<- предыдущая страница следующая ->

Физика
«Природа», 1981, № 7

Новые возможности лазерного абсорбционного анализа
В. М. Колобашкин, А. И. Попов

Виктор Михайлович Колобашкин, доктор физико-математических наук, ректор Московского инженерно-физического института. Основные научные интересы — ядерная физика и энергетика, разработка высокочувствительных методов анализа радиоактивных и нейтральных газов, их применение.

Александр Иванович Попов, кандидат физико-математических наук, старший научный, сотрудник того же института. Научная деятельность связана с разработкой методов лазерного анализа газов и их применением.

Фото А. И. Попова

В области приложений квантовой электроники сейчас широко ведутся исследования по разработке лазерных методов анализа газов. Чувствительность существующих методов анализа, например хроматографических, и, главное, скорость, с которой может быть проведен анализ, зачастую не отвечают требованиям, возникающим при решении новых исследовательских задач. В таких случаях несовершенство методов служит фактически тормозом в развитии науки.
Поясним сказанное на следующем примере. Нет нужды доказывать, насколько важна задача прогнозирования землетрясений. Благодаря усилиям сейсмологов, сейчас эта задача представляется принципиально вполне разрешимой. Для этого следует создать комплексную программу наблюдений за различными физическими явлениями — предшественниками землетрясений, и в частности за их газовыми предвестниками. Замечено, что перед землетрясениями меняется содержание метана (СН4), углекислого газа (СO2) и других газов в почве. Это связано, скорее всего, с изменением объема пор в породах в результате воздействия на них предшествующих землятрясению деформаций. Чтобы наблюдения за содержанием газов можно было эффективно использовать для прогноза землетрясений, их необходимо проводить непрерывно в течение года на огромной территории. Выполнение таких наблюдений при разумных людских и материальных затратах с помощью отбора проб и последующего хроматографического анализа практически невозможно. Таким образом, несовершенство средств анализа не позволяет решить задачу прогнозирования землетрясений, несмотря на то что подход к этой проблеме разработан достаточно детально.
Лазерный анализ газового состава атмосферы обладает целым рядом преимуществ перед традиционными физико-химическими методами1. В этой статье мы расскажем о проводимых в Московском инженерно-физическом институте (МИФИ) исследованиях и разработках в области лазерного абсорбционного анализа, а также о результатах их приложения к решению практических задач геологии, геохимии и прогноза землетрясений.
1 Xинкли Э. Д. Лазерный контроль атмосферы. M.: Мир, 1979.

ЛАЗЕРНЫЕ АБСОРБЦИОННЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ
В спектроскопии хорошо известно явление резонансного поглощения. Оно заключается в том, что молекулы какого-либо вещества (например, исследуемого газа) поглощают не все падающее на них электромагнитное излучение, а лишь излучение определенной длины волны. Каждому сорту молекул, т. е. каждому из исследуемых газов соответствует своя длина волны, или, как говорят, линия поглощения. На этом явлении и основано действие лазерных абсорбционных анализаторов. Одно из основных свойств лазерного излучения — его высокая монохроматичность? и если длина волны совпадает с полосой поглощения того или иного газа, то о концентрации этого газа в воздухе можно судить по степени ослабления лазерного луча на его пути к регистрирующему прибору.
Допустим, на выходе лазера интенсивность излучения равна I1, а на входе в регистрирующий прибор — I2. Поскольку, как правило, речь идет о весьма малых концентрациях исследуемого газа, ослабление интенсивности лазерного пучка за счет резонансного поглощения невелико. Иначе говоря, величина A1 = I1—I2 намного меньше исходной интенсивности: AI<I1=I2 = I. Оказывается, в этом случае существует простая математическая связь между отношением АI/I, концентрацией исследуемого газа с и длиной пути L, пройденного лазерным излучением в газе:
AI/I=xcL.
Здесь х — коэффициент поглощения, известный из лабораторных спектроскопических измерений. Из этой формулы следует, что чувствительность лазерных абсорбционных анализаторов зависит от того, насколько точно они позволяют измерять малые отношения АI/I.
С помощью лазерных анализаторов непрерывные измерения можно проводить не только исследуя пробы в измерительных кюветах, но и вообще без отбора проб — в открытом воздухе. Такую возможность открывает другое свойство лазерного излучения — его высокая направленность, или, как говорят, малая расходимость луча. Это позволяет надежно регистрировать излучение на расстоянии в сотни метров и даже в километры от лазера.
Таким образом, в лазерном анализаторе главными функциональными элементами являются пучок света и фоторегистрирующая система, реакция которых на изменение газовой обстановки практически мгновенна. Поэтому быстродействие анализатора фактически определяется лишь типом прибора, записывающего результаты измерений, а для кюветных анализаторов — еще и скоростью забора проб. Понятно, что работа всей контрольно-измерительной системы может выполняться в автоматическом режиме.

«ИСКАТЕЛЬ-2» И «ЛУЧ-2»
Ученые МИФИ ведут разработки лазерных анализаторов на основе гелий-неоновых, гелий-ксеноновых и СO2-лазеров. В частности, гелий-неоновый лазер использован для анализа углеводородов и углекислого газа. Здесь мы расскажем именно об этих приборах и на их примере о принципах построения оптических схем лазерных анализаторов и перспективах их применения.
В лазерном анализаторе углеводородов «Искатель-2» длина волны излучения гелий-неонового лазера Л0 составляет 3,3922 мкм. Это излучение сильно поглощается предельными углеводородами. В ряду от метана до декана, согласно нашим измерениям, коэффициент поглощения х на длине волны Л0 колеблется от 7 до 23 см—1 атм-1. Луч лазера делится зеркалами на два равных по интенсивности световых потока, проходящих сквозь сравнительную и измерительную кюветы. Затем эти потоки вновь объединяются зеркалами в один луч, который падает на фотоприемник. К выходу фотоприемника подключен электронный блок, регистрирующий только переменный во времени сигнал. За формирование этого сигнала «отвечает» вращающийся полудиск, который периодически с частотой 80—120 Гц перекрывает то сравнительный луч (открывая при этом путь измерительному лучу), то измерительный (открывая путь сравнительному лучу). При равенстве интенсивностей сравнительного и измерительного лучей вращение полудиска не приводит к модуляции объединенного светового потока, интенсивность которого будет постоянна и равна I. В этом случае электронный блок дает нулевое показание. Если же в измерительную кювету вместе с прокачиваемым воздухом поступают углеводороды, то интенсивность сравнительного луча на выходе кюветы уменьшится на величину А1, а интенсивность объединенного луча будет пульсировать с частотой вращения полудиска и амплитудой А1, пропорциональной концентрации анализируемого газа. Электронный блок регистрирует этот сигнал и дает показание величины концентрации.
За час работы дрейф нулевых показаний анализатора в единицах АI/I не превышает 3 • 10-5. Это соответствует концентрации метана (в миллионных долях) 0,03 млн-1 (при х = 10 см-1 атм-1) и определяет чувствительность анализатора по метану — основному компоненту природных смесей углеводородов. Отметим, что среднее фоновое содержание метана в атмосфере — 3 млн-1, что в 100 раз больше чувствительности прибора. Быстродействие анализатора «Искатель-2» составляет от 5 до 15 с.
Анализатор «Искатель-2» хорошо приспособлен для ведения измерений в подвижных лабораториях, оборудованных, например, в кузове автомобиля. С его помощью удобно проводить детальное изучение газовых аномалий с пространственным разрешением порядка нескольких метров.
В некоторых случаях, например при изучении крупномасштабных газовых аномалий над геологическими структурами, высокое пространственное разрешение нежелательно. Ситуацию здесь можно сравнить с восприятием полотен художников-импрессионистов: наблюдая вблизи, мы видим как-будто беспорядочно положенные мазки; вся картина «проявляется» только при достаточном отдалении зрителя, когда мелкие детали как бы сливаются, являя нам сюжет и композицию полотна в целом. Так и при геологических исследованиях: излишняя пространственная детализация может лишь усложнить выявление общих закономерностей. В этих случаях для исследования газовых аномалий целесообразно использовать трассовые лазерные анализаторы, типичным представителем которых является также разработанный в МИФИ анализатор метана «Луч-2».
Анализатор «Луч-2» предназначен для автоматического непрерывного измерения среднего содержания метана в открытом воздухе на трассах длиной от 10 до 100 м. В его основе лежит двухволновый метод измерений. Лазер попеременно излучает равные по амплитуде импульсы на двух длинах волн: Л0 = = 3,3922 мкм и Л1 =3,3912 мкм. Эти импульсы, пройдя по трассе, отражаются от уголкового отражателя и возвращаются в анализатор. Излучение с длиной волны Л, поглощается в метане в 10 раз слабее, чем с Л0. Поэтому если на трассе есть метан, то амплитуды вернувшихся в анализатор импульсов не будут равны. Электронно-оптический блок анализатора регистрирует это неравенство и выдает информацию о содержании метана на трассе. Поскольку значения Л0 и Л1 различаются лишь на 0,03%, то такие атмосферные компоненты, как пыль, туман, капли дождя, снег и т. п., ослабляют излучение на обеих длинах волн практически одинаково и не меняют соотношения их интенсивностей. Поэтому погодные условия не сказываются на результатах измерений с помощью анализатора.
Чувствительность любого двухволнового анализатора определяется, в основном, тем, насколько стабильно удается поддерживать отношение амплитуд импульсов на одной и другой длинах волн. В лазере анализатора «Луч-2» эта стабильность составляет не менее 0,15%, что соответствует чувствительности анализатора по метану 0,015 млн-1 (при длине трассы 50 м).

НА СЛУЖБЕ СЕЙСМОЛОГИИ И ГЕОЛОГИИ
Мы уже говорили, как трудно организовать с помощью традиционных методов анализа регулярные долговременные наблюдения за газами — предвестниками землетрясений. Лазерные анализаторы в корне меняют эту ситуацию. Их чувствительность и оперативность вполне достаточны для наблюдений за содержанием газов не только в почве, но и в открытом воздухе. Это существенно облегчает всю работу и настолько повышает производительность измерений, что можно говорить об организации стационарных наблюдений за содержанием газов в сейсмоактивных регионах.
Совместно с Институтом физики Земли АН СССР мы провели с помощью анализаторов «Луч-2» и «Флюорит»2 непрерывные 20-суточные измерения содержания метана и углекислого газа в воздухе на территории Ашхабадского сейсмополигона. Наиболее интересные данные получены из наблюдений метанового фона. За период с 6 по 30 мая 1978 г. содержание метана дважды было повышенным. Специальный метеорологический контроль показал, что какой-либо заметной связи между содержанием метана в воздухе и метеоусловиями не было. Одновременно сотрудники Института сейсмологии (Ашхабад) измеряли величину подвижек земной коры в районе расположения лазерных анализаторов. Оказалось, что наиболее интенсивные подвижки совпали по времени с увеличением концентрации метана3.
2 Анализатор «Флюорит» предназначен для измерения содержания углекислого газа в воздухе. В нем используется гелий-неоновый лазер с Л=4,218 мкм. Подробнее об этом анализаторе см.: Коваль А. К., Миронов В. Д., Попов А. И. и др. Ж. прикл. спектроскопии, 1979, т. 31, с. 623.
3 Антропов П. Я., Габриэлянц Г. А., Жабрев И. П. и др. Советская геология, 1979, № 10, с. 92.
Летом 1980 г. на сейсмостанции Института физики Земли АН СССР, расположенной в пос. Бакуриани (Грузинская ССР) с помощью усовершенствованного анализатора «Луч-2М» в течение 3 месяцев проводились непрерывные наблюдения за атмосферным метановым фоном. По данным сейсмологов за это время дважды неподалеку от сейсмостанции (в радиусе до 50 км) произошли мелкофокусные землетрясения, и в обоих случаях за несколько часов до землетрясений было зарегистрировано увеличение метанового фона на 20—40% относительно его среднего уровня (2 млн-1). Это в 5—6 раз превосходило погрешность измерений, обеспечиваемую анализатором. Приведенные факты говорят о том, что необходимо серьезно изучать возможности использования лазерных анализаторов в системах прогноза землетрясений.
Большие надежды связаны с перспективой применения лазерных анализаторов при разведке нефти и газа. На первом этапе поиска нефтегазовых месторождений геологи пользуются методами сейсморазведки, которые можно сравнить с простукиванием стены в поисках спрятанного в ней тайника. Сейсморазведчики, взрывая в неглубоких скважинах небольшие заряды, изучают прохождение возникающих сейсмических волн через геологические слои и таким образом обнаруживают в них куполообразные структуры-ловушки, в которых может скопиться нефть или газ. Чтобы определить, действительно ли они есть в ловушке, ведут дорогостоящие буровые работы, львиная доля которых, к сожалению, оканчивается ничем, так как в среднем продуктивны лишь 20% из обнаруженных ловушек. Поэтому не ослабевает интерес геологов к разработке методов прямого поиска месторождений, без бурения, которые хотя бы отчасти сократили непроизводительный расход средств, сил и времени, неизбежный при существующих методах разведки.
Заманчиво найти месторождение по запаху метана. Нефть и уголь насыщены метаном, а природный газ состоит из него на 90% и более. Ничтожные количества этого газа могут проникать через толщу пород и обозначить место, где «зарыт клад». Реальность такой возможности подтверждают результаты совместной экспедиции МИФИ и Института прикладной геофизики (Москва) в Краснодарском крае. Здесь с помощью анализатора «Луч-2» измерялось содержание метана в воздухе на территории газонефтяных месторождений. Измерения проводились на маршрутах, пересекающих месторождения, во время коротких 5—10-минутных остановок полевой автолаборатории. При пересечении Анастасиевско-Троицкого месторождения с юго-запада на северо-восток в пределах его внешнего контура лазерная газовая съемка установила относительное повышение содержания метана над фоном, характерным для окружающей местности, на 15—25% 4.
4 Бирюлин В. П., Голубев О. А., Миронов В. Д. и др. Геология нефти и газа, 1979, № 4, с. 27.
В тех случаях, когда естественный поток метана в атмосферу из месторождения слишком мал для образования заметной газовой аномалии, возможна его кратковременная интенсификация в результате искусственной «встряски» геологической структуры. Проникающие из месторождения углеводороды создают некоторое избыточное насыщение пор верхних слоев. Сейсмический удар может вызвать импульсную дегазацию этих слоев и кратковременное повышение концентрации углеводородов над месторождением. Если суметь оперативно, пока ветер не рассеял выделившийся газ, провести измерения газового фона по всей площади над исследуемой структурой, то можно выявить и оконтурить месторождение. Традиционными методами физико-химического анализа решить такую задачу практически невозможно из-за их неоперативности, но она вполне посильна лазерным методам.
Первые успешные результаты в этом направлении были получены нами в Якутии в 1976 и 1978 гг. на известном, но не эксплуатируемом месторождении. В сейсмических экспериментах использовались лазерные абсорбционные анализаторы «Луч-2» и «Искатель-2». Содержание в воздухе метана регистрировалось до и после сейсмического удара. До удара наблюдались слабые изменения метанового фона, связанные с его суточными вариациями. После удара фон оставался некоторое время неизменным (в одном эксперименте в течение 30 мин, в другом — 1,5 ч). Затем концентрация метана в воздухе резко возрастала, и после нескольких более слабых пульсаций метановый фон устанавливался примерно на прежнем уровне5. Эти результаты подтверждают вывод о возможности создания методов поиска нефтегазовых месторождений с комбинированным применением методов лазерного газового анализа и сейсмической разведки.
5 Григорьев Г. Г., Завадский В. А., Иванцов В. Д., Тропов Ю. А. Труды ИГиРГИ. М., 1979, вып. 2, с. 124.

ГАЗОВОЕ «ДЫХАНИЕ» ЗЕМЛИ
Следующая проблема, в решение которой методы лазерного газового анализа могут внести принципиальный вклад, — изучение газового «дыхания» Земли6. Если в соответствии с направленностью этой статьи рассматривать только углеводородное дыхание нашей планеты, то и тогда важность исследований в этой области трудно переоценить. Изучение потока углеводородов из недр в атмосферу поможет установить его источники. Это даст новый импульс развитию представлений о происхождении месторождений нефти и газа, позволит более осмысленно и с меньшими затратами осуществлять их поиск. Это расширит и наши фундаментальные познания в области планетологии. Метан, как известно, является одним из основных компонентов массы планет солнечной системы. Основным его хранилищем являются планеты-гиганты. В последнее время появились, однако, мнения, что и в масштабах нашей планеты метан играет значительную, глобальную роль. Поэтому изучение углеводородного дыхания Земли представляется очень интересной научной задачей.
6 О природе газового дыхания Земли см.: Сидоренко А. В., Теняков В. А., Сидоренко С. А. Доклады АН СССР, 1978, т. 238, № 3, с. 705.
В 1979 г. МИФИ совместно с Институтом геологии АН АзССР (Баку) провел исследования углеводородного дыхания Земли на территории Азербайджана. Исследования велись с помощью анализатора «Искатель-2». Маршруты экспедиции общей протяженностью свыше 2000 км пролегали через отроги Большого и Малого Кавказа, Куринскую впадину и по Каспийскому морю.
В таблице показаны усредненные результаты измерений содержания углеводородов в воздухе над исследованными регионами и величины потока углеводородов через земную поверхность в атмосферу. Меньшее значение среднего фона над морем указывает, по всей видимости, на существование каких-то каналов «стока» углеводородов в морской среде. В регионе Большого Кавказа, который характерен значительными нарушениями сплошности геологических пород и известен геологам как «углеводородная провинция», было убедительно подтверждено существование мощного потока углеводородов из недр. Это удалось сделать с помощью следующего простого и наглядного опыта: на поверхности почвы устанавливался полусферический колпак объемом около 0,2 м3, позволяющий накапливать в течение определенного времени метан и другие углеводороды, поступающие в атмосферу. Оказалось, что за 15—30 мин их концентрация под колпаком возрастала в 40—50 раз по сравнению с фоновым значением и достигала 80—100 млн-1. Зная динамику накопления углеводородов, легко рассчитать величину их потока через поверхность. Значения этой величины для исследованных регионов показывают, что наиболее активным из них в смысле проявления углеводородного дыхания является Большой Кавказ. В целом результаты экспедиции в Азербайджан приводят к выводу, что методы лазерного газового анализа могут стать эффективным средством дифференциации геологических районов по активности этого процесса.
В нашей статье приведены, по сути, первые практические результаты разработок и внедрения лазерных абсорбционных анализаторов, но и они уже достаточно убедительно показывают огромные возможности нового класса приборов. В ближайшем будущем мы станем свидетелями выхода на рубеж внедрения все новых и новых видов подобных приборов, поскольку над их созданием работают многие научно-исследовательские коллективы. Например, в лабораторных условиях мы уже сейчас надежно проводим анализ смесей углеводородов с раздельным определением в них метана и высших углеводородов. Такой анализ необходим в геологических исследованиях, поскольку метан может быть продуктом не только глубинных структур, но и верхних биологически активных слоев (почвы, болот и т. п.), тогда как высшие углеводороды в верхних слоях земной коры не генерируются. Раздельный анализ метана и высших углеводородов основывается на комбинированном применении гелий-неонового лазера (Л= =3,3922 мкм) и гелий-ксенонового лазера (Л=3,3676 мкм).
С помощью усовершенствованных анализаторов углекислого газа «Флюорит-2», построенных по тому же принципу, что «Искатель-2», мы уже теперь ведем практические исследования в интересах экологии, изучения углекислого «дыхания» Земли и разработки прямых методов поиска сульфидных месторождений, спутником которых является этот газ. Для контроля загрязнений атмосферы мы создаем на основе использования СО2-лазера (Л=9,3—10,6 мкм) совершенные анализаторы на аммиак, этилен, озон и другие газы.
В заключение отметим, что все, о чем мы рассказали в этой статье, стало возможным лишь в результате творческих усилий большого коллектива специалистов МИФИ и других организаций. Авторы с искренним удовольствием выражают им всем свою благодарность.

Настройка анализатора «Луч-2» в полевой лаборатории. На снимке виден прибор без крышки, предохраняющей оптико-механическую часть прибора от повреждений.

Схема анализатора «Искатель-2». 1 — лазер, 1 — полупрозрачное зеркало, 3 — отражающее зеркало, 4 — вращающийся полудиск, 5 — сравнительная кювета, 6 — измерительная кювета, 7 — фотоприемник, 8 — блок обработки и записи сигнала.

Измерение содержания метана в воздухе на территории Краснодарского края. На переднем плане — отражатель, возвращающий луч лазера в измерительную систему, расположенную в палатке.

Содержание метана в воздухе (вверху) и амплитуда подвижек земной коры в сейсмически активном районе. Сопоставление этих графиков указывает на совпадение во времени увеличения концентрации метана в воздухе и сейсмической активности в районе наблюдений.

Изменение содержания метана в воздухе над нефтегазовым месторождением.

Изменение содержания метана в воздухе в результате сейсмического удара над газовым месторождением в 1976 г. (вверху) и в 1978 г. Стрелкой обозначены моменты сейсмического удара.

Эксперимент по изучению газового дыхания Земли. На снимке виден металлический полусферический колпак, в котором накапливается выделяющийся из недр метан.

Содержание углеводородов в воздухе по регионам
Географический район
Средняя концентрация углеводородов в атмосфере, отн. ед.
Среднее значение интенсивности потока углеводородов через поверхность Земли, отн. ед.
Каспийское море 1.0 —
Большой Кавказ 1,5 53
Малый Кавказ 1,6 1,7
Куринская впадина 1,8 1,0


Археология
«Природа», 1981, № 7

Гробница III тысячелетия до нашей эры в Прикубанье
Н. М. Ермолова, кандидат биологических наук
А. Д. Резепкин, начальник отряда Кубанской археологической экспедиции

Ленинградское отделение Института археологии АН СССР
Ленинград

На Северо-Западном Кавказе, под станицей Новосвободной, в полевые сезоны 1979—1980 гг. один из отрядов Кубанской археологической экспедиции Ленинградского отделения Института археологии АН СССР раскопал чрезвычайно интересное погребение в мегалитической гробнице 1. Местность, где найдена гробница, именуется урочищем «Клады» и имеет давнюю историю археологических исследований.
1 Мегалит — дословно «большой камень». Мегалитические гробницы, сложенные из таких камней, имеют определяющее значение для выяснения времени существования различных культур эпохи ранней бронзы на Северном Кавказе.
В 1869 г. в Кладах полковник Н. Л. Каменев исследовал разрушенную казаками мегалитическую гробницу — первую из обнаруженных в Прикубанье; в 1898 г. археолог Н. И. Веселовский раскопал еще две подобных гробницы. На этих материалах, наряду с материалами из Майкопского кургана, также раскопанного Н. И. Веселовским годом раньше, была создана основа хронологии раннего бронзового века Северного Кавказа. И вот теперь в этом районе открыта еще одна, четвертая мегалитическая гробница.
Гробница находится под насыпанным сверху курганом и состоит из двух камер. По богатству, разнообразию и уникальности находок она превосходит прежние три, вместе взятые. Одних только вещей из бронзы и серебра в ней обнаружено около пятидесяти, в том числе семь богато орнаментированных бронзовых сосудов, два бронзовых крюка для доставания мяса из котла (см. четвертую страницу обложки), двенадцать кинжалов различной формы и размера, пять топоров из бронзы, причем два топора покрыты орнаментом, а один — с сохранившейся деревянной рукоятью, обвитой серебряной лентой,— инкрустирован серебром.
В гробнице найдено более двухсот бус и других украшений из золота, серебра, горного хрусталя, сердолика. Особенно интересны две золотые подвески в форме миниатюрных кинжальчиков и ожерелье из горного хрусталя. Бусинам этого ожерелья придана каплевидная форма рудиментарных клыков благородного оленя — традиционного украшения с древнейших времен2. Кроме того, на бусинах нанесены грани, которые усиливают преломление света и создают дополнительный декоративный эффект. Следует особо отметить, что огранка на горном хрустале встречена впервые для эпохи ранней бронзы. Весьма интересны благодаря разнообразному орнаменту и золотые круглые бляшки. Они выполнены с применением достаточно редкой для того времени точечной техники (пуансон).
2 Ожерелья или подвески из рудиментарных клыков благородного оленя найдены в могильниках, относящихся еще к эпохе неолита.
Среди десятков предметов — орудий труда и оружия — древнейший в Европе бронзовый обоюдоострый меч длиной 63,5 см и бронзовое колесо-штандарт, по-видимому, символ солнца.
Найденные вещи помогают полнее представить различные стороны жизни людей, населявших эту территорию в бронзовом веке. В частности, они позволяют считать, что уже около 4,5 тыс. лет назад в Прикубанье специализация между металлургами и кузнецами, ювелирами и гончарами достигла весьма высокого уровня. Об этом свидетельствует большой набор орудий труда самого разного типа, которыми человек пользуется и по сей день: тесла, долота, топоры, стамески, шилья, иглы. Различные формы кинжалов, меч, топоры наводят на мысль, что и военное дело в те далекие времена стояло на должной высоте. Искусны были и ювелиры: помимо огранки, им были знакомы многие из тех основных приемов, которые применяются и сегодня — инкрустация, чеканка, шлифовка, сверление, литье по восковой модели. Ювелиры широко использовали медь, серебро, золото. Следует заметить, что такой прием, как инкрустация, впервые установлен для эпохи ранней бронзы на территории европейской части СССР.
Наряду с многочисленными предметами из различных металлов, мастерски выполненных как в техническом, так и в художественном отношениях, нами найдены изделия из более архаичного материала — кремня. Это, прежде всего, кремневый кинжал длиной 15 см. На его черенке сохранился остаток кожи, обтягивавшей рукоятку. Положенный в гробницу вместе с большим числом бронзовых кинжалов, этот кремневый кинжал, надо полагать, имел ритуальное значение.
Сейчас мы можем лишь догадываться, кем был умерший, в могилу которого положены все перечисленные вещи,— старейшиной ли племени или главой союза племен, держалась ли его власть на личном авторитете и уважении соплеменников или он уже опирался на военную силу, и тогда это погребение можно рассматривать как княжеское или даже царское. Пока ясно только одно: в ту пору существовала элитарная верхушка общества, которая могла позволить себе столь пышные захоронения.
Любопытные заключения позволяют сделать и найденные в погребении две скульптурные фигурки собак3 — одна из бронзы, другая из серебра. Выполненные в реалистической манере, они дают представление о существовавших в те времена породах этих животных.
3 В мегалитических погребениях (дольменах) на Северо-Западном Кавказе неоднократно встречались и костные останки захороненных собак. Подробнее см.: Морковин В. И. Дольмены Западного Кавказа. М.: Наука, 1978, с. 276. (Прим. ред.)
Фигурки собак лежали в погребении так близко друг к другу, что соединились образовавшимися окислами бронзы. Трудно понять первоначальное назначение фигурок. Возможно, они служили ручками каких-то вещей, так как ноги собак укорочены и скульптурно не завершены, на них сохранились следы припоя. О том, что эти фигурки представляли определенную ценность, можно судить хотя бы по тому, что отломанная правая задняя нога одной из собак была заменена, как протезом, серебряной трубкой, имитирующей ногу. Такая же трубочка возмещает недостающий кончик хвоста у другой собаки. Однако в этой находке наиболее интересна дошедшая до нас информация о древних породах собак.
Серебряная фигурка изображает остромордую собаку с хорошо выраженными стоячими ушами, крепким телосложением и коротким загнутым на спину хвостом. Все это — основные экстерьерные признаки одной из наиболее примитивных отечественных собак — лайки. Собаки лайковидных форм известны еще со времен эпохи неолита в Сибири. Так, в Приангарье было найдено несколько захоронений собак, связанных с культурными слоями неолитических поселений. Следует сказать, что лайка — собака, наиболее хорошо приспособленная к охоте в условиях леса. Стоячее ухо — признак прекрасно развитого слуха, что имеет большое значение при охоте в ландшафтах закрытого типа. Относительно короткое туловище, которое еще более укорачивается загнутым на спину хвостом, способствует маневренности лайки среди растительности при облаивании и задержании зверя. В наше время лайки свойственны таежной лесной полосе и отсутствуют в области южных широколиственных лесов. Палеоботанические данные по Северо-Западному Кавказу весьма скудны, поэтому найденное скульптурное изображение лайкоподобной собаки можно считать косвенным свидетельством того, что открытые ныне пространства Предкавказья в прошлом были более облесенными и лайка использовалась там для охоты.
Другая, бронзовая фигурка изображает крайне узкомордую собаку легкого телосложения с длинным узким туловищем и очень длинным пушистым хвостом. Можно было бы допустить, что это лисица, если бы не характерные висячие уши с направленными вперед концами. Именно такой формы уши свойственны борзым, которые пользуются не столько слухом, сколько превосходным зрением. У лисиц же висячих ушей не бывает. Экстерьерные особенности борзой подчеркиваются и положением длинного, с хорошо развитым подвесом (шерсть на нижней стороне) хвоста, который держится на уровне спины. Это положение хвоста служит экстерьерным признаком и современных борзых. Такого рода собаки для охоты «по зрячему» на степных животных появились при освоении человеком степей Евразии в эпоху бронзы, что, несомненно, связано с развитием коневодства. Таким образом, уже в эпоху бронзы в Прикубанье существовали различные породы собак, приспособленные для добывания как лесной, так и степной дичи.

Бронзовая (слева) и серебряная (справа) фигурки собак. Полые внутри, эти скульптуры говорят о достаточно высокой технологии их изготовления.

<- предыдущая страница следующая ->