Wyróżniki wegetacyjne

Ukryte pod warstwą gleby uprawnej zagłębienia i ciągi murów wpływają na wzrost roślin, które są w naszych czasach bardzo gęsto siane i uprawiane na rozległych przestrzeniach. Dzięki temu na łanie roślin uprawnych odznaczają się wyraźne wzory, wynikające ze zróżnicowanej barwy i wysokości części roślin. Przyczyną tego są różnice w zawartości wilgoci i substancji odżywczych pomiędzy warstwą zwykłej, jednorodnej gleby, a wypełniskiem obiektu. Na wypełnisko takie składa się drobnoziarnisty materiał, pochodzenia obcego lub naniesiony przez wodę z powierzchni gleby; materiał ów może gromadzić więcej wilgoci niż otaczający go calec.

Jednak także niegdysiejsze mechaniczne spulchniene bardzo zwartych warstw (np. warstw kamienia czy żwiru) poprzez wykopanie rowu, może później sprzyjać rozrostowi korzeni roślin i sprawić, że ich części naziemne będą silniejsze od roślin sąsiednich. W odwrotnej sytuacji, kiedy korzenie już na niewielkiej głębokości trafiają na masywny, nieprzenikalny dla nich mur, także nadziemna część rośliny zdecydowanie słabiej rośnie.

Same zakłócenia wywołujące opisywane zjawiska mogą być obserwowane tylko jako wyróżniki glebowe, i to jedynie w wypadku, gdy ich odmiennie zabarwione wypełniska zostaną wydobyte na współczesną powierzchnię. Natomiast jako wyróżniki wegetacyjne, w przypadku których zakłócenia "wykrywane" są przez głębiej sięgające systemy korzeniowe roślin, są one z reguły rozpoznawalne częściej, w sprzyjających warunkach nawet regularnie. Dlatego wyróżniki wegetacyjne, które najwyraźniej uwidaczniają się na łanach zbóż, są na obszarach o intensywnej uprawie (do których należy środkowa Europa) najważniejszymi i najczęstszymi śladami, które zdradzają podczas obserwacji powietrznych istnienie obiektów archeologicznych. Nie dziwi więc, że w podstawowych publikacjach angielskich archeologów i pilotów Crawforda i Rileya opis tego typu wyróżników zajmuje wiele miejsca. Riley ukuł w 1946 roku terminy "positive crop-marks" (pozytywne wyróżniki wegetacyjne) na oznaczenie roślin, które rosnąc nad zgłębieniami osiągają większą wysokość, oraz "negative crop-marks" (negatywne wyróżniki wegetacyjne) dla takich, które nad ciągami murów rozwijają się słabo i pozostają niższe od roślin otaczających.

Pozytywne wyróżniki wegetacyjne

Powstanie pozytywnych wyróżników wegetacyjnych uzależnione jest od wielu warunków. Anomalie w okrywie roślinnej występują niemal wyłącznie na terenach płaskich, o glebach, których miąższość nie przekracza 60 cm i których podglebie jest dobrze odwadnianie i nie sprzyja powstawaniu zastoisk wilgoci. Poza rozmaitymi reakcjami różnych gatunków roślin, o formowaniu się wyróżników decyduje przede wszystkim grubość warstwy humusu oraz forma i głębokość zakłócenia (tj. obiektu archeologicznego). Dopiero wówczas, gdy starożytne zakłócenia sięgają niżej niż warstwa humusu, dochodzi w głębszych warstwach (ze względu na powstanie wypełniska złożonego z materiału obcego lub naniesionego z powierzchni) do zróżnicowania właściwości fizycznych, które mają wpływ przede wszystkim na zdolność gromadzenia wody i substancji odżywczych.

Schematyczne przedstawienie różnych zdolności gromadzenia wody przez gleby rozmaitych typów i rozmaitej ziarnistości. Wg R. Christlein i O. Braasch, Das unterirdische Bayern, Stuttgart 1982.

Wykres na rycinie (obok) pokazuje bardzo zróżnicowany rozwój bilansu wilgotności podłoża w roku 1999 na dwóch stanowiskach, we Freiburgu i Poczdamie. Krzywa przedstawia przebieg wilgotności gleby pokrytej trawą, określonej w procentach użytecznej dla roślin pojemności pola, dla stacji klimatycznych Freiburg i Poczdam w roku 1999. Wartości zostały zaczerpnięte z cotygodniowych wskazań agro-meteorologicznych Niemieckiej Służby Meteorologicznej. Uznawana za graniczną dla wystąpienia wyróżników wegetacyjnych linia 50% została we Freiburgu przekroczona za późno i tylko na stosunkowo krótki czas, dlatego wyróżniki wegetacyjne mogły jedynie sporadycznie, na bardzo dobrze odwadnianych glebach, wykształcić się w zbożu, które zbiera się już od początku lipca (poczynając od jęczmienia). Natomiast stosunki wilgotnościowe w Poczdamie były niemal idealne, choć początek deficytu wilgoci wystąpił nieco za późno. Wystąpienie jeszcze wcześniejszego stresu wilgotnościowego i przekroczenie linii 50% już w marcu lub kwietniu (jak to miało miejsce w 1976 roku) doprowadziłoby do jeszcze wyraźniejszego zaznaczenia się anomalii wegetacyjnych. Oprac. O. Braasch.

Przykłady pozytywnych wyróżników wegetacyjnych

Platkow, okręg Märkisch-Oderland, Brandenburgia, zdjęcie wykonane w lipcu 1994 r. Nieznany słowiański gród na naodrzańskich mokradłach, z otoczonym fosą podgrodziem i jamami osadniczymi. Fot. O. Braasch.

Zehbitz, okręg Köthen, Saksonia-Anhalt, zdjęcie wykonane 29 maja 1992 r. Wielka niedatowana fosa z licznymi jamami osadniczymi i śladami geologicznymi. Fot. O. Braasch.

Wienheim, okręg Heidelberg, Badenia-Wirtembergia, zdjęcie wykonane 26 maja 1993 r. Nekropola z epoki żelaza, z kolistą fosą i małymi, kwadratowymi dziedzińcami grobowymi, widoczna jako pozytywne wyróżniki wegetacyjne. Jasne równoległe linie to nie zadrapania na negatywie, tylko kable linii wysokiego napięcia przebiegającej nad stanowiskiem. Fot. O. Braasch.

Negatywne wyróżniki wegetacyjne

Czas wystąpienia wyróżników i ich intensywność w znacznej mierze zależą od głębokości zalegania zakłócenia. Przeszkody występujące głębiej niż 60 cm pod powierzchnią nie wywołują najczęściej żadnych śladów i pozostają niezauważone. Powodem tego jest fakt, że korzenie docierają do takiej przeszkody później, a poza tym w głębszych warstwach podczas normalnego lata dłużej utrzymuje się wilgoć. Rycina (obok) pokazuje w schematyczny sposób przebieg wzrostu zboża nad ruinami muru. Rozwój zboża nad odcinkiem muru w okresie wczesnego wzrostu (a), wykształcania kłosów (b) i dojrzewania (c). Wg R. Christlein i O. Braasch, Das unterirdische Bayern, Stuttgart 1982.

Dobre i złe przekaźniki

Poszczególne części źdźbła zboża w rozmaity sposób odczuwają skutki stresu wywołanego brakiem wody. Najszybciej reagują liście, które w ciągu godzin zwijają się i pochylają ku ziemi, równie szybko jednak potrafią wrócić do poprzedniej postaci. Takie krótkotrwałe zjawiska powodują zmiany w sposobie odbijania światła przez powierzchnie liści; różnice te można dostrzec i sfotografować tylko lecąc na niewielkiej wysokości, pod słońce. Następnie brak wody odbija się na łodydze, powodując wolniejszy wzrost, i wreszcie na systemie korzeniowym, zmieniając głębokość na jaką sięga i jego całkowitą objętość. Jeśli w odpowiednim czasie zostanie ponownie dostarczona woda, opisane procesy ulegają odwróceniu.

Ziemniaki należą do najgorszych wskaźników. Wyraźniej reaguje koniczyna i lucerna, natomiast trawa objawy stresu wywołanego brakiem wilgoci wykazuje tylko podczas prawdziwych posuch, a ponadto, kiedy tylko wreszcie spadnie znaczny deszcz, zadziwiająco szybko odradza się, nawet po poważnym przesuszeniu. Rzepak reaguje tylko podczas krótkiego okresu kwitnienia zmianami wymiarów płatków kwiatowych; po przekwitnięciu wyróżniki znikają.

Czas wzrostu zboża i żniw wyznacza okres, w jakim obserwować można większość wyróżników wegetacyjnych - trwa on od końca maja do końca lipca. Czasem jednak na oziminach i poplonach od końca marca aż po grudzień - w cieplejszych okresach - znaleźć można interesujące ślady. Jak dotąd najpóźniej wykonane zdjęcia wyróżników wegetacyjnych zostały zrobione bardzo późną, suchą jesienią, 5 grudnia 1982 roku w Bawarii, na oppidum w Manching, gdzie w oziminie zauważono ślady po jamach i dołach posłupowych.

Dopóki wyróżniki wegetacyjne widoczne są dzięki różnicy kolorów (zielony - żółty) lub tylko jako odcienie kolorów (ciemna zieleń - jasna zieleń), najlepiej wyszukiwać i fotografować je ze słońcem za plecami. Doświadczenie wskazuje, że najsłabsze różnice w odcieniach barw uwidaczniają się na terenie, na który pada cień samolotu krążącego w pełnym słońcu nad polami. Odcień pozytywnych wyróżników wegetacyjnych ulega czasem, podczas fazy dojrzewania, odwróceniu - poprzednio ciemna zieleń nagle się rozjaśnia i ślady mają postać jasnych plan i linii na łanie zboża.

Wyróżniki cieniowe, wywołane różną wysokością zboża rosnącego nad wypełniskiem fosy (po lewej) i nad ciągami murów (po prawej). Wg R. Christlein i O. Braasch, Das unterirdische Bayern, Stuttgart 1982.

Kiedy po dojrzeniu plonów różnice kolorów zanikają, odkryć można różnice w wysokości roślin prowadząc obserwacje pod słońce lub przy oświetleniu bocznym. Wymaga to cierpliwego krążenia nad podejrzanymi miejscami tak długo, aż natrafi się na idealną wysokość i kąt obserwacji.