anwendungen der geophysik in der arch ologie
Download
Skip this Video
Download Presentation
Anwendungen der Geophysik in der Archäologie

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 28

Anwendungen der Geophysik in der Archäologie - PowerPoint PPT Presentation


  • 131 Views
  • Uploaded on

Anwendungen der Geophysik in der Archäologie. Konstantin Kirsch 06.08.2013. Inhalt der Präsentation. Motivation Erkundungsmöglichkeiten Traditionelle Verfahren Allgemeine Vorgehensweise Moderne Verfahren/Techniken Geomagnetik Geoelektrik Georadar Ergänzende Verfahren

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Anwendungen der Geophysik in der Archäologie' - ide


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
inhalt der pr sentation
Inhalt der Präsentation
  • Motivation
  • Erkundungsmöglichkeiten
  • Traditionelle Verfahren
  • Allgemeine Vorgehensweise
  • Moderne Verfahren/Techniken
    • Geomagnetik
    • Geoelektrik
    • Georadar
  • Ergänzende Verfahren
    • Thermische Prospektion
    • KleinskaligeSuszeptibilitätsmessung
  • Zusammenfassung
motivation
Motivation
  • Zerstörungsfreie Untersuchung
    • Kein Graben
    • Keine Bohrungen/Bohrproben
    • Keine Sondierungen
  • Kostengünstige und schnelle Flächenuntersuchung
  • Bekannte und zuverlässige Technik
  • Bei Bauvorhaben:
    • Flächen können zeitnah während der Planung auf archäologische Fundstellen untersucht werden
    • Änderungen vor Baubeginn möglich  Kostenersparnis
erkundungsm glichkeiten
Erkundungsmöglichkeiten
  • Altlasten- und Deponieuntersuchung
    • Lokalisierung von Leckagen in Abdichtungen und Sickerwasser
  • Untersuchung von Baugrund und Bauwerken
    • Dichtigkeitsprüfung von Erddämmen und Deichen
  • Untersuchung des Grundwasser
    • Vorkommen
    • Wegigkeit
  • Lagerstätten für Ton, Kies, Sand
  • Prospektion in der Archäologie
traditionelle verfahren
Traditionelle Verfahren
  • Oberflächenbegehung, auch Survey oder Bodenbegehung genannt
    • Untersuchung auf Störzonen
    • Bodenfunde durch Ausgrabungen
    • Studium schriftlicher Aufzeichnungen um Standort von Siedlungen/Bauwerken zu ergründen
  • Luftbildarchäologie
    • Untersuchung:
      • Schattenmerkmale - bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen
      • Bewuchsmerkmale - Pflanzenwachstum gestört
      • Bodenmerkmale - Unterschiede in der Bodenfärbung
    • Aktuell vermehrt eingesetzt:
      • 3D-Geodäsie (Erdvermessung) durch Fotografie in 2 Ebenen möglich
      • Laserscan-Befliegung
moderne verfahren techniken
Moderne Verfahren/Techniken
  • Geomagnetik
  • Untersuchte Eigenschaft ist Magnetische Flussdichte
  • Verhältnis von Magnetisierung von Materie zu magnetischer Feldstärke
  • Methode:
    • Kartierung des oberflächennahen Gradienten der magnetischen Flussdichte des Erdmagnetfelds
    • Untersuchung des Einflusses verschiedener Materialien im Untergrund auf das Erdmagnetfeld
  • Einsatzbereich:
    • Verfüllte Gruben oder Gräber
    • Hohe Messpunktedichte (0,5 x 0,2 m)
    • Aufgrund hoher Messpunktedichte Erfassung ganzer Häuser, Siedlungen in kurzer Zeit
moderne verfahren techniken1
Moderne Verfahren/Techniken
  • Geomagnetik
  • Funktionsprinzip:
  • Misst Magnetfeld parallel zu

den Spulen

  • 2 Weichmagnetische Kerne
  • Umwickelt mit gegensinnigen

Erregerspulen

  • Kerne werden periodisch in Sättigung getrieben
  • Induzierte Spannungen heben sich ohne magn. Feld auf
  • Liegt Magnetfeld (z.B. Erdmagnetfeld) an einem Kern an, so wird dieser zuerst in Sättigung getrieben
  • Spannung in zweitem Kern wird nicht aufgehoben
moderne verfahren techniken2
Moderne Verfahren/Techniken
  • Geomagnetik
  • Eingesetztes Gerät: Fluxgatemagnetometer
  • 4 Messsonden
  • Wird von einer Person

getragen

  • Auf abgestecktem Mess-

feld an Messpunkten

positioniert

moderne verfahren techniken3
Luftbild einer vermuteten Frühbronzezeitlichen Siedlung bei Vráble-Slowakei

Luftbild mit erkennbaren Ringstrukturen

Moderne Verfahren/Techniken
  • Geomagnetik
  • Berichte von Bauern über Fund von Scherben, Werkzeugen auf umliegenden Feldern
  • Vermutete Siedlung im markierten Bereich
moderne verfahren techniken4
Geomagnetische Prospektion des Siedlungsfügelsauf 11 ha Fläche

Luftbild mit erkennbaren Ringstrukturen

Moderne Verfahren/Techniken
  • Geomagnetik
  • Dunkle Bereiche sind Bereiche höherer

Flussdichte

  • Diese enthalten Oberboden mit eisen-

haltigen Mineralen (Indiz für Verfüllungen)

moderne verfahren methoden
Moderne Verfahren/Methoden
  • Geoelektrik
  • Untersuchte Eigenschaft: elektr. Leitfähigkeit/Widerstand
  • Methode:
    • Sondierung: Erfassen der Struktur unter dem Sondierungspunkt
    • Kartierung: Darstellung flächenhafter Strukturen
  • Einsatzbereich:
    • Hauptsächlich Anwendung in Grundwassererkundung und Altlastensuche
    • In der Archäologie: Kartierung von Siedlungen oder historischen Bauwerken
    • Wird häufig ergänzend zu geomagnetischen Messkampagnen eingesetzt
moderne verfahren methoden1
Moderne Verfahren/Methoden
  • Geoelektrik
  • Funktionsprinzip:
  • Strom wird über Elektroden

A und B in Untergrund geführt

  • Es bildet sich ein Potentialfeld
  • Potentialfeld vom Untergrund (Widerstand) abhängig
  • Spannungsmessung über Spannungssonden M und N
  • Auswertung gemessener Spannungen über:
moderne verfahren methoden2
Moderne Verfahren/Methoden
  • Geoelektrik
  • Funktionsprinzip:
  • Wenner-Anordnung
  • Elektroden auf einer Linie

im Abstand a

  • Eindringtiefe erhöht sich mit größer werdender Gesamtlänge
  • Durch seitlichen Versatz der Elektroden erhält man Widerstandswerte für versch. Messpunkte in der Tiefe
  • Resultat der Messung: Widerstandswert an der Stelle 0
  • Formeln:
moderne verfahren methoden3
Messonden in Wenner-Anordnung in Olympia

Geoelektrische 2D Tomographie Länge: 100m, Tiefe: 9m

Moderne Verfahren/Methoden
  • Geoelektrik
moderne verfahren methoden4
Moderne Verfahren/Methoden
  • Georadar
  • Untersuchte Eigenschaft:
    • Dielektrische Leitfähigkeit (beschreibt Durchlässigkeit eines Material für elektr. Felder)
  • Methode:
    • Begehung eines Areals mit einem GPR-Sensor (Geo-Penetrating-Radar)
    • Kartierung der Laufzeit elektromagnetischer Impulse durch oberflächennahen Untergrund
  • Einsatzbereich:
    • Hauptsächlich Rohstoffexploration
    • Leitungsverlauf und Altlasten-Erkundung
    • In Archäologie: Für die Planung der Ausgrabungsstellen

Gruben- und Gräberlokalisierung

moderne verfahren methoden5
Moderne Verfahren/Methoden
  • Georadar
  • Funktionsprinzip:
  • Elektromagnetische Wellen von

Sender S

  • Wellenausbreitung abhängig

von σ und ε

  • An Materialgrenzen wird Signal

als Echo zum Empfänger reflektiert

  • Gleichzeitig wird das Signal an der Grenze gebrochen/abgelenkt (breitet sich in nächster Schicht aus)
  • Position (Tiefe) der Objekte berechnet sich über Wellengeschwindigkeit v und Laufzeit t
moderne verfahren methoden6
Luftbild Ortschaft Nußdorf-Debant, Österreich

Georadarmessung; Vermutete Funde: Osten: Badehaus, Westen-Mitte: Villa

Moderne Verfahren/Methoden
  • Georadar
  • Dokumentierte Römische Siedlung
  • Bereits vielfach getätigte Ausgrabungen vorhanden
  • Vermutete römische Villa im markierten Bereich
erg nzende verfahren
Ergänzende Verfahren
  • Thermische Prospektion
  • Untersuchte Eigenschaft: Temperaturgradienten
  • Methode und Einsatzbereich:
    • Im Bodenbefindliche Strukturen unterscheiden sich in den thermischen Eigenschaften vom umgebenden Boden (Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicherkapazität)
    • Bei konst. Perioden der Erwärmung/Abkühlung über mehrere Tage lässt sich diese Eigenschaft mithilfe von Wärmebildkameras untersuchen
    • Boden über einer Struktur kühlt/erwärmt sich langsamer als der umgebende Erdboden
erg nzende verfahren1
Schematische Darstellung des Prinzips thermischer Unterschiede im UntergrundErgänzende Verfahren
  • Thermische Prospektion
  • Thermische Materialunterschiede führen zu Temperaturunterschieden auf der Erdoberfläche
erg nzende verfahren3
Ergänzende Verfahren
  • Thermische Prospektion
  • Grenzen des Verfahrens:
    • Thermische Prospektion in der Regel durch Fotografieren mit Wärmebildkameras aus einem Vorbeiflug
    • Problematisch, da Flugzeug in Höhe von 20 – 60 Metern fliegen muss (bei Detailfotografie von einzelnen Räumen)
    • Bereich muss schnell fokussiert werden, Bilder können verwackeln
    • Mögliche Lösung: Thermografieaufnahmen aus Helikopter
erg nzende verfahren4
Ergänzende Verfahren
  • KleinskaligeSuszeptibilitätsmessung
  • Untersuchte Eigenschaft: Suszeptibilität
  • Methode und Einsatzbereich:
    • Untersuchung von Bereichen die eine Anomalie bei der Geomagnetischen Messung aufweisen, allerdings keine archäologischen Fundstücke enthalten (ghostfeatures)
    • Bereich kann in Befunde eingegrenzt werden, die für die Anomalie verantwortlich sind
    • Wenn Anomalie, aber keine Fundstücke vorhanden
    • Messung der Suszeptibilität selbst (Magnetisierbarkeit von Materie in einem externen Magnetfeld)
    • Im Vergleich: Geomagnetik misst den Einfluss von Verfüllung auf das Erdmagnetfeld und findet somit Anomalien
moderne verfahren techniken6
Einsatz eines Kappameters während einer Ausgrabung Moderne Verfahren/Techniken
  • KleinskaligeSuszeptibilitätsmessung
zusammenfassung
Zusammenfassung
  • Vielfältige Einsatzmöglichkeiten der Geophysik
    • Archäologie, Altlastenerkennung, Grundwasserführung, etc.
  • Kostengünstige Methode zur Erkundung möglicher Fundstellen
  • Radarmessung am kostenintensivsten, sollte nur bei sehr großen Flächen genutzt werden
  • Einzelne Methoden ergänzen sich (z.B.: Geomagnetik und Geoelektrik)
quellen
Quellen
  • Geoarchäologische Prospektion in Olympia:

http://www2.geog.uni-heidelberg.de/physio/forschung/olympia.htm

  • Geoelektrik

http://psi.physik.kit.edu/241.php

  • Geophysikalische Untersuchungsmethoden in der Archäologie

http://pzp.de/geophysikalische-untersuchungsmethoden-in-der-archaeologie.html

  • Archäologische Forschungen in Nußdorf-Debant

http://www.uibk.ac.at/klassische-archaeologie/Grabungen/archaeologische-forschungen- nussdorf-debant/nussdorf.html

  • Archäologische Prospektion in Fidvár bei Vráble, Slowakai

http://www.vfg.uni-wuerzburg.de/forschung/projekte/fidvar_bei_vrable_slowakei/#c81178

  • Thermische Prospektion

http://www.archaeopro.de/archaeopro/PDF/ThP.pdf

  • Volumenvisualisierung von Georadardaten

http://pille.iwr.uni-heidelberg.de/~volumen03/

ad