Projekt nedestruktivního archeologického výzkumu

III. 2. 2. Archeogeofyzika

 

obr_041obr_042

je speciální odvětví užité geofyziky, které je zaměřeno na nedestruktivní bezkontaktní vyhledávání převážně nemovitých archeologických pramenů umístěných na povrchu terénu a/nebo ukrytých pod jeho povrchem. K tomuto účelu používá přístroje, které měří určitý typ fyzikálního pole v povrchových vrstvách terénu a jeho nepravidelnosti (nehomogenity, anomálie), způsobené existencí objektů archeologického původu.

V archeogeofyzice došlo v poslední době k zásadním inovacím, které významně zvýšily efektivitu tohoto druhu výzkumu. Pomineme-li již relativně dávnou první „revoluci“, jíž v devadesátých letech znamenal příchod cesiových magnetometrů, pak další progresivní navýšení potenciálu geofyziky, resp. efektivity v oblasti sběru dat nabízí archeologii uvedení přístrojů, označovaných obvykle jako AMP a ARP (Automatic Magnetic Profiler, resp. Automatic Resistivity Profiler), které při udržení dosavadní kvality naměřených dat zásadním způsobem zvyšují rychlost jejich sběru.

V případě aplikace geofyzikálních metod v archeologii můžeme vyhledávat takové podpovrchové archeologické (i jiné) situace, které se při optimálních podmínkách průzkumu projevují (přímo či nepřímo) fyzikálně odlišnými vlastnostmi oproti okolnímu prostředí, resp. podloží. Úspěšnost jakéhokoli archeogeofyzikálního průzkumu pak obecně závisí především od míry podpovrchového zachování archeologických situací in situ, aktuálního stavu využívání i charakteru terénů archeologické lokality. Zásadní předpoklady pro výběr vhodné konkrétní geofyzikální metody (kombinace metod) jsou pak již více specifické a mohou být kupř. ovlivněny jak charakterem vyhledávaných (předpokládaných) situací a typem lokality, tak množstvím (magnetických, elektromagnetických i dalších) rušivých vlivů, rozsahem terénních úprav či stavem archeologického výzkumu na lokalitě. Podobně jako v případě dálkového průzkumu hrají i u geofyzikální prospekce významnou roli půdní a geologické podmínky zkoumaného území.

V archeologických aplikacích se v našem prostředí nejvíce uplatňují dva druhy geofyzikálního průzkumu. Prvním z nich je magnetometrie, jíž se pomocí přístrojů (tzv. magnetometrů) měří lokální změny magnetického pole indikující pod povrchem ukrytý objekt, resp. tzv. zdánlivé měrné napětí. Uplatnění této metody je velmi široké, protože slouží k identifikaci a dokumentaci absolutně nejčastějšího druhu nemovité archeologické památky pravěkých sídelních areálů – zahloubeného objektu (hrobové, odpadní, zásobní jámy, příkopy, zahloubená obydlí – zemnice aj.). Jedná se o objekty, jejichž přítomnost je magnetometrem detekovatelná pomocí jejich tzv. ekofaktových vlastností, tedy druhotných hlinitých výplní, jejichž fyzikální (a také chemické) vlastnosti jsou odlišné od vlastností okolního rostlého podloží. Tento rozdíl se mimo jiné projevuje odlišnými hodnotami jejich magnetického pole. Kromě těchto památek slouží magnetometry k odhalování takových objektů, které prošly vysokými teplotami (buď různá výrobní zařízení, např. pece, anebo objekty, které zanikly požárem; obr. 41 – 42). Podobný význam jako magnetometrie má geoelektrická odporová metoda, která je určena k měření zdánlivého měrného odporu. Prostřednictvím speciálních přístrojů je tato metoda s úspěchem využívána při měření objektů, jejichž součástí je kámen. Jedná se především o kamenné konstrukce pod zemí ukrytých staveb, o destruované součásti pravěkých a raně středověkých fortifikací někdejších hradišť a o pláště mohyl – pohřebních objektů zachovaných v částečně destruované podobě na povrchu terénu.

Pokud jde o frekvenci ve využití dalších geofyzikálních metod, stále častěji se uvedeným dvěma metodám i u nás přibližuje použití georadaru (tzv. ground penetrating radar – GPR, obr. 42), který pomocí tzv. časových řezů dokumentuje situaci pod povrchem země (v závislosti na skalním podloží až do hloubky několika metrů). K detekci a dokumentaci využívá radar svého vlastního zdroje záření – radiových vln a měří dobu, která uplyne mezi emisí těchto vln, jejich odrazem od překážky a návratem do radarového přijímače odražených impulsů. Zatímco běžně se využívají především přístroje s jednou anténou, umožňuje použití georadaru s více anténami dosažení lepších výsledků, resp. dokonalejších digitálních 3D modelů podpovrchových struktur, objektů a destrukcí.

Samostatnou kapitolu tvoří průzkum pomocí detektorů kovů (indukčních hledačů), které však obvykle nebývají považovány za součást archeogeofyziky, ačkoli technicky vzato i tento způsob detekce památek je postupem založeným geofyzikálních principech.[42]

Využitelnost v projektu
V případě projektu hradiště Šárka lze odhadnout, že právě nedestruktivní metody geofyzikálního průzkumu se v něm uplatní v největší míře. Se zřetelem na charakter lokality se jako účinné jeví použití všech tří výše popsaných metod, a to jak samostatně, tak na některých místech ve vzájemné kombinaci. Největší plochu pokryje měření pomocí magnetometru (použit může být vícekanálový fluxgate gradiometr Sensys, ve vlastnictví AÚ), které na základě jím dosažených výsledků bude na vytipovaných plochách následováno průzkumem pomocí georadaru. Spolu s geoelektrickou odporovou metodou (aparatura pro měření zdánlivého měrného odporu RM-15/Geosccan, ve vlastnictví AÚ) se georadar může uplatnit také při výzkumu šáreckého opevnění (pozůstatky vnitřní konstrukce valů a jejich destrukce mimo jejich reliéfně zachovaný průběh; identifikace příkopu). Všechny uvedené přístroje jsou k výzkumu na Šárce v tuzemsku dostupná a měření s nimi by bylo zajištěno specialisty uplatňující je dlouhodobě při archeologických výzkumech.

Několik poznámek je nutné připojit k potenciálu georadarového průzkumu. U nás je v archeologii prozatím uplatňováno profilové měření (v rozestupech obvykle 0,5–1m) pomocí radaru s jednou anténou, z nichž je možné pořizovat 2D plány měřených situací a při použití speciálního softwaru (např. Radan) z řezů vytvářet odvozené trojrozměrné výstupy. Konkrétně může být použit přístroj Cobra-WIFI II GPR/Radarteam (ve vlastnictví AÚ) a/nebo georadar zn. Mala (ve vlastnictví ČVUT) s možností použít anténu 200MHz, 400Mhz a 1,6GHz (hloubky 6m, 2m). Měření plochy 1ha = 100-200 profilů, terénní měření v délce několika dní, zpracování dat 2-3 týdny (obr. 43). Lepších výsledků lze ale dosáhnout aplikací georadaru snímajícího situaci pod terénem pomocí více antén. Výstupy z měřených míst jsou k dispozici jednak v podobě řezů, zobrazujících situaci pod zemí v různých hloubkách, jednak v podobě realistických 3D modelů. Je ale třeba připomenout, že cena těchto typů georadaru je velmi vysoká, takže ani v zahraničí jimi obvykle nedisponují vyspělé archeologické instituce, nýbrž průzkum jejich prostřednictvím zadávají speciálně zaměřeným státním a soukromým společnostem; cena za tyto průzkumy (resp. za výsledná data) je i tak výrazně vyšší, než je cena všech ostatních typů archeogeofyzikálního měření. V případě, že by se v šáreckém projektu mělo takovéto zařízení využít, je možné se obrátit na konkrétní subjekty, které se úspěšně etablovaly v georadarovém měření archeologických lokalit v Itálii, Rakousku, Německu a na Slovensku (finanční náročnost viz následující kap.). Zdůraznit je zároveň třeba skutečnost, že tato sofistikovaná radarová zařízení se nejlépe uplatňují při výzkumech lokalit, ukrývajících pod povrchem stavební (zděné, kamenné) památky (většinou uspořádané do pravidelné uliční sítě), tedy při výzkumech starověkých (antických) či středověkých městských celků a vícefázových solitérních objektů (např. kláštery, opevňovací systémy, přístavy apod., viz obr. 42). Je tedy evidentní, že i když připustíme málo pravděpodobnou možnost detekce zcela neočekávaných archeologických situací, výsledný efekt těchto cenově náročných aplikací je v případě lokality jakou je raně středověké hradiště situované ve střední Evropě, tedy mimo klasickou zónu civilizačně vyspělých společností, vysoce diskutabilní a je plně legitimní se ptát (a to i s ohledem na dlouhodobě uplatňovanou orbu a erozi, jimž byl areál hradiště vystaven), zda vůbec uvažovat o jejich zařazení do projektu uvažovat.

Finanční náklady (v Kč)
Magnetometrický průzkum (AÚ): terénní měření 1ha/den (8 hodin) = 3.416 (hodinová mzda 427 x 8) + 270 (cestovní náklady, resp. phm) + 2.500 (amortizace, resp. náklady na nákup baterií, údržbu geofyzikálních přístrojů, použití licencovaných softwarů pro zpracování měřených dat apod.) + 3.416 (zpracování dat – 1 den/8 hodin), tj. celkem 9.612 za změřená a zpracovaná data z plochy 1 ha.
Geoelektrické odporové měření (AÚ): terénní měření 1ha/4 dny (32 hodin) = 13.664 (hodinová mzda 427 x 32) + 270 (cestovní náklady) + 2.500 (amortizace, resp. náklady na nákup baterií, údržbu geofyzikálních přístrojů, použití licencovaných softwarů pro zpracování měřených dat apod.) + 6.832 (zpracování dat – 2 dny/16 hodin), tj. celkem 23.266 za změřená a zpracovaná data z plochy 1 ha.
Georadarové měření (ČVUT): Změřená a zpracovaná data z plochy 1 ha: 50.000 – 60.000 Kč.
Georadarové měření s více anténami umožňující generování kvalitních 3D výstupů a animací (v případě pozitivních výsledků, tj. zachycení např. stavebních konstrukcí):
1. KOLEJCONSULT & servis s.r.o. Brno: 490 000 Kč (bez DPH) za 1 ha plochy, proměření v síti 0,5 x 0,5m, což zajistí celoplošné pokrytí a získání datového objemu dostatečného pro generování kvalitních výsledků. Cenový odhad je nicméně velmi předběžný a bylo by nutné jej dále upřesňovat podle konkrétního zadání a případných již dostupných poznatků o lokalitě.
2. GEOSTUDI (Itálie,): společnost dlouhodobě spolupracující na archeologických výzkumech univerzity v Sieně. Cena za 1 ha změřené plochy přístrojem IDS Stream GPR včetně zpracování a vyhodnocení dat (platí v případě měření celé plochy hradiště, tj. 25ha): cca 30.000 Kč (1.100 Euro), tj. celkem cca 740.000 Kč (27.500 Euro) + cca 80.000 Kč (3.000 Euro) za cestovní výlohy (phm, stravné a ubytování pro 2-3 geofyziky na 5-7 dní), tj. celkem 820.000 Kč (všechny uvedené ceny jsou bez DPH/VAT !!!). Není zatím jasné, kolik by GEOSTUDI účtovaly za 1ha při změření pouze několikahektarové plochy (pravděpodobně o 30-50 % více).

(konec kapitoly)

 

Comments are closed