В Курчатовском институте уже несколько лет работает лаборатория естественно-научных методов в гуманитарных науках, изучающая предметы культурного наследия и археологические артефакты при помощи уникального оборудования и новейших методик. Очередным предметом исследования стала обмотка древнего лука, обнаруженного археологической экспедицией в древнем погребении на могильнике Сарыг-Булун в Центральной Туве в 1988 году.
Захоронение скифского периода, уникальное по своей сохранности, датируется концом VII — началом VI веков до н.э. В нем находилась девочка 6-7 лет, а вместе с ней — несколько предметов охотничьего инвентаря. Внимание ученых привлек лук, на котором сохранились фрагменты обмотки – иссушенной золотистой субстанции с необычными насечками. Часть исследователей высказала предположение, что обмотка сделана из кожи, другие не исключали растительной природы материала. Однако определить состав материала из такого далекого прошлого оказалось не просто.
Первую технико-технологическую экспертизу находки провели в 2019 году во Всероссийском художественном научно-реставрационном центре им. Академика И.Э. Грабаря. Тогда в составе обмотки обнаружили деградировавшие белковые соединения – аргумент в пользу животного происхождения артефакта. Вместе с тем, исследователи обратили внимание, что по внешнему виду обмотка напоминает золотистую кору караганника (это растение распространено в лесостепных и горных районах Тувы и могло использоваться, например, в декоративных целях).
В 2021 году исследователи из Института истории материальной культуры РАН передали артефакт в Курчатовский институт, чтобы выяснить состав обмотки. Так на помощь историкам и археологам пришли физики и химики: используя естественно-научные методы, сегодня можно получить информацию фактически о любом материале.
Для идентификации компонентов, входящих в состав археологических находок, в Курчатовском институте используют широкий спектр физико-химических методов: ИК-спектроскопию, атомную спектроскопию, масс-спектрометрию, газовую и высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-спектрометрическими детекторами. Ученые лаборатории естественно-научных методов в гуманитарных науках НИЦ "Курчатовский институт" под руководством Екатерины Яцишиной впервые провели полное исследование обмотки древнего лука с использованием уникального оборудования и новых методик.
"Исследования проводились в несколько этапов, – рассказала Анастасия Лобода, ведущий специалист лаборатории. – На первом этапе мы сравнили инфракрасные спектры образцов обмотки древнего лука и образцов коры современного караганника из степных районов Тувы. Животное происхождение артефакта вроде бы подтверждалось. Но это могло быть растение с пропиткой из животного клея или шкура рыбы, на которую налипли фрагменты древесины с самого лука. Поэтому на следующем этапе исследований мы изучили растворимость нашего образца в водной щелочи, провели анализ содержания белка методом Бредфорда и состава аминокислот коллагеновых белков методом тонкослойной хроматографии. Этот комплекс исследований позволил нам определить, что обмотка лука точно имеет животное происхождение".
Но на этом ученые лаборатории не остановились. На следующем этапе предстояло определить, из чего конкретно изготовлена обмотка – из звериной или рыбьей кожи? Для этого использовали метод газовой хроматографии – масс-спектрометрии, который позволяет выявить состав органических материалов.
"Мы исследовали составы растворов кожи зверя и рыбы и установили, что основные различия наблюдаются по относительному содержанию двух аминокислот – глицина и валина. В рыбьей коже отношение содержания глицина/валина составляет 1, а в звериной – 12,5, – пояснила Анастасия Лобода. – Дальше мы сравнили хроматограмму нашей обмотки и стандартных образцов аминокислот, и увидели, что отношение содержания глицина/валина составляет около единицы. То есть, наш материал – рыбья кожа".
Сам лук из захоронения выполнен из дерева. Исследователи из Института истории материальной культуры РАН установили, что сохранившиеся вместе с обмоткой сухожилия крупного копытного животного могли использоваться для укрепления лука. Однако для такого укрепления необходим сухой микроклимат. Возможно, рыбья кожа выполняла роль гидроизоляции, защищая от влажности деревянную основу.
Любопытно, что в описании археологических находок из древних тувинских погребений предметы из кожи рыбы практически не упоминаются. Однако, по мнению ученых Курчатовского института, данный материал может быть просто пока не выявлен: комплексные исследования других археологических находок из Тувы еще не проводились.