Скальные купулы ( / ˈ k j uː p j uː l / ) представляют собой искусственно созданные углубления на поверхности скал, которые напоминают форму перевернутой сферической шапки или купола. [1] Они были сделаны путем прямого удара ручными отбойными камнями по вертикальным, наклонным или горизонтальным поверхностям скал. Широко распространено мнение, что купулы являются наиболее распространенными мотивами наскального искусства в мире , найденными в огромном количестве на всех континентах, кроме Антарктиды. Они были созданы во многих культурах, от нижнего палеолита до 20-го века, [2] [3] и их можно найти в большинстве литологий. Похожие артефакты из каменных культур коренных американцев также известны как чашечные камни .
Слово cupule происходит от позднелатинского cūpula , что означает «бочонок».
Купулы обычно имеют диаметр от 1,5 до 10 сантиметров (от 0,6 до 4 дюймов), хотя иногда встречаются и более крупные экземпляры. Обычно они встречаются группами, которые могут насчитывать несколько сотен; они могут быть организованы в геометрические образования, такие как выровненные наборы, или они встречаются в неструктурированных, случайных группах.
Предполагается, что некоторым образцам в южной части пустыни Калахари около 410 000 лет [4] , а образцы из двух мест в центральной Индии должны быть еще более ранними. [5] В контексте среднего палеолита или среднего каменного века купулы встречаются в Африке и Австралии, и их также можно отнести к этой эпохе в Европе. [6] Они, по-видимому, становятся менее распространенными в ходе европейского верхнего палеолита, но все еще иногда встречаются. [7] [8] [9] [10] Купулы чрезвычайно распространены в неолите и металлических веках Европы, Азии и Африки, а также в средневековой Европе.
Мало что определенно известно о назначении или значении купул. В литературе было предложено много значений или целей (один обзор перечисляет 71). [11] В ряде случаев было продемонстрировано, что купулы отмечают определенные камни, используемые в качестве литофонов ; в некоторых случаях они служили в настольных играх; но другие достоверные этнографические интерпретации их прежних культурных функций были получены в очень немногих случаях. Их нельзя обязательно экстраполировать на другие корпуса, которые широко разделены как во времени, так и в пространстве. Даже идентификация купул остается незначительной: археологи столкнулись с трудностями в различении купул от других особенностей, таких как выбоины , ступки , ручные мельницы , метаты, тациты и небольшие емкости для раствора.
Обычно купулы создавались прямым ударом, т. е. с использованием ручных отбойных камней. [12] Исследования по репликации показали, что время, необходимое для их создания, сильно различается в зависимости от типа породы. Для создания купулы глубиной 12 мм на выветренном песчанике может потребоваться одна минута, а для невыветренного кварцита — 45 000 и 60 000 ударов отбойного камня. Устойчивость породы к кинетическому удару определяется ее твердостью, вязкостью и прочностью. Твердость в этом контексте представляет собой сложное сочетание нескольких факторов, по сути, меру того, насколько устойчива порода к различным видам постоянного изменения формы при приложении к ней сжимающей силы. Эти факторы включают устойчивость к царапанию или истиранию ( шкала Розивала ), вязкость, прочность, пластичность, твердость при вдавливании (измеряемую по шкале Бринелля и выражаемую в BHN или измеряемую по тесту Виккерса и выражаемую в кг/мм 2 ) и фактор хрупкости. [13] Твердость на истирание, твердость на вдавливание и фактор хрупкости (соотношение прочности на одноосное сжатие и прочности на одноосное растяжение) в совокупности определяют «композитный индекс твердости» θ , который управляет коэффициентом производства ρ :
ρ = Vθ ²
Приблизительный объем купулы V определяется по формуле:
V = π × d × ( R² + r² + R × r ) ⁄ 3
где r = средний радиус на краю, а d = глубина купулы. Средний радиус близок к половине суммы двух радиусов, измеренных под прямым углом друг к другу. Кинетическая энергия, применяемая при образовании купулы, может быть определена экспериментально, кинетическая энергия Ek представляет собой способность движущейся массы оказывать физическое воздействие:
Ек = М v ²
где M = количество массы в движении, v = скорость по прямой. Она составляет десятки килоньютонов в случае невыветренного кварцита. [14] Это кумулятивное приложение сфокусированной силы иногда приводило к метаморфозу кинетической энергии в осадочных кремнистых породах, явлению, впервые обнаруженному в купулах, но с тех пор признанному во многих геологических контекстах.