Магнитная съемка (археология) - Magnetic survey (archaeology)

Магнитная съемка археологического памятника
Магнитно-градиентометрическая карта доисторических очагов огня
Магнитная съемка на Замок Пембрук осуществляется Dyfed Archaeological Trust и финансируется Castle Studies Trust.[1]

Магнитная съемка это один из многих методов, используемых в археологическая геофизика. Магнитная съемка фиксирует пространственные изменения магнитного поля Земли. В археология, магнитные исследования используются для обнаружения и картирования археологических артефакты и Особенности. Магнитная съемка используется как на суше, так и на суше. морская археология.

Обзор

Магнитометры Используемый в геофизических исследованиях, может использовать один датчик для измерения общей напряженности магнитного поля или может использовать два (иногда больше) 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 протона в значительной степени вытеснены более быстрыми и более чувствительными феррозондовыми и цезиевыми приборами.

Каждый материал имеет уникальные магнитные свойства, 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 представляющие интерес тонкие особенности могут быть не видны из-за сильномагнитных геологических или современных материалов.

Наземные магнитные исследования

В земной археологии магнитные исследования обычно используются для детального 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 исследования, начиная с 1950-х годов, проводились с магнитометры прецессии протонов. Сбор данных с помощью инструментов для измерения прецессии протонов был медленным, что делало невозможным проведение исследований с высокой плотностью выборки. Данные были записаны вручную и нанесены на график. Последующее введение Fluxgate и пар цезия Магнитометры улучшили чувствительность и значительно увеличили скорость выборки, что сделало практическую съемку больших площадей с высоким разрешением. Не менее важным было развитие компьютеров для обработки, обработки и отображения больших наборов данных.[2]

Магнитометры очень сильно реагируют на железо и сталь, кирпич, обгоревшую почву и многие типы горных пород, и археологические особенности, 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 лагерей 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 раскопок. Аппарат, используемый на воде, немного отличается от наземного. морской магнитометры бывают двух типов: надводные и придонные. Оба буксируются на достаточном расстоянии (примерно две длины корабля) от корабля, чтобы они могли собирать данные, не подвергаясь влиянию магнитных свойств корабля. Приводные магнитометры обеспечивают более широкий диапазон обнаружения, но имеют меньшую точность, чем придонные магнитометры.[3]

Наиболее распространенным типом магнитометров, используемых для морской съемки, является феррозондовый магнитометр. В ферромагнитных магнитометрах используются два ферромагнитных сердечника, каждый из которых намотан с первичной обмоткой (в противоположных направлениях) и внешней вторичной обмоткой, прикрепленной 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.[4] Плавая их параллельно морскому дну, они могут измерять изменения магнитных полей над морским дном.

Другой распространенный тип - это более новый магнитометр прецессии протона. Это использует контейнер, полный жидкостей, богатых водородом (обычно керосин или метанол ), которые при возбуждении постоянным током (DC) или радиочастотой (RF) вызывают возбуждение электронов и передачу этой энергии протонам из-за Эффект Оверхаузера, превращая их в дипольные магниты. Когда стимул удаляется, протоны прецессируют со скоростью, которая может быть интерпретирована для определения магнитных сил области.[4]

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 картирования Себастоса (гавани Кесария Приморская ) и помог идентифицировать компоненты Римский бетон.[5]

Аэромагнитная съемка

Измерение магнитного поля Земли - очень полезный инструмент в разведка полезных ископаемых, разведка нефти, и геологическое картирование. Чтобы покрыть большие площади единообразными данными, самолеты, такие как вертолеты, самолеты, и дроны работают. Количество деталей зависит от высоты полета и плотности образцов, а также от чувствительности прибора.

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: B.T. Batsford Ltd.

использованная литература

  1. ^ Ладлоу, Нил (19 января 2017 г.), Геофизические исследования в замке Пембрук, Castle Studies Trust, получено 27 апреля 2017
  2. ^ Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии. Лондон, Великобритания: B.T. Batsford Ltd.
  3. ^ «Морской магнитометр». Инструменты океана. Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. http://www.whoi.edu/page.do?pid=8415&tid=3622&cid=14847
  4. ^ а б Бойд, Томас М. «Измерение магнитного поля Земли». Введение в геофизические исследования. 30 июня 1999 г. Мельбурнский университет. 9 мая 2009 года http://www.earthsci.unimelb.edu.au/ES304/index.html.
  5. ^ Бойс, Джозеф И., Эдуард Г. Рейнхардт, Авнер Рабан и Мэтью Р. Поцца. «Морская магнитная съемка затопленной римской гавани, Кесария Приморская, Израиль». Международный журнал морской археологии 33 (2004): 122–36.