Γεωφυσική έρευνα (αρχαιολογία)

Στην αρχαιολογία, με τον όρo γεωφυσική έρευνα εννοούνται επίγειες τεχνικές φυσικής ανίχνευσης που χρησιμοποιούνται για αρχαιολογική απεικόνιση ή χαρτογράφηση. Η αρχαιολογία, από τη φύση της, ισορροπεί ανάμεσα στην επιθυμία αποκάλυψης του παρελθόντος και την ανάγκη διατήρησης της πολιτιστικής κληρονομιάς. Οι ανασκαφές, αν και θεμελιώδεις, είναι αναπόφευκτα καταστροφικές διαδικασίες: μόλις αφαιρεθούν τα αρχαιολογικά στρώματα, δεν μπορούν να επανατοποθετηθούν. Σε αυτό το πλαίσιο, οι γεωφυσικές έρευνες (geophysical surveys) αποτελούν σημαντικό εργαλείο, καθώς προσφέρουν μη καταστροφικές μεθόδους ανίχνευσης υπόγειων καταλοίπων, ενισχύοντας τον στρατηγικό σχεδιασμό και την προστασία των αρχαιολογικών θέσεωνClark, 1996..

Ιστορική εξέλιξη 
Οι πρώτες προσπάθειες εφαρμογής φυσικών μετρήσεων σε αρχαιολογικά συμφραζόμενα χρονολογούνται στη δεκαετία του 1940, όταν πειραματικές μετρήσεις ηλεκτρικής αντίστασης εφαρμόστηκαν για τον εντοπισμό θαμμένων τοίχων στη ΒρετανίαAtkinson 1946.. Η καθιέρωση, ωστόσο, ήρθε μεταπολεμικά, με τις μελέτες του Martin Aitken και του Anthony Clark, που διαμόρφωσαν τα θεμέλια της αρχαιογεωφυσικής.

Κατά τις δεκαετίες του 1970–1980, η πρόοδος στην τεχνολογία μαγνητομέτρων και Ραντάρ υπεδάφους άνοιξε νέους ορίζοντες, ενώ η έλευση της ψηφιακής επεξεργασίας δεδομένων στις δεκαετίες του 1990–2000 επέτρεψε λεπτομερέστερες ερμηνείεςKvamme, 2003.. Σήμερα, οι γεωφυσικές έρευνες εντάσσονται σε διεπιστημονικά σχήματα που συνδυάζουν GIS, τηλεπισκόπηση και τρισδιάστατη απεικόνιση.

Βασικές μέθοδοι
Μαγνητομετρία
Η μαγνητομετρία καταγράφει μικρομεταβολές στο τοπικό μαγνητικό πεδίο, οι οποίες προκαλούνται από την παρουσία καμένων δομών, μεταλλικών αντικειμένων ή διαταραχών στο υπέδαφοςAspinall et al. 2008.. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για χαρτογράφηση εκτεταμένων οικιστικών καταλοίπων.

Ηλεκτρική αντίσταση
Η μέθοδος της ηλεκτρικής αντίστασης μετρά την αγωγιμότητα του εδάφους μέσω ηλεκτρικού ρεύματος. Περιοχές με τοίχους ή δρόμους εμφανίζουν υψηλότερη αντίσταση, ενώ τάφροι ή λάκκοι εμφανίζουν χαμηλότερηClark, 1996.

Ραντάρ διείσδυσης εδάφους (Ground Penetrating Radar, GPR)
Το GPR στέλνει παλμούς ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που ανακλώνται όταν συναντούν υλικά διαφορετικής διηλεκτρικής σταθεράς. Έτσι δημιουργείται τρισδιάστατη εικόνα των υπόγειων δομών, ιδανική για περίπλοκα αρχαιολογικά περιβάλλονταConyers, 2013.

Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
Μετρά την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τη μαγνητική επιδεκτικότητα του εδάφους, επιτρέποντας χαρτογράφηση ευρείας κλίμακαςKvamme, 2006.

Πλεονεκτήματα και περιορισμοί
Πλεονεκτήματα
Μη καταστροφικότητα: Δεν απαιτείται ανασκαφή.
Ταχύτητα: Επιτρέπει την κάλυψη μεγάλων περιοχών.
Ακρίβεια: Παρέχει δεδομένα υψηλής χωρικής ανάλυσης.
Υποστήριξη στρατηγικής ανασκαφής: Βοηθά στον εντοπισμό ζωνών ενδιαφέροντος.

Περιορισμοί
Γεωλογικές συνθήκες: Ο τύπος του εδάφους επηρεάζει την ποιότητα των δεδομένων.
Παρεμβολές: Σύγχρονα μεταλλικά αντικείμενα προκαλούν θόρυβο.
Κόστος: Προηγμένος εξοπλισμός, όπως το GPR, είναι δαπανηρός.

Εφαρμογές 
Αρχαία Μεσσήνη
Οι γεωφυσικές έρευνες αποκάλυψαν την πολεοδομική δομή της αρχαίας πόλης, εντοπίζοντας δημόσια κτήρια, οδούς και κατοικίες, συμβάλλοντας στον σχεδιασμό συστηματικών ανασκαφώνSarris & Jones, 2000..

Όλυνθος Χαλκιδικής
Με συνδυασμό μαγνητομετρίας και ηλεκτρικής αντίστασης, οι ερευνητές ανασύνθεσαν την πολεοδομία της πόλης, επιβεβαιώνοντας τις αρχαίες πηγές για την οικιστική της διάταξη.

Κνωσός και Κρήτη
Στην Κνωσό, η χρήση γεωραντάρ και μαγνητομετρίας ανέδειξε υπόγειες κατασκευές που δεν ήταν ορατές με παραδοσιακές μεθόδους, ενώ σε άλλες θέσεις της Κρήτης χαρτογραφήθηκαν εκτεταμένα μινωικά αγροτικά δίκτυαSarris, 2015..

Στόουνχεντζ (Ηνωμένο Βασίλειο)
Πολυετείς γεωφυσικές έρευνες αποκάλυψαν δεκάδες άγνωστες κατασκευές γύρω από τον κύριο λίθινο κύκλο, επαναπροσδιορίζοντας τη σημασία του χώρουGaffney et al. 2012..

Πομπηία (Ιταλία)
Το GPR χρησιμοποιήθηκε εκτενώς για την καταγραφή θαμμένων κτιρίων, παρέχοντας στοιχεία για τις αλλαγές στην πολεοδομία πριν την καταστροφή από τον Βεζούβιο.

Μάγια (Κεντρική Αμερική)
Στη Γουατεμάλα, συνδυασμός τηλεπισκόπησης (LiDAR) και γεωφυσικών μεθόδων αποκάλυψε δίκτυα πόλεων κάτω από τη ζούγκλα, ανατρέποντας την εικόνα για την κλίμακα του πολιτισμού των ΜάγιαCanuto et al. 2018.

Προοπτικές
Η αρχαιογεωφυσική κινείται προς την κατεύθυνση της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης και τετραδιάστατης (με διάσταση χρόνου) χαρτογράφησης. Ο συνδυασμός γεωφυσικών δεδομένων με GIS, LiDAR και δορυφορικές εικόνες ενισχύει τις δυνατότητες ανάλυσης. Επιπλέον, η τεχνητή νοημοσύνη και οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης προσφέρουν νέες δυνατότητες για την αυτοματοποιημένη ερμηνεία δεδομένωνLinford & Linford, 2020..

Παραπομπές

Βιβλιογραφία

Aspinall, A., Gaffney, C., & Schmidt, A. (2008). Magnetometry for Archaeologists. Lanham: AltaMira Press. ISBN 9780759109538.
Atkinson, R. J. C. (1946). “Field Archaeology and the Use of the Soil-Resistivity Method.” Antiquity, 20(80), 186–195. DOI: 10.1017/S0003598X00021208
Canuto, M. A., et al. (2018). “Ancient lowland Maya complexity as revealed by airborne laser scanning of northern Guatemala.” Science, 361(6409), eaau0137. DOI: 10.1126/science.aau0137
Clark, A. (1996). Seeing Beneath the Soil: Prospecting Methods in Archaeology (2nd ed.). London: Routledge. ISBN 9780412488502.
Conyers, L. B. (2013). Ground-Penetrating Radar for Archaeology (3rd ed.). Lanham: Rowman & Littlefield. ISBN 9780759123466.
Gaffney, V., et al. (2012). “The Stonehenge Hidden Landscapes Project.” Archaeological Prospection, 19(2), 147–155. DOI: 10.1002/arp.1422
Kvamme, K. L. (2003). “Geophysical Surveys as Landscape Archaeology.” American Antiquity, 68(3), 435–457. DOI: 10.2307/3557108
Kvamme, K. L. (2006). “Magnetometry: Nature’s Gift to Archaeology.” In Johnson, J. K. (Ed.), Remote Sensing in Archaeology: An Explicitly North American Perspective (pp. 205–233). Tuscaloosa: University of Alabama Press. ISBN 9780817354222.
Linford, P., & Linford, N. (2020). “Recent Developments in Archaeological Geophysics in the UK.” Archaeological Prospection, 27(4), 333–345. DOI: 10.1002/arp.1772
Sarris, A., & Jones, R. E. (2000). “Geophysical and Related Techniques Applied to Archaeological Survey in the Mediterranean: A Review.” Journal of Mediterranean Archaeology, 13(1), 3–75. DOI: 10.1558/jmea.v13i1.3
Sarris, A. (2015). Best Practices of GeoInformatic Technologies for the Mapping of Archaeolandscapes. Hershey: IGI Global. ISBN 9781466684380.

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι
 International Society for Archaeological Prospection

 Archeo Prospections Vienna

 Ludwig Boltzmann Institute for Archaeological Prospection and Virtual Archaeology
 Lab of Geophysical-Satellite Remote Sensing & Archaeoenvironment (GeoSat ReSeArch - IMS/FORTH) 

Κατηγορία:Αρχαιολογική επιστήμη
Κατηγορία:Αρχαιολογικές μέθοδοι
Κατηγορία:Γεωφυσική έρευνα