21.05.2015
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Archäologische Prospektionsmethoden

Luftbildarchäologie - Spurensuche aus der Vogelperspektive

Vor einer archäologischen Ausgrabung sollte das Gelände eingehend mit einer oder mehreren Prospektionsmethoden untersucht werden. In der Regel werden verschiedene Methoden kombiniert werden, um ein aussagekräftiges Ergebnis zu garantieren.

Argentinien / Provinz La Pampa

Mit Hilfe der Luftbildarchäologie können an der Oberfläche nur bedingt zu erkennende oder nicht genau lokalisierbare Bodendenkmäler aufgrund verschiedener Bewuchs- und Bodenmerkmale sehr gut analysiert und dokumentiert werden.

Bewuchsmerkmale

Man unterscheidet hier zwei verschiedene Typen: Zum einen die negativen Bewuchsmerkmale von Pflanzen, die über Mauerwerk, Straßen oder sonstigen Steinsetzungen sichtbar sind und zum anderen positive Merkmale bei Pflanzen, die man bei wieder verfüllten, Eintiefungen (Gräben, Gruben) in den gewachsenen Boden findet. Diese zwei Typen sind während der Wachstumsphasen des Getreides unterschiedlich stark zu erkennen.

Archäologie, Luftbildarchäologie

In der ersten Phase, die vor und während der Wachstumsperiode des Getreides abläuft, sind negative Bewuchsmerkmale über Mauern, antiken Straßenzügen etc. in Form von gelben und im allgemeinen schlechter entwickelten Pflänzchen zu erkennen, wohingegen sich die Saat über verfüllten Gräben und Gruben besser entwickelt, d.h. dunkelgrün und sehr kräftig ist (positive Bewuchsmerkmale).

Archäologie, Luftbildarchäologie

Die Zeit während und kurz nach der Ährenschiebe stellt die zweite Phase dar. Hier ist die schlechtere Entwicklung der über Mauern wachsenden Pflanzen noch besser zu beobachten.

Archäologie, Luftbildarchäologie

Die Gelbfärbung ist zwar größtenteils verschwunden, doch ist ein Größenunterschied von bis zu 40cm im Vergleich zu den Pflanzen festzustellen, die auf verfüllten Bodeneintiefungen wachsen und denen somit mehr Humus und auch eine höhere Wasseraufnahmekapazität des Bodens zur Verfügung steht.

Archäologie, Luftbildarchäologie

Weiterhin wurde festgestellt, dass Getreidepflanzen, die über einer im Boden verborgenen Mauer wachsen, im Falle eines Windbruches meistens resistenter sind als Pflanzen, die daneben oder über einem verfüllten Graben wachsen. Das liegt daran, dass erstere aufgrund ihrer geringen Höhe dem Wind weniger Angriffsfläche bieten und auch die mit der geringeren Höhe verbundene, größere Stabilität spielt eine nicht unwesentliche Rolle.

Archäologie, Luftbildarchäologie
Archäologie, Luftbildarchäologie

In der Reifephase werden Pflanzen über Mauerwerk schneller reifen und somit auch früher gelb als das Getreide des restlichen Feldes. Dies ist besonders nach einem extrem trockenen Sommer zu bemerken. Sobald jedoch auch die Pflanzen des restlichen Feldes in die Reife übergegangen sind, sind nur noch Unterschiede in der Höhe der Pflanzen zu erkennen. Anders verhält es sich mit dem Getreide, das über Gräben wächst. Es bleibt länger grün, da ausreichend Wasser und Humus zur Verfügung stehen.

Abschließend bleibt noch zu sagen, dass diese Bewuchsmerkmale ausschließlich bei Feldfrüchten wie Gerste, Roggen, Weizen und Hafer festzustellen sind. Andere Pflanzen wie z.B. Obst, Weinreben, Kartoffeln oder Mais zeigen keine Reaktion, da diese in zu großen Abständen eingesäht werden.

Schattenmerkmale

Die Schattenmerkmale basieren im Prinzip auf den Bewuchsmerkmalen, die in der zweiten und dritten Phase des Wachstumsvorganges deutlich werden. Photographiert man während dieser Zeit bei einem tiefen Sonnenstand ein bestimmtes Gebiet, so werden zum einen die durch die unterschiedlichen Höhen der Getreidehalme entstehenden Schatten erkennbar, und zum anderen sieht man mehr oder weniger großflächige Geländeerhebungen (z.B. Tumuli) in einem sonst flachen Gebiet.

Archäologie, Luftbildarchäologie
Archäologie, Luftbildarchäologie

Feuchtigkeitsmerkmale

Nach einer Schneeschmelze oder einem starken Regenschauer lassen sich in Wasser speichernden Böden wie Löß und Lehm unterschiedlich starke Verdunstungsraten feststellen. So trocknen ungestörte Flächen relativ gleichmäßig aus - die Verfüllungsschichten ehemaliger Gräben speichern aufgrund ihres veränderten Wasserbindungsvermögens das Wasser länger.

Schneemerkmale

Im Winter kann man feststellen, dass nach einem Schneeschauer höher gelegene Geländeabschnitte schneefrei sind, da sich der Schnee aufgrund des Windes in Luv und Lee dieser Erhebung angesammelt hat. Genau auf die gleiche Weise werden Gräben mit Schnee verfüllt. Mit Hilfe der Schneemerkmale lassen sich vor allem Grabhügel sowie Befestigungsanlagen durch die Luftbildarchäologie erkennen.

Während der ersten Frostperioden des Winters taut der Schnee schneller über verfüllten Gräben, da die feinporige und feuchte Einfüllung eine stärkere gespeicherte Bodenwärme aufweist als der benachbarte ungestörte Boden. Umgekehrt kann man am Ende einer Kälteperiode feststellen, dass der Schnee über Gräben länger liegen bleibt, da sich dort im Laufe des Winters durch langen, tiefgreifenden Frost sozusagen ein Kältereservoir gebildet hat.

Bodenmerkmale

Archäologische Befunde zeichnen sich durch eine andere Farbe und eine andere Konsistenz des Bodens aus, der über dem Befund liegt, da hier die Bodenstruktur zum Teil tiefgreifend gestört ist. So sind zum Beispiel Brandschichten, Mauerzüge oder römischer Estrich aufgrund ihres anderen Erscheinungsbildes oft klar als andersfarbige Flächen vom umgebenen Boden zu unterscheiden.

Chemische Prospektion – Phosphatmethode

Rom

Bei der Phosphatmethode werden Erdproben eines bestimmten Gebietes auf ihren Phosphatgehalt hin untersucht. Man misst die unterschiedlich starke Anreicherung des Bodens mit Phosphaten (menschliche und tierische Fäkalien, Abfälle, Mahlzeitrückstände), die vom Menschen hier eingebracht wurden und kann dadurch Rückschlüsse auf eine unterschiedlich starke anthropogene Nutzung des Geländes ziehen und somit grob das antike Siedlungsareal bestimmen. Die Entnahme der Proben erfolgt in regelmäßigen Abständen in Form eines quadratischen Rastersystems, um eine repräsentative Aussage zu bekommen.

Diese Methode wird in naher Zukunft jedoch nicht mehr überall anwendbar sein, da sich wegen der rezenten Überdüngung der Äcker große Phosphatmengen im Boden angesammelt haben und antike Befunde nicht mehr klar zu lokalisieren sind.

Geomagnetische Prospektion

Magnetfeld und magnetische Pole der Erde

Die geomagnetische Prospektion basiert auf der Tatsache, dass Gesteine durch das Erdfeld verschieden stark magnetisiert werden. Der physikalische Grund für diese unterschiedliche Magnetisierbarkeit liegt im Atomaufbau der Elemente. Die Magnetisierbarkeit wird durch das Verhältnis der Intensität der Magnetisierung in diesem Stoff zu der Feldstärke des Feldes beschrieben, das diese Magnetisierung erzeugt. Den daraus resultierenden Wert nennt man Suszeptibilitätswert.

Bei der geomagnetischen Prospektion werden nun diese Werte verglichen, und man erkennt, dass Gräben und Gruben höhere Werte aufweisen als der gewachsene Boden. Dies ist dadurch zu erklären, dass das eingefüllte Material, das eine bis zu 100 mal höhere Magnetisierbarkeit aufweist, von der antiken Oberfläche eingeschwemmt oder vom Menschen dort eingefüllt wurde und sich somit vom ungestörten Boden unterscheidet (Le Borgné-Effekt). Mauern stellen ebenfalls eine Störung im natürlichen Magnetfeld dar. Hier ist je nach verwendetem Baumaterial ein verringerter oder erhöhter Suszeptibilitätswert festzustellen.

Bei der praktischen Durchführung werden mit dem Magnetometer jeweils alle 0,5m rasterartig Messwerte genommen und mit Hilfe einer Computer gestützten Auswertung die Zahlenwerte graphisch umgesetzt und visualisiert, so dass ohne einen Eingriff in den Boden die archäologischen Strukturen sichtbar werden.

Geoelektrische Prospektion

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Bei der geoelektrischen Prospektion nutzt man den unterschiedlichen elektrischen Widerstand des Bodens aus. Trockene und steinige Böden sind gute Isolatoren und leiten somit fast keinen elektrischen Strom, wohingegen aber lockere und feuchte Böden sehr gute Leiter sind, was unter anderem auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die im Boden gelösten Salze und Humussäuren hier als Leiter fungieren.

Dieser natürliche Erdwiderstand wird durch Eingriffe des Menschen gestört. So erkennt man bei Mauern einen erhöhten und bei Gräben einen niedrigen Widerstand. Aufgrund dieser unterschiedlichen Werte kann man sich ein Bild von dem entsprechenden Befund machen. Diese von der praktischen Durchführung eher komplizierte und zeitaufwendige Methode wird vor allem dort angewendet, wo der Einsatz der geomagnetischen Prospektion aufgrund eines hohen Eisenvorkommens im Erdreich (ehem. Industriegebiete) nicht möglich ist.

Erdradar

Das Erdradar basiert auf der Tatsache, dass Materialien mit verschiedenen nicht leitenden Eigenschaften die Fähigkeit besitzen, Radarwellen auf unterschiedliche Art und Weise zu reflektieren und zu brechen. Aufgrund dieser Reflektionen kann man im gewachsenen Boden befindliche Gegenstände bezüglich ihrer Lage und Ausdehnung annähernd bestimmen. Die Reflektionen, die eigentlich Störungen in der natürlichen Schichtenfolge sind, kann man kartographisch festhalten, indem man die Zeit misst, die die ausgesandte Radarwelle benötigt, um ihren Ausgangspunkt wieder zu erreichen. So lassen sich einzelne Steine, Pflasterungen, Mauerzüge, Gräben mit einem unterschiedlichen Wassergehalt und auch Metallgegenstände ausmachen.

Botanische Prospektion

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Eine botanische Prospektion wird mit dem Ziel durchgeführt, die Vegetation einer Mikroregion zu analysieren und auf das Vorkommen ortsfremder Pflanzen oder solcher mit besonderen Standortanforderung zu untersuchen Diese Pflanzen sind meist Indikatoren dafür, dass der Mensch hier in die Natur eingegriffen hat. Dieser Eingriff kann direkt in Form des Anbaus importierter ortsfremder Pflanzen oder aber durch eine nachhaltige Veränderung der Umwelt (z.B. Kontaminierung des Bodens mit Schwermetallen durch Bergbau und Metallverarbeitung) vorgenommen worden sein.

Geländebegehung (Oberflächensurvey)

Eine Geländebegehung hat das Ziel, durch systematisches Begehen von vor allem ackerbaulich genutzten Flächen, archäologische Relikte zu lokalisieren und zu kartieren. Man macht sich hier die Tatsache zunutze, dass antike Kulturschichten angepflügt werden und somit Steine, Mörtelreste, Ziegel, Scherben und weitere Kleinfunde an die Oberfläche gelangen. Aufgrund eines unterschiedlichen Fundspektrums kann man bedingt auf die Funktion und die Art des Bodendenkmals schließen. So ist es möglich eine Vielzahl von Waffenfunden als Rest einer Befestigungsanlage oder eines Schlachtfeldes interpretieren, wohingegen herausgepflügte Reste von Ziegeln, Mörtel und Mauersteine sowie Scherben römischer Zeitstellung auf eine Siedlung hinweisen

Nach und während der Geländebegehung ist es sehr wichtig, die aufgesammelten Funde in eine topographische Karte einzutragen, damit die Ergebnisse auch bei späteren Nachforschungen genutzt werden können