгеновском изображении зависят от плотности областей, через которые проходят рентгеновские лучи. Наиболее ярким участкам объекта соответствуют значения максимальной плотности. Благодаря этому можно сегментировать изображение, т. е. разбить его на части, соответствующие материалам с разной плотностью. Части с разной плотностью можно обособить друг от друга и проанализировать отдельно. Сегментирование проводят с помощью специальных компьютерных программ, например 3D Slicer. В исследованиях археологических артефактов, особенно композитных, сегментация является одной из наиболее востребованных процедур.

Примеры исследуемых артефактов и образцов

Артефакты и образцы из кости и рога

КТ позволяет изучать внутреннюю структуру костей и костяных орудий[1]. Например, в исследовании Д. Брэдфилда экспериментальные образцы подвергались нагрузкам, аналогичным тем, что могли испытывать археологические орудия, включая проколы шкур, удары и постдепозиционные повреждения. Микро-КТ позволила визуализировать микротрещины и определить их антропогенное или естественное происхождение. Результаты исследования показали, что некоторые виды работ создают характерные микроструктурные повреждения. Это может стать одним из методов определения функций древних костяных орудий.

Международная команда исследователей, в том числе М. Бауманн из Льежского университета, рассказала о находках костяных орудий, изготовленных неандертальцами[6]. Раскопки проводились на стоянке неандертальцев Ше-Пино в городе Жонзак (Франция). Учёные нашли большое количество разнообразных инструментов, в том числе многофункциональных: древние ножи, скребки, оружие для охоты. Исследователи отметили, что с помощью микро-КТ можно идентифицировать костяные орудия по следам изготовления и использования, которые присутствуют на их поверхности, а также внутри самих инструментов.

В результате выполненных работ было показано, что неандертальцы не только владели методами изготовления инструментов и оружия из костей, но и обладали уникальной технологией, отличающейся от технологий Homo sapiens — в основном инструменты изготавливались с помощью техники ударов.

Помимо орудий из кости, КТ используется для детального изучения структуры и следов обработки предметов неутилитарного значения. В частности, этот метод позволил получить высокоточные 3D-изображения верхнепалеолитической фигурки птицы, найденной на стоянке Линцзин в Китае, и изучить технологию её изготовления. КТ показала, что фигурка возрастом 13,5 тыс. лет была вырезана из фрагмента эпифиза кости млекопитающего, который подвергли нескольким этапам обработки в процессе формообразования.

С помощью КТ можно также исследовать предметы, изготовленные из рога. Анализ послойных изображений среднепалеолитического рогового отбойника из микокской пещеры Бичник (Польша) выявил значительный износ, многочисленные вмятины, надрезы и внутренние трещины. Сравнение с экспериментальными образцами показало, что следы износа характерны для инструментов, использовавшихся при обработке камня. На основе микро-КТ был создан и опробован неразрушающий способ определения возраста животных (индивидов) по инкрементным линиям в дентине зубов без разрушения образцов.

Артефакты и образцы из камня

3D-сканирование каменных артефактов с использованием микро-КТ и лазерных сканеров позволило значительно ускорить и улучшить процесс цифровой обработки каменных орудий. Учёным удалось отсканировать 220 артефактов за один сеанс с высокой точностью и получить детальные трёхмерные модели, которые сохранили острые углы и мелкие детали. Сравнение результатов микро-КТ с результатами лазерного сканирования показало хорошее их согласие и высокую точность[1].

Микро-КТ использовалась для анализа повреждений, возникающих на экспериментальных кварцевых орудиях, применявшихся в качестве наконечников стрел и копий. Метод позволил получить детальные трёхмерные данные и выявить на 33 % больше повреждений по сравнению с визуальным исследованием макроследов с бинокуляра.

Артефакты и образцы из керамики

undefined

Объекты из керамики являются подходящими для КТ археологическими артефактами, так как метод визуализирует внутренние микротрещины, слои, технологические особенности и температуру обжига. В одном из исследований микро-КТ применили для изучения микроструктуры керамических фрагментов со стоянки Гамбург-Боберг-15 (мезолит-неолит, Северная Германия). Учёными были определены органические остатки, которые полностью сгорели в процессе обжига, но оставили пустоты в тесте, а также изучены минеральные примеси в глине. Кроме того, анализ пористости материала (ориентация пор в тесте сосуда) позволил определить технику формовки сосудов.

В российских исследованиях КТ используется при изучении особенностей производства керамических сосудов (например, работы В. Г. Ломана, П. В. Гурьевой, Д. В. Журавлёва). В. Г. Ломан применил КТ для изучения технологии изготовления древней лепной керамики[3]. В ходе исследования керамические сосуды размещались один за другим вдоль продольной оси стола томографа. Время томографического сканирования одной партии составляло 5—7 мин. На следующем этапе полученные данные обрабатывались с помощью программы RadiAnt DICOM Viewer. Файл объёмных данных каждого образца был восстановлен с помощью специальных алгоритмов из примерно 400 необработанных рентгенографических 2D-изображений. Полученные данные имеют цифровой формат, что удобно для их хранения, а также просмотра в специальных программах для постобработки КТ-сканов (RadiAnt DICOM Viewer, Vidar DICOM Viewer, Sante DICOM Viewer и др.). С помощью указанных программ можно производить с полученными изображениями различные действия:

  • масштабировать, корректировать резкость, яркость и контрастность для лучшей визуализации линий спаев и мелких деталей;
  • оценивать показатели плотности различных участков;
  • точно определять размеры отдельных элементов, в том числе минеральных примесей, а также параметры сосуда (высоту, диаметр, толщину стенок и днища);
  • получать виртуальные разрезы сосуда в любой плоскости;
  • строить трёхмерные реконструкции;
  • создавать видеопрезентации, экспортировать файлы в графические форматы.

Артефакты и образцы из металла

КТ позволяет выявлять особенности и дефекты ковки, а также реконструировать процессы инкрустации и коррозии в металлических артефактах. В одной из работ было проведено исследование комплекса из 100 мечей из раннесредневекового клада из Лауххайм (Германия). КТ позволяет:

  • быстро и точно документировать особенности мечей, включая текстуры ковки;
  • выявлять ключевые характеристики клинка, такие как узорное сваривание, железные вставки и переход сварных прутьев в хвостовик.

С помощью томографии была восстановлена последовательность технологических операций, применявшихся для изготовления серебряных браслетов из Исадского клада (конец XI — начало XII в. н.э.)[7]. Учёными было установлено, что браслеты сделаны из плетёных жгутов с напаянными по концам пластинчатыми коваными площадками, на которых с помощью расклёпанных шпеньков прикреплены литые выпуклые наконечники.

Использование КТ позволяет идентифицировать металлические предметы с сильной коррозией, например кресты, монеты и зеркала. В частности, исследование римских монет из Гротта делле Нинфе (Италия), покрытых толстым слоем коррозии, было направлено на попытку восстановления надписей. С помощью рентгенофлуоресцентного анализа и микро-КТ удалось определить состав металла монет и восстановить скрытые надписи. Благодаря этому было установлено, что монеты относятся к периоду от 7 г. до н. э. до 101 г. н. э.

Артефакты и образцы из металла

Древние стеклянные изделия часто имеют сложную внутреннюю структуру, которую практически невозможно исследовать традиционными методами[1]. Применение КТ позволяет обнаружить пузыри воздуха, включения и другие дефекты. В одном из исследований КТ была применена для анализа предметов, обнаруженных в римском захоронении у города Бохольт (Германия), включая стекло и металл. При анализе артефактов в настолько плохой сохранности, что их невозможно было извлечь из грунта, исследователи применили микро-КТ для предварительно извлечённых блоков грунта с артефактами внутри, в результате чего удалось:

  • точно идентифицировать все объекты;
  • определить форму, количество и расположение в погребальной камере стеклянных тарелок, мисок, бутылок и кувшинов, а также бронзовых и серебряных столовых приборов.

Микро-КТ используется для анализа состава и технологии производства стеклянных бусин, в том числе древнекитайских типа «глаз стрекозы». Эти бусины были найдены в гробницах Шэньминпу в провинции Хэнань (475—221 гг. до н.э.), а также в захоронениях могильника Шампула в Синьцзян-Уйгурском автономном районе (IV в. н. э.). Учёными было установлено, что они создавались методом инкрустации одного типа стекла в другой, что стало важным шагом в реконструкции процесса их изготовления.

Артефакты и образцы из дерева

КТ и микро-КТ позволяют:

  • идентифицировать породы дерева по фрагментам образцов, углям и коре;
  • проводить неразрушающее датирование по анализу ростовых колец внутри образцов;
  • анализировать плетёные изделия.

В одном из исследований учёные из университета Оулу (Финляндия) проанализировали с помощью МРТ деревянные артефакты — портовые сооружения времён Римской империи, пролежавшие в воде 2000 лет[8]. Изученные образцы были взяты с деревянных опор пирса древнеримской гавани. Их обнаружили во время раскопок на месте строительства новой линии метро в Неаполе, которые начались в 2004 г. Пирс был построен после знаменитого извержения Везувия в 79 г. н. эры. Кроме того, раскалённый пиропластический поток двигался к юго-востоку от вулкана, и территория современного Неаполя от него не пострадала.

Команда учёных пыталась выяснить, как древесина ведёт себя и сохраняется в воде, реконструировать изменения, вызванные гниением, а также провести всесторонний анализ структуры остатков древесины. Это одно из первых исследований, в котором были объединены четыре различных метода ЯМР: релаксометрия, микровизуализация, диффузометрия и криопорометрия. В ходе исследования археологические образцы из древесины ели, каштана и клёна сравнивались со свежей древесиной тех же ботанических видов. Сведения о сохранности конструкций и материалов позволяют найти новые способы сохранения археологически ценного наследия для будущих поколений.

Папирусы

Ценные научные результаты были получены при КТ-исследовании артефактов, которые невозможно исследовать традиционными методами ввиду их плохой сохранности[9]. Свитки папирусов, найденные на стоянке Вилла Папирусов в Геркулануме (79 г. н.э., Италия), были обуглены, крайне хрупки. Попытки открытия часто приводили к их разрушению. Фазово-контрастная КТ позволила учёным виртуально развернуть свитки, не повреждая их. В результате впервые удалось расшифровать большие фрагменты древнегреческих текстов, включая произведения философа-эпикурейца Филодема из Гадары.

Композитные артефакты или образцы с артефактами внутри

КТ позволяет дифференцировать на послойных изображениях материалы с разной плотностью. Благодаря этому данный метод незаменим при исследовании образцов, состоящих из разного сырья, либо артефактов, включающих внутри себя другие объекты, иногда неожиданные для исследователей.

Например, изучение с помощью КТ «ледяного человека» Этци, найденного в Альпах, показало, что он погиб от ранения стрелой — наконечник был обнаружен между его грудной клеткой и левой лопаткой[10]. С помощью КТ были изучены мумии крокодилов, которые создавались в качестве жертвенных подношений, обнаруженные в гробнице в Куббет эль-Хава (Египет). КТ позволила выявить внутри одного из крокодилов рыболовный крючок, что, возможно, стало причиной его смерти.

КТ используется для неразрушающего изучения вложенных предметов. В частности, данный метод позволил:

  • визуализировать внутреннюю структуру клада монет в керамическом сосуде из Йоркшира (Великобритания);
  • определить взаимное расположение монет;
  • идентифицировать скрытые экземпляры без их извлечения.

Все монеты были сегментированы и идентифицированы: серебряные денарии, датируемые периодом с 3 г. до н. э. по 181 г. н. э. Впоследствии сотрудники Британского музея извлекли монеты, подтвердив их идентификацию, выполненную ранее с помощью КТ.

Другим примером являются неолитические костяные игольники из Верхоленского могильника (Прибайкалье) с сохранившимися рыхлыми отложениями внутри[11]. Игольники — это небольшие футляры из трубчатых костей птиц, которые использовались для хранения швейных принадлежностей. Несколько игольников были найдены в начале 1950-х гг. А. П. Окладниковым.

undefined

С помощью микро-КТ исследователи из Института археологии и этнографии СО РАН изучили содержимое игольников и реконструировали способ их ношения. Приведём некоторые результаты исследования.

  • Внутри игольников были обнаружены не только костяные иглы, но и бусины из раковин моллюсков.
  • Иглы и бусины находились вдоль центральной оси игольника и не касались его стенок.
  • Вероятно, между игольником и его содержимым была кожаная прокладка, которая со временем истлела.
  • Концы этой полоски могли быть прикреплены к одежде или поясу, что позволяло носить важные мелочи под рукой.

Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на материальную культуру неолитического населения Сибири, так как подтверждает высокую мобильность древних сообществ и преемственность технологий от неолита до этнографической современности (подобные игольники хорошо известны в регионе у коренного населения XIX — первой половины ХХ вв.).

КТ была также применена для изучения композитных орудий, состоящих из каменных вкладышей, вложенных в костяную или роговую рукоять. Данные артефакты были взяты со стоянки Казачка-1 (Красноярский край, граница плейстоцен и голоцена)[12]. При исследовании использовался метод пороговой сегментации, позволяющий выделить материалы разной плотности. Для составного орудия со стоянки Казачка-1 было успешно выполнено сегментирование вкладышей из костяной рукояти. Программный пакет 3D Slicer автоматически выделил две области: кость и камень, однако пустое пространство паза также было определено как часть объекта. В ручном режиме были уточнены границы каждого из четырёх вкладышей. В результате были экспортированы трёхмерные модели вкладышей и одна модель костяной основы с пустым пазом.

Мамонтёнок Юка

Останки мамонта подросткового возраста весом 106 кг были обнаружены в 2010 г. членами общины Юкагир в 30 км к западу от устья реки Кондратьево на южном побережье моря Лаптевых в местности Ойогосский яр Усть-Янского улуса Якутии. В 2010 г. найденную мумию мамонтёнка возрастом почти 40 000 лет просканировали сначала на компьютерном томографе, а затем на МРТ-аппарате[13]. Благодаря томографическому сканированию удалось установить тканевой компонент нервной системы, а также изучить головной мозг животного (который оказался очень похож на мозг современных слонов). Российские учёные прозвали мамонтёнка Юкой в честь якутского посёлка Юкагир.

Ископаемые тераподы

В 2012 г. американские учёные-палеонтологи из Гарвардского университета исследовали ископаемые тераподы (хищных ящеров, ходивших на двух ногах) с помощью КТ[14]. Они изучали отпечатки костей, яиц и мягких тканей ископаемых тераподов. С помощью КТ учёным удалось:

  • создать трёхмерные математические модели скелетов этих животных;
  • составить реестр ключевых точек черепной анатомии тераподов и современных птиц, а также проследить, как она эволюционировала на протяжении десятков и сотен миллионов лет;
  • обнаружить анатомическое сходство в строении черепных костей птиц и черепных костей молодых динозавров, ещё не достигших половозрелой стадии развития и др.

Антропологические материалы

Как правило, антропологические объекты находятся в музеях и научных лабораториях, они часто покрыты толстым слоем реставрационной мастики. Микро-КТ позволяет[15]:

  • виртуально «убирать» эти поверхностные слои и изучать конкретный фрагмент антропологического материала;
  • оценивать последствия боевых и бытовых ранений на скелетах и черепах людей из археологических раскопок;
  • определять тип применявшегося оружия и иногда, спустя столетия или тысячелетия, расследовать обстоятельства гибели людей;
  • изучать последствия деятельности древних хирургов, некоторые из которых производили сложные операции, например, трепанацию черепа;
  • получать изображения с увеличением и в высоком разрешении, идентифицировать следы заживления и сделать выводы об успешности хирургического вмешательства;
  • проводить дифференциальную диагностику многих болезней древнего населения (например, можно определить наличие метастатических поражений костной ткани и, следовательно, сделать выводы о древности распространения онкологических заболеваний);
  • выявлять активное прорастание сосудов, питавших опухоли, и необычные очаги резорбции (разрушения);
  • изучать последствия воспалительных, инфекционных процессов в костной ткани до применения антибиотиков (на компьютерной томограмме проявления инфекции могут выглядеть разнообразно — от незначительных поверхностных изменений до обширного остеомиелита, приводившего к полному разрушению суставов и центральных частей крупных трубчатых костей) и др.
    3D-модель терракоты, построенная по данным компьютерной томографии. Размеры скульптурных деталей: 1 – 2.38, 2 – 4.99, 3 – 3.86, 4 – 2.97, 5 – 5.25, 6 – 3.74, 7 – 2.13, 8 – 26.48, 9 – 6.20, 10 – 2.79, 11 – 9.54, 12 – 9.17, 13 – 4.79, 14 – 24.68, 15 – 6.38, 16 – 3.08, 17 – 4.74, 18 – 1.59, 19 – 2.19–2.12, 20 – 2.54, 21 – 1.94 см

Терракотовая голова

В 2017 г. было проведено КТ-исследование античной терракоты в виде головы бородатого мужчины, найденной в Керченской бухте в во время подводных археологических раскопок[16]. Цель исследования состояла в изучении технологии изготовления терракоты с помощью нейтронной и рентгеновской томографии. В ходе исследования были получены следующие результаты.

  • Установлено, что изделие изготовлено методом скульптурной лепки с последовательным добавлением профильных деталей (слоя причёски, носа, век, глаз, ушей, носогубной складки, бороды) к глиняной основе.
  • Вероятно, терракота крепилась нижней частью к утраченной опоре или основанию с помощью свинцовой стяжки.

Кости из пещеры Окладникова

В 2011 г. метод КТ впервые в практике палеоантропологических исследований применялся для анализа разрозненных и фрагментарных ископаемых костей из пещеры Окладникова[17]. Сканированию подверглись кости глубокой древности из археологических раскопок на Алтае. Предварительно по совокупности генетических и морфологических особенностей была доказана принадлежность останков неандертальцам. Фрагменты костей происходили из разных геологических слоёв, хотя данные антропологии указывали на принадлежность останков ограниченному числу особей. Совпадение показателей минеральной насыщенности, выявленное путём сравнения уровней концентрации солей кальция и мочевой кислоты, подтвердило принадлежность нескольких фрагментов одному человеку.

Урновые погребения

В 2022 г. специалисты Института археологии РАН и Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М. В. Владимирского применили КТ для изучения урновых погребений культуры псковских длинных курганов (КПДК) эпохи раннего Средневековья[18].

Исследователям удалось выяснить, как при сборе останков с погребального костра в урну помещались крупные фрагменты всех частей скелета. Урна располагалась в насыпи, стоя горизонтально на донце, поэтому внутрь попал песок, заполнивший пространство между костными фрагментами. На томограмме видны крупные размеры фрагментов (более 7—8 см). Затем была проведена послойная разборка кремации, сопровождаемая съёмкой. Применение КТ при изучении непотревоженной погребальной урны из кургана 1 могильника Бервенец (Пеновский район, Тверская область) позволило:

  • убедиться в наполнении погребального сосуда крупными костными фрагментами, которые бережно собирались с погребального костра;
  • разносторонне представить форму и структуру лепного сосуда;
  • увидеть расположение костных останков внутри урны, их размерность и степень сохранности и др.

На основании состояния анатомически определимых фрагментов можно предполагать, что останки принадлежат взрослому индивиду (35—49 лет) предположительно мужского пола.

Томография древних мумий

Древнеегипетские мумии

Археологи используют КТ при обследовании древнеегипетских «пациентов», возраст которых измеряется тысячами лет[19]. КТ позволяет получить трёхмерные изображения останков в высоком качестве и увидеть, что находится внутри, не нарушая при этом целостность тела. Многие музеи мира предоставляют хранящиеся у них мумии для исследований, которые позволяют больше узнать о культуре и образе жизни древних людей. С помощью томографических методов историки и археологи надеются прояснить многие неизвестные обстоятельства жизни и смерти царей и придворных Древнего Египта.

На основе томографических данных исследователи, в частности, специалисты из Британского музея:

  • реконструировали внешний облик мумий;
  • определили технику мумификации и использовавшиеся при бальзамировании материалы;
  • идентифицировали останки некоторых забальзамированных царственных особ;
  • изучили амулеты и драгоценности, которые находились в саркофагах.

Кроме того, КТ-исследование скелета и внутренних органов мумий дало представление о перенесённых болезнях и вероятных причинах смерти.

Для того чтобы дополнить имеющиеся данные о мумификации, научные работники Британского музея решили исследовать все находящиеся в запасниках мумии Старого, Среднего и Нового Царств, датированные периодом с 2000 г. до н. э. до 300 г. н. э. Используя высокоточный компьютерный томограф им удалось распознать под покровами мумий уцелевшую кожу, волосы, кости и фрагменты тканого полотна. Например, была исследована мумия ребёнка, датированная серединой I в. н. э., которая была найдена в некрополе Хавара (регион Файюм) в 1889 г.[20] Мумия плотно укутана в покровы из льняной ткани, гипса и смолы, а сверху покрыта расписным погребальным покрывалом. На голове мумии ребёнка закреплён портрет, изображающий мальчика в белой тунике с красной лентой. На портрете волосы мальчика коротко подстрижены, а сзади оставлена длинная завитая прядь. Плащаница, в которую завёрнута мумия, была расписана изображениями божеств, в том числе Нут с распростёртыми крыльями в окружении сфинксов. В нижней части плащаница разделена на четыре части с изображениями ритуалов, совершаемых жрецами перед божествами. КТ показала, что по бокам мумии также находилось нарисованное украшение. Однако оно было повреждено или сильно выцвело, чтобы его можно было увидеть невооружённым глазом. Сканирование также выявило наличие четырёх восковых амулетов, которые находятся непосредственно на коже ребенка.

Особый интерес для археологов представляла собой мумия, найденная ещё в начале XIX в. при раскопках захоронения фараона Рамсеса I. Предполагалось, что эта мумия человека, принадлежавшего к царскому роду. Об этом свидетельствовала характерная поза со скрещёнными на груди руками. КТ, проведённая в 2000 г., позволила сделать вывод, что эта мумия представляет собой останки Рамсеса I — основателя XIX династии фараонов Древнего Египта.

undefined

В ходе КТ-исследования были получены следующие результаты[21].

  • У фараона, умершего в возрасте около 60 лет, был обнаружен артрит.
  • Сильно деформированная ушная раковина (возможно, результат неудачного прокалывания) указывала на перенесённую инфекцию, которая при попадании в кровь могла стать причиной смерти.
  • На трёхмерном изображении было видно, что череп мумии залит расплавленной смолой — характерный способ бальзамирования, применявшийся только по отношению к фараонам.
  • Удалённые внутренние органы и заполненная плотно скрученным жгутом брюшная полость указывали на высочайший социальный статус умершего.

Учёные отметили внешнее сходство исследуемого фараона со своим внуком — Рамсесом Великим, черты лица которого подробно описаны в древних текстах[22].

В 2021 г. радиолог С. Салим из Каирского университета и египтолог З. Хавасс, а также их команда использовали КТ для изучения мумии фараона Аменхотепа I[23]. Исследование проводилось в лаборатории Египетского музея в Каире. При этом были получены следующие результаты.

  • Определение возраста — на момент смерти Аменхотепу было 35 лет.
  • Рассмотрение лица — КТ позволила лучше рассмотреть лицо мумии: овальное, с впалыми глазами и обвисшими щеками, нос маленький, узкий, приплюснутый.
  • Обнаружение травм — у Аменхотепа выявлено множество травм, но все они оказались посмертными: переломы шеи и позвоночника, вывихи и переломы рук, перелом лобковой кости.
  • Установление метода бальзамирования — Аменхотеп I был первым фараоном, на котором при бальзамировании был опробован новый метод: его руки были скрещены на груди на уровне предплечий (поза Осириса).
  • Указание на присутствие амулетов — трёхмерные компьютерные томограммы указали на присутствие 30 амулетов внутри мумии, причём некоторые из них находятся между бинтами.

Южноамериканские мумии

КТ используют не только для исследования древнеегипетских, но и мумий, обнаруженных в Перу, в горах Алтая и др. В 2022 г. в журнале Frontiers in Medicine была опубликована статья, авторы которой с помощью трёхмерной КТ изучили три мумии из доколумбовой Южной Америки[24]. Эти мумии хранились в европейских музеях с конца XIX в. Обычно мумии являются результатом целенаправленного сохранения останков (например, как в Древнем Египте). Однако они могут образовываться естественным образом, когда сухая среда, например в пустынях, «извлекает» жидкости из разлагающегося тела быстрее, чем процесс его разложения. Подобные условия встречаются в некоторых районах Южной Америки.

Учёные исследовали с помощью КТ две мужские и одну женскую мумию. Первый мужчина жил на севере современного Чили и умер в возрасте 20—25 лет. Его похоронили в сидячем положении. Судя по погребальному инвентарю, покойный был рыбаком. Он имел хорошо сохранившиеся, но неправильно расположенные зубы с некоторыми потёртостями, что типично для людей доколумбовой эпохи, которые использовали кукурузу в качестве основного продукта питания. Согласно результатам радиоуглеродного анализа, мужчина умер между 996 и 1147 гг. н. э.

Две другие мумии (мужская и женская) происходили из региона Арекипа на территории современного юго-западного Перу. Их похоронили лицом вверх, что необычно для мумий из высокогорных районов Южной Америки. По данным радиоуглеродного анализа мужчина умер между 902 и 994 гг. н. э., а женщина — между 1224 и 1282 гг. н. э. Проанализировав результаты КТ, учёные пришли к выводу, что оба мужчины умерли на месте от преднамеренного насилия.

Томографическое сканирование позволяет не только более детально изучить мумии, но и выявить подделки среди них. Например, в 2016 г. чилийские учёные обнаружили, что одна из 15 древнейших мумий чинчорро, преимущественно младенцев и не рождённых детей, была простой глиняной фигуркой[25]. Вероятно, люди чинчорро изготовили скульптуру ребёнка, которого невозможно было мумифицировать.

Алтайские мумии

В 2017 г. сообщалось, что в Государственном Эрмитаже впервые была проведена КТ двух мумий, обнаруженных в пятом Пазырыкском кургане в Горном Алтае в 1949 г.[26] Одна из них принадлежит мужчине-вождю, которому, по оценкам антропологов, на момент смерти было 55—60 лет, а вторая — женщине, погребённой с ним в одной могиле. На момент смерти возраст женщины составил около 45—50 лет. Обе мумии были полностью просканированы в разных режимах на компьютерном томографе. В результате было получено несколько тысяч томографических изображений, которые будут переданы специалистам для дальнейшего анализа.

Исследователи планируют определить болезни и причину смерти мумифицированных людей, воссоздать их внешний вид, а также более детально изучить приёмы мумификации. Это позволит лучше понять образ жизни людей пазырыкской культуры, следы которой были впервые обнаружены в 1865 г.

Перспективы метода

Развитие метода томографии в археологии связаны с автоматизацией анализа данных с помощью машинного обучения. Это позволит существенно ускорить обработку томографических снимков и повысить её точность. Интеграция КТ с химическими и спектроскопическими методами откроет возможности для исследования состава артефактов, а усовершенствованные алгоритмы реконструкции позволят точнее восстанавливать утраченные части древних объектов и моделировать их использование. Важным направлением является создание общедоступных трёхмерных баз данных артефактов[1].

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 Екатерина Николаевна Бочарова, Дарья Валерьевна Кожевникова, Ксения Анатольевна Колобова. Возможности и перспективы применения КТ и микро-КТ в археологических исследованиях // Сибирские исторические исследования. — 2025. — № 3. — doi:10.17223/2312461X/49/8.
  2. Е. Б. Яцишина, Е. С. Булыгина, С. В. Васильев, Р. М. Галеев, Н. В. Слободова, С. В. Цыганкова, Ф. С. Шарко. Палеогенетическое исследование древнеегипетских мумий в НИЦ „Курчатовский институт“ // Российские нанотехнологии : журнал. — 2020. — Т. 15, № 5. — С. 560—567. — ISSN 1992-7223.
  3. 1 2 В. Г. Ломан. Рентгеновская компьютерная томография в изучении древних керамических сосудов. Academia.edu.
  4. М. Я. Марусина, А. О. Казначеева. Современные виды томографии. НИУ ИТМО.
  5. А. П. Черняев, Д. В. Волков, Е. Н. Лыкова. Физические методы визуализации в медицинской диагностике. Кафедра физики ускорителей и радиационной медицины Физического факультета МГУ.
  6. Д. Передельский. Обнаружен склад "небывалых технологий" неандертальцев. ФГБУ «Редакция «Российской газеты» (21 июня 2023).
  7. Зайцева И. Е., Коваленко Е. С., Гурьева П. В., Мандрыкина А. В., Кондратьев О. А., Исмагулов А. М., Подурец К. М., Терещенко Е. Ю., Яцишина Е. Б. Три браслета из Исадского клада 2021 г.: технология изготовления и состав металла // журнал : Краткие сообщения Института археологии. — 2023. — № 272. — С. 356—376. — ISSN 0130-2620.
  8. Д. Павлов. Древнеримскую деревянную пристань изучили с помощью МРТ. Mail.ru (16.12. 2024).
  9. Г. Копиев. Томография позволила «развернуть» древние обугленные свитки. N+1 (4 июля 2017).
  10. М. Подрезов. Из пропасти во льду Что ученые узнали о «ледяном человеке» за 30 лет со дня находки. N+1 (20 сентября 2021).
  11. Е. Антонов. Археологи заглянули внутрь неолитических игольников. Наука и жизнь (28 ноября 2025).
  12. Как использовали и ремонтировали. Древние костяные ножи изучили на компьютерном томографе. Scholar.ru.
  13. МРТ и КТ мумий. Центр МРТ "Ами".
  14. Компьютерная томография в археологии. Trauma.ru Сайт Александра Дидковского (18 июня 2012).
  15. primogengrout. Цифровой рентген: археология и палеонтология. Habr (30 августа 2021).
  16. М. В. Ковальчук, Е. Б. Яцишина, Н. А. Макаров, Э. А. Грешников, А. А. Анциферова, О. Л. Гунчина, П. К. Кашкаров, Е. С. Коваленко, М. М. Мурашев, С. В. Ольховский, К. М. Подурец, В. Б. Тимеркаев. Томографические исследования терракотовой головы из Керченской бухты // журнал : Кристаллография. — 2020. — Т. 65, № 5. — С. 832—838. — ISSN 0023-4761.
  17. М. Б. Медникова. Радиологические методы в палеоантропологии и археологии. Институт археологии РАН.
  18. Пресс-релиз Института археологии РАН. Компьютерная томография раскрыла детали погребального ритуала культуры псковских длинных курганов. Институт археологии РАН.
  19. Китова А. О. Мумификация в древнем Египте: история изучения, современные методы исследования // Египет и сопредельные страны. — 2016. — № 4.
  20. Д. Передельский. Сканирование приоткрыло тайны маленькой 2000-летней мумии из Египта. Интернет-портал «Российской газеты» (21 сентября 2020).
  21. Древнеегипетский пациент. Африкана.ру.
  22. М. Подрезов. Умершего в 90-летнем возрасте царя Рамсеса II вдвое омолодили на реконструкции На другой реконструкции царя изобразили в год смерти. N+1 (17 октября 2023).
  23. А. Гаджиева. Фараона Аменхотепа I отправили на компьютерную томографию. Naked Science (28 декабря 2021).
  24. А. Еникеев. У древних мумий выявили признаки насильственной смерти. Lenta.ru (13 сентября 2022).
  25. Е. Русакова. Томограф нашел подделку среди древнейших мумий. N+1 (28 декабря 2016).
  26. К. Уласович. Ученые впервые просканировали мумий из Эрмитажа. N+1 (30 января 2017).

Литература

Категории

© Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».