Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В 2020 г. в результате реализации первого этапа проекта «Миграции человеческих коллективов и индивидуальная мобильность в рамках мультидисциплинарного анализа археологической информации (бронзовый век Южного Урала)» был проведен комплекс работ по всем заявленным в плане направлениям. Разработана методика пробоотбора фоновых образцов, представления и статистического анализа измеренных значений вариаций соотношения изотопов стронция. Карта отбора на этапе планирования была совмещена с географической, геологической и археологической картами региона исследования – Южное Зауралье. Площадь обследования составила 33000 кв. км. Отбор образцов был произведен в 70 локациях, расположенных сетью с шагом в 25±5 км. Формирование покровной сети было направлено на создание сети опорных измерений, позволяющих интерполировать на их основе карту вариативности значений изотопа. Равномерно расположенные пробы дают больше информации, чем неравномерно сгруппированные данные. Данная стратегия позволяет создать карту-основу и статистически оценить репрезентативность выборки. Для моделирования пространственных структурных закономерностей, предсказывания значений неизмеренных точек, измерения погрешности, связанной с прогнозируемым значением в неизмеренных местоположениях опробован на модельном участке метод кригинга. С целью определения репрезентативности образцов, а также для оценки локальной вариативности в каждой точке было отобрано от двух до шести образцов различных типов, в зависимости от их локальной доступности. Типы отбираемых образцов: горная порода, почва, растительность, вода, местный немигрирующий вид диких животных (моллюски), шерсть мелкого рогатого скота. В общей сложности было взято 309 проб. Сетка фонового пробоотбора покрыла пять крупных, значимо различающихся по генезису и хронологии, структурно-тектонических зон Южного Урала, которые включаю более двадцати структур более низкого ранга. Отобранные фоновые образцы проанализированы на базе Института геологии и геохимии УрО РАН в ЦКП «Геоаналитик». Выполнен блок аналитических работ, связанных с пробоподготовкой и ИСП масс-спектрометрическим элементным и изотопным анализом стронция коллекции фоновых образцов биодоступного стронция (прокси); в образцах измерено содержание стронция, рассчитаны необходимые объемы для упаривания и концентрирования стронция, а также проведено хроматографическое выделение стронция на смоле Sr (Triskem). Препараты проб в виде высушенных нитратов подготовлены к изотопному анализу. Для части проб (150 шт.) проведен изотопный анализ стронция. На базе измерений сделаны первые методические выводы относительно предпочитаемого вида отбираемых для изотопных исследований фоновых биологических образцов, а также передвижений домашних животных в тестовых микрорайонах. В окрестностях рудника бронзового века Новотемирский были проанализированы различные образцы окружающей среды (прокси), характеризующие взаимодействие природных материалов, содержащих биодоступный стронций, который прошел цикл гидрохимических преобразований, выветривания и биопурификацию в живых организмах (подземные и поверхностные воды, растения, скелетные ткани животных, известковые раковины моллюсков). Установлено, что использование таких образцов в комплексе (мульти-прокси) в данном проекте является предпочтительным, поскольку позволяет наиболее полно охарактеризовать разброс изотопных отношений стронция в окружающей среде. Для этого же микрорайона удалось сделать выводы в части оценки масштабов обменных связей и степени специализации металлопроизводства во II тыс. до н.э. на базе изотопного анализа археозоологических материалов. С учетом всех данных сделан вывод о том, что на Новотемирском руднике функционировала модель организации горного дела, характерная для алакульской культуры Урало-Мугоджарского ГМЦ: без специализированных поселков рудокопов, с участием в организации труда и питания на рудниках населения близлежащих поселков, слабым развитием торгово-обменных операций. Систематизированы фоновые значения отношений изотопов стронция (кость дикого животного, моллюски, вода, почва, растительность, горная порода) для бассейна р. Карагайлы-Аят, Акмулла и Яндырка (Тобольский бассейн). В рамках различных case-studies суммированы и проанализированы данные по изотопному составу археологических материалов и фоновых значений для могильников и поселений Зауралья и Западного Оренбуржья. Выявлены единичные примеры индивидов, резко отличных по соотношению 87Sr/86Sr, основная масса проанализированных носителей традиций позднего бронзового века (срубная и алакульская культуры) не имеет достоверных отличий по данному показателю. В свете отсутствия данных о фоновых значениях для Предуралья выводы имеют предварительный характер. Выполнен блок аналитических работ по анализу стабильных изотопов δ13C и δ15N в костях человека и животных для выделения индивидов, отличных по системе питания, и сопоставления их с остальной совокупностью по другим параметрам (археологический контекст, хронология, генетика). Сформирована первичная выборка костных остатков животных для измерения стабильных изотопов азота, углерода (могильник Троицк-7, поселение Новотемирское-2, поселение Чебаркуль III, поселение Сарым-Саклы, серия неукрепленных поселений в долине р. Зингейка). Выполнен блок аналитических работ, связанных с пробоподготовкой и рентгенофазовым анализом костных остатков для оценки сохранности органического вещества. Из 20 образцов костей были выделены образцы коллагена модифицированным методом, рекомендуемым для подготовки радиоуглеродных образцов (Longin, 1971; Горлова и др., 2015), определение изотопного состава углерода, азота проведено на масс-спектрометре DeltaPlus Advantage. Завершен сбор и анализ имеющейся информации по данному направлению для Южного Урала в целом. Базовой территорией стало степное и лесостепное Предуралье, где участниками проекта получены новые данные по могильнику Шатмантамак. Несмотря на вариативность погребальной практики, материальной культуры, протяженность временного интервала (20-17 вв. до н.э.), состав легких изотопов в костях индивидов оказался почти идентичным. Это можно трактовать как высокую степень стабильности системы жизнеобеспечения. При этом, различия в культурных традициях на систему питания не влияли. Контраст между стабильностью системы жизнеобеспечения и культурной мозаичностью может быть свидетельством не только низкой мобильности, но и сосуществования разных культурных традиций в едином пространстве или даже коллективе. Синтезирована вся совокупность сведений о стабильных изотопах Предуралья, 30 анализов охватывают период от конца IV до начала I тыс. до н.э. На протяжении всего бронзового века основой питания оставалась продукция животноводства. Маркеры потребления продуктов водного происхождения обнаружены только для одного памятника (могильник У горы Березовой). Археологические данные по этому комплексу указывают на его неместное происхождение, адресуя к кругу носителей сейминско-турбинских традиций, основная зона которых находится намного севернее. Для раннего периода (ямная культура) характерна довольно высокая вариативность показателей изотопов, которая может сигнализировать о накапливаемых индивидуумами различиях в системе постоянного питания. Можно допустить также, что похороненные в рамках одного некрополя проживали в разных условиях (экологических и/или социальных). Для позднего бронзового века, напротив, мы констатируем гомогенность серий для отдельных памятников, даже в случае их длительного функционирования. Это косвенно подтверждает низкую степень мобильности локальной группы. Таким образом, для бронзового века по особенностям питания можно реконструировать разные модели жизнеобеспечения и степени консолидации коллектива. Для ямной культуры Волго-Уралья археологическим подтверждением мобильного образа жизни является отсутствие достоверных следов стационарного обитания. Работа над синтезом всех видов информации начата для комплекса Каменный Амбар. Аналитические процедуры данного этапа включали статистическое моделирование хронологии поселения и могильника. Для последнего получены дополнительные радиоуглеродные даты с целью определения статистических выбросов и пр. Ранний этап поселения с плотной застройкой ассоциирована с синташтинской и петровской керамикой. Его длительность определена примерно в 90 лет. Синташтинские традиции хорошо представлены в некрополе и снабжены 17 радиоуглеродными датами (одна получена в 2020 г.), 49 палеогенетическими заключениями и 69 измерениями стабильных изотопов. Поздний (срубно-алакульский) этап поселения хорошо документирован отдельными постройками, его длительность после небольшого хронологического разрыва составила около 50 лет. Эта традиция также представлена в материалах могильника (27 индивидов в четырех курганах), два радиоуглеродные даты (получены в 2020 г.), шесть палеогенетических заключений, два измерения стабильных изотопов. Предварительные результаты анализа позволили выявить статистические выбросы датировок, уточнить внутреннюю хронологию могильника и согласовать ее с модельными значениями хронологических этапов поселения; вычленить индивидов с особенностями состава легких изотопов (диеты); сопоставить эти различия с кластерами, выделенными в ходе палеогенетических анализов двух культурно-хронологических групп. Установлено, что генетические «выбросы» имеются и в синташтинской, и в срубной сериях. При этом разнокультурные группы не разделяются по хронологии и основной погребенной популяцией. Эти факты резко сужают круг гипотез, связанных с вопросами формирования группы населения и культурной традиции. Основной объем информации сосредоточен в таблицах измерений, которые на следующем этапе станут основой базы данных с ГИС-системой в качестве СУБД. Предварительные результаты проделанной работы представлены в шести статьях (включая две принятые к печати), из которых четыре – в журналах, индексируемых Web of Science/Scopus, в том числе, два относятся к Q1.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В 2021 г. в результате реализации второго этапа проекта «Миграции человеческих коллективов и индивидуальная мобильность в рамках мультидисциплинарного анализа археологической информации (бронзовый век Южного Урала)» был проведен комплекс работ по всем заявленным в плане направлениям. Полевые исследования расширили аналитическую базу за счет отбора образцов в 25 дополнительных локациях (4-5 типов образцов в каждой: вода, раковины моллюсков, растительность, почва, горная порода). Таким образом была расширена площадь обследования (до 40 000 кв. км) и уточнены результаты для ряда участков со сложной геологической структурой. Для последних шаг сетки отбора составил не 25±5 км, а 12±5 км. Вторая часть полевых исследований была связана с проведением археологических экспедиций, обеспечивших новые археологические, биологические и геологические материалы для анализа в рамках нескольких кейсов. Кроме того, проведены архивные и библиографические изыскания для максимально полного сбора исходных данных по проекту и пополнение баз данных созданных на первом этапе. Анализ изотопных соотношений 87Sr/86Sr производился для фоновых образцов разных типов, приоритетно для воды и раковин моллюсков, а также для образцов из археологических объектов. В общей сложности база данных для фоновых значений превысила 300 измерений. Часть значений получена при подготовке кейсов по отдельным памятникам Южного Зауралья. Систематизированы сведения о геологической обстановке в зонах пробоотбора в форме базы данных с информаций о возрасте, составе горных пород, взаимоотношениях геологических тел. Представление базы данных о соотношении изотопов фоновых значений осуществлено в формате серии карт, соотнесенных с геологическими структурно-формационными зонами района исследования. Выявленные области повышенных или пониженных значений совпадают с четырьмя крупными структурно-формационными зонами Урала, отличающимися друг от друга генезисом, возрастом и составом слагающих горных пород. Данные опубликованы он-лайн по следующим ссылкам: данные соотношений изотопов стронция по воде - https://yandex.ru/maps/-/CCUujSBwCA; по дикорастущим травам - https://yandex.ru/maps/-/CCUujWB7gD; по раковинам моллюсков - https://yandex.ru/maps/-/CCUuj0BmdB. Статистически установлено отсутствие различий в значениях для стоячей воды и слабо текущих водоемов. Для интерполяции первичной карты вариаций изотопов стронция по образцам воды использован метод обычного кригинга. Проверка достоверности интерполированной карты проводилась путем сравнения предсказанных значений с измеренными в промежуточной сетке (отбор 2021 года), состоящей из трех трансект, проложенных в пределах основной сетки в широтном направлении. Измеренные значения соотношений изотопов стронция в воде лежат в пределе 0,7061–0,7159, т.е. вариативность определена как 0,7 ≤ n < 0,8. Гипотетический результат n < 0,7 или n > 0,8 будет свидетельствовать о вне южноуральском источнике происхождения изотопов. Вариативность сотых долей определяет локальные значения, следовательно, вариативность в третьем знаке после запятой также важна для характеристики местных значений. В будущем карта интерполированных значений стронция будет служить для проверки гипотез о местном или пришлом происхождении образцов их археологических комплексов с учетом выработанного критерия n ≤ 0,001. Выборки по разным типам образцов демонстрируют схожие характеристики, а сравнение методом t-статистики по критерию Стьюдента показывает статистически слабо достоверную разницу между средними значениями. Установлено, что распределение значений изотопов Sr, полученных по итогам анализа воды и дикорастущих растений, подчиняются одним и тем же закономерностям. Статистические различия между ними незначительны. Это подтверждает правильность избранной методики, которая дополнительно верифицирована в ходе анализа других источников биодоступного стронция (раковины моллюсков, почва). Сформирована база данных по образцам, происходящим из археологического контекста. Приоритет отдан хорошо документированным коллекциям и образцам с надежной культурной атрибуцией, как правило, полученных в последнее десятилетие, в том числе в 2021 году. Дополнительным критерием была возможность отбора парных образцов зубов и костей для диагностирования влияния процессов диагенеза на итоговый результат. В выборку включены материалы синташтинской, петровской, алакульской культур позднего бронзового века и эпохи финальной бронзы. Объем выборки археологических образцов составил 150 единиц. Сопоставление результатов их анализа с фоновыми значениями запланировано на следующий этап. В диагностировании мобильности и миграций по результатам анализа легких изотопов азота и углерода мы исходим из того, что различный состав δ13C и δ15N костном в коллагене домашних животных может свидетельствовать о выпасе в пределах разных природно-климатических ниш. Поскольку продукты животноводства играли заметную роль в диете населения Южного Зауралья в позднем бронзовом веке , значения δ13C и δ15N в человеческих костных остатках также позволяет опосредованно оценить регион проживания индивидов или выявить иные составляющие рациона. По результатам проведенного радиоуглеродного датирования, непосредственных измерений изотопных соотношений в костном коллагене и сбора архивных и опубликованных данных создана тематическая база данных для бронзового века Южного Зауралья (180 измерений). Возможности созданных баз данных по изотопам азота и углерода протестированы на примере опорного объекта исследования - поселения Чебаркуль III, расположенное в одноименном районе Челябинской области, на стыке лесостепной и горнолесной ландшафтных зон. Результаты анализа материалов поселения и сопоставление с другими памятниками выявило тренды изменчивости в зависимости от региональной специфики. Пространственный анализ демонстрирует четкий тренд повышения значений δ15N от лесостепи Южного Зауралья к мелкосопочникам и полупустыням Центрального Казахстана. С большей долей вероятности это иллюстрирует возрастающую аридность и температурные характеристики климата по направлению с севера на юг. С осторожностью можно говорить об аналогичном тренде и по углероду, который может быть объясним усилением континентальности климата к юго-востоку. Была методическая целесообразность использования значений изотопов азота и углерода в диагностике ареалов выпаса скота сообществ бронзового века. С точки зрения исторических выводов, удалось аргументировать гипотезу о миграции групп алакульских скотоводов в северном направлении преимущественно по привычным для них «степным коридорам»: экологическим нишам с наличием открытых пространств и широких пастбищных лугов, а также лесных массивов, широко использовавшихся в домостроительстве, топливе и металлопроизводстве. Получены новые данные о хронологии и изотопном составе костей животных для периода II тыс. до н.э. Новые данные стали основой уточнения региональной системы абсолютной хронологии, базирующейся на радиоуглеродном датировании. В ходе полевых работ были пополнен свод материалов для изучения конской сбруи, выдвинута гипотеза о сосредоточении специализированных колесничных производств в границах укрепленных поселений. В рамках отчетного периода опубликовано пять статей, индексируемых в базах Scopus и Web of Science (одна в печати), включая журналы D1 (1) и Q1 (2), и две работы в материалах конференций (РИНЦ). Сделаны семь докладов на всероссийских и международных конференциях. Финансовая поддержка РНФ упомянута в пяти материалах в федеральных и региональных СМИ (https://scientificrussia.ru/articles/vremya-otkrytyh-prostranstv-i-gigantskih-migratsij; https://lentachel.ru/news/2021/06/10/andrey-epimahov-s-kazhdoy-nahodkoy-vse-bolshe-zagadok.html; https://www.susu.ru/ru/news/2021/09/15/arheologi-rasskazali-o-polevom-sezone-2021-goda; https://www.susu.ru/ru/news/2021/10/07/chelovecheskie-zuby-rasskazali-uchenym-o-nachale-odomashnivaniya-loshadey; https://ria.ru/20211020/loshadi-1755396467.html).

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В 2022 г. была продолжена работа по пространственному расширению карты фоновых значений изотопов стронция на территории Южного Зауралья. В связи с тем, что предшествующие исследования выявили статистически недостаточное число измерений для одной из геологических мегазон (Зауральской) было принято решение расширить зону обследования к востоку (10 точек, 40 образцов разных типов). Новые локации были выбраны с учетом ранее разработанной стратегии пробоотбора, обеспечивающей достоверность интерполяции. Статистический анализ ранее полученных измерений показал, что колебания значений независимо от типа образца подчиняются одним закономерностям. Зоны повышения и понижения значений приурочены к геологическим мегаструктурам (Центрально-Уральская, Тагило-Магнитогорская, Восточно-Уральская и Зауральская мегазоны), простирающимся субмеридионально. Это подтвердило правильность избранной стратегии отбора и анализа, которые могут применены на смежных участках региона, а также для других территорий со сложной геологической историей. Впервые проведены массовые исследования состава изотопов стронция для разнотипных биологических образцов, происходящих из памятников бронзового века разных культур, датируемых в рамках II тыс. до н.э. Для людей и домашних животных были отобраны образцы костей, дентина и эмали зубов с расчетом на обнаружение расхождения значений для одного индивида или особи. С учетом опытов предшествующего периода число анализов превысило 100. Анализ серий по отдельным памятникам и комплексам памятников, их сравнение с фоновыми значениями позволили выделить индивидов, статистически достоверно отличающихся от остальных: другими словами, в одних случаях хорошо диагностируется местное происхождение людей и животных с последующим проживанием на протяжении всей жизни, в других очевиден вывод о приходе извне. Таким образом, получено подтверждение неоднородности групп, похороненных в пределах одного локуса. Этот вывод принципиально важен с учетом ранее выявленных генетических “выбросов” для синташтинских популяций бронзового века и косвенно подтверждает не только миграционное происхождение, но и вероятную мобильность носителей в течении их жизни. Исследование изотопного состава зубов и костей животных даёт менее разнородную картину за исключением одного примера - рудника Воровская Яма. Этот специфический объект, судя по разным данным, не функционировал в непрерывном режиме. Наши исследования показывают, что скот, останки которого обнаружены при раскопках, пригонялся из разных мест. Таким образом, получены новые факты, детализирующие картину эксплуатации рудника. Установлено, что проблема разграничения вклада диагенетических процессов в итоговый изотопный сигнал требует рассмотрения в каждом случае отдельно, ее решение может опираться исключительно на серии измерений. Хронологические штудии позволили существенно скорректировать картину взаимодействия разных культурных традиций, удалось смоделировать длительность их существования, выявить период их сосуществования и взаимодействия носителей алакульских и федоровских традиций. Хронология иллюстрирует пришлый характер федоровских групп, появление которых в Зауралье относится к XVIII в. до н.э., что значительно позднее ранних алакульских дат. Длительный период сосуществования двух групп отразился в памятниках с синкретическими (алакульско-федоровскими) чертами. Алалкульская традиция, видимо, завершается на век раньше федоровской, которая заканчивается в XV в. до н.э. Таким образом, получены принципиально новые аргументы в пользу отказа от схем линейной эволюции в рамках андроновской общности. Не менее существенным оказался результат хронологизации процесса функционирования горного дела на территории Зауралья. Историографическая традиция связывает его возникновение и бурное развитие с началом II тыс. до н.э. (абашевско-синташтинский период) с последующим затуханием, обусловленным началом эксплуатации богатых месторождений Центрального и Восточного Казахстана. Наши работы позволяют утверждать, что как минимум некоторые горные выработки эксплуатировались на протяжении всего II тыс. до н.э. и никакой деградации горного дела не произошло. Косвенно этот факт подтверждает большое число находок металлических изделий финальной части бронзового века. Исходные данные опубликованы в сети Интернет в репозитории естественнонаучных данных Pangaea (https://doi.org/10.1594/PANGAEA.950380). Данные интерполированных карт для каждого типа образцов доступны в форматах KML через репозиторий научных данных Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7370066). Основные выводы озвучены в семи докладах на конференциях разного уровня, а также в восьми публикациях в изданиях, индексируемых отечественными и зарубежными базами данных, включая два журнала Q1 и два - Q2.