По внешнему виду артефактов не всегда можно сразу определить, для чего они предназначались. Предмет, похожий на топор, мог служить и для вскапывания дерна. Другие орудия имеют не слишком определенную форму и, судя по их виду, могли использоваться как для обстругивания дерева, так и для сдирания звериных шкур или для жатвы. Некоторые вообще не имеют современных аналогов, и определить их назначение не удается. Археологи разработали сами или позаимствовали из криминалистики целый ряд методов определения функций артефактов. Первый из этих методов, чисто умозрительный, – использование аналогий. Если какой-либо артефакт обладает целым рядом общих характеристик с другим, то весьма вероятно, что их назначение было одинаковым. Такое обращение к аналогиям позволяет археологу выдвинуть одно или несколько предположений о характере использования того или иного артефакта, но оно не может служить доказательством правильности этих предположений. Для их проверки археолог должен обратиться к экспериментам. Попробовав применить копию артефакта для предполагаемых целей, он сможет оценить вероятность своей гипотезы. Для определения функций исследуемого орудия можно использовать и другие приемы. Допустим, археолог предположил, что похожее на топор каменное орудие служило для рубки деревьев или для вскапывания дерна. Эксперимент может ответить на вопрос, какая из этих гипотез правомерна, но для его проведения требуется изготовление нескольких копий, которые можно исследовать на предмет выявления следов, позволяющих различать операции. Одна из них оставляет глубокие царапины и не оставляет зазубрин, тогда как другая оставляет неглубокие царапины и многочисленные выщерблины. После этого требуется исследовать подлинное орудие, чтобы выяснить, следы какого из названных типов на нем имеются. Исследование характера изношенности орудий, начатое в 1950-х годах в Советском Союзе, а в 1970–1980-х годах распространившееся по всему миру, – весьма эффективный метод определения назначения артефактов. Наиболее широко изношенность изучается применительно к орудиям из камня, кости и металла, хотя эпизодически подобные исследования проводятся и на иных материалах. Использование может оставлять следы разного рода, в том числе бороздки (царапины), выщербленности, заполированность и (на металлических орудиях) зазубренность режущего края. Размещение, направление количество и размеры этих следов характеризуют разновидности следов износа орудий из различных материалов. Важные сведения о назначении предметов могут дать и остатки какого-либо вещества на орудиях и сосудах. Несмотря на пребывание всех этих предметов в земле на протяжении тысячелетий, на лезвиях орудий или на дне сосудов могут сохраниться незначительные остатки органических материалов. Их иногда удается определить посредством изучения под микроскопом, но часто требуется выявление органических компонентов, характерных для определенных органических материалов, посредством проведения химического (преимущественно хромотографического) анализа. К примеру, химики обнаружили следы горчицы, оливкового и сливочного масла в керамических чашах, найденных в неолитических поселениях Швейцарии.

На протяжении тысячелетий окружающая среда претерпевала изменения, и потому зачастую трудно установить, в каких природных условиях жила та или иная древняя группа. Современная пустыня могла некогда быть покрытым буйной растительностью берегом озера, а лес – тундрой. Археологи, изучающие древнюю окружающую среду, исследуют все характеристики природных условий прошлых эпох, включая климат и погоду, растительность и воздействие человека на природу. Климат и растительность. Солнечное излучение характеризуется долговременными колебаниями, приводящими к колебаниям земного климата – чередованию холодных эпох с расширением зоны оледенения и периодов потепления, когда ледник отступает. Исследование останков фораминиферы – одноклеточных водных существ, обнаруженных в пробах отложений на дне океана, доказало существование в прошлом долговременных тепловых изменений, охвативших и океанские глубины. Самые разнообразные данные указывают на региональные и локальные изменения климата и растительности. Растения обильно выделяют пыльцу, разносимую ветром на большие расстояния; ее следы (кремнистые остатки) хорошо сохраняются и служат важным показателем существовавшего в прошлом климата. Древесные кольца, о которых шла речь в разделе о дендрохронологии, также позволяют судить о региональном климате, поскольку более широкие кольца указывают на более влажные годы. Полезными при воссоздании климата и растительности той области, в которой находится археологический памятник, могут оказаться и раковины земляных улиток, панцири и челюсти насекомых. Каждый вид этих существ приспособлен для жизни в определенных условиях, и учет всех представленных разновидностей может послужить материалом для реконструкции местных природных условий. Пыльца, ракушки улиток, останки насекомых и древесные кольца служат главными показателями при воссоздании картины локальных и региональных природных условий, тогда как целый ряд других данных играет лишь вспомогательную роль. Остатки древесины, злаков, фруктов – все это дает дополнительную информацию для реконструкции природной среды. Воздействие человека на природу. Для археолога, изучающего окружавшую человека среду, особый интерес представляет вопрос о тех изменениях в природе, которые явились результатом деятельности человека. Их наиболее характерным признаком служит быстрое изменение картины распространения определенных видов растений и животных – прежде всего тех, которые могут быть связаны с хозяйственной деятельностью людей. К примеру, результаты пыльцевых анализов из Северной Европы показали уменьшение количества пыльцы вяза, а также нескольких других древесных пород, приходящееся на время ок. 3300 до н.э. Этот «вязовый кризис» обычно трактуют как следствие вмешательства человека в жизнь природы, появления огромных стад домашнего скота, объедавшего древесную листву. Исследование отложений на территории древнего города Аксума в Эфиопии показало значительное ускорение разрушительной эрозии ок. 500 н.э., которое, как полагают, было вызвано вырубкой лесов, прежде окружавших Аксум. Это сведение леса явилось, возможно, следствием роста населения города и его потребности в дровах, а также расширения экспорта древесины твердых тропических пород. Исчезновение лесов привело к вымиранию виверры, мускус которой являлся важным объектом торговли. Средства существования. Обеспечение средств существования, добывание пропитания, составляющее основной смысл человеческой деятельности, находит свое отражение в археологических материалах. На то, какую пищу человек потреблял и как он ее готовил, в известной мере указывают утварь, служившая для готовки и для еды, посуда, а также немногочисленные отпечатки зерен и других продуктов, попавших в керамическую глину до ее обжига. Но самым ценным источником сведений такого рода являются биологические остатки. Для археолога представляют интерес материалы как флоры (растений), так и фауны (животных), но растительные остатки обычно представлены на памятниках более скудно. Их относительная редкость объясняется не тем, что человек потреблял растительную пищу в меньших количествах, чем животную; напротив, растительные продукты преобладали в рационе всех народов за исключением обитателей Арктики. Однако многие виды растительной пищи – влажные и плохо сохраняются; среди уцелевших остатков преобладают зерна, которые столь малы, что их нелегко обнаружить при проведении раскопок обычными способами. Чтобы выявить эти микроскопические остатки, археологи обычно пользуются описанным выше методом флотации. Не всегда ясно, являются ли те или иные биологические материалы следами пищи, природными объектами (экофактами) или производственными остатками. Ключом к ответу на этот вопрос может послужить контекст – например, обилие зерен в яме-хранилище. Кости и иные фаунические остатки могут сохранить следы свежевания, свидетельствующие, что люди разделывали тушу, а характер этих следов покажет, было ли целью этой операции получение пищи или производственного сырья. Находка целого скелета, скорее всего, говорит о том, что этот зверь не был съеден. Размещение частей тела животного иногда указывает на его употребление в пищу; так, находка на памятнике только ног оленя свидетельствует, что его тушу разделали на том месте, где олень был убит, а на поселение принесли лишь лучшие куски мяса. Растительные остатки. Среди находимых на археологических памятниках пищевых остатков растительного происхождения преобладают зерна злаков и фруктовые семечки, стебли (жесткие черешки, на которых крепятся плоды тыквы и дыни) и фитолиты (микроскопические кремневые вкрапления, содержащиеся в мякоти растений). Иногда находят хорошо сохранившиеся кукурузные початки – в том случае, если они были обжарены, тогда как вареные сохраняются очень плохо. Коренья археологи находят редко, хотя удалось обнаружить картофелины, помещенные древними перуанцами в горные ледники для сушки. Поскольку определение растительных остатков обычно осуществляют специалисты в области фауны, то эта процедура большинстве случаев состоит в непосредственном сравнении археологических находок с опубликованными описаниями и современными образцами видов и сортов. Исключение составляет извлечение и определение фитолитов. Ввиду их малых размеров, для их выделения требуются специальные приемы – обычно особый способ флотации проб грунта из слоя или промывка поверхности артефакта. Собранные таким образом фитолиты исследуют под микроскопом. Современной науке доступна очень точная идентификация некоторых их разновидностей, тогда как другие поддаются лишь самому общему определению. Результаты определения растительных остатков нетрудно выразить в количественных показателях, что часто и делается. Но оперировать такими показателями следует с осторожностью. К примеру, тот факт, что при раскопках какого-либо памятника найдено много зерен пшеницы и всего несколько зернышек ячменя, объясняется в большей степени влиянием случайных обстоятельств на их сохранность, чем долей каждой из этих культур в рационе создателей памятника. Всего одна попавшая в поле зрения исследователя порция пшеницы может создать явно завышенное представление о ее значении в хозяйстве. Остатки фауны. К числу самых распространенных разновидностей фаунических остатков пищевого происхождения относятся кости, зубы, рога животных, раковины моллюсков, черепашьи панцири. Хотя сами роговые ткани обычно сохраняются плохо, часто вместе с остатками черепа находят тот костяной стержень, вокруг которого нарастает рог. Подобные остатки по большей части имеют довольно значительный размер, и их часто находят в процессе раскопок; среди рыбьих костей, напротив, преобладают мелкие, и для их обнаружения обычно прибегают к флотации проб почвы. Мягкие ткани почти никогда в грунте не сохраняются. Определение фаунических остатков, как правило, производится разными исследователями, специализирующимися на изучении млекопитающих, птиц, рыб или других разновидностей (таксономических групп) животных. В принципе процедура определения осуществляется непосредственно на остатках, препятствием же служит значительная фрагментированность многих из них. Проводящий определение специалист обычно выполняет и другие исследования, к описанию которых мы теперь и обратимся. Многие образцы позволяют определить возраст убитого животного. Иногда его устанавливают по эпифизному смыканию, т.е. по тому, в какой мере концы костей (эпифизы – суставы), растущие на протяжении жизни особи, оказались разделенными или сросшимися; иногда о возрасте свидетельствует то, насколько прорезались у животного зубы; для некоторых видов (особенно оленей и крупного рогатого скота) показателем возраста является мера сточенности коренных зубов. Останки взрослых особей позволяют также исследовать те особенности их строения, которые свидетельствуют о сезонном росте. Так, у медведя клыки растут на протяжении всей его жизни, причем в одни сезоны – быстрее, а в другие – медленнее. Разрез зуба покажет серию чередующихся микроскопических участков быстрого и медленного роста; посчитав число ежегодных чередований приростов, можно вычислить возраст животного в момент его смерти. Этот метод применим и для исследования коренных зубов копытных (в первую очередь – оленя), морских раковин, ножных костей птиц и некоторых других остатков, но у большинства видов этот показатель возраста отсутствует. По многим остаткам можно определить и сезон, в который животное было убито. Его определяют, исследовав сезонные приросты и исходя из того, с каким сезоном связан самый внешний из них. Некоторые виды животных – особенно мигрирующие – могут обитать в определенной зоне только в определенное время года. Другие растут на протяжении всего одного года, и о сезоне их смерти можно судить по размерам особи. Иногда посредством исследования строения, размеров, состояния определенных участков костей можно определить пол животного. Такие признаки, как кривизна рога, позволяют также различать домашние и дикие породы животных. Одомашненных животных можно распознать и по некоторым другим характеристикам костных материалов. Количественные показатели фаунических остатков являются более значимыми, чем остатков растительных. Это объясняется тем, что они лучше сохраняются и потому число находок соответствует количеству особей: находка трех овечьих скелетов указывает, что именно три овцы были употреблены в пищу. Как правило, исследующие кости специалисты вычисляют представленное в изученном материале количество образцов (КО) и минимальное число особей (МЧО) каждого вида или другого поддающегося определению классификационного подразделения. КО просто соответствует количеству поддающихся определению костных фрагментов; МЧО определяется максимумальным количеством костей (или других остатков) определенной части тела животного (например, левого бедра). Иногда МЧО переводят в вес мясной массы – обычно путем простого его умножения на средний вес съедобного мяса в туше, а иногда – с учетом возраста каждого животного; для некоторых видов – прежде всего, оленей и домашних животных – применяют более сложные вычисления, основанные на учете размера костей. Чаще всего показатели МЧО и веса мясной массы используют как первичную основу для сравнения роли различных видов животных в рационе людей. Долговременная характеристика рациона. В 1980-х годах применение радиоуглеродного анализа позволило воссоздать рацион людей на протяжении длительных промежутков времени. Пищевые продукты (исходя из содержания в них изотопов) делятся на три категории, обозначаемые С3, С4 и СМ; преобладание в рационе человека продуктов той или иной категории определяет соответствующий уровень коллагена – протеина, содержащегося в его костях и часто в небольшом количестве сохраняющегося в археологическом материале. Изотопный радиоуглеродный анализ был успешно использован в разных исследованиях, основанных на выделении коллагена из человеческих костей. Маис относится к продуктам категории С4, тогда как большинство растений северо-восточных областей Северной Америки – к категории С3. Анализ коллагена из найденных в Онтарио человеческих костей показал относящийся к периоду между 400 и 1400 н.э. резкий скачок показателя С4, свидетельствующий об увеличении роли маиса в рационе обитателей этого региона. Исследование коллагена в скелетах, найденных на побережье Перу, позволило воссоздать рацион людей, базирующийся на морских продуктах, которые относятся преимущественно к категории СМ.

Исследование человеческих скелетов может многое сказать о состоянии здоровья людей и о демографии. Разнообразные методы определения половозрастного состава умерших основаны на использовании тех же приемов, которые применяют при изучении остатков фауны, но возрастная шкала эпифизного смыкания и стачиваемости зубов у людей известна гораздо лучше, чем у животных. Исследование костных остатков человека обычно включает и изучение следов перенесенных им болезней и травм. К примеру, в коллективном захоронении можно столкнуться с многочисленными повреждениями черепных костей и переломами костей левого предплечья; такую картину часто трактуют как доказательство насильственной смерти погребенных. Вырезанная или выскобленная дыра в черепном своде – след трепанации, хирургической операции, широко практиковавшейся в древности. У многих изучаемых археологией народов часто встречается деформация черепов, либо возникшая случайно – вследствие привязывания младенца к доске колыбели, либо производившаяся специально исходя из представлений о красоте. Некоторые болезни легко распознаются по археологическим остаткам, поскольку оставляют на костях вполне определенные следы. К сожалению, многие другие оставляют повреждения, вызываемые различными заболеваниями, или не оставляют никаких. К примеру, проказа оставляет на костях характерные метки, опознанные на средневековых скелетах из Дании; напротив, от сифилиса остаются не столь однозначные следы, и существуют разногласия по вопросу; действительно ли именно они были обнаружены в доколумбовой Мексике. В случае, когда сохраняются мягкие ткани, как у мумий или у тел, найденных в болотах, можно воспользоваться обычными методами медицинской диагностики. После завершения исследования всего набора костных остатков его результаты могут быть использованы для демографических реконструкций, основанных на предположении, что в состав археологического комплекса попали и соответственно были изучены тела всех членов определенного коллектива (или их репрезентативная выборка). Принятая в этой сфере процедура позволяет высчитать такие показатели, как продолжительность жизни и детская смертность, по отдельности определить численность представителей каждого из полов, а возможно, и других распознаваемых групп населения. При работе с надежно датированными комплексами по возрастанию симптомов какой-либо болезни иногда удается распознать следы эпидемии, совпадающей с увеличением смертности.

Иногда археологу выпадает счастье обнаружить памятник с исключительно хорошей сохранностью материальных остатков. К примеру, комплекс Озетт в штате Вашингтон представляет собой древнее поселение американских индейцев, погребенное впоследствии под грязевым оползнем; спустя несколько лет на этом месте было основано новое поселение, также со временем перекрытое оползнем. Такая ситуация повторялась девять раз, что предоставило археологам девять последовательных закрытых комплексов, в которых великолепно сохранились деревянные, кожаные и другие изделия. С этой ситуацией можно сравнить погребение в 79 н.э. под вулканическими отложениями Помпей (HL) в Италии, где пепел покрыл город столь быстро, что люди были застигнуты на ступеньках лестниц, а в сосудах даже сохранилась пища. Но все археологические памятники – даже те, что отличаются исключительно хорошей сохранностью, – испытали воздействие различных процессов, следствием которых явилось изменение, разрушение или внутреннее смещение археологических остатков. На большинстве памятников эти процессы привели к основательному изменению их характера и содержания. Эти процессы, которые принято именовать процессами формирования памятника, подразделяются на воздействия культурного происхождения, обусловленные деятельностью людей, и природные воздействия. Возьмем, к примеру, хижину с деревянным каркасом и соломенной кровлей, в которой находились различные артефакты. Покидая жилище, его обитатели, вероятно, забрали с собой по возможности всю утварь, какую смогли, бросив только то, на переноску чего не стоило тратить усилий. Оставленные изделия из дерева, тканей и иных органических материалов, скорее всего, подверглись разложению под воздействием плесени, бродильных процессов и бактерий; по мере истлевания они были раздавлены. Пищевые продукты или предметы, которые часто трогали руками, вследствие чего они от соприкосновения с человеком основательно пропитались солью и жиром, возможно, привлекали диких зверей. Сама хижина также была сооружена из органических материалов и могла, истлев и обрушившись, в кратчайший срок исчезнуть с лица земли. Единственным заметным ее следом в таком случае оставался бы круг из сгнивших столбов и несколько каменных и костяных изделий, которые могли быть перемещены питающимися падалью животными, ветром или дождевыми потоками. Некоторые из костяных изделий через определенное время разрушились бы под воздействием содержащихся в почве кислот. Со временем все следы сооружения оказались бы погребены под наносами. Происходящее с течением времени разрушение органических материалов является в археологии правилом, если только не сказывается влияние одного из четырех факторов, препятствующих воздействию микроорганизмов. Во-первых, сохранность этих материалов может обеспечить их обугливание. Слишком сильное тепловое воздействие может уничтожить предмет, а слишком слабое благоприятствует деятельности микроорганизмов; однако между двумя этими крайностями возникает ситуация, когда предмет сохраняет свою форму, но служить пищей уже не может. К примеру, сплетенные из растительных волокон сети, обнаруженные в раковинных кучах Южной Африки, представляют собой весьма непрочные изделия, которые никогда не сохранились бы, если бы не оказались обугленными. Во-вторых, материал может сохраниться, если он не соприкасается с кислородом, в котором нуждаются микроорганизмы. Сохранность находок на поселении Озетт явилась результатом того, что глинистые слои изолировали культурные остатки от кислорода. Исключительно хорошая сохранность материалов под водой также объясняется тем, что в этих случаях нет доступа для кислорода. В-третьих, сохранности органических материалов может способствовать высококислотная среда – опять-таки потому, что она препятствует развитию микроорганизмов. В кислотной среде невредимыми сохраняются органические материалы. Человеческие жертвоприношения, помещенные в эпоху раннего железного века в кислые воды болот Англии или Дании, сохранились настолько хорошо, что неповрежденными были найдены кожа людей, их волосы, одежда и удавки на шеях. Археологам удалось даже исследовать содержимое желудка человека из торфяника Толлунд и определить, что он ел во время своей предсмертной трапезы. В-четвертых, способствовать сохранности органических материалов могут исключительная сухость или холод. Знаменитые египетские мумии дошли до наших дней прежде всего по причине сухости окружающей среды, хотя бальзамировщики приняли и иные меры для обеспечения их сохранности. В Арктике, в зоне вечной мерзлоты, были обнаружены целые замерзшие туши покрытых шерстью мамонтов. Менее известны мумии из Гренландии и тела из эскимосского памятника Инуит, сохранившиеся благодаря совместному воздействию холода и сухости. Однако наличие подобных условий является исключением, и археологи готовы к тому, что, как правило, им удается обнаружить только остатки предметов, существовавших при жизни исследуемого памятника. Сохраняются преимущественно изделия из камня, керамики, стекла и некоторых металлов (таких, как золото); другие металлы подвержены коррозии, кость испытывает разрушающее воздействие кислот, и степень сохранности изделий из этих материалов зависит от химической среды того слоя, в котором они оказались. Предметы из органических материалов, особенно мягких, в большинстве археологических памятников сохраняются крайне редко.

Артефакты широко распространенного вида – глиняная посуда – можно изготовить тремя основными способами. Существует ленточная технология, при которой из сырой глины делают длинную, похожую на веревку полоску, которую затем накручивают по спирали, формуя донце сосуда, а за ним – тулово и венчик. Вылепив таким образом сосуд, его поверхность заглаживают или охлопывают, чтобы сделать ее ровной и прочнее скрепить между собой отдельные витки спирали. Существует и другой прием: положить комок сырой глины на вращающийся гончарный круг и, постепенно вытягивая его вверх, сформовать сосуд правильно-симметричных очертаний. Третий способ – оттискивание сосуда в форме, извлечение из нее и последующая просушка. Ленточный метод был наиболее характерен для доколумбовой Америки, гончарный круг получил распространение в Евразии и Африке, а изготовление сосудов с использованием формы применялось повсеместно. Каждый способ изготовления керамики оставляет свои отличительные признаки. Сосуды, изготовленные ленточным способом, зачастую имеют не столь симметричную форму, как остальные, и швы между витками спирали, всегда заметные на изломе черепка, а иногда и на его поверхности. На поверхности кругового сосуда видны концентрические линии, оставленные пальцами гончара, обрабатывавшего вращающийся ком глины, и следы гончарного круга на основании сосуда. Формованная керамика лишена признаков, характерных для ленточных или круговых сосудов, и обычно обладает сложными внешними украшениями, часто до мелочей идентичными на нескольких сосудах или на разных частях одного сосуда. Металлические предметы, при крайне широком их распространении в памятниках Евразии и Африки, лишь изредка обладают признаками, указывающими на способ их изготовления. Литые изделия (изготовленные посредством заливки расплавленного металла в форму, где он остывает и твердеет) могут иметь красноречивые признаки – такие, как литейный шов (выступающий гребешок металла, затекшего между частями литейной формы) или литник (столбик металла, заполнившего отверстие, через которое расплавленный металл заливался в форму). Однако швы и литники на металлических изделиях зачастую стачивали, чтобы придать им более аккуратный вид. На кованых изделиях часто заметны следы отдельных ударов, но искусный кузнец большинство их старался устранить, а те, что сохранялись, обычно скрывает коррозия. Металлография представляет собой исследование под микроскопом заполированной металлической поверхности, слегка протравленной кислотой для того, чтобы выявить структуру металла. Металлографическое исследование позволяет различать изделия, изготовленные техникой холодной ковки, горячей ковки и литья; отличать предметы, подвергшиеся закаливанию (быстрому остужению для придания ему блеска), от тех, при изготовлении которых эта процедура не производилась; изделия из метеоритного железа – от произведенных из выплавленного металла; наконец, сырого железа от стали.