K nohám pilota Jiřího Šindeláře elegantně dosedá průzkumný dron. Čeští vědci jej v okolí světově proslulé jeskyně Areni-1 používají k průzkumu členitého terénu, kde před více než 6000 lety žili první vinaři světa. Pomáhá jim odhalit místa, kde mohly stát původní vesnice, pást se dobytek a na úsvitu naší civilizace dozrávat vinná réva. Bez pohledu z ptačí perspektivy by bylo mapování v neschůdném kaňonu u řeky Arpa nemožné.
"Dálkového průzkumu země v kombinaci s geodetickým a geofyzikálním výzkumem využíváme k vytváření digitální kopie reliéfu krajiny. Analýzou nasnímaných dat jsme pak schopni vytipovat oblasti, kde osídlení prvních vinařů skutečně mohlo být. Odhady na vybraných místech pak potvrdí nebo vyvrátí průzkumné archeologické sondy," vysvětluje Šindelář, vedoucí spolku Naše historie, který se na zkoumání historických lokalit v Arménii podílí.
První sondy už byly českým týmem na podzim roku 2021 v okolí jeskyně Areni-1 provedeny a skutečně ukazují na existenci dávného osídlení. Hlavním úkolem vědecké expedice Hayastan (název používaný od dávných dob samotnými Armény pro Arménii) však bylo probádat samotnou jeskyni.
VIDEO: Češi zkoumají v Arménii místo nejstarších vinařů na světě
"Vedli jsme průzkum jeskyně Areni-1, která je proslulá až 6000 let starými doklady o zpracování vína, práce s mědí a pozoruhodnými nálezy předmětů z organických hmot. Během další části naší práce, kterou je dokumentace památek a přírodního prostředí ve 3D, vznikl digitální model jeskyně a celková představa o údolí, v němž se nalézá," popisuje vedoucí projektu Jan Frolík z Ústavu historických věd Fakulty filozofické Univerzity Pardubice.
Nejstarší vinařství světa
Zatím nejstarší známé vinařství světa objevily v jeskyni Areni-1 týmy arménských, irských a amerických archeologů při výzkumech v letech 2007 až 2010. Narazili nejen na velké množství keramických skladovacích nádob na víno v Arménii zvaných karas, ale i fermentační kádě a další předměty. Právě odtud pochází i nejstarší dochovaná bota na světě.
Z jeskyně byly vyzvednuty i ostatky celkem čtyř osob, které podle datace radiokarbonovou metodou žily právě v době, kdy vinařství fungovalo. Jejich DNA je geneticky blízká současné arménské populaci, a tak lze s trochou nadsázky hovořit o dosud nejstarších Arménech. Experti z Česka a Brazílie třem z nich (čtvrtým mrtvým je batole) digitálně vrátili podobu.
Fyzické vykopávky v oblasti archeologové ukončili už v roce 2010. Zatím archeologicky neodkryté části jeskyně od té doby jako jediný prozkoumává právě český tým Jana Frolíka. Využívá k tomu kombinaci několika neinvazivních metod a mimo jiné zjistil, že vinařství bylo mnohem rozsáhlejší, než se vědecká obec dosud domnívala.
Krajina jako obličej
Zatímco u nás by badatelé pro výzkum využili již hotové podklady v podobě ortofoto map a podrobných satelitních snímků, pro naleziště v okolí skalnatého komplexu Areni-1 nic takového k dispozici neměli. Krajinu si tedy museli sami naskenovat. Využili přitom v základu stejného principu, jakým v minulosti vrátili tvář například nejstarším známým Přemyslovcům - bratrům Spytihněvu I. a Vratislavu I., hraběnce Grambové nebo právě nejstarším Arménům. Při vytváření digitálního trojrozměrného modelu jeskyně i vnějšího okolí zkombinovali metody fotogrammetrie a videogrammetrie.
Fotogrammetrie a videogrammetrie
- Tyto postupy slouží k rekonstrukci tvarů, měření rozměrů a určování polohy předmětů, které jsou zobrazeny na fotografiích (fotogrammetrie) nebo na videu (videogrammetrie).
- Starší metoda - fotogrammetrie, pomáhá například právě při dálkovém průzkumu Země nebo při vyhodnocování snímků meteorů pořízených bolidovými kamerami.
- Videogrammetrie je samozřejmě náročnější jak na samotný konečný výpočet, tak při sběru dat. Aby bylo možné softwarově získat z obrazu "mrak" přesně určených bodů budoucího 3D modelu, musí být scéna nasnímána v co nejvyšší možné kvalitě. To bývá zejména v podzemních (případně ještě zatopených) prostorách kvůli nedostatku světla problém. Záznam experti pořizují v rozlišení 4K s frekvencí 30 snímků za sekundu.
Poměrně časově náročná je následná fáze zpracování získaných dat. Neexistuje totiž jeden software, který by zvládl celý proces v dostatečné kvalitě a se všemi parametry. Kombinace aplikací a procesů je jedním z know-how týmu kolem Jiřího Šindeláře.
Samotnou jeskyni Areni-1 nasnímali vědci terestrickým laserovým skenerem. Vznikl tak její podrobný trojrozměrný model, ale bez textury. Fotograf skupiny Martin Frouz následně podrobně nafotografoval archeologicky zajímavé části podzemí a tato data posloužila k vytvoření finálního 3D modelu se všemi obrazovými detaily.
Záhada mrtvých a mléko pro miminko
Zájemci po celém světě si díky digitálnímu modelu mohou prohlédnout nejen jeskyni s vinařstvím, ale i jednotlivé artefakty, které byly v lokalitě nalezeny. Češi také zdigitalizovali řadu unikátních předmětů, které se díky stabilnímu suchému klimatu po tisíce let uchovaly neporušené uvnitř jeskyně.
Vznikl plastický digitální model šest tisíc let starého košíku upleteného z trávy, nebo malá nádobka vyrobená z kosti a dřeva, která byla nalezena v objevené pohřební výbavě batolete. Zatímco o způsobu užívání košíku vědci zatím nemají představu, drobná nádobka byla podle dochovaných zbytků tuku naplněna mlékem, které pravděpodobně mělo miminku sloužit při cestě na onen svět.
Nevysvětlenou záhadou zůstávají samotní mrtví. Mladý muž ve věku kolem osmnácti let, devítiletý chlapec, šestiletá holčička a již zmíněné miminko. Všechny kostry těchto "nejstarších Arménů" byly nalezeny v jedné z nádob na víno a všem chybí dolní čelist. Proč byly jejich ostatky druhotně uloženy právě sem a proč jim vždy chybí stejná část lebky, to zatím historici nevědí.
Podobu nejstarším Arménům vrátil tým arménských a českých expertů kolem brazilského 3D specialisty Cicera Moraese. Použil k tomu opět metodou fotogrammetrie. Martin Frouz nejprve lebky postupně nasnímal ze všech úhlů. Moraes pak ve vlastním forenzním softwaru s českým upgradem OrtogOnBlender nanesl na kosti podle dochovaných svalových úponů v příslušné síle svalovou hmotu.
Následně si na ni vyznačil pevně dané antropologické markery, pro které existuje databáze určující tloušťku měkkých tkání právě v těchto bodech. Jednotlivé parametry pro tuk a podkožní vrstvy se přitom liší podle geografie, etnika, pohlaví a tak dále.
Aby byla výsledná podoba co nejpřesnější, musel Moraes, stejně jako například kriminalisté, pokaždé kombinovat různé metody výpočtů. Pokud nejsou o člověku k dispozici další informace, není pochopitelně možné jeho podobu zrekonstruovat zcela přesně. Barvu očí a vlasů, vady pleti, jizvy a další markanty je možné pouze odhadovat podle dobových zvyklostí a z obecných pramenů.
Češi zkusí vyrobit 6000 let starou nádobu na víno
Zásadním přínosem českých expertů je podrobná digitalizace jedné z malovaných skladovacích nádob na víno. Podrobný virtuální model mimo jiné zachycuje veškeré nerovnosti i stopy po nástrojích dobových hrnčířů na vnějším i vnitřním plášti nádoby. Badatelé totiž prostrčili úzkým hrdlem karasu speciální kameru a nasnímali i jinak okem neviditelné útroby.
Podobně jako u Maurova relikviáře, na jehož digitalizaci se podílel stejný tým, tak restaurátoři mohou díky získaným datům zkusit rekonstruovat postup, který tehdejší řemeslníci použili. U arménského karasu je tato možnost ještě cennější, protože vědci dosud přesně nevědí, jak první vinaři v mladší době kamenné tyto obří, až jeden a půl metru vysoké nádoby vyráběli. Členem českého týmu je proto i experimentální archeolog Bohumír Dragoun, který se pokusí metodu starověkých hrnčířů odhalit a karas stejným způsobem znovu vytvořit.
Další záhadou, která čeká na rozluštění, je kresba, kterou je jeden z karasů opatřen. Díky počítačovému modelu, který lze virtuálně nahlížet z jakéhokoliv úhlu a případně i rozložit a promítnout do roviny, mohou badatelé nádobu podrobně zkoumat kdekoliv na světě. Nyní se budou snažit odhalit, co na ni dávný umělec nakreslil.
Nečekaně velké vinařství
Když v roce 2010 archeologové v jeskynním komplexu Areni-1 s fyzickými vykopávkami skončili, domnívali se, že větší část vinařství už odhalili. Georadarový průzkum a vně jeskyně i elektrodoporové profilování (ERT), které zde teď provedli geofyzikové společnosti G Impuls však ukazuje, že výrobna byla podstatně větší. O dosud zasypané části vinařství až do vyhodnocení výsledků měření v květnu 2022 nikdo nevěděl.
"Náš nedestruktivní geofyzikální průzkum dokazuje, že za hranicí současných kopaných sond jsou ukryty další důkazy o masivní lidské činnosti," vysvětluje vedoucí průzkumných prací archeolog Jan Frolík.
"Stejně jako kolegové z ostatních týmů jsme původně očekávali, že vinařství je více než ze dvou třetin již odhaleno. Naše naměřená data však ukazují, že jeho větší část je stále skryta pod zemí. Navíc se nám kvůli vysoké mocnosti nánosů ani nepodařilo doměřit až na původní skalní podloží. Lze tedy předpokládat, že na budoucí archeology v jeskyni čeká ještě řada překvapení," doplňuje.
Georadar, který čeští archeologové používají, je schopen i v materiálově rozmanitém a složitém prostoru rozpoznat pod zemí nejrůznější anomálie. Ty naznačují nebo přímo ukazují například na dutiny, zbytky zdiva, terénní deprese a podobně. Ve složitých a dosud neznámých místech je vhodné tento postup kombinovat s metodou ERT.
Takzvaná geoelektrická odporová metoda (ERT - electrical resisvity tomography) je systém, který využívá různých vlastností materiálů, a tedy i jejich různého elektrického odporu. Při terénním měření se používá speciální mnohažilný kabel, k němuž je připojeno velké množství elektrod.
Vědci díky těmto metodám získali poměrně přesnou nápovědu k tomu, kde a co mají pod zemí hledat. Nicméně georadar ani ERT pochopitelně nedokážou ve svých výstupech přesně vykreslit, co se tam dole ukrývá. Až zkušené oko geofyzika dokáže některé anomálie přesněji interpretovat. Teprve potom nastoupí obvyklé krumpáče a lopaty.
"Poznat z georadaru například podzemní klenutou prostoru obvykle není možné. Jednoznačně však určíme objekt zahloubený do geologického podloží. Tím může být ona klenba, sklep, zasypaná jáma, bývalý příkop a podobně," vysvětluje geofyzik Tomáš Belov. Bez jediného kopnutí do země díky tomu mohli čeští vědci do mapy jeskyně rovnou vyznačit místa, kde očekávají další zatím neidentifikovatelné nálezy i další skladovací nádoby na víno.
V budoucnu počítá český tým s tím, že přinese kompletní informace o tom, kde přesně a jakým způsobem nejstarší vinaři žili. Badatelé doufají, že naleznou i základy dávných obydlí a určí, jak početná místní komunita zemědělců byla. Vinice z období neolitu a chalkolitu by zase mohly napovědět, jaký druh vinné révy tehdy lidé pěstovali. A v rámci školní výuky budou mít na jednu z nejzajímavějších archeologických lokalit světa přístup i studenti z Univerzity Pardubice.
