Использование стратиграфии в археологии для подтверждения хронологических последовательностей

Что такое стратиграфия в археологии?

Стратиграфия — это изучение слоистых отложений — страт, которые накапливаются с течением времени на археологических объектах. Эти слои образуются в результате естественных процессов, таких как осаждение осадков, падение вулканического пепла и эрозия, а также деятельность человека, такая как строительство, копание, сельское хозяйство и удаление отходов. Поскольку каждый слой образуется в относительно дискретных условиях, последовательность слоев обеспечивает физическую запись событий в хронологическом порядке. Археологи используют стратиграфию для установления относительных хронологий, определяя, какие артефакты, особенности или структуры старше или моложе других, не обязательно зная абсолютные даты.

Концепция возникла в геологии, главным образом благодаря работе геолога 18-го века Уильяма Смита, который использовал слои породы для картирования относительных возрастов окаменелостей.В археологии стратиграфия была формализована в начале 20-го века пионерами, такими как Сэр Флиндерс Петри и позже Эдвард Харрис, который разработал диаграмму Harris Matrix—a диаграмматический инструмент для записи и интерпретации стратиграфических последовательностей.Сегодня стратиграфия остается одним из наиболее широко используемых методов для построения хронологических структур, особенно в сочетании с абсолютными методами датирования, такими как радиоуглеродное датирование или дендрохронология.

Историческое развитие стратиграфического мышления

От геологии к археологии

До того, как стратиграфия стала стандартной практикой в археологии, ранние экскаваторы часто рассматривали места как сокровищницы, копая случайные и отбрасывая контекст. Сдвиг в сторону систематической записи начался в конце 19-го века. Генерал Август Питт Риверс , часто называемый отцом научной археологии, настаивал на тщательной документации каждого слоя и артефакта. Его работа в Кранборн-Чейз в Англии продемонстрировала, что тщательное стратиграфическое наблюдение может выявить образцы человеческого занятия, невидимые для ранних экскаваторов. Питт Риверс признал, что даже, казалось бы, стерильные слои — те, кто без артефактов — могли содержать подсказки о процессах формирования участка и периодах заброшенности.

Революция матрицы Харриса

В 1979 году Эдвард Харрис опубликовал Принципы археологической стратиграфии, формализовав систему, которая сейчас стандартна во всём мире. Матрица Харриса представляет собой каждую стратиграфическую единицу (контекст) как коробку или овал, соединенный линиями, которые указывают на отношения: выше, ниже, то же самое, что, или равное. Эта диаграмма читается снизу вверх, причём самые низкие контексты являются самыми ранними и самыми высокими из последних. Матрица позволяет археологам визуализировать целую последовательность участков в одной диаграмме, что позволяет проверить гипотезы о порядке событий. Для сложных городских участков с тысячами индивидуальных контекстов незаменима матрица Харриса.

Основные принципы стратиграфии

Стратиграфический анализ основывается на фундаментальных принципах, которые определяют интерпретацию слоистых отложений.Эти принципы применимы в первую очередь к ненарушенным последовательностям; там, где наслоение было нарушено более поздней человеческой или естественной деятельностью, интерпретация становится более сложной.

суперпозиция

Принцип суперпозиции гласит, что в ненарушенной последовательности пластов самый старый слой лежит внизу, а самый молодой — вверху. Это самый простой и широко применяемый принцип. Когда экскаваторы копают вниз по участку, они сталкиваются с постепенно более старыми отложениями. Например, если римский керамический фрагмент находится в слое над слоем, содержащим керамику железного века, римский кусок моложе. Суперпозиция позволяет археологам установить относительный хронологический порядок даже без абсолютных дат. Этот принцип настолько интуитивно понятен, что часто остается незаявленным, но он лежит в основе почти каждой стратиграфической интерпретации, сделанной в поле.

Оригинальная горизонтальность

Осадки первоначально откладываются в горизонтальных или почти горизонтальных слоях. Если слой наклонен или наклонен, он, вероятно, был нарушен пост-депозиционными процессами, такими как тектоническое движение, спуск или модификация человека. Археологи используют этот принцип, чтобы распознать, был ли слой смещен — важная подсказка в оценке того, является ли контекст безопасным или был переосажен. Наклонный слой может указывать на древнее землетрясение, разрушающуюся структуру или даже вес лежащих отложений, сжимающих землю неравномерно.

Латеральная непрерывность

Слоем простирается боково во всех направлениях, пока не разрежется или не встретится барьер, как утес или обрезной признак. Этот принцип помогает археологам соотносить слои по разным частям участка. Если один и тот же слой золы или сожженной почвы появляется в двух раскопочных единицах, разделенных метрами, он, вероятно, представляет одно и то же событие — возможно, один пожар или извержение вулкана. Поперечная непрерывность поддерживает реконструкцию стратиграфических последовательностей всего участка и помогает понять пространственное распределение деятельности. На практике, однако, многие слои являются прерывистыми, защемляются или усечены более поздними признаками, поэтому корреляция часто требует дополнительных доказательств.

Перекрестные отношения

Любая особенность, которая прорезает существующий слой, например, яма, канава, траншея или фундамент, моложе слоя, который он режет. Этот принцип необходим для интерпретации сложных участков, где много разрезов и заливок присутствуют. Например, если средневековый погреб прорезает более ранний римский пол, погреб позже. И наоборот, залив внутри разреза (материал, который позже накапливается в разрезе) старше, чем любой последующий разрез, который может его пересекать. Понимание сквозных отношений позволяет археологам распутывать последовательности строительства, разрушения и повторного использования. Этот принцип особенно ценен в городской археологии, где здания, колодцы и ямы накладываются на протяжении веков.

Принцип включения

Артефакты или фрагменты, найденные в слое, старше самого слоя. Любой объект, встроенный в слое, должен был существовать до того, как образовалось это месторождение. Например, монета, найденная в кургане, должна была быть отчеканена до того, как был построен курган; по крайней мере, до того, как был депонирован этот конкретный слой. Этот принцип обеспечивает конечное место после кема (дата, после которой могло образоваться месторождение), если артефакту может быть присвоена известная дата. Принцип включения также работает в обратном направлении: если слой не содержит артефактов, которые датируют определенный период, этот период обеспечивает конечное место до кема (дата, до которой образовалось месторождение).

Археологический контекст и доказательная

В основе всех этих принципов лежит концепция контекста—конкретное расположение и положение артефакта или признака в стратиграфической последовательности.Доказательность относится к трехмерному расположению объекта, но контекст добавляет слой интерпретации: что делал там объект? Был ли он частью первичного месторождения (отброшен во время использования) или вторичного месторождения (перенесен из другого места)? Стратиграфическое положение артефакта определяет его интерпретирующее значение. Объект, найденный in situ в запечатанном слое, гораздо более информативен, чем объект, найденный в запечатанном слое, гораздо более информативен, чем тот, который был извлечен из нарушенной почвы или с поверхности. Тщательные раскопки направлены на сохранение этих ассоциаций.

Использование стратиграфии для подтверждения хронологических последовательностей

Стратиграфия — это не просто описательный инструмент; она активно используется для проверки и уточнения гипотез об истории участка. Процесс начинается во время раскопок, где тщательная запись состава, цвета, текстуры, содержания и границ каждого слоя создаёт стратиграфический профиль. Этот профиль затем переводится в матрицу Харриса, которая отображает временные отношения между всеми контекстами. Матрица показывает, какие контексты являются более ранними, более поздними или современными, позволяя археологам строить относительную хронологию, не полагаясь на абсолютные даты.

Как только относительная последовательность установлена, археологи могут соотнести последовательность с известными историческими событиями или типологиями артефактов. Например, если слой, содержащий греческую керамику определенного стиля, лежит непосредственно над слоем с месопотамскими цилиндрическими печатями, относительный порядок подтверждает, что греческие сосуды были депонированы позже; даже если абсолютные даты обоих стилей неизвестны.В сочетании с абсолютными методами датирования стратиграфия становится мощным средством закрепления относительной хронологии к календарным годам.

Методы работы на местах: запись стратиграфии на практике

Современные методы раскопок подчеркивают точное стратиграфическое наблюдение. Экскаваторы обычно удаляют каждый слой отдельно, используя инструменты, соответствующие отложению — полотенца, лопаты, даже механические экскаваторы для толстых стерильных слоев. Каждому контексту присваивается уникальное число, и его положение записывается в чертежах плана и сечения, фотографиях и письменных описаниях. Цвет почвы (с использованием цветовой диаграммы Munsell), текстура, наличие включений (уголь, кость, керамика, строительный материал) и характер границ (острый, постепенный, рассеянный) - все это отмечается. Эти детали помогают различать естественные отложения и антропогенные (сделанные человеком) слои.

Диаграмма секций—запись вертикальной поверхности раскопанного траншеи—является основным навыком. В разделе показана последовательность слоев, их толщина и их соотношения, например, где один слой примыкает к другому или где вторгается разрез. Многие археологи теперь используют цифровые инструменты записи, такие как ГИС, фотограмметрия и базы данных на основе планшетов, для создания 3D-моделей стратиграфии, которые могут быть пересмотрены и переосмыслены задолго после завершения раскопок. Эти цифровые записи также позволяют виртуально проводить раскопки, где исследователи могут проверить альтернативные интерпретации той же последовательности.

Интегрированные тематические исследования

Рассказывать о Иерихоне.] Классический пример стратиграфии, подтверждающей хронологическую последовательность, происходит из древнего рассказа об Иерихоне на Западном берегу. Раскопки Кэтлин Кеньон в 1950-х годах выявили несколько слоев оккупации, охватывающих от неолита до железного века. Используя стратиграфию, Кеньон продемонстрировал, что знаменитые “стены Иерихона” датируются периодом до неолита картофеля А (около 8000–7000 до н.э.), намного раньше, чем библейское повествование о Джошуа, которое было бы в позднем бронзовом веке. Стратиграфическая последовательность показала, что более поздние слои разрушения—возможно, от землетрясения или военных действий— были наложены на более ранние слои стен, подтверждая долгую и сложную историю занятий. Этот случай иллюстрирует, как стратиграфия может опровергнуть культурные предположения, предоставляя эмпирические доказательства относительного возраста.

Помпеи и Извержение Везувия.] Стратиграфия Помпеи уникальна тем, что всё место захоронено в одном катастрофическом событии— извержение горы Везувий в 79 году н.э. Стратиграфическая последовательность показывает отчётливые слои: сначала дождь пемзы (лапилли) из плинианской фазы извержения, затем пирокластические всплески и потоки, которые зарыли город под метрами пепла и обломков. Экскаваторы могут идентифицировать момент разрушения, потому что слой пемзы лежит прямо на живых поверхностях 79 года н.э. Эта стратиграфическая ясность позволяет археологам изучать повседневную жизнь в Римской империи с исключительной точностью. Сайт также демонстрирует, что стратиграфия может фиксировать мгновенные события, а не просто медленное накопление.

Городская стратиграфия в Лондоне.] В таких городах, как Лондон, стратиграфия может быть глубиной в десятки метров, представляя тысячи лет непрерывной оккупации. Раскопки, опережающие строительные проекты, обычно обнаруживают последовательности, которые включают римские фундаменты, средневековые подвалы, колодцы Тюдора и викторианские канализации, все уложены вертикально. Матрица Харриса становится здесь существенной, потому что отношения между контекстами чрезвычайно плотны. Каждая новая конструкция разрезает на более ранние слои, создавая сложную сеть усечения и заполнения. Археологи, работающие над проектом Crossrail в Лондоне, использовали стратиграфический анализ, чтобы проследить эволюцию города от его римского происхождения через средневековый период до современной эпохи. Последовательность слоев подтвердила, что определенные районы были заброшены и повторно заняты несколько раз, что соответствует историческим событиям, таким как римский уход и Черная смерть.

Сочетание стратиграфии с другими методами датирования

Поскольку стратиграфия является методом относительного датирования, она лучше всего работает в сочетании с методами абсолютного датирования.Сочетание относительных и абсолютных методов обеспечивает хронологический контроль, который ни один из них не может достичь в одиночку.

Радиоуглеродное датирование

Радиоуглеродное датирование является наиболее распространенным партнером для стратиграфии. Уголь, кость, семена или другие органические материалы из определенного слоя могут быть проанализированы, что дает калиброванный календарный возрастной диапазон. Эта дата затем фиксирует этот слой во времени, а стратиграфическая последовательность выше и ниже &mdash обеспечивает относительную структуру для датирования других слоев, которые могут не иметь данных органики. Например, если слой сожженной почвы в основании контрольной точки радиоуглеродный датируется 4000 г. до н.э., то все слои над ним моложе, даже если они не содержат материала, подходящего для датировки. Эта перекрестная ссылка является стандартной практикой почти на каждом раскопке.

Дендрохронология

Дендрохронология предлагает исключительно точные абсолютные даты, когда подходящая древесина сохраняется. Если деревянный луч находится в слое, рисунок колец деревьев может быть сопоставлен с основной хронологией, давая точный год, когда дерево было срублено. Этот год становится конечной точкой после кема для месторождения, содержащего древесину. Дендрохронология часто используется для датировки архитектурных особенностей, таких как древесина средневековых зданий или балки крыши родовых пуэблоанских структур на американском юго-западе. В сочетании со стратиграфией эти даты могут закрепить всю хронологию участка с годовой точностью.

Знакомство с люминесценцией

Светоносная датировка и оптически стимулированная люминесценция (OSL) для осадков и термолюминесценция (TL) для обожженных материалов, таких как керамика и т. Д., Может непосредственно датировать осадки. Это измеряет последний раз, когда минеральные зерна подвергались воздействию солнечного света или тепла. Это особенно ценно для мест, где органические материалы скудны, таких как пустынные среды или глубоко погребенные палеозоли. В сочетании со стратиграфической записью даты люминесценции могут калибровать целую последовательность, обеспечивая возрастные оценки для слоев, которые вообще не содержат артефактов.

Типология артефактов и кросс-датирование

Для исторических периодов стратиграфическое положение монеты с изображением императора может быть привязано к известному историческому правлению, обеспечивая точную дату для этого слоя. Последовательность соседних слоев затем помогает датировать другие артефакты, найденные в аналогичных положениях. Кросс-датирование - это процесс связывания стилей артефактов между сайтами. Если отличительный тип керамики появляется в хорошо датированном слое на одном участке и в стратиграфически похожем слое на другом участке, относительная дата может быть перенесена. Этот метод использовался для построения региональных хронологий по Средиземноморью, Месопотамии и Америкам.

Байесовское статистическое моделирование

Современное построение хронологии часто использует байесовские статистические модели для объединения стратиграфического упорядочения с радиоуглеродными датами. Модель использует стратиграфическую последовательность в качестве предшествующего ограничения: даты из нижних слоев должны быть старше, чем даты из более высоких слоев. Статистический алгоритм затем калибрует и уточняет радиоуглеродные даты, чтобы соответствовать этой структуре. Байесовское моделирование произвело революцию в интерпретации многих сайтов, позволяя хронологии с неопределенностью всего несколько десятилетий для периодов, когда только радиоуглерод будет давать неопределенности веков.

Ограничения и соображения

Несмотря на свою силу, стратиграфия имеет ограничения. Естественные и человеческие нарушения могут осложнить интерпретацию: норирование животных (биотурбация), действие корней, вспашка, террасирование, строительство и более поздние раскопки нарушают оригинальное наслоение. Яма, вырытая в 1800 году н.э., может вторгаться в слои от 1000 года до нашей эры, смешивая артефакты из совершенно разных периодов. Эта ситуация — называемая обращенная стратиграфия или несоответствие — требует тщательного анализа, чтобы отделить наполнение более поздней функции от окружающих неповрежденных слоев.

Другое ограничение заключается в том, что слои могут быть диахронными—они не представляют собой ни одного момента во времени. Толстый слой сельскохозяйственной почвы может накапливаться в течение десятилетий или столетий, содержа артефакты из многих фаз деятельности. Аналогично, слои могут быть прерывистыми: зона плуга может быть сохранена в одной части участка, но полностью удалена в другой. Археологи должны использовать несколько линий доказательств— включая секвенирование артефактов, микроморфологию почвы и абсолютную датировку— правильно интерпретировать такие сложные стратиграфические последовательности.

Одна только стратиграфия обеспечивает только относительное датирование. Она говорит нам, что слой А старше уровня В, но не совсем то, сколько лет. Для преобразования этой относительной последовательности в абсолютные даты археологи полагаются на типологии артефактов, радиоуглеродное датирование, археомагнитное датирование или дендрохронологию. Объединение методов необходимо для надежного хронологического контроля. Более того, стратиграфическая интерпретация требует субъективного суждения. Два археолога, рассматривающие один и тот же раздел, могут по-разному рисовать границы между слоями, особенно там, где контакты постепенны, а не резки. Стандартизированные протоколы записи и цифровая документация снижают эту субъективность, но они не устраняют ее полностью.

Будущие направления в стратиграфическом анализе

Будущее стратиграфии лежит в цифровой интеграции и анализе высокого разрешения. Фотограмметрия и методы структур-от-движения теперь позволяют записывать целые последовательности раскопок в 3D, создавая цифровые архивы, которые могут быть повторно проанализированы годы спустя. Разработаны алгоритмы машинного обучения, помогающие в идентификации стратиграфических границ из данных о цвете и текстуре почвы. Для характеристики состава отдельных слоев могут использоваться переносные рентгеновские флуоресценции (pXRF) и другие геохимические методы, помогающие с большей точностью отличать естественные отложения от антропогенных. Эти технологии не заменят стратиграфический глаз, но они будут его дополнять, позволяя более последовательные и воспроизводимые интерпретации.

Заключение

Стратиграфия является краеугольным камнем археологической методологии, обеспечивая систематический способ понимания временной последовательности человеческой деятельности, сохраненной в земле. Применяя такие принципы, как суперпозиция, оригинальная горизонтальность, боковая непрерывность, сквозные отношения и принцип включения, археологи строят относительные хронологии, необходимые для интерпретации истории участка. Матрица Харриса стандартизировала этот процесс, позволяя регистрировать сложные последовательности и сообщать их четко по всей дисциплине. Однако стратиграфия наиболее мощна при интеграции с абсолютными методами датирования, почвоведением и тщательным анализом артефактов. Ее ограничения — в частности, потенциал для естественного и человеческого возмущения — требуют осторожной интерпретации и множественных линий доказательств.

В конечном счете, стратиграфия подтверждает хронологические последовательности, рассматривая саму Землю как документ. Каждый слой представляет собой страницу, и археолог читает страницы, чтобы реконструировать историю прошлой человеческой жизни. По мере совершенствования методов раскопок и усложнения цифровой записи способность читать эти страницы с большим разрешением будет продолжать совершенствовать наше понимание человеческой предыстории и истории.

Для дальнейшего чтения о принципах и применениях археологической стратиграфии см. Археологический институт Америки ’s образовательные ресурсы, Мировая археология журнал, и Институт археологии в Университетском колледже Лондона . Оригинальная работа Эдварда Харриса, Принципы археологической стратиграфии (Academic Press, 1979), остается окончательным текстом. Для практического руководства по построению матрицы Харриса, обратитесь к веб-сайту Харрис Матрица , поддерживаемому практикующими во всем мире.