strona główna
prospekcja lotnicza
prospekcja geofizyczna
prospekcja powierzchniowa
prospekcja geochemiczna
aktualności
odnośniki
 

 

Krzysztof Misiewicz
Metody Geofizyczne stosowane w archeologii w Polsce

Metoda elektrooporowa

Metoda elektrooporowa polega na pomiarze zmian oporności pozornej gruntu (mierzonej na powierzchni) za pomocą systemu elektrod prądowych AB i pomiarowych MN ustawianych w różnych konfiguracjach. Zasięg głębokościowy penetracji prądu zależy od odległości między elektrodami doprowadzającymi prąd, oporności właściwej warstw przez które prąd przechodzi i warunków uziemień, czy jakości kontaktu między elektrodami a gruntu. Możliwe jest wykonywanie pomiarów oporności na otwartym terenie i we wnętrzach budynków ( z zastosowaniem elektrod stykowych). Obecnie do pomiarów oporności pozornej stosuje się skonstruowaną specjalnie dla celów archeologicznych aparaturę zmienno-prądową ARA umożliwiającą zmiany częstotliwości sygnału w paśmie 30, 128, 256 lub 512 HZ. Aparatura posiada wewnętrzną pamięć pozwalającą na zapisanie ok. 10 000 pomiarów oporności razem z koordynatami punktów pomiarowych w osiach XY ( Herbich T., Misiewicz K., Mucha L., The "ARA" Resistivity Meter and its Applications, Materialhefte zur Archäologie in Baden-Württemberg 41, 1998, s. 127-131) Dane te transmitowane są do komputera, gdzie opracowuje się je za pomocą specjalnych pakietów do graficznej prezentacji danych z badań geofizycznych.

Do szybkiego rozpoznania zmian oporności w warstwach przypowierzchniowych (do głębokości ok. 1 m) stosuje się samojezdny system pomiarowy wykorzystujący jako jednostkę napędowa mini traktor ogrodniczy ( Misiewicz K., Mucha L., Mobilny system ciągłych pomiarów oporności gruntu dla celów badań archeologicznych, Archeologia Polski XLIV:1999, z.1-2, s. 7-29).

Główne techniki wykonywania pomiarów metodą elektrooporową to:

Profilowania geoelektryczne elektrooporowe
wynik pomiarów oporności pozornej (mierzonej na powierzchni gruntu) w formie kolorowej mapy lub wydruku w różnych odcieniach szarości ilustrujących zmiany oporności do określonej głębokości (porównywalne z planem warstwy archeologicznej) lub zestawu map prezentujących rozkład oporności pozornej w zależności od zwiększania zasięgu głębokościowego penetracji prądu.

Mapy prezentujące rozkład oporności pozornej w zależności od zwiększania zasięgu głębokościowego penetracji prądu.

Sondowania geoelektryczne elektrooporowe
wynik prezentowany w postaci rozkładu izolinii rozkładu pionowego oporności pozornej lub przekroju geoelektrycznego (po przeprowadzeniu procesu interpretacji sondowań) ilustrującego układ warstw, ich miąższość i opór właściwy (porównywalny do profilu archeologicznego).

Metoda magnetyczna

Polega na pomiarze zmian natężenia całkowitego naturalnego pola magnetycznego Ziemi lub gradientu jego składowych w celu wydzielenia anomalii w rozkładzie pola magnetycznego, które mogą być wywołane obecnością obiektów archeologicznych. Najłatwiejsze do wykrycia tą metodą są pozostałości silnie przepalone: paleniska, dymarki, skupiska ceramiki wywołujące anomalie, których źródłem jest tzw. termomagnetyzacja cząstkowa. Źródłem innych anomalii wywoływanych przez obiekty archeologiczne są właściwości fizyczne (podatność magnetyczna materiału z jakiego składa się obiekt) a ściślej mówiąc kontrast między samym obiektem a jego otoczeniem.

W Polsce prospekcje magnetyczne na stanowiskach archeologicznych rozpoczęto stosunkowo wcześnie, bo już w latach 60-tych. Początkowo prowadzono je za pomocą prostych wag magnetycznych (Bielenin K., Kowalczuk J., Stopka T., Zastosowanie metody magnetycznej w badaniach stanowiska Nowa Słupia 4 pow. Kielce, Materiały Archeologiczne IV, 1963, s. 303-324). Obecnie pomiary takie wykonywane są za pomocą magnetometrów protonowych, bardzo czułych magnetometrów "pompowanych optycznie" (cezowych lub rubidowych) (Becker H., From Nanotesla to Picotesla - a new window for magnetic prospecting in archaeology, Archaeological Prospection 2, 1996 s. 217 - 229) lub różnego typu gradientometrów tym najbardziej popularnego systemu flaxgate . Wyniki pomiarów magnetycznych prezentuje się w postaci map izolinii lub coraz częściej sporządzanych wydruków w różnych odcieniach szarości.

Metoda elektromagnetyczna

Metoda ta pozwala na jednoczesne śledzenie właściwości magnetycznych i elektrycznych różnego rodzaju skał i gruntów. Dla wykonania pomiarów konieczne jest wzbudzenie sztucznego pola elektromagnetycznego. W tym celu używa się nadajników pracujących w różnych częstotliwościach lub wykorzystuje się inne źródła takiego pola takie jak radiostacje nadające w paśmie długich (LF) lub infradługich (VLF) fal radiowych odbierane i przetwarzane przez system anten.

Z szeregu urządzeń pomiarowych wykorzystujących pole elektromagnetyczne w badaniach archeologicznych dają się efektywnie zastosować:

  • przyrządy do obserwacji zmian przewodności warstw przypowierzchniowych
  • aparatura typu "Slingram" pozwalająca na jednoczesny pomiar przewodności elektrycznej i ci magnetycznej (Tabbagh A., Définition des charactéristiques d' un appareil électromagnetique classique adapté a la prospection archéologique, Prospezioni Archeologiche 9,1974, s. 21 - 33)
  • radary przypowierzchniowe GPR (Ground- Probing Radars)
    (Conyes L.B., Goodmann D., Ground-penetrating Radar: An Introduction for Archaeologist, 1997 Altamira Press)
  • elektromagnetyczne wykrywacze metali

Metoda sejsmiczna

Metoda ta umożliwia szybkie i precyzyjne lokalizowanie pustek i nieciągłości warstw. Polega ona na wywołaniu sztucznej fali sejsmicznej, obserwowaniu jej przebiegu i wydzielaniu ośrodków różniących się sprężystością. Podstawą dokonywania powyższych ustaleń jest badanie czasu przebiegu fali sejsmicznej i ustalanie miejsc odkształceń fali przy przechodzeniu do różnych ośrodków. Dla pomiaru prędkości fali stosuje się wielokanałowe sejsmografy - urządzenia pozwalające na elektroniczne wzmocnienie, wyświetlenie i zarejestrowanie przebiegu fali wzbudzonej w badanym ośrodku. Dane o przebiegu fali rejestrowane są za pomocą geofonów umieszczonych na powierzchni gruntu i połączonych z sejsmografem. Wykresy przebiegu fali są wyświetlane na monitorze ciekłokrystalicznym i rejestrowane na papierze światłoczułym.

W Polsce metody sejsmiczne stosowano między innymi w badaniach architektonicznych (Przeniosło i inn. Sprawozdanie z badań archeologiczno-geofizycznych na stanowisku Gniew w 1979r.- maszynopis w archiwum IaiE PAN w Warszawie) i w lokalizacji wyrobisk kopalni krzemienia w Krzemionkach (Kokot, J., Sprawozdanie z badań sejsmicznych na terenie kopalni w Krzemionkach w 1988 r.- maszynopis w archiwum Państwowego Muzeum Archeologicznego w Warszawie). Wyniki tych prospekcji nie były niestety opublikowane i nie można było ustalić rzeczywistej przydatności metody w warunkach większości stanowisk archeologicznych, gdzie warstwy maja niewielką miąższość, a nadkład nad poszukiwanymi obiektami jest znacznie zróżnicowany.

Inne metody

Oprócz wymienionych powyżej metod geofizycznych prowadzono także próby z metodami grawimetryczną i termiczną, ale nie znalazły one do tej pory szerszego zastosowania w archeologii.

Krzysztof Misiewicz
Zakład Nauk Pomocniczych
Instytutu Archeologii i Etnologii PAN w Warszawie
tel. + 22 6202881 fax. 6240100
geomis@iaepan.edu.pl
Archeologia Niedestrukcyjna | Fundacja Res Publica Multiethnica i Instytut Archeologii i Etnologii PAN
webmaster