Prospekcja przedwykopaliskowa

Fotografia lotnicza:

• pierwsze zastosowanie – zdjęcia Stonehenge (P. H. Sharpe, 1906)

• w Polsce J. Kostrzewski, Z. Rajewski i W. Koćka

• zdjęcia pionowe i ukośne

• wysokość 150 -1200m

• oś optyczna aparatu prostopadła do powierzchni ziemi

• stereofotogrametria umożliwia oglądanie dwóch płaskich obrazów jako modelu przestrzennego; jeśli dwa kolejne zdjęcia (stereogramy) nachodzą na siebie w około 60% można stworzyć trójwymiarowe odwzorowanie

• zdjęcia wykonywane we wczesnych godzinach rannych lub późnym popołudniem

• znamiona (wyznaczniki)

1. cieniste

2. wegetacyjne

3. higroskopijne (zróżnicowane zabarwienie gleby).

Geofizyczne metody prospekcji:

• pasywne (magnetyczna i grawimetryczna) i aktywne (elektrooporowa, elektromagnetyczna i sejsmiczna)

• metoda elektrooporowa

1. wykorzystuje zjawisko różnego przewodnictwo prądu elektrycznego w badanych utworach geologicznych

2. gleba i glina (oporność rzędu 1-10Ω-m), skały porowate (100-1000Ω-m) skały nieporowate (103-106Ω-m)

3. obiekty o dużej oporności wywołują dodatnie anomalie, o małej – ujemne

4. używa się czterech elektrod wbijanych w ziemię (dwóch skrajnych i dwóch potencjałowych)

5. wraz ze wzrostem głębokości wbijania elektrod wzrasta prawdopodobieństwo błędu

• metoda magnetyczna

1. wykorzystuje zjawisko anomalii magnetycznych wywołanych przez obecność skupisk ferromagnetyków (obiekty żelazne), substancje o termicznej magnetyzacji szczątkowej (utrwalone linie pola magnetycznego – glina, przepalona ceramika) oraz różną podatność magnetyczną poszczególnych substancji (zdolność do zmian namagnesowania substancji pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego)

2. siatki pomiarowe

3. użycie magnetometru

4. najlepsze wyniki uzyskuje się na głębokości 1m

5. izolinie – linie łączące punkty o tym samym natężeniu pola magnetycznego

6. inklinacja magnetyczna (przesunięcie zarejestrowanej anomalii).

• metoda elektromagnetyczna

1. generowanie sygnałów w paśmie 0,4-10kHz

2. wzbudzone pole magnetyczne wywołuje w gruncie powstanie prądu elektrycznego o cechach zbliżonych do stosowanego w badaniach elektrooporowych

3. odległość między nadajnikiem a odbiornikiem jest stała (niemożliwe jest dokonywanie pomiarów na różnych głębokościach)

4. badania na głębokości do 60m

5. nie jest konieczny kontakt aparatury z gruntem

6. GPR (Ground Penetrating Radar) – zastosowanie urządzenia rytmiczne emitującego energię elektromagnetyczną w postaci drgań o niskiej częstotliwości; aparatura odbiorcza rejestruje odbite echo i porównuje z wysłanym sygnałem

• metoda sejsmiczna

1. wywoływanie fal sejsmicznych

2. badanie czasu rozchodzenia i odkształcania się fal w różniących się sprężystością ośrodkach przez które przechodzi fala

3. fale sejsmiczne wzbudza się uderzając w metalowe płyty młotem o wadze 10-20kg

4. geofony – aparaty odbiorcze

• metoda grawimetryczna

1. badanie zmian przyspieszenia grawitacyjnego poszczególnych obiektów

2. dokonywanie pomiarów w ramach siatki pomiarowej w odniesieniu do bazowego punktu obserwacji

3. lokalizacja pustych przestrzeni znajdujących się pod powierzchnią gruntu.

Datowanie względne

Metoda stratygraficzna:

• zasada superpozycji (nadległości)

• „stratygrafia pozioma” – przecinanie się obiektów na tym samym poziomie, brak zalegających nad sobą warstw kulturowych

• „stratygrafia horyzontalna” – grupowanie się obiektów zbliżonych chronologicznie w określonych częściach stanowisk (np. cmentarzyska).

Metody typologiczna i porównawcza:

• inspiracja do powstania typologii – „O pochodzeniu gatunków” Darwina (1859)

• ewolucja zabytków

• założenia typologii: 1. artefakty z danego obszaru, charakteryzujące się tymi samymi cechami (kształt, sposób wykonania, dekoracja) są sobie współczesne; 2. zmiany „stylu” wykonania następują powoli i stopniowo, prowadząc do powstania coraz doskonalszych form

• z typologii wywodzi się metoda porównawcza

• metoda porównawcza skupia się na poszukiwaniu dobrze datowanych analogii do zabytku, którego wiek chcemy określić

• dzięki metodzie porównawczej udało się wydatować ceramikę attycką z dokładnością do pięciu lat.

Seriacje:

• wprowadzone przez F. Petriego

• dwa rodzaje seriacji

• pierwszy rodzaj seriacji zakłada występowanie co najmniej jednego wspólnego elementu w serii; serie powinny być możliwie najkrótsze

• drugi rodzaj seriacji polega na ustaleniu sekwencji chronologicznych poszczególnych typów zabytków na podstawie zmian ich występowania w czasie; stosowany głównie do datowania ceramiki; zakłada się, że każdy styl ceramiczny stopniowo staje się coraz szerzej stosowany, a potem zamiera, oraz że na różnych stanowiskach proces ten przebiega w podobnym tempie.

Metoda numizmatyczna, datowanie za pomocą importów, paleografia:

• w przypadku datowania monetami mamy do czynienia jedynie z terminus post quem: warstwa w której moneta została znaleziona nie może być wcześniejsza niż data emisji monety lub panowanie władcy, wymienionego w inskrypcji

• zakłócenia, zarówno w datowaniu m. numizmatyczną, jak i za pomocą importów, są wywołanie możliwością dłuższego okresu funkcjonowania zabytku, zanim ten dostał się do warstwy archeologicznej

• paleografia – nauka zajmująca się m. in. badaniem rozwoju cech graficznych pisma, jego typów i odmianą (przydatna w określaniu przybliżonego czasu powstania przekazów pisanych).

Paleobotanika i paleozoologia:

• badania prowadzą do odtworzenia dawnej flory i fauny, a więc pośrednio klimatu

• paleobotanika

1. analizy pyłkowe (palinologiczne)

2. analizy makroszczątków (nasiona, owoce, liście, drewno)

• palinologia – opracowana przez L. von Posta (1916) i zastosowana po raz pierwszy do badania torfowisk w południowej Szwecji

• badania możliwe dzięki ogromnemu zróżnicowaniu kształtów pyłków oraz dobremu zachowaniu zewnętrznej części błony komórkowej w zbiornikach wodnych

• badania palinologiczne we wschodniej Afryce – nawet do 3 milionów lat

• próbki (o objętości pudełka zapałek) przechowywane w szczelnie zamkniętych opakowaniach, w chłodnym i suchym pomieszczeniu

• diagramy pyłkowe

• makroszczątki używane w badaniach paleobotanicznych: pancerzyki okrzemek, pozostałości glonów i grzybów (w tym wypadku próbki należy chronić przed rozkruszeniem i wysychaniem)

• paleozoologia: badanie szczątków pierwotniaków, mięczaków, skorupiaków, owadów oraz kręgowców.

Datowanie bezwzględne

Radiowęglowa metoda datowania (chronometria radiowęglowa):

• opracowana przez W. F. Libby’ego (Nobel w 1960)

• analiza zawartości izotopu ¹⁴C, który powstaje w górnych warstwach atmosfery pod wpływem bombardowania atomów azotu neutronami w badanych próbkach

• założenie: zawartość izotopu jest relatywnie stała

• ¹⁴C łączy się z tlenem twoją CO₂, który z kolei jest asymilowany przez rośliny i jako pożywienie dostaje się do organizmów zwierzęcych

• podczas gdy organizm jest żywy, zawartość izotopu pozostaje niezmienna (braki są systematycznie uzupełniane), po śmierci spada

• datowanie wszelkich materiałów organicznych oraz nieorganicznych zawierających węgiel (nacieki jaskiniowe, zaprawy wapienne)

• wielkość próbki: od dziesiątych części miligrama do około pięciu gramów

• czas połowicznego rozpadu izotopu: 5568 lat

• wahania statystyczne, użycie krzywej Gaussa (dopuszczalny błąd pomiaru)

• rozbieżności między datami radiowęglowymi i kalendarzowymi powstają na skutek zmian zawartości izotopu w atmosferze (zmiany aktywności Słońca)

• krzywe kalibracyjne (dendrochronologia)

• zasięg metody radiowęglowej: 50 000 lat

• precyzyjne krzywe kalibracyjne: 10 000 lat (metodą uranowo-torową na Barbadosie uzyskano krzywą do 30 000 lat)

• czynniki zaburzające wyniki datowania:

1. „efekt przemysłowy”

2. wybuchy radioaktywne

3. różnice w zawartości izotopu w żywych organizmach

4. wysokość nad poziomem morza

5. zanieczyszczenia

6. błędy urządzeń pomiarowych

• wysuszone próbki muszą być przechowywane w torebkach polietylenowych (nie papierowych!) lub opakowaniach szklanych lub metalowych, z odciętym dopływem światła

• metoda AMS (Accelerator Mass Spectrometry) – zliczanie atomów węgla w próbce.

Metoda termoluminescencyjna:

• zastosowanie przede wszystkim przy datowaniu ceramiki

• datowanie możliwe dzięki obecności ziaren kwarcu i skaleni, oraz śladowej ilości pierwiastków promieniotwórczych w ceramice

• magazynowanie energii w strukturach krystalicznych (promieniowanie α, β oraz γ)

• pochłonięta energia wzrasta w stałym tempie w ciągu roku

• wiek próbki otrzymuje się przez podzielenie dawki pochłoniętej przez dawkę roczną

• podgrzanie próbki do temperatury powyżej 500°C (uwolnienie energii w formie światła jest nazywane termoluminescencją)

• wymagana znajomość wilgoci podczas zalegania próbki

• tylko próbki zalegające głębiej niż 50cm

• datowane mogą być także krzemienie, nacieki jaskiniowe

• zasięg: 500 000 lat

• uzyskuje się dokładność rzędu 5-10%.

Dendrochronologia:

• rozwinięta na potrzeby archeologii przez A. E. Douglassa

• jedna z najdokładniejszych metod datowania

• zliczanie pierścieni drzew

• dąb i sosna – najbardziej wyraźne przyrosty

• dendrochronologiczne skale czasu

• drzewa długowieczne: sosna oścista (Góry Skaliste), sekwoja, dąb

• metoda lokalna

• anomalie przyrostowe.

Inne

Archeozoologia:

• badane są przede wszystkim szkielety i zęby

• podstawowe kierunki badań:

1. identyfikacja zoologiczna

2. identyfikacja anatomiczna

3. określanie wieku i płci zwierząt

4. ocena cech morfologicznych

5. ilościowa ocena szczątków

6. rozpoznanie śladów na kościach (tafonomia)

• szkielety mięczaków (węglan wapnia) pH > 5,5.

Archeobotanika:

• badanie roślin związanych z życiem człowieka w przeszłości

• makroszczątki:

1. zmineralizowane lub zwęglone owoce, nasiona, pędy i liście

2. fragmenty drewna lub węgla drzewnego

3. odciski roślin, np. na ceramice lub polepie

• gatunki lokalne lub import

• fitolity – mikroskopijne drobiny krzemionki pochodzące z komórek roślinnych, które dobrze zachowują się wśród pozostałości archeologicznych (b. zróżnicowane).

Szczątki ludzkie:

• określenie płci jest możliwe dla osobników powyżej 16-18 lat

• wiek rekonstruowany jest poprawnie do 20 roku życia, potem granica błędu waha się od 5 do 10 lat

• wykrycie przebytych chorób i urazów

• informacje na temat diety

• grupa krwi może być określona do 30 000 lat wstecz

• związki rodowe (analiza DNA).

Traseologia:

• analiza śladów powstałych w czasie używania na wykonanych z różnych surowców narzędziach

• głównie narzędzia krzemienne i obsydianowe

• fitolity oraz ślady krwi.