Магнитная съемка (археология) - Magnetic survey (archaeology)

Магнитная съемка археологического памятника
Магнитно-градиентометрическая карта доисторических очагов огня
Магнитная съемка в замке Пембрук, проведенная Dyfed Archaeological Trust при финансовой поддержке Castle Studies Trust.

Магнитная съемка - один из многих методов археологической геофизики . Магнитные исследования фиксируют пространственные изменения магнитного поля Земли. В археологии магнитная съемка используется для обнаружения и картирования археологических артефактов и объектов . Магнитные исследования используются как в наземной, так и в морской археологии .

Обзор

Магнитометры, используемые в геофизических исследованиях, могут использовать один датчик для измерения общей напряженности магнитного поля или могут использовать два (иногда более) пространственно разделенных датчика для измерения градиента магнитного поля (разницы между датчиками). В большинстве археологических приложений предпочтительна последняя конфигурация (градиентометр), поскольку она обеспечивает лучшее разрешение небольших приповерхностных явлений. Магнитометры также могут использовать различные типы датчиков. Магнитометры прецессии протонов в значительной степени вытеснены более быстрыми и более чувствительными феррозондовыми и цезиевыми приборами.

Каждый вид материала обладает уникальными магнитными свойствами, даже те, которые мы не считаем «магнитными». Различные материалы под землей могут вызывать локальные возмущения в магнитном поле Земли, которые можно обнаружить с помощью чувствительных магнитометров. Главное ограничение магнитометрической съемки состоит в том, что малозаметные интересующие объекты могут быть скрыты из-за сильномагнитных геологических или современных материалов.

Наземные магнитные исследования

В земной археологии магнитные исследования обычно используются для подробного картирования археологических объектов на известных археологических объектах. В более редких случаях магнитометры используются для поисковых съемок с низким разрешением.

В земной археологии используются несколько типов магнитометров. Ранние обзоры, начиная с 1950-х годов, проводились с помощью магнитометров прецессии протонов . Сбор данных с помощью приборов для измерения прецессии протонов был медленным, что делало невозможным проведение исследований с высокой плотностью выборки. Данные были записаны вручную и нанесены на график. Последующее внедрение магнитометров Fluxgate и паров цезия улучшило чувствительность и значительно увеличило скорость отбора проб, что сделало практическую съемку с высоким разрешением на больших площадях. Не менее важным было развитие компьютеров для обработки, обработки и отображения больших наборов данных.

Магнитометры очень сильно реагируют на железо и сталь, кирпич, обгоревшую почву и многие типы горных пород, и археологические объекты, составленные из этих материалов, очень легко обнаруживаются. Там, где эти высокомагнитные материалы не встречаются, часто можно обнаружить очень тонкие аномалии, вызванные нарушенными почвами или разложившимися органическими материалами. С помощью магнитометров были успешно нанесены на карту многие типы мест и объектов, от очень эфемерных доисторических стоянок до крупных городских центров.

Магнитная съемка помогает доказать, что область исследования имеет потенциал для более подробных исследований и научных раскопок.

Морские магнитные исследования

Магнитная съемка чрезвычайно полезна при раскопках и исследовании подводных археологических памятников. Аппарат, используемый на воде, немного отличается от наземного. Морские магнитометры бывают двух типов: надводные и придонные. Оба буксируются на достаточное расстояние (около двух длин корабля) от корабля, чтобы они могли собирать данные, не будучи затронутыми магнитными свойствами корабля. Приводные магнитометры обеспечивают более широкий диапазон обнаружения, но имеют меньшую точность, чем придонные магнитометры.

Наиболее распространенным типом магнитометров, используемых для морской разведки, является феррозондовый магнитометр . В ферромагнитных магнитометрах используются два ферромагнитных сердечника, каждый из которых намотан на первичную катушку (в противоположных направлениях) и внешнюю вторичную катушку, прикрепленную к амперметру. Когда переменный ток (AC) проходит через первичные катушки, он создает два противоположных магнитных поля, интенсивность которых меняется в зависимости от внешних магнитных полей. Плавая их параллельно морскому дну, они могут измерять изменения магнитных полей над морским дном.

Другой распространенный тип - более новый магнитометр прецессии протона. В нем используется контейнер, полный жидкостей, богатых водородом (обычно керосина или метанола ), которые при возбуждении постоянным током (DC) или радиочастотой (RF) вызывают возбуждение электронов и передачу этой энергии протонам из-за Эффект Оверхаузера , по сути превращающий их в дипольные магниты. Когда стимул удален, протоны прецессируют со скоростью, которая может быть интерпретирована для определения магнитных сил области.

В морской археологии они часто используются для картографирования геологии мест затонувших кораблей и определения состава магнитных материалов, обнаруженных на морском дне. Магнитометр Оверхаузера (PPM) был использован в 2001 году для составления карты Себастоса (гавани Кесарии Маритима ) и помог идентифицировать компоненты римского бетона .

Аэромагнитная съемка

Измерение магнитного поля Земли - очень полезный инструмент при разведке полезных ископаемых , разведке нефти и геологическом картировании . Для покрытия больших площадей единообразными данными используются самолеты, такие как вертолеты , самолеты и дроны . Количество деталей зависит от высоты полета и плотности образца, а также от чувствительности прибора. Для обследований используются дроны, которые очень помогают в этом процессе.

Связанные методы

Магнитные свойства археологических материалов составляют основу ряда других археологических методов, в том числе:

дальнейшее чтение

  • Смекалова, Т.Н. Voss, O .; Смекалов, С.Л. (2008). Магнитная съемка в археологии. Более 10 лет использования градиентометра Overhauser GSM-19 . Wormianum.
  • Аспиналл, Арнольд; Гаффни, Крис; Шмидт, Армин (2008). Магнитометрия для археологов . Лэнхэм: АльтаМира Пресс.
  • Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии . Лондон, Великобритания: BT Batsford Ltd.

Рекомендации