Ученые НИТУ МИСиС, Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына, МГУ имени Ломоносова и Дагестанского государственного университета опубликовали в журнале Applied Sciences первые результаты «сканирования» методом мюонной радиографии пространства загадочного крестообразного подземного помещения в дербентской крепости Нарын-Кала.
Фото: Предоставлено пресс-службой МИСиС
Фото: Пресс-служба МИСиС
Фото: Пресс-служба МИСиС
Фото: Пресс-служба МИСиС
Фото: Пресс-служба МИСиС
Стало понятно, что детальная структура постройки может быть воссоздана без проведения раскопок, а наиболее перспективным для исследования представляется западное крыло. Дальнейшие исследования смогут подтвердить или опровергнуть гипотезу о древнейшем христианском храме в России.
12-метровое крестообразное помещение почти полностью скрыто под землей, над поверхностью виден только фрагмент полуразрушенного купола. Эта постройка в северо-западной части крепости Нарын-Кала в Дербенте датируется примерно 300 годом н. э. До настоящего времени не решен вопрос о назначении здания: водохранилище, христианский храм или зороастрийский храм огня. Если это действительно христианский храм, то речь может идти о древнейшем на территории нашей страны и об одном из старейших в мире христианских храмов, который был засыпан арабами после захвата Дербента примерно в 700 году н. э.
Прийти к единому мнению археологам не позволяет то, что раскопки строения, в течение двух веков использовавшегося как хранилище для воды, могут нанести непоправимый ущерб крепости Нарын-Кала, объекту культурного наследия ЮНЕСКО. Из-за этой проблемы единственным способом исследовать это помещение на данный момент становится метод мюонной радиографии. Его суть заключается в том, что несколько инновационных детекторов с ядерной эмульсией помещаются внутрь закопанного помещения для получения снимков постройки. Тем не менее было неясно, применим ли метод при близких значениях плотности грунта и плотности стен.
Как сообщила руководитель научной группы, доктор физико-математических наук, ведущий эксперт НИТУ МИСиС Наталья Полухина, «было неочевидно, будет ли работать метод, для которого ключевым является разность плотности объекта и окружения не менее 5%. Здание построено из ракушечника, и грунт, которым оно засыпано, близок по плотности к нему. Мы убедились в реальности использования мюонной радиографии для этой задачи и увидели в западном крыле распределения плотности, не соответствующие модельным расчетам в предположении видимой конструкции здания. Это означает, что необычность объекта требует продолжения работ и обязательно поиска финансирования, без которого дальше двигаться невозможно».
Исследования продолжались с мая по сентябрь 2018 года, и уже первые полученные данные подтвердили эффективность метода для исследования специфического объекта. Целью эксперимента было выяснить возможность изучения выбранного археологического объекта методом мюонной радиографии, определить оптимальную экспозицию, количество, размеры и расположение детекторов, получить первые изображения объекта с помощью ядерных эмульсий. Результаты, полученные с мюонного детектора, помещенного на глубине 10 м от поверхности земли, позволили подтвердить реальность исследования здания методом мюонной радиографии и предложить план полномасштабного исследования для выявления контуров здания в целом.
Кроме того, уже в первом тестовом эксперименте физики «увидели» необычное распределение потоков мюонов в западном крыле здания, которое может быть связано с архитектурными особенностями строения, неразличимыми по фрагментам стен, находящихся на поверхности земли. Конструкция, построенная из местного ракушечника-известняка, имеет высоту около 11 м и простирается на 15 м с юга на север и на 13,4 м с запада на восток. Сегменты (плечи) крестообразной конструкции имеют ширину около 5 м, три плеча длиной около 4,2 м, а четвертый (северный) — более 6 м. Кронштейны покрыты сводами, а над центральной частью расположена проволочная рама купола диаметром 5 м.
В нескольких исторических и справочных источниках это сооружение упоминается как подземный резервуар для воды. Однако некоторые современные исследователи подвергли это назначение сомнению. Основными поводами для интерпретации этого здания как древнего культового сооружения послужили необычная для водохранилищ, но характерная для ранних церквей и храмов огня крестообразная форма здания, а также его ориентация по сторонам света.
Как подчеркивают авторы исследования, особенности зондирующего излучения на этом объекте требуют последующего облучения мюонных детекторов в исследуемой зоне, а значит, продолжения опытов. По предположениям ученых, особенно эффективна будет установка детекторов на западном склоне крепости с наружной стороны стен здания, чтобы получить его полноразмерное подземное изображение. Основным результатом следующего этапа экспериментов станет финальная трехмерная томограмма подземного сооружения, которая поможет определить назначение этой необычной конструкции.
Вадим Нестеров