Археологиялық ескерткіштердегі сейсмикалық зардаптардың ерекшеліктері

Ортағасырлық Талғар қалашығы (Талхир)

Ортағасырлық Талғар қалашығына жүргізілген археосейсмикалық зерттеулер ежелгі құрылыстардағы сейсмогендік өзгерістерді табуға арналды. Күшті жер сілкіністерінің іздерін күнібұрын іздеу мұнда кездейсоқ өткізілген жоқ. Ортағасырлық Талғар Қазақстанның сейсмикалық аса қауіпті түйіндерінің бірінде, Алматы жазығы мен Талғар қиясының қиылысқан жерінде орналасқан. Бұл жерде MSK-64 шәкілі бойынша сейсмикалық қарқыны 9 балдық және 7-8 магнитудалы (Ч. Рихтер шәкілі бойынша) апатты жер сілкінісі болуы мүмкін.

Ортағасырлық Талхир қалашығы аумағындағы алдын ала тексерілген жұмыстар археологиялық ескерткіштер мен жер бедеріндегі сейсмикалық өзгерістерді анықтау мақсатында жүргізілді. Ортағасырлық ірі ескерткіштердің бірі - ежелгі Талғар қалашығы алдын ала тексерілді.

Осы тексерудің нәтижесінде бекіністің батыс қабырғасында сейсмогендік сызат (жарылу) байқалды. Өңделмеген кірпіштен қаланған бұл қабырғаның созылуы ССВ 20°. Ондағы жарылу аймағының құрылымы күрделі: ол екі жазықтықтан тұрады, олардың аралығындағы кеңістік бірнеше см қалыңдықта қоңыр сазды материалмен толтырылған. Сызатты аймақ төмен қарай кеңейе түседі. Қабырғаның өзі сұрғылт-қоңыр лесстәріздес саздақтан тұрады. Ол қаланған саман кірпіштерді теңестіру қазіргі кезде мүмкін емес. Қабырғаның сызаты қалыңдығы 11 см қара қоңыр саз қабатының жылжуынан көрінеді. Бұл қабаттың жылжуы сызат бойынша 2,5-3,0 см - оңтүстік блок көтерілген. Сызаттың оңтүстік жазықтық құлау азимуты 167°, құлау бұрышы 76°.

Талғар қалашығының Алматының шығыс - солтүстік-шығыс адырлы жазығы мен қалашықтан 0,5 км оңтүстікке қарай орналасқан, солтүстік-батыс жазықтағы Талғар қиясы арқылы пайда сейсмикалық түйіннің ықпалындағы аймақта орналасқаны өте маңызды. Адырлы үзік өте күшті жер сілкінісі болып тұратын белсенді сейсмикалық аймақ болып есептеледі (М=7-8,1; 1=9-10 балл) - бір оқиға бірнеше жүз жылда болуы мүмкін. Мысалы, өте күшті бір жер сілкінісі Қырғызстандағы Ыссық ата адырында 250 жылда бір рет қайталануы ықтимал. Аталып өткен сызат Алматы сызатының ықпалды аймағындағы негізгі сызаттардың бір тармағы болып табылады, - ол созылуы және кинематикасы жөнінен негізгісімен сай келеді.

Қойлық (Антоновка) қалашығы

Бай уй-жай. Бұл жердегі қабырғалардың бұзылуы жер сілкінісінің әсерінен бүлінген, өзгерістің жиі кездесетін түрлеріне жатады. Сейсмикалық толқындардың таралу бағытына көлденең орналасқан қабырғалар бұзылудың жүйелі сипатына жатады. Сондай-ақ сейсмикалық толқындарға параллель бағдарланған қабырғалар екі жаққа да құлай береді.

Айталық, үй-жайдың оңтүстік-шығыстағы ішкі 155° (4 шаршы) созылып жатқан саман қабырғасы үйдің ішкі жағына 65° азимут бойынша солтүстік-шығыс бағытқа құлаған. Қабырғаның сынықтары 2 м дейін ұшып кеткен. Бұл бүлінудің сейсмикалық табиғатын көрсетеді. Өйткені саман қабырғалар климаттық себептердің әсерінен баяу жайылады, ал саман кірпіштердің пішіні археологиялық кесінділерде бірдей болмайды. Кірпіштер жақсы сақталған. Оның үстіне қабырға тұтасымен құлаған. Сылағы еденде бұзылмаған қалпында жатыр. Ал оның үстінде ыдыраған қабырға жатыр. Ол жерге соғылған кезде ыдыраған, яғни ол қас қағымда құлаған қабырға, - саманның жауын-шашын әсерінен біртіндеп езілуіне ұқсамайды. Қабырғалардың бұзылуы кезіндегідей, сейсмикалық толқындардың таралу бағыты қабырғаның созылу бағытына көлденең болған жағдайдағы қабырғалардың жүйелі қисаюы байқалады.

Құрылыс элементтерінің жылжуы қабырғаның қисаюы мен бүлінуіне орай пайдаланылуы мүмкін. Қабырға бөліктерінің жылжуы жүйелі толқындардың қабырғаның созылу бағытына көлденең бағытта таралғанын көрсетеді. Мұндай құбылыс Қойлық қалашығындағы басқа да үй-жайлардан кездесіп отырады. Осылайша 16-бөлменің солтүстік-шығыс қабырғасының төменгі қатарындағы саман кірпіштер солтүстік-шығыс бағытында бір-бірінен 10 см дейін жылжыған. Қабырғаның созылу азимуты 146° , кірпіштер 56° азимут бойынша жылжыған. Сонымен қатар қабырға қалдығының аталған бағытқа қарай аз-кем қисайған. Бұл айтылған деректердің барлығы да үй-жайдың бұзылуының жүйелі сипатын көрсетеді. Яғни олардың туындау себептерінің де жүйелі екенін дәлелдейді. Байқалған өзгерістердің барлығы да (құрылыс элементтерінің қисаюы, бұзылуы және жылжуы) толқынның солтүстік-шығыстан оңтүстік-батысқа қарай таралғанын көрсетеді. Бұзылған құрылыстардың жүйелі сипаты сейсмикалық қозғалыстар кезінде көлбеу компоненттердің белең алғанын байқатады, бұл ежелгі кіндіктің қалашықтан біраз қашықта (ондаған шақырым) болғанын аңғартады. Қалашықтағы үй-жайдан байқалған, саман қабырғалардың толық қирауы сейсмикалық тербелістердің 1=7-8 балл қарқынында болуы мүмкін екендігін аңғартады.

Осындай сейсмикалық белдеулердің үй-жай қабырғаларының төменгі кірпіш өрімдерінің арасынан байқалатынын да атап өткеніміз абзал. Бұл бөрене кесектері немесе қамыс қабаттары болуы мүмкін, бұл дерек - ежелгі құрылысшылардың жер сілкінісінен хабардар болғандығын аңғартады.

Будда храмы

Храмда жүргізілген археосейсмологиялық зерттеулер ғимарат құрылысындағы ұшырасқан екі құрылыс қабатына байланысты қиындықтарға ұшырасты. Саз кірпіштердің төменгі он қатары бірінші құрылыс қабатына жатады. Бұл өңделмеген кірпіштердің үстінде екі қатар күйдірілген кірпіштер жатыр, олар екінші құрылыс қабатының өзіндік іргетасы болып табылады.

Құрылыстың сейсмикалық тұрғыдан қауіпті аймаққа таяу орналасуы оның күшті жер сілкінісіне тап болғанын жоққа шығармайды, храм бұдан бұрын да сейсмикалық апатқа ұшыраған болуы, содан кейін қайта қалпына келтірілуі (қайта соғылуы) әбден мүмкін. Сөйтіп, храм қабырғалары екі сейсмикалық оқиғадан хабардар етіп тұруы мүмкін. Мұндай жағдайда алғашқы немесе соңғы жер сілкінісіне қатысты климаттың өлшемдерді ажырату, сейсмикалық толқындардың таралу бағытын анықтау қиындық тудырары анық.

Храмның өзгеріске ұшырау сипатын оның бұзылуының себептерін анықтау мақсатында қарастырамыз. Көне ғимараттардың қабырғаларындағы сызаттар - жиі кездесетін құбылыс. Алайда олар әр түрлі себептермен пайда болуы мүмкін: 1) жел өтінде тұру, яғни ыстыққа қақталып, түнде тоңазиды; 2) сейсмикалық қозғалыстар.

Егерде сызат екі немесе одан да көп қатар қаланған кірпіштерді жарып өтетін болса, ондай сызаттар өте жоғары қысымдардың әсерінен ғана пайда болуы мүмкін. Мұндай сызаттар пайда болуы үшін кірпіштердің немесе құрылыс блоктарының шегінде пайда болатын бос кеңістіктердегі қысым қарқынынан өтіп әсер ететін өте күшті қуат болуы қажет. Демек, өтпелі сызаттар жел өтінде тұрудан пайда болуы мүмкін емес. Кіреберістің шығыс қабырғасының солтүстік-батыс бұрышы бұзылған және бір шеті құлаған. Құлаған бөлік орталық аралық қабырғаға желдің, ыстықтың өтуіне жол ашқан. Бұл жерде көптеген өтпе сызаттар байқалады, олар он кірпішке дейін тікелей сызат салып өтеді.

Мұндай өзгерістер батыс беттегі ішкі қабырғаның солтүстік-шығыс бөлігінен де байқалады. Бұл бұрыштың біраз бөлігі құлап, жел кіретін тұсты және қабырғаның ішкі құрылысын жалаңаштап тастаған. Бұл жерде көптеген өтпе және ашық сызаттар бар. Соңғылары ішкі қабырғаның тік қатарларын бөлектеп, олардың бұзылуына жағдай туғызып тұр. Өтпе сызаттың тағы да біреуін храмға кіреберістегі шығыс қабырғаның солтүстік-батыс бұрышындағы төменгі қатарлардан көруге болады. Мұнда өтпе сызаттың ұзындығы 50 м, алты кірпішке дейін кесіп өткен.

Бұл мысалдар сызаттардың сейсмикалық жағдайда пайда болғандығын бір ауыздан растап тұр.

Храмға кіреберістегі аралық шығыс қабырға оңтүстік-батысқа қарай 80°-қа қисайған (құлау азимуты 43°). Сақталып қалған көлбеу аралық қабырғаның биіктігі 2,5 м. Храмның орталық бөлмесіне кіреберістегі саты төрт саман кірпіш биіктігінен тұрады. Кірпіштердің төменгі қатарлары ең жоғарғыларымен салыстырғанда 11 см оңтүстік-батысқа (221°) жылжыған. Саты биіктігі қазба деңгейінен 32 см жоғары, созылу азимуты 131°. Сатыға ешқандай салмақ түспегені туралы айта кету маңызды, сондықтан сатының төменгісінің жоғарғысымен салыстырмалы жылжуын, сірә, құрылыстың астындағы жер бетінің сейсмикалық үдеуімен түсіндіруге болар. Өзгерістердің басқа да мысалдары бар, айталық, храмның орталық бөлмесінің оңтүстік-батыс қабырғасының жоғарғы бөлігінің солтүстік-шығысқа қарай шығыңқы пішінге ие болуы (созылу азимуты 132°).

Сипатталған жағдайдағы сейсмикалық өзгерісті (қисаю, жылжу, шығып кету) сейсмикалық, толқындардың оңтүстік-батыс- солтүстік-шығыс желісі бойынша келуі- мен түсіндіруге болады.

Енді сипатталатын бұзылулар жүйелі емес және сейсмикалық толқындардың бағытын анықтауға қолданыла алмайды. Сонымен, храмның орталық бөлмесінің солтүстік-шығыс қабырғасы қатты бүлінген. Оның сыртқы қабаты түгелге жуық бір кірпіш бойымен құлаған. Осы қабырға белдеулік коридор жағынан да қатты бүлінген (созылу азимуты 41°). Оның сыртқы қабатының бірталай бөлігі бір кірпіш бойымен оңтүстік-шығысқа қарай құлаған. Осы жерде қабырғаның жоғарғы бөлігі оңтүстік-шығыс бағытқа шығып кеткен.

Храмның басты бөлмесінің орталығындағы «тұғыр» қатты өзгерістерге ұшыраған: біріншіден, оның жиектері тегіс емес, екіншіден, төменгі қатарынан жекелеген кірпіштер сыртқа қарай жылжыған.

Тұғырға айтарлықтай тұрақты салмақ түспегенін ескерте кету керек, оны өзгеріске түсірген анағұрлым мүмкін себеп жер қабатының сейсмикалық үдеуі болуы ықтимал. Тұғырдың негізінде қамыс араласқан жұмыр тас қабатының болуы түсініксіз жайт. Бұл қабат жоғарыда сипатталған үй-жайдағы қамыстан немесе ағаш бөренелерден жасалған «сейсмикалық белдеуді» еске салады. Бірақ оның ешқандай тұрақты салмақ түспейтін тұғыр негізіне салынуы түсініксіз. Тұғырдың 7 см дейінгі төменгі кірпіштерінің жылжуымен қатар, кірпіштердің 10°-қа бұрылуы да кездеседі: тұғырдың созылу азимуты - 41°, бұрылған кірпіштің созылу азимуты - 51°, яғни ол сағат тілінің бағытымен бұрылған.

Храмның кірпіш өрімдерінің төменгі қатарлары құрылыстың ерте сатысына, ал үстіңгісі - анағұрлым кеш сатысына жатады. Храм құрылысының екінші сатысына, шамасы, сыртқы коридорды сазбалшық және жұмыр тастар қабатымен толтыру - толық жабу да жатады. Төменде қалыңдығы 1,2 м саз қабаты, сонан соң 1,1 м жұмыр тас қабаты және жоғары тағы қалыңдығы 1,6 м саз қабаты орналасқан. Осылай толтыру храмды бірінші қайта өңдеуде тұрғызылған қабырғалардың жоғарғы бөлігінің де орнықтылығын нығайту үшін жүргізілген.

Қуаттылығы төмендеу осындай толтыру храмның сыртқы қабырғасының бойынан байқалады. Храмның сыртқы қабырғасының толтырудан соң көпе-көрнеу құлауы храмның сейсмикалық өзгерістерге ұшырауы мүмкін үшінші оқиғасы туралы растай алады. Сонымен, храмның оңтүстік-шығыс сыртқы қабырғасы оңтүстік-шығысқа қарай қираған және қабырғаның саман кірпіштері 1 м қуаттылықпен толтыру қабатының үстіне құлаған. Қабырғаның созылу азимуты 44°, кірпіштер оңтүстік-шығыс азимуты бойынша 134°-та құлаған.

Сонымен, Будда храмына алдын ала жүргізілген тексерулер бойынша үш негізі қорытынды жасауға болады:
1) храм екі рет қайта салынған;
2) құрылысты қайта салуға кіндігі Солтүстік-батыс Жоңғарияның сейсмикалық қауіпті аймағының біріне жақын орналасқан күшті жер сілкіністері себеп болған;
3) бұзылуларға әкелген жер сілкінісінің сейсмикалық қарқыны MSK-64 шәкілі бойынша 7-8 балл шамасында.

Кіндігі әр жерлерде болуы мүмкін жер сілкіністерінің әр қилы мерзімінде пайда болған сан тұрпатты өзгерістерінің болуымен сейсмикалық толқындардың бірыңғай келу бағытын анықтау мүмкін болмады.

Сөйтіп, Ұлы Жібек жолының солтүстік тармағы бойындағы ортағасырлық ескерткіштер - Талхир мен Қойлық қалашықтарын арнайы археосейсмологиялық зерттеулер сейсмикалық бұзылулардың (өзгерістердің) болғанын анықтауға мүмкіндік берді: қабырға элементтерінің жүйелі қирауы, қисаюы және жылжуы, сондай-ақ олардың бұрылуы және сейсмогендік сипаттағы өтпе сызаттар. Құрылыстардың қирауына әкелген сейсмикалық тербелістер қарқыны Қойлықта (Антоновка) 7-8 балл, ал ортағасырлық Талхирде (Талғар) 8-9 балмен бағаланды. Сейсмикалық бұзылулардың сипатына байланысты Қойлықтағы («Бай үй-жайды» қиратқан жер сілкінісінің) сейсмикалық толқындардың таралу бағытын солтүстік-шығыс-оңтүстік-батыс деп айқындау мүмкін болды. Ортағасырлық Талхир қалашығын қиратқан жер сілкінісінің кіндігі қалаға тікелей жақын орналасңан. Жер сілкінісінің ежелгі кіндіктері орналасқан орынды дәл анықтау үшін орта ғасырдың өзге ескерткіштерін «азимуттық әдіс» көмегімен зерттеу ңажет. Археосейсмологиялық зерттеу зерттелген ортағасырлық ескерткіштер төңірегінің сейсмикалық қауіптілік деңгейін дәл анықтау үшін қажет. Оның нәтижелері Солтүстік Тянь-Шаньдағы және Солтүстік Жоңғар өңірлігіндегі қазіргі құрылыстар барысында есепке алынуы тиіс. Ақырында, баяндалған археосейсмологиялық еңбектер 1000 жылдық кезеңдегі күшті жер сілкіністері туралы ақпараттарды сақтайтын сейсмикалық мұрағат құрастыруда аймақаралық және халықаралық ынтымақтастыққа шақырады.