Kernphysik auf der Suche nach Artefakten: Die ersten 3D-Bilder der ältesten christlichen Kirche in Russland

Die Festung Naryn-Kala in der russischen Föderation (2009)

Foto: Oleg Moro
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Wissenschaftler des NUST MISIS haben zusammen mit den Kollegen vom P.N. Lebedev Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften, dem Skobeltsyn Institut für Kernphysik der staatlichen Universität Lomonosov in Moskau und der Dagestanischen staatlichen Universität die ersten Ergebnisse eines "Scans" des Untergrundes in der Derbent-Festung von Naryn-Kala veröffentlicht, der mit der Methode der Myonen-Radiografie aufgenommen wurde.

Die vorläufige Schlussfolgerung der Wissenschaftler - die Hypothese der Archäologen über die Nutzung des Gebäudes als christlicher Tempel - ist höchstwahrscheinlich wahr. Wenn sich diese Theorie bestätigt, ist dieses Gebäude eine der ältesten Kirchen der Welt. Das 12 Meter hohe Gebäude ist fast vollständig unter der Erde verborgen, nur ein Bruchstück einer halb zerstörten Kuppel ist über der Oberfläche sichtbar. Das Gebäude im nordwestlichen Teil der Festung Naryn-Kala in Derbent stammt aus der Zeit um 300 n. Chr. Bis heute ist die Frage der Funktion des Gebäudes nicht geklärt: Ist es ein Stausee, ein christlicher Tempel oder ein zoroastrischer Brandtempel? Wenn dies wirklich ein christlicher Tempel ist, dann ist es die älteste im Land und eine der ältesten Kirchen der Welt, die von Arabern nach der Gefangennahme von Derbent im Jahr 700 n. Chr. mit Erde bedeckt wurde.

Ein Konsens ist für Archäologen nicht möglich, da die Ausgrabungen des Tempels, der zwei Jahrhunderte lang als Reservoir diente, ein UNESCO-Kulturerbe zerstören können. Um die Räumlichkeiten zu untersuchen, verwendeten die Wissenschaftler daher die Methode der Myonenradiographie. Dazu platzierten sie mehrere innovative Detektoren mit einer nuklearen Emulsion in einem vergrabenen Gebäude in einer Tiefe von 10 Metern von der Erdoberfläche. Die Forschung dauerte von Mai bis September 2018, die ersten erhaltenen Daten bestätigten die Wirksamkeit der Methode für die Untersuchung dieses spezifischen Objekts.

Der Zweck des Experiments war es, herauszufinden, ob das ausgewählte archäologische Objekt mittels Myonenradiographie untersucht werden kann, die optimale Exposition, die Anzahl, Größe und Position der Detektoren zu bestimmen und die ersten Bilder des Objekts mit Hilfe von Kernemulsionen zu erhalten. Die Ergebnisse des Myonendetektors ermöglichten es, die Zuverlässigkeit der Untersuchung des Gebäudes mittels Myonenradiographie zu bestätigen (was angesichts der ähnlichen Bodendichte um das Gebäude und die Kalksteinmantelwände nicht offensichtlich war) und einen Plan für ein groß angelegtes Experiment zur Identifizierung der Konturen des Gebäudes als Ganzes vorzuschlagen.

Darüber hinaus "sahen" die Physiker bereits im ersten Testexperiment eine ungewöhnliche Verteilung der Myonenflüsse im Westflügel des Gebäudes, die mit den architektonischen Merkmalen zusammenhängen können, die sich nicht durch Fragmente von oberirdisch liegenden Wänden unterscheiden. Das aus lokalem Muschelkalk gebaute Gebäude ist etwa 11 Meter hoch und erstreckt sich 15 Meter von Süden nach Norden und 13,4 Meter von Westen nach Osten. Segmente (Arme) eines kreuzförmigen Designs haben eine Breite von etwa 5 Metern, drei Arme von etwa 4,2 Metern Länge und einen vierten (nördlich) von mehr als 6 Metern. Die Träger sind mit Gewölben versehen, und über dem Mittelteil befindet sich ein Kuppel-Drahtgerüst mit einem Durchmesser von 5 Metern.

In einer Reihe von historischen und Referenzquellen wird diese Konstruktion, wie im XVII. bis XVIII. Jahrhundert, als unterirdischer Wassertank bezeichnet. Das erste Experiment gab jedoch Anlass, an dieser Hypothese zu zweifeln. Die Hauptgründe für die Interpretation dieses Gebäudes als ursprüngliches religiöses Gebäude waren die Kreuzform des Gebäudes, ungewöhnlich für Stauseen, aber häufig für frühe Kirchen und Feuertempel und ihre Ausrichtung zu den Seiten der Welt.

"Es erscheint mir sehr seltsam, dieses Gebäude als Wassertank zu interpretieren. In derselben Festung von Naryn-Kala gibt es eine gleiche unterirdische Struktur von 10 Metern Tiefe, die wirklich ein Tank ist. Es ist nur ein rechteckiges Gebäude. Das ungewöhnliche Gebäude, in dem wir unsere Detektoren untergebracht haben, hat jedoch die Form eines Kreuzes, das sich streng an den Seiten der Welt orientiert, und eine Seite ist 2 Meter länger als die anderen. Den Archäologen zufolge, die mit den Ausgrabungen begannen, war das Gebäude während des Baus vollständig an der Oberfläche und steht auf dem höchsten Punkt der Naryn-Kala. Was wäre der Sinn, den Tank auf die Oberfläche und sogar auf den höchsten Berg zu stellen? Es ist seltsam. Derzeit gibt es mehr Fragen als Antworten", so die Leiterin der wissenschaftlichen Gruppe, Doktor der Physik und Mathematik, führende NUST MISIS-Expertin Natalia Polukhina.

Wie die Autoren der Studie betonen, erfordern die Eigenschaften der Sondierungsstrahlung an diesem Objekt die anschließende Bestrahlung von Myonendetektoren im Untersuchungsgebiet und damit die Fortsetzung der Experimente. Die Installation von Detektoren am Westhang der Festung außerhalb der Mauern des Gebäudes wird besonders effektiv sein, um deren vollwertiges Untergrundbild zu erhalten. Das Hauptergebnis der nächsten Phase der Experimente wird das endgültige dreidimensionale Tomogramm des unterirdischen Gebäudes sein, das dazu beitragen wird, den Zweck dieser ungewöhnlichen Anlage zu definieren.

Quelle: The National University of Science and Technology MISiS (ots)