Med hjälp av ett himmelsfenomen undersöker arkeologer en mystisk struktur som ligger begravd djupt under jorden i Ryssland. Strukturen kan vara en av världens äldsta kristna kyrkor, enligt en ny studie.
Den okända strukturen ligger i den nordvästra delen av fästningen Naryn-Kala, en befästning i Derbent som går till omkring 300 e.Kr. lite av en halvförstörd kupol på toppen. Men eftersom det är en UNESCOs kulturarvsplats är strukturen skyddad och kan inte grävas - och dess funktion förblir till stor del diskuterad.
Strukturen kan ha tjänat som en reservoar, en kristen kyrka eller ett Zoroastrian brandtempel, enligt ett uttalande från MISIS National University of Science and Technology i Ryssland.
Så en grupp forskare beslutade att utnyttja ett himmelsfenomen som kallas kosmiska strålar för att hjälpa dem att måla en bild av strukturen, liknande hur en grupp upptäckte ett eventuellt tomrum i Great Pyramid of Giza redan 2017. De kallar denna metod "muon röntgen."
Kosmiska strålar är en form av högenergistrålning som kommer från en okänd källa utanför vårt solsystem; de regnar ständigt ner på jorden. Även om de flesta av strålarna kraschar i atomer i vår planets övre atmosfär och inte kommer till marken, matas några, kallade muonpartiklar, från denna kollision och träffar jordens yta.
Muons reser genom materien med nästan ljusets hastighet. Men när de reser genom tätare föremål, förlorar de energi och förfall. Så, genom att beräkna antalet muoner som reser genom olika delar under jord, kan forskare måla en bild av ett objekts täthet. Men för att denna metod ska fungera måste strukturen och den omgivande jorden ha minst 5% skillnad i densitet, enligt studien.
Forskarna placerade muon-detektorer cirka 10 fot i den mystiska strukturen och tog mätningar i två månader. De fann att strukturen och omgivande jord har tillräckligt med en täthetsskillnad så att de kunde använda den här metoden för att räkna ut strukturens 3D-form.
Forskarna tror inte att strukturen är en underjordisk vattentank, även om många historiska källor hänvisar till den som sådan. Snarare kan det ha använts för vattenlagring på 1600- och 1700-talet, enligt uttalandet.
"Det verkar mycket konstigt för mig att tolka denna byggnad som en vattentank," sa medförfattaren Natalia Polukhina, en fysiker vid MISIS National University of Science and Technology, i uttalandet. I samma fästning har forskare identifierat en annan underjordisk struktur som verkligen är en tank och är rektangulär, sade hon. Dessutom, under konstruktionen, var inte strukturen begravd utan på ytan och uppfördes på fästningens högsta punkt.
"Vad är meningen med att placera tanken på ytan och till och med på det högsta berget?" hon frågade. "För närvarande finns det fler frågor än svar."
Denna studie handlade inte om att göra en ny upptäckt utan snarare bekräfta att metoden skulle avslöja hur strukturen såg ut. Därefter hoppas forskarna att göra en ännu mer detaljerad analys för att skapa en fullständig 3D-bild av byggnaden, och i slutändan hjälpa dem att förstå dess syfte.
"Tekniken är väldigt trevlig," sade Christopher Morris, stipendiat vid Los Alamos National Laboratory som inte var en del av studien. Men "den enda åtkomsten verkar vara från tomrummet i mitten." Så de kan bara rekonstruera det med hjälp av data från en begränsad synvinkel, tillade han.
"Jag tror att det är möjligt att rekonstruera den begravda strukturen," om gruppen implementerar fler detektorer och samlar in bättre data, sa Morris till Live Science. Men "Jag vet inte om detta kan avslöja om strukturen är en kyrka."
Resultaten publicerades 17 maj i tidskriften Applied Sciences.
