Курганы с мерзлотой казахского Алтая: использование методов геокриологии в археологическом поиске

В рамках Международного проекта ЮНЕСКО "Курганы с мерзлотой Алтая: стратегия и перспективы" археологической экспедицией были проведены геокриологические исследования в Катонкарагайском районе, в бассейне верхнего течения р. Каракабы (49с05° северной широты между 86°00° и 86°10° восточной долготы).

В пределах Казахстана Алтай представлен двумя системами хребтов: Рудный и Южный Алтай. Верховье р. Каракабы относится к системе Южного Алтая и расположено во внутригорной впадине. Дно долины здесь широкое и плоское, течение реки довольно спокойное, образующее местами широкую галечниковую пойму. С поверхности внутригорная впадина сложена древнеледниковыми валунно-галечными и песчаными осадками, образующими местами типичный холмисто-моренный рельеф.

В верхнем течении р. Каракаба имеет широтное направление с востока на запад и обрамляется с юга по левому борту долины северным склоном хребта Южный Алтай, а по правому борту, с северной стороны, отрогами хр. Тарбагатай. На западе широтный участок

долины ограничивается восточной оконечностью хр. Курчумский, в результате р. Каракаба круто меняет направление на юг, резко сужается и глубоким ущельем отделяет хр. Южный Алтай от хр. Курчумский.

Русло р. Каракабы проходит у подножья хр. Южный Алтай, вследствие чего весь комплекс речных террас находится по правому борту, примыкая к отрогам хр. Тарбагатай, склоны которых имеют южную ориентацию и безлесны.

Группы и отдельные курганы верхнего течения р. Каракабы расположены преимущественно на 4-й и реже - на 3-й террасах. Абсолютная высота местности на широтном отрезке реки изменяется от 1650 до 1800 м.

4-я терраса р. Каракабы сложена однородной песчанистой толщей аллювиальных и флювиогляциальных отложений, слабосцементированных суглинками преимущественно в верхнем (до 65 см) слое.

Широтный отрезок верховьев Каракабинской впадины, расположенный на абс. выс. 1650-1900 м, находится в подпоясе островного распространения многолетнемерзлых пород, которые распространены на окружающих залесенных склонах северной экспозиции. Об этом свидетельствуют геоботанические признаки мерзлотных лесов. Представлены они мохово- черничными, моховыми и мохово-бадановыми лиственничными типами леса с примесью ели в нижней части склонов и кедра - у верхней границы леса.

Наличие многолетнемерзлых пород в верхней части долины р. Каракабы подтверждается данными геотермических исследований.

Термометрия грунтов осуществлялась с помощью высокочувствительных терморезисторов ММТ-4 и М6К8В, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры, что позволяет перевести показания сопротивлений (Ом) в температуры (°С) с точностью до 1/100. Измерение сопротивлений осуществляется высокочувствительной аппаратурой.

Для геотермических исследований были отобраны наиболее крупные курганы с каменной наброской. Курган № 1 расположен на абс. выс. 1750 м и находится в линейно-вытянутой группе направленной с севера на юг цепочки курганов, расположенных на поверхности 4-й террасы, представленной пастбищно-сенокосным угодьем.

Курган № 1 имеет диаметр около 15 м и высоту 0,5-0,7 м. Каменный материал кургана представлен преимущественно остроугольными обломками сланцев и реже - валунами. По периферии и частично, в центре, курган хорошо задернован кустарниками жимолости и рододендрона (Сибирка алтайская).

Термометрические наблюдения проводились в 4-х скважинах двухметровой глубины. Две скважины заложены в центральной части кургана под каменной наброской, мощность которой составила 0,6 м у скв. № 3 и 0,7 м у скв. № 4. Таким образом, общая глубина заложения скважины № 3 от дневной поверхности составляет 2,6 м, а скважины № 4 - 2,7 м.

Скважина № 1 пройдена на северо-западной периферии кургана, а скв. № 2 - за пределами кургана в 18 м от него на горизонтальной поверхности. При этом скв. № 2 заложена для определения фоновой температуры в однородных по составу и строению песчаных грунтах.

Скважина№ 5 заложена в центре кургана с наиболее мощной каменной наброской (90-100 см). Диаметр этого кургана (№ 2) около 10 м. Этот курган по периферии оконтурен кустарником. В центре кургана имеется свежая грабительская выемка, возраст которой около 10 лет, о чем свидетельствуют отсутствие лишайникового покрова на вынутых на поверхность обломках пород и костные остатки лошадиного черепа.

По данным наблюдений видно, что под курганом № 1 с каменной наброской мощностью 0,6 м температура на глубине 2,6 м составляет 1,6°С (скв. № 3). В этом же кургане при увеличении мощности каменной наброски до 0,7 м, температура на глубине 2,7 м снижается до 1,4° С (скв. № 4).

На периферии кургана № 1 температура в песчаных грунтах на глубине 2,0 м увеличивается до 2,0° С (скв. № 1). На расстоянии 18 м от кургана (скв. № 2) температура составила 2,7°С, что на 5,3° С ниже, чем температура в песчанистых глинах на этой же глубине могильника Берел в этот же период времени. чем температура в песчанистых глинах на этой же глубине могильника Берел в этот же период времени.

Под курганом № 2 (скв. № 5), где мощность каменной наброски увеличивается до 1 м, на глубине 2,7 м вскрыты многолетнемерзлые породы, температура которых достигает минус 0,3 °С на глубине 2,9 м.

Установлено, что даже незначительная по площади и мощности пористая каменная наброска курганов оказывает существенную охлаждаюшую роль на температуру грунтов. Поскольку каменные наброски курганов погружены в почво-грунты, они имеют незначительное превышение над общей поверхностью террасы. Поэтому наиболее наглядно охлаждающее влияние крупнообломочных пористых набросок курганов на грунты под ними, прослеживается при построении графика хода Исходя из данных температур и глубин сезонноталого слоя, установлено своеобразное положение верхней границы многолетней мерзлоты на момент обследования. За пределами влияния каменных курганов кровля многолетнемерзлых пород находится на глубине 3,7 м. Под каменными набросками курганов, за счет их охлаждающего глияния, глубина сезонноталого слоя уменьшается, и кровля многолетней мерзлоты куполовидно приподнимается. При этом, чем больше мощность каменной наброски курганов, тем ближе к дневной поверхности залегают многолетнемерзлые породы. Так, под курганом высотой 0,7 м многолетнемерзлые породы находятся на глубине 2,7 м, что на 1 м меньше, чем за его пределами.

Отметим, что время проведения температурных измерений с 24 по 29 июля относится к началу периода максимального протаивания пород, когда оно составляет не менее 85-90 % от максимальной глубины сезонноталого слоя. Поэтому приведенные величины глубин сезонного протаивания могут увеличиться на 0,2-0,3 м.

Таким образом, исследования показали, что плоское и широкое днище Верхнекабинской впадины характеризуется повсеместным распространением многолетнемерзлых пород. Из-за недостаточных размеров курганов, главным образом по мощности каменной наброски, в теплый 

период года глубина сезонноталого слоя достигает величин, превышающих глубину заложения могильных камер, которые находятся в слое сезонных колебаний температур. Это не может способствовать хорошей сохранности трупов людей и животных и другого биоматериала, что необходимо учитывать при дальнейших археологических исследованиях. В лучшем случае, здесь в благоприятные годы (холодное лето) при минимальной глубине сезонного протаивания нижняя часть могильной камеры может находиться в мерзлом состоянии (перелетки).