考古学と自然科学第 21 号 一 日本文化財科学会誌ー(1 989 ) 45~56真

遺跡探査法の再検討
浜島多 加 志 1) ・ 西 村

康 2) ・川 野泣渉 3)

1.はじめにわが国で ， 現在採用されている遺跡探査の方法は ， 大半が 一 般の 地 盤探査に採用されている器材を応用したり ，外 国で開発された 測 定器を使用するものである。考古学の専用機として開発された機器であっても ，必 ずしも日本の土壌や ，自然 JJfJ !11 に適合 し たものとはし 、 えなし、。そ こ で、 われわれは ， 現在日本で採用されている遺跡探査の方法を，再検討することにした。この再検討の 中 には ， 現在の測定機やそれら 測定方法の ， 改良という~:、味も 含 んでおり ，がかりを ，さらには ，将来 ， 新たな方法を開発する手得ることも目的としてし、る。

再検討の一つは ，まず各種方法の有効性と限界を ，探査する対象の種類に応 じ て ，が広がれば ，明らかにすることにある 。 すなわち ，採 用 する方法を選択 し ているが ，ある 一 方法のみによる 測 定対象範聞複数の器 材 を用意する必要はなく ， 経済的効果もあるであろう。また逆に ，限界が明確になれば ，現状では ，ある方法のより注意深い測定がなされるようになるだろう。

各種方法の 測 定実験では，定デ ー タの自動記録と ，測定の作業能率をできるだけ高めることに留意、した。そのためには ，そのデ ー タの現場でのコンピュ ー タへの転送などは ，測最も基礎的な こ とであった。現場でハン ド ヘル ド コンピュータを使用することにより ，測定結果を逐次点検 し ながら 作 業を進めれば ，有 利 さが生まれる。

さらに 測定が必要な区域を知ることができるという ，測 定の後には ，そのデータの解析が必要であるが ，この点については ，以 下に述べるように ， 若干の前進があったものと考えている。デ ー タ処理において ，用するのではなく ，われわれが最も注意 し たのは ， 大型機を使一般に普及 し ているパソコン程度のものを ，れの成果が活かされると し た場合 ，再検討を し た探査方法は ，使用することである。将来 ，大型計算機を前提にしたのでは ，われわ

yfL 用性がある と はし、えない。

磁気探査 ・ 電気探査 ・ 電磁誘導探査 (E.M.) ， 地 中 レ ー ダ ー 探査である。

実験は各 地 方において ， 各種遺跡を選びおこなったが ，4 種の方法を同ーの遺跡で実施 し たものとしては ， 会津若松 市 の大戸 iT 窯跡群の例がある。 窯跡を選んだのは，検討対象の一つである磁気探査がわが国で、は窯跡以外の遺構で、の実績が ，極端に少なし、からである。 以 下に述べる検討は ，こ の大戸古窯跡群の 測 定結果を中 心 に し ている。

1) 東京工業大学工学部人文社会群 : 1 5 2 東京都目黒区大岡 111

2‑12‑12) 奈良国立文 化財 研究所埋蔵文 化 財センター : 63 0 奈良市二条 町 2- 9 - 13) 東京国立文 化財 研究所 : 110 東京都台東区上野公闘 1 3- 27‑ 45 ー

2.

探査の方法(1) 磁気探査
他: 1974 ，

こ の方法は ，田中 他: 1978) ,わが国では 10年 以上前 から実用 化 の段階にあるが (岩本 : 1974 ，鳥居

探査可能な対象としては，熱残留磁気を'常びた 窯跡や炉跡に限られているといってよし、。その主たる原因は，一般に表土層の帯磁率が高く ，住 居跡や滑などの示す微弱な磁気強度の差は ，地 表へ反 映さ れにくいためと考えられる。また諸外国 ，特に ヨーロッパなとと 比 較すると ，磁気傾斜 (gradient) が 小 さいことも原因となっている。

現在一般に行なわれている全磁力測定法 は ，として固定しておき ，であるが ，2 台のプロトン磁力計を使用するもので ，1 台は定点1 也 が 測 定区 内 を移動する。両者はケ ー プやルで、連結 し，岡崎に測定す るのが普通

ノイズによる磁場変化が小さい場所では，ケーブルによる厳密な トリガー の方法に依らず ，定点は一定の時 間間隔 で観 測 する場合もある 。今 回の実験では前者の方法を用いて測定を行なった。
どちらも ，同時刻における定点と移動点との全磁力測定値の差を取ることにより ， 磁場の時間変 化 による影響をほぼとり |徐くことができる。ただし ，この方法では 2 台の磁 力計に 及ぼす ノイ ズの影響は常に等しいと仮定している。そのため，交通量の多い道 路際での測定などでは ， 車による ノイズの 影

響が道路からの 距離 によって大きく変 化 するために ，上述の方法を用いても 必 ずしも有効であるとは言 えない。

実験に使用した装 置は ，全磁力 測定にはアメリカ G eometrics 社製の G-856 型 2 台で ，測 定精度は 0.1 r である。これはメモ リー を内蔵しており ， 約 1000 点の観測値を自動記録できる。移動センサーの 高さは 約 80cm で測定 を行なった。磁気探査で試みたいま一つの方法は ，磁 気傾斜を 測定する フラッ クス ・ ゲ ート 型の装置で ，イ ギリス Geoscan Research 社製 FM-18 である。
携帯用のフラックス ・ ゲート型の装置は ，他: 1974) ,十分に成果が上がらず ，わが国では普及していなかった。その原因と し ては ，測 定日奇にセンサ ー を垂直に保持するのが 必 須で ，FM-36)

は，遺跡探査では 1974 年頃に試みら れたことがあ るが ( 鳥居作 業 性 の悪さがあげら れ るだろ う。 FM-18 ( または FM-9 ，コ イ ル間隔が 5 0cm であるが ，コイルの垂直方 向 のスレによる誤 測 定を 小 さくするた

めに ，測定値を平均したものを 1 デ ー タとして表示する機 能 がある。平均化 に用いる 測 定回数は ， 初期設定に より 16 ，32 , 64 , 128 の 4 種 類を選べる。この機能により ，測 定 中に瞬間的 な 強風 が 吹 きセ

ンサ ー が傾し、てしまうような事があっても ，定精度は 0.1 nT である。

(2) 電気探査

その影響をある 程度抑えることができる。

これ もメモ リー を 内蔵していて，FM-18 の測4000点のデ ー タを記憶できる。

遺跡探査に使用されてい る電極配置の方法には ，羽Tenner， Dipole-Dipole などがあるが ，近 年では 測定作業が簡便なこと ， 解析が比 較的単純であることから ，が ，多く なっている。わ れわれも2t盃法が採用 される こ と2 極法 による 測 定で実験を行なった。

測定は，従来から採用されてい る電駆棒を使 用した が ，われわれは 作 業 能 率の 向上 を図るために ，4 本 または 5 本の 電極様を等間隔に並べて木枠で回定したものを移動用電極と し て 用い た。
極俸を並べたものは 5 0cm 間隔に5 木のものは4 本の電30cm 間 隔に並べてあり ，い ずれも一方の端の‑ 46 ー

電極を電流電極とし，他 を電位電極とした。これらの電位電極をスイッチによって順次切り換えることにより，電極間隔が 0 .5 ，できる。遠電極は ，1. 0, 1. 5 m あるいは ， 0. 3, 0.6 , 0.9 , 1. 2 m で、の抵抗値を短時間で、測定移動用電極との干渉を起こさないようにするため ，測 定区から 30~ 50m 離れた場所に設置した。
使用した抵抗計はイギリス Geosca n R esearch 社製 RM-4 である。供給電流は 1mA と 小 さいために ， 電極間隔を 5m 以上長くすることはできないが，遺跡探査を目的とする場合には充分であろう。精度は 測定レンジにより異なり ， 最高 O . Olohm であるが，今回は突験場所の土壌の抵抗が比較的高かったため ，1 0hm の精度で測定を行なった。この装置には別売の DA TA-LOGGER を接続でき ，最大 1000点までのデータ を記憶できる。

(3) 電磁誘導探査
ように ，わが国では ，この方法による遺跡探査としては，島根県荒神谷遺跡の例にみる金属探知機として使用されることが多 い (利 岡 : 1 9 87) 。この 例 でも明らかにされたように ，合水率の高い土質では ， 電気探査を採用したのと遜色のない成果が上がっていて ， 土質の追いを検出できる可能性が示唆されていた。そこで我々は ，れだけ捉えられるかを，使用した装置は ，すなわち土質や土閣が ，ど測定の方法や解析法の点検も含めて，検討することとした。

荒神谷遺跡の例と同じ装置で ，送信コイルからの時間変 化 をする磁場により ，を，これの応用可能な範囲 ，カナダの Geonics 社製 EM 38 である。これは ，土中に誘導電流を発生させ ，この電流による二次磁場受信コイルで測定する。一般に，測定される二次磁場 H s は，送信コイルで、の一次磁場 H p の周波数 f，には，及び送受信コイルの間隔 s の複雑な関数となるがH s/HD が見掛導電率 d a に比例する (McNEILL:足するために ，s が表皮深度 S に 比 べて充分 小 さい場合

1980)
0EM3 8 では ，このような関係を満

コ イ ル間隔 s を 1m， 周波数 f を 1 3. 2 kHz に設定しており，見掛導電率をアナログ ・メーターで表示する。測定レンジは 0 ~ 30，100, 300 , 1000millimho/m の 4 段 階 があり ，測 定精度

はフルスケ ー ルの 土 3 % となっている。メモ リー は内蔵されていない。

この装置は主と し て地表面 上 に置いて 測定を行なうが ， 送受信コイルの 軸 方向を ， 地表面に対して垂直に向ける場合と ， 平行に向ける場合の 2 通りの 測定法がある。それぞれ ，導電率への相対 的 な寄与が、異なり ，深さ方向に対する見掛水平モ ー ドでは 地表面での影響を最も強く受け ，地表下 1m にある物質の影響は 地表面での物質に対して 10 % 程度の寄与となる。垂直モ ード では 地表下 0.4m 付近の物質の影響を最も強く受け ，深さ 2m におい て ようやくピ ー クに対して 10 % 程度の寄与となる。つまり，水平モー ド では深さ 1m 程度までの浅い部分を ，垂直モードでは 2m 程度までのより深い部分の電気伝導度を反 映 する。

(4) 地 中レ ー ダ ー 探査

この方法は，狽Ij定結果が即時現場で見られるという特異さから ， 最近急速に普及したものである。わが国でも装置を製作 ・ 市販する会社が 3 社ほ ど ある。そ し て，各々は独自の機能を備えていて ， 装置の構成は異なる。大 別 すると ，送信と受信が別個のアンテナの ，電波の送受を 1 アンテナでする一体型と，別体型とがある。 L 、ずれもアンテナは ，‑ 47 ー

できるだけ地面に密 着 した

形で ， 移動させることを ， 前提にしているために，平坦面を期待することが困 難 な遺跡探査では ，問題 と なる点である。
実験 に 使用 し た装置は ，光電製 作所製 KSD-3 SM 型で，アンテナは送受ーや|卜 型である。

以上 に述べた装置の 内， 考古学専用の探査機として開発されたものは ，電気探査の RM-4と磁気探査の FM-18 のみである。 他 は一般の地盤探査を目的として ， 製作されたものである。 こ れを考古学に応 用し たのである。

3. 会津大戸窯跡群における探査例
今回は ，会津若松市の大戸古窯跡群のに|ニ1 にある上雨屋 6 号窯跡 ，行なった。熱残留磁 化 をもっ 窯跡に対しては ，くの報告がある。しかし ，いては ，及び南原 33 号窯跡において探査を磁気探査が非常に有効であることは ，こ れまでに数多

窯 跡に対して電 気探査や電磁誘導探査 がどのような結果がえられるかにつあまり報告 例 がない。ここでは，上述の探査装置全てについて探査を行なった南原 33 号窯跡の結果につ い て報告する。
こ の窯は ，北北東に 向 いた沢沿いの斜面に位置しており(写真) ，周囲に 人 家はなく ，自動車道からも直線距離で約 O.8km ほど離れてい る。 人工的 な ノイスはほとんどないと 言 ってよいだろう。 測定は 地中レー ダ ー を除き全て 1m メッシュの格子点上で行なった。

第 1 図 に プロ ト ン磁 力 計による探査結果を示す 。図は2 台のプロトン磁力計で同時刻に 測定した

全磁 力 値の差を格子点上での 測定値とし，等磁力線図を摘し、たものである。相対的に値の大きい部分を実線で ，小 さ い 部分を点線で示しである 。 図中に A と示した位置に ，写真

大きな負の異常と ，その右上探査を行 なった南原 3 3 号祭 跡( 会津若松市)

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Lにやや小さめの正の異常が 2 つ認められる。異常の中心を結ぶ線はほぼ磁北を向いており ， 窯跡の存在を示唆する。正の異常が 2 つに分かれているが，第 2 図のフラックス ・ ゲ ート 磁力計の結果と比較
すると，一つの窯体と見るべきであろう。また ，図の右下に B と示した位置にも異常がみられる。 プ

ロトン磁力計の探査結果ではダイボールの方向はやや磁北から傾いているが ，力計ーではほぼ磁北を向いている。磁力探査の結果からは，フラックス ・ ゲート磁

この 2 カ所に窯跡があると推定するのが妥当 であろう。測定区の地形は，図の下側に沢が流れ ， 上側に行くにつれて斜面が急勾配にな っ ているが，プロトン磁力計の結果には ，こ の地形の影響がはっきりあらわれている。窯跡のように大きな磁気異常がある場合には問題はないが，滋，堀などの微弱な異常を捉えたい場合には，地形補正が必要となる場合もあるだろう。一方，磁場の垂直成分の差分を計るフラックス ・ ゲート磁力計では，第 2
図を見る限りこのような傾向は見られない。局所的な磁気異常だけを捉えたいのであればフラックス・ ゲ ート磁力 計は有効であると 言 えよう。しかし，磁気傾斜の大きい高緯度地方に比べて ，測定値の変化が小さくなるという欠点もある。実際 ， 図の A 地 点の磁気異常を見ると ，70nT の磁力差があるが，このことからも，プロトン磁力計では土フラックス ・ ゲ ート 磁力計では土 3 0nT 程度の差しかあらわれていない。

フラックス・ゲート磁力計ーでは，微弱な磁気異常を検出することは難しいと予想される。

第 3 図には電気探査による結果を示す。これは，電流電極と電位電極の間隔を O.9m とした場合の見掛比抵抗を等高線図であらわしたものである。この図も見掛比抵抗の高い部分を実験で ， 低い部分を点線で示しである。磁気探査において異常がみられた A の位置には ，比抵抗値に 関してほとんど変i40,,-・・、,,,,, ' ‘.
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図 3. 電気探査による等見掛比抵抗線 区I (電紐間隔 0.9m)
unitD.mFig.3.Equi.
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lectricalprospecting(Electrodespacing0.
9m)‑ 50 ー

化が認められない。しかし，

B の位 置での異常につ いては，比抵抗値においても局所的に高い部分と低い部分のぺアをつくり，磁気探査の結果と似たパターンを長している。電紐間隔を O.3m とした第4 図も同様な傾向を 示している。このことから ，磁力探 査によって認められた 2 カ所の異常は， 電気的には性質の異なるものであり，磁力計では識別のできないものでも電気探査によって識別できる可能性を示唆している。また ，第 3 図，

第 4 図で，右上に向か つて 比抵抗が 高くなってお り，区!の中央から左側と右側 では土質が異なっていると考えられる。
第 5 図には ，EM探査による垂直モードの結果を示す。

A の異常はやはりみられないが，B の位置

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図 4. 電気探査による等見 拡|比抵抗線図(電極間隔 O.3m)
unitD.mpacingO.3m)
Fig.4.Equi‑apparentresistiv
it
ymapu
singe
lectricalprospecting(E l 巴ctrode s

図 5.

電磁誘導法による見掛導電事等

高線区I (垂直モード)

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I
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十目、コcq::)(麿10‑ 51 ーFig.5. E
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導電率は上側が低く，下 側 が句ンがみられる。しかも，見掛‑‑には電気探査と同様なパター高くなっており ， 電気探査の.:.r~w;

結果と定性的に 一致 する。 一刈 B

Lo方，水平モードによる結果は ，-，r 、‘ー、CJ!

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置には垂直モー ド や電気探査.-‘.、

B の位

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第 6 図 に示すように ，‘にみられたノミターンが認められない。異常を m う媒体が 1

108m 以上 深いところに位置して区16 .

いるものと考えられる。 A の位置の見掛導電率は局所 的 に

電磁誘導法による見掛導電率等高線図(水平モード)

unitmilIimho/mtivit
ymapu
singelectromagneticFig.6. Equ i' appar巴nt conducinductionmethod(horizontalmod巴)

高くなっているようにも見えるが ，A から右 側 で得られた 測定値と大きな差はない。

CC'D

0 ・最後に地中レーターによる結果を示す。測 fja を
第 7 図に ，また各 測線 についての 測定結果を ðf~ 8~10図に示す。図は，の到達時聞を縦制| にとってある。今回の 実験では ，残念ながら ，i守主

iJ11J線を ;横取Ii にとり，反射波EE ・

B の上を通過する測 14l を設定しなかったため ，他 の探査法には現われている異常をレー ダ ーの結 果と 比 il愛す ることはできなかった。ただ，第 8 1玄l から第 10図までの右側の部分で ， 岩盤

1

図 7.

地中レーダー探査の測線図

Fig.7. SurveylinesofundergroundradarsurveyがJ盛り上がっているように見える。これは第 3 1玄 1 ， 第 4 図で右上にあらわれている高比抵抗域と一致する。 B の異常はこの区域の終端に位置しているた め ， 岩擦による影響と考えることもできる。 A については第 9 図の 測線 が近くを通っている。しかし，はっきりと窯跡であると認識されるような変、化は第 9 図からは認められな い 。

4.

まとめ

各 測 定法による結果の 比較 を通して次のような執が明らかになった。まず，磁気探査により強い磁気異常を示す場所が 2 カ所 あるが ， 電気探査 ， 及び EM 探査によると，図中の B の 位置では異常を示すものの A の位 置では顕著な異常を認められず ，構造上異なるものである 可能性 を示唆している。

‑ 52 ーc'℃

図 8ゴ寸『宮l \・DH ∞図

図 10‑ 53‑

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図 9

むねUM川里尽ふトヘ、トトDうDさらに 地 中 レー ダ ー の結果を考慮すると ，B は岩盤 に よる影響と 言 うことも考えら れ る。

原稿執筆 中 の現時点ではまだ発航!の途 中 のため ， 探査結果と発掘結果を詳しく 比 較検討することはできないが ，A 地点 では 比較的浅いところで 窯が発 見 されたもののB 地 点では窯は発見されなかったという情 報 が 入 っている。

最初に述べたように ，今回の検討では窯跡を主たる対象に選んだ。検討対象とした方法のうち ， 磁気探査が現 状 では熱残留磁 化 を持つ遺織 のみに し か有効でないことから選択したものである。しかしこれは ，結果的 にみれば ，電気探査やレ ー タ ー 探査の有効性を点検する上では良好な対象とはし、えず ，細部にわたる検討の際には ， 不 卜分な情報 し か扱うことができなか っ た。次 回 の実験では ，にこだわる こ となし住居跡なとにおいて ，この 研 究は ，磁気探査各種方法を採用する必要があると考えている。

昭 和 63 年度文部省科学 研 究費補助金総合 研 究 (A )

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