Geofizikiniai tyrimų metodai archeologijoje

2015 m. kovo 23–27 d. Klaipėdos universitete vyko tarptautinis seminaras „Geoprospekciniai metodai archeologijoje “, kurio metu 14 studentų iš Vilniaus, Klaipėdos ir Poznanės (Lenkija) universitetų mokėsi naudotis nedestruktyviais tyrimų metodais – georadaru ir magnetometru.

Seminaro metu studentai klausė teorinių paskaitų ir patys vykdė archeologinius žvalgymus pasitelkiant georadarą ir magnetometrą Klaipėdoje ir jos regione, kasdien gautus duomenis aptarė, interpretavo. Paskaitas skaitė ir praktinius užsiėmimus vedė trys archeologai iš Vokietijos: Martin Posselt (Posselt & Zickgraf Prospektionen GbR), dr. Sebastian Messal ir Roman Scholz (Vokietijos archeologijos institutas) bei lietuvis archeologas dr. Gintautas Zabiela. Renginyje taip pat lankėsi archeologai prof. hab. dr. Vladas Žulkus ir dr. Romas Jarockis. Seminaras yra programos „Kultūra 2010-2015“ projekto „ArchaeoLandscapes Europe (ArcLand)“ dalis.

Pristatydami šį seminarą pasinaudosime proga ir plačiau papasakosime apie geofizikinius tyrimų metodus archeologijoje.

Geofizikiniai tyrimų metodai archeologijoje

Kaip jie veikia, kokie privalumai ir trūkumai?

Magnetometras, georadaras bei kt. geofizikiniai metodai yra priskiriami nedestrukciniams, t.y. kultūrinių sluoksnių bei po žeme esančių struktūrų neardantiems archeologinių tyrimų metodams.  Pasitelkus šias priemones informacija apie tai kas glūdi po žeme gaunama naudojamo prietaiso bei kompiuterio ekrane, todėl nereikia kasti perkasų ar šurfų.

Magnetometro ir georadaro veikimo principai skiriasi. Pirmasis fiksuoja magnetines anomalijas, kurias skleidžia po žeme esantys objektai: metalo gabalai, akmenys, laužavietės ir pan., o antrasis pats siunčia elektromagnetinius impulsus, kurie, pasiekę tam tikrą objektą atsimuša ir grįžta (veikia panašiai kaip echalotas žvejyboje).

Geofizikinių metodų privalumai:

• neardo tiriamo objekto (priešingai nei invaziniai archeologiniai tyrimai), taip archeologinis paveldas yra išsaugomas ateities kartoms, lieka galimybė tirti objektą naudojant skirtingus metodus, bei atsakyti į naujai keliamus klausimus;
• parodo po žeme esančius objektus, kurių galbūt ir ieškome. Tai palengvina archeologui būsimų invazinių tyrimų planavimą;
• per trumpesnį laiką galima ištirti didesnį plotą nei darbuojantis kastuvu.

Geofizikinių metodų trūkumai:

• prastai veikia urbanizuotose teritorijose – inžineriniai tinklai (vandentiekis, dujotiekis, elektros kabeliai ir pan.) užgožia ar iškraipo duomenis;
• interpretuojant duomenis reikia išmanyti ne tik teritorijos istorinę raidą, tačiau ir geologiją, kadangi užfiksuotos struktūros gali būti susiformavusios natūraliai;
• prietaisai ne visada veikia taip kaip norėtumėm – jie gali nefiksuoti objektų, esančių žemiau gruntinio vandens lygio, taip pat medinių ir kitų organinių struktūrų;

Magnetometras

Tai prietaisas, matuojantis objektų magnetizmą. Jis naudojamas ne tik archeologijoje, tačiau ir kitose mokslo srityse, pavyzdžiui, geologijoje. Prietaisą sudaro GPS imtuvas, kuris fiksuoja jūsų žvalgomas teritorijas, antenos, iš po žemių gaudančios magnetinę spinduliuotę, taip pat valdymo konsolė, kurios pagalba pradedate ir užbaigiate skenavimą, matote jūsų žvalgytą teritoriją ir kreivę, rodančią anomalijas. Žinoma, visus šiuos rakandus laiko konstrukcija, prie kurios pritvirtinti ratai patogesniam prietaiso naudojimui.

Prieš pradedant naudoti magnetometrą, išmatuojamas tyrimų plotas, nuošaliau pastatomas antras GPS imtuvas, kuris koreliuoja su prietaise esančiu imtuvu, taip gaunant didesnį tikslumą. Tai padarius, galima pradėti žvalgymą, kuris yra itin paprastas, o kartais net gali atrodyti juokingas (žiūrėkite nuotraukas ir spręskite patys). Viskas daroma maždaug taip: iš vienos tyrimų ploto pusės stumi (arba trauki, jei esi su automobiliu ar kita transporto priemone) kitos pusės link, stengdamasis išlaikyti tiesią liniją. Vėliau tai darai dar ir dar kartą, vaikščiodamas po žvalgomą teritoriją pirmyn-atgal lygiagrečiomis linijomis.

Anot seminare dalyvavusių Vokietijos archeologų, per dieną taip galima nuskenuoti iki 20 ha plotą. Pagrindinis darbas – duomenų analizavimas. Baigus darbą lauke, gauti duomenys perkeliami į kompiuterį ir apdorojami. Taip gaunamas, galima sakyti, požeminis teritorijos žemėlapis, į kurį žiūrėdamas, archeologas kelia hipotezes apie galimą archeologinę vertę turinčių objektų egzistavimą.

Georadaras

Tai prietaisas, siunčiantis elektromagnetinius impulsus po žeme ir gaudantis juos, kai jie grįžta. Prietaisą naudoja ne tik archeologai, pavyzdžiui, geologai juo ieško naftos. Georadarą sudaro antena, kuri siunčia ir gaudo impulsus, valdymo konsolė ir ratas, skaičiuojantis išmatuotą atstumą. Kitaip nei magnetometras, georadaras neturi GPS imtuvo, todėl prieš pradedant tyrimus, reikia nustatyti tyrimų ploto kampų koordinates, pagal kurias programa nustato kiekvienos atkarpos pradžios ir pabaigos taško koordinates.

Pats žemės skenavimas vyksta taip: prietaisas yra tempiamas paviršiumi tiesia linija nuo nustatyto pradžios iki pabaigos taško, vėliau tai kartojama vėl ir vėl vaikštant lygiagrečiomis linijomis. Tai vėlgi gana paprasta. Kokio dydžio plotą galima ištirti per dieną labiausiai priklauso nuo naudojamos antenos dydžio, tačiau dažniausiai tai yra lėtesnis procesas, nei vykdyti žvalgymus magnetometru. Pagrindinis darbas vyksta prie kompiuterio, apdorojant gautus duomenis. Šiuo atveju, georadaras yra sudėtingesnis ir pranašesnis už magnetometrą, kadangi jis sudaro požeminį 3D žemėlapį, kuriame gali matyti ir objektų gylius.

Gauti duomenys

Seminaro metu geofizikiniais metodais buvo žvalgyti penki archeologiniai objektai Klaipėdoje ir jos regione. Sudėjus visą ištirtą teritoriją, tai sudarytų apie 5 ha plotą. Daugumoje vietų tyrimų duomenys neparodė nieko ypatingo. Kol kas. Kadangi su gautais duomenimis vis dar reikia „žaisti“: keisti gauto žemėlapio kontrastą, tamsumą, spalvas tol, kol kažkas išryškės. Na, o jei tai neįvyks, nieko tokio, archeologiniai tyrimai ne visada būna vaisingi.

Tiesa, vieno tirto objekto duomenys parodė įdomią apie 78 m skersmens žiedinę akmenų konstrukciją, kurios sienų storis svyruoja nuo 7 iki 14 m. Deja, iš kokio tai objekto žvalgymų atskleisti negalime. Konstrukcijos paskirtis vis dar lieka mįslė, kurią archeologai bandys įminti kasinėjimų metu.