Magnetische Vermessung (Archäologie) - Magnetic survey (archaeology)

Magnetische Vermessung einer archäologischen Stätte
Magnetische Gradiometerkarte von prähistorischen Feuerstellen
Eine magnetische Untersuchung in Pembroke Castle , die vom Dyfed Archaeological Trust durchgeführt und vom Castle Studies Trust finanziert wurde.

Die magnetische Vermessung ist eine von mehreren Methoden, die in der archäologischen Geophysik verwendet werden . Magnetische Vermessungen zeichnen die räumliche Variation des Erdmagnetfelds auf. In der Archäologie werden magnetische Vermessungen verwendet, um archäologische Artefakte und Merkmale zu entdecken und zu kartieren . Magnetische Vermessungen werden sowohl in der terrestrischen als auch in der Meeresarchäologie verwendet .

Überblick

Magnetometer, die in geophysikalischen Vermessungen verwendet werden, können einen einzigen Sensor verwenden, um die gesamte Magnetfeldstärke zu messen, oder können zwei (manchmal mehr) räumlich getrennte Sensoren verwenden, um den Gradienten des Magnetfelds (die Differenz zwischen den Sensoren) zu messen. Bei den meisten archäologischen Anwendungen wird die letztere (Gradiometer-)Konfiguration bevorzugt, da sie eine bessere Auflösung kleiner, oberflächennaher Phänomene bietet. Magnetometer können auch eine Vielzahl unterschiedlicher Sensortypen verwenden. Protonenpräzessionsmagnetometer wurden weitgehend durch schnellere und empfindlichere Fluxgate- und Cäsium-Instrumente ersetzt.

Jedes Material hat einzigartige magnetische Eigenschaften, auch solche, die wir nicht als "magnetisch" bezeichnen. Unterschiedliche Materialien unter der Erde können lokale Störungen im Erdmagnetfeld verursachen, die mit empfindlichen Magnetometern nachweisbar sind. Die Haupteinschränkung der Magnetometeruntersuchung besteht darin, dass subtile interessante Merkmale durch stark magnetische geologische oder moderne Materialien verdeckt werden können.

Erdmagnetische Vermessungen

In der terrestrischen Archäologie werden magnetische Vermessungen typischerweise für die detaillierte Kartierung archäologischer Merkmale an bekannten archäologischen Stätten verwendet. In Ausnahmefällen werden Magnetometer für Erkundungsvermessungen mit niedriger Auflösung verwendet.

In der terrestrischen Archäologie werden verschiedene Arten von Magnetometern verwendet. Frühe Untersuchungen, beginnend in den 1950er Jahren, wurden mit Protonen-Präzessions-Magnetometern durchgeführt . Die Datenerhebung mit Protonenpräzessionsinstrumenten war langsam, was Erhebungen mit hoher Stichprobendichte undurchführbar machte. Die Daten wurden manuell aufgezeichnet und geplottet. Die anschließende Einführung von Fluxgate- und Cäsium-Dampf- Magnetometern verbesserte die Empfindlichkeit und erhöhte die Abtastgeschwindigkeit erheblich, was hochauflösende Vermessungen großer Gebiete praktisch machte. Ebenso wichtig war die Entwicklung von Computern zur Handhabung, Verarbeitung und Anzeige großer Datensätze.

Magnetometer reagieren sehr stark auf Eisen und Stahl, Ziegel, verbrannte Erde und viele Gesteinsarten, und archäologische Merkmale aus diesen Materialien sind sehr gut erkennbar. Wo diese hochmagnetischen Materialien nicht vorkommen, lassen sich oft sehr feine Anomalien erkennen, die durch gestörte Böden oder verrottete organische Materialien verursacht werden. Viele Arten von Stätten und Merkmalen wurden erfolgreich mit Magnetometern kartiert, von sehr kurzlebigen prähistorischen Campingplätzen bis hin zu großen urbanen Zentren.

Magnetische Vermessungen helfen zu beweisen, dass ein Vermessungsgebiet das Potenzial für detailliertere Studien und wissenschaftliche Ausgrabungen hat.

Marine magnetische Vermessungen

Magnetische Vermessungen sind äußerst nützlich bei der Ausgrabung und Erforschung von archäologischen Unterwasserstätten. Die auf dem Wasser verwendeten Geräte unterscheiden sich geringfügig von denen an Land. Marine- Magnetometer gibt es in zwei Ausführungen: an der Oberfläche gezogen und in Bodennähe. Beide werden in ausreichendem Abstand (etwa zwei Schiffslängen) vom Schiff geschleppt, um Daten sammeln zu können, ohne von den magnetischen Eigenschaften des Schiffes beeinflusst zu werden. An der Oberfläche gezogene Magnetometer ermöglichen einen breiteren Erfassungsbereich, haben jedoch eine geringere Präzision als Magnetometer in Bodennähe.

Der gebräuchlichste Magnetometertyp für die Meeresvermessung ist das Fluxgate-Magnetometer . Fluxgate-Magnetometer verwenden zwei ferromagnetische Kerne, von denen jeder mit einer Primärspule (in entgegengesetzten Richtungen) und einer äußeren Sekundärspule gewickelt ist, die an einem Amperemeter befestigt ist. Wenn ein Wechselstrom (AC) durch die Primärspulen geleitet wird, erzeugt er zwei entgegengesetzte Magnetfelder, deren Intensität basierend auf den äußeren Magnetfeldern variiert. Indem sie sie parallel zum Meeresboden schweben lassen, können sie die Veränderungen der Magnetfelder über dem Meeresboden messen.

Ein anderer gebräuchlicher Typ ist das neuere Protonenpräzessionsmagnetometer. Dabei wird ein Behälter mit wasserstoffreichen Flüssigkeiten (üblicherweise Kerosin oder Methanol ) verwendet, die, wenn sie durch Gleichstrom (DC) oder Hochfrequenz (RF) bewegt werden, dazu führen, dass die Elektronen mit Energie versorgt werden und diese Energie aufgrund der Overhauser-Effekt , der sie im Grunde in Dipolmagnete verwandelt. Wenn der Stimulus entfernt wird, präzedieren die Protonen mit einer Geschwindigkeit, die interpretiert werden kann, um die magnetischen Kräfte des Gebiets zu bestimmen.

In der maritimen Archäologie werden diese häufig verwendet, um die Geologie von Wrackstandorten zu kartieren und die Zusammensetzung von magnetischem Material auf dem Meeresboden zu bestimmen. Ein Overhauser-Magnetometer (PPM) wurde 2001 verwendet, um Sebastos (den Hafen von Caesarea Maritima ) zu kartieren und half dabei, Bestandteile des römischen Betons zu identifizieren .

Magnetische Vermessungen aus der Luft

Die Messung des Erdmagnetfeldes ist ein sehr nützliches Werkzeug bei der Mineralexploration , der Ölexploration und der geologischen Kartierung . Um große Gebiete mit einheitlichen Daten abzudecken, werden Flugzeuge wie Helikopter , Flugzeuge und Drohnen eingesetzt. Die Detailgenauigkeit ist zusätzlich zur Instrumentenempfindlichkeit eine Funktion der Flughöhe und der Probendichte. Für Vermessungen werden Drohnen eingesetzt, was dabei sehr hilfreich ist.

Verwandte Methoden

Die magnetischen Eigenschaften archäologischer Materialien bilden die Grundlage für eine Reihe anderer archäologischer Techniken, darunter:

Weiterlesen

  • Smekalova, TN; Voss, O.; Smekalov, SL (2008). Magnetische Vermessung in der Archäologie. Mehr als 10 Jahre Erfahrung mit dem Overhauser GSM-19 Gradiometer . Wormianum.
  • Aspinall, Arnold; Gaffney, Chris; Schmidt, Armin (2008). Magnetometrie für Archäologen . Lanham: AltaMira Press.
  • Clark, Anthony J. (1996). Unter der Erde sehen. Prospektionsmethoden in der Archäologie . London, Vereinigtes Königreich: BT Batsford Ltd.

Verweise