Počátky geofyzikálních měření v archeologii ve světě a u nás

1946 – první geofyzikální měření na archeologické lokalitě Dorchester – geoelektrický odporový průzkum (Atkinson - UK)

1950 - první pokus s aplikací geofyzikálních metod při archeologickém výzkumu na Staré Kouřimi (Šolle) – geoelektrický odporový průzkum (Běhounek)

1950-1952 – Koněprusy – zkušební měření při archeologickém výzkumu

jeskyně Zlatý kůň u Koněprus (Prošek) – geoelektrický odporový průzkum (Hrdlička)

od konce 50. let 20. stol. – raná geofyzikální měření na archeologických

lokalitách (Aitken, Clark– UK; Haml-Fritch – A; Hesse – F; Linigton – I; Scollar - D)

od 60. let 20. stol. – první systematické geofyzikální průzkumy archeologických lokalit – např. Kouřim-sv. Jiří (Šolle-Hrdlička), Makotřasy (Pleslová-Štiková-

Linigton), Pražský hrad (Hrdlička), Sezimovo Ústí (Richter-Bárta), Třísov (Šilhová-Pavlík), Vyšehrad (Nechvátal-Bárta), Závist (Linington),

od 2. pol. 70. let – IRB a systematické plošné geofyzikální průzkumy

archeologických lokalit – např. Bylany (Pavlů-Marek), Makotřasy (Pleslová- Štiková-Marek), Tisová (Richter-Marek), Vinoř (Richterová-Bárta), J. Hradec (Durdík-Čečelín), Lochenice (Sigl-Marek), Pražský hrad (Bárta), Velim (Vávra- Bárta)

od poč. 90. let 20. stol. – plošné magnetometrické průzkumy – výkonné magnetometry (Becker, Benech, Fassbinder, Gaffney, Herbich, Linford, Missiewicz, Neubauer, Tirpák, von der Osten, Schmidt…..)

od pol. 90. let 20. stol. – rozvoj přístrojového vybavení na pracovištích u nás (M, O, EM, T, G, R – Majer, Křivánek)

od poč. 21. stol. – rozvoj radarů a softwarových zpracování dat (Goodman, Leckerbush, Linfort, Meyer, Neubauer, Nishimura, Piro, …..)

PŘEHLED GEOFYZIKÁLNÍCH METOD VČETNĚ HLAVNÍCH OBLASTÍ JEJICH VYUŽITÍ                                                

Gravimetrie – sledování tíhového pole Země (geodezie, fyzika Země) a rozložení hmot s rozdílnými hustotami v zemské kůře (geologický průzkum, ložisková geologie), mikrogravimetrická měření (hornictví, archeologie)

Magnetomerie – sledování geomagnetického pole Země (fyzika Země), regionálních i lokálních poruch geomagnetického pole (geologický průzkum, inženýrská, strukturní i ložisková geologie, archeologie), laboratorní magnetometrická měření (paleomagnetický výzkum, archeomagnetický výzkum)

Radiometrie – sledování přirozené radioaktivity (geologický průzkum, inženýrská a ložisková geologie, hydrogeologie, ochrana životního prostředí, ojediněle archeologie), měření vzbuzených polí jaderného záření laboratorní radiometrická měření (geologický průzkum, ložisková geologie, hydrogeologie, hornictví, energetika)

Geotermické metody – sledování teplotního pole Země (fyzika Země) a lokálních poruch geotermického pole (strukturní geologie, vulkanologie, hydrogeologie, archeologie)

Geoelektrické metody – stejnosměrné metody pro sledování odporových a potenciálových změn (geologický průzkum, strukturní i ložisková geologie, ochrana životního prostředí, archeologie), elektrochemické metody (ložisková geologie), elektromagnetické metody pro bezkontaktní sledování elektromagnetických polí (geologický průzkum, inženýrská, strukturní i ložisková geologie, ochrana životního prostředí, archeologie)

Seismické metody - sledování průběhu uměle vyvolaných elastických vln (fyzika Země, strukturní geologie), reflexní seismika (geologický průzkum, inženýrská, strukturní i ložisková geologie), refrakční seismika (geologický průzkum, inženýrská a ložisková geologie, hornictví, ochrana životního prostředí, ojediněle archeologie)

Geofyzikální metody ve vrtech (geologický průzkum, hydrogeologie)

Aerogeofyzikální metody (geofyzikální průzkum, strukturní a ložisková geologie)

NEJČASTĚJI SLEDOVANÉ FYZIKÁLNÍ VELIČINY PŘI GEOFYZIKÁLNÍCH MĚŘENÍCH V ARCHEOLOGII

Magnetometrické metody - absolutní hodnota geomagnetického pole T [nT]

- gradient/lokální geomagnetické pole ΔT [nT/m]

-   zdánlivá/objemová magnetická susceptibilita κ [n.10^-4 SI]

Geoelektrické metody - zdánlivý měrný odpor ρ_z [Ω m]

Elektromagnetické metody - měrný odpor ρ [Ω m]

-   měrná vodivost γ [mS/m]

-   intenzita magnetického pole H [A/m]

-   magnetická susceptibilita κ [n.10^-4 SI]

Radar - čas odražených vln v prostředí t [ns]

 Gravimetrie - tíhové zrychlení g [kg/m³] 

- hustota ρ [m/s²]

 Seismické metody - rychlost šíření elastických vln v prostředí v [m/s]

 Geotermické metody - teplota t [ ^°C]

- teplotní gradient G [ ^°C/m]

Radiometrické metody - koncentrace radioaktivních prvků Q u K [%], U

[ppm], Th [ppm]

PŘÍPRAVA MĚŘENÍ

-   cíl plánovaného/požadovaného geofyzikálního průzkumu

-   dosavadní  archeologické informace o lokalitě (výzkumy, sběry, letecké snímky, výsledky jiných metod archeologického průzkumu,…)

-   informace      o    prostředí      lokality     (geologie      oblasti,     pedologické     poměry, historické mapy, současný reliéf a pokryv, …)

-   informace o současném stavu prostředí na lokalitě i v blízkém okolí (rušivé vlivy, novodobé aktivity na ploše, stav dochování původního terénu,…)

-   výběr vhodné metody (metod) geofyzikálního průzkumu

TERÉNNÍ PRÁCE

-    výběr vhodné metodiky geofyzikálního průzkumu (orientace profilů, síť měření, hustota měřených bodů)

-    vytyčení zájmové plochy (geodetické zaměření, GPS, synchronizace s plány výzkumu, …)

-    testovací      geofyzikální       měření     (úprava      metodiky,      posouzení     rentability průzkumu, …)

-    systematický geofyzikální průzkum (při vícedenních měřeních průběžné dílčí výskedky, …)

-    detailní     geofyzikální       průzkum/výzkum   (opakovaný  podrobné měření vybraných částí ploch,       nejzajímavější archeologické situace, …)

-   odebíraní vzorků pro laboratorní geofyzikální měření

ZPRACOVÁNÍ DAT

-   přehrávání dat (zálohování, úpravy dat před zpracováním)

-   počítačové zpracování (geofyzikální/geodetické softwary, GIS, …)

-   výstupy (mapy, profily, pseudořezy, 3D, modelování, …)

-   interpretace      výsledků      (jednoznačnost       geofyzikálního       výkladu     výsledků, nejednoznačnost archeologického výkladu anomálií)

VYUŽITÍ VÝSLEDKŮ

-   samostatné presentace výstupů (archeologie, památková péče, …)

-   propojení výsledků s dalšími metodami archeologického průzkumu i výzkumu (komplexní výsledky, ověření výsledků, …)

-    návrh dalšího postupu průzkumu lokality (doplňková měření, jiné metody a metodiky průzkumu, …)

Podmínky a předpoklady měření, stav a rozsah sledovaného území, cíle průzkumu

Podmíny a předpoklady geofyzikálních měření

-       dostatečné      podpovrchové       dochování      antropogenních       objektů,     aktivit   či předmětů in situ

-     odlišnost hodnot sledovaných fyzikálních veličin acheologických objektů a situací od podloží resp. okolního prostředí

-    reliéf, sklon, pokryv, stav a způsob současného resp. novodobého využívání terénu

-     možnost eliminace ploch resp. prostoru s novodobými antropogenními zásahy do terénu a jinými rušivými vlivy

-    homogenita, mocnost, typ půdního horizontu i charakter půdních procesů v regionu

-    variabilita, homogentita, způsob geologické stavby území včetně dalších geologických procesů v regionu

Stav a rozsah území

-    dosavadní výsledky archeologických  výzkumů i průzkumů na sledované lokalitě

-    prostorové vymezení ploch předchozích archeologických výzkumů i jiných úprav terénu

-    současná i dřívější (zaniklá) parcelace, způsob členění i využívání území

-   plány inž. sítí resp. zaniklé novodobé zástavby či jiných aktivit na ploše

Cíle průzkumu

-   geofyzikální prospekce (prvotní průzkum, plošné ověření pravděpodobného rozsahu či hustoty osídlení)

-   cílený geofyzikální průzkum (plošné ověření pokračování zjištěného osídlení, podrobné vysledování dalších objektů v okolí výzkumu)

-   doplňkový geofyzikální průzkum (podrobné vysledování pokračování zjištěných objektů, detailní dohledání a rozlišení jednotlivých objektů a situací nebo aktivit)

Druhy známých a předpokládaných antropogenních objektů a aktivit na lokalitě

Neopevněná sídliště

-     izometrické zahloubené sídlištní objekty větších rozměrů - několik metrů (domy, polozemnice, hliníky, jámy) M (EO)

-    izometrické zahloubené sídlištní objekty menších rozměrů - 1 m a menší (kůlové jámy, jamky) M

-    izometrické zahloubené objekty menších rozměrů s jiným způsobem využití (hroby v jamách) M (EO,EM,DK)

-   drobné liniové zahloubené objekty (žlábky) M

-    ohniště a výrobní objekty (chlebové, hrnčířské, železářské pece, haldy) M

(DK)

Opevněná sídliště

-   liniová zahloubená ohrazení (žlaby, jednoduché příkopy) M (EO,EM) Hradiště

-     liniové systémy opevnění se zahloubenými objekty (příkopy, palisády) i pův. nadzemními objekty různé konstrukce (valy, hradby) M,EO (EM)

-    objekty úzce spojené se systémy opevnění (brány, vstupy) M,EO

-   komunikace EO (EM,R,M) Tvrziště

-   sídlištní objekty s kamennou konstrukcí (objekty tvrzí) EO,EM,R (M) Města, hrady

-    sídlištní objekty zděné (domy, hosp. budovy) R,EM,EO (M)

-    liniové systémy opevnění s kamennou konskrukcí (zdi, hradby) EO,EM (R,M)

-    podpovrchové nezaplněné objekty a prostory s kamennou konstrukcí (sklepy, chodby, studny) G,EO,T (EM,R,S)

-    komunikace s kamennou konstrukcí (dlážděné cesty) EM,R (EO)

-      výrobní objekty s kamennou konstrukcí (pece, hrnčířské dílny, kovárny) M (DK)

NEOPEVNĚNÁ I OPEVNĚNÁ SÍDLIŠTĚ, HRADIŠTĚ, TVRZIŠTĚ, MĚSTA APOD. 

Magnetomerie                                                                                         (pravěk,RS,VS,NO)

-    vyhledávání a rozlišení zahloubených objektů různých rozměrů

-    vyhledávání, prokázání a přesné rozlišení výrobních objektů na sídlištích

-        prokázání a rozlišení objektů nebo jejich částí s teplotně namáhanými (vypálenými) materiály na sídlištích i ve městech

-    vysledování, prokázání a podrobný průzkum zahloubených příkopů, ohrazení i celých systémů opevnění sídlišť, hradišť, tvrzišť, hradů i měst

Geoelektrické odporové metody                                          (pravěk,RS,VS,NO)

-    vyhledávání a rozlišení objektů zděných a s kamennou konstrukcí

-     vysledování a podrobný průzkum systémů opevnění s pův. nadzemní částí u hradišť, tvrzišť, hradů i měst

-    vyhledávání podpovrchově nezaplněných objektů a dutých prostor

-    rozlišení zahloubených objektů (a aktivit) větších rozměrů

Elektromagnetické metody                                                  (pravěk,RS,VS,NO)

-    vyhledávání a rozlišení objektů zděných a s kamennou konstrukcí

-    průzkum ve vícevrstevné složité archeologické situaci hradů a měst

-   průzkum komunikací/ploch s kam. konstrukcí na hradech a ve městech

Radar                                                                                     (VS,NO)

-       vyhledávání a rozlišení (i nezaplněných) objektů zděných a s kamennou konstrukcí

-      prokázání a průzkum sídlištních objektů či reliéfu podloží ve vícevrstevné složité archeologické situaci hradů a měst

-   průzkum komunikací/ploch i terénních elevací s kam. konstrukcí 

Gravimetrie a Geotermické metody                                     (VS,NO)

-    vyhledávání podpovrchově nezaplněných objektů a dutých prostor