Arkeologian luonnontieteelliset menetelmät syksy 2002

Esitys aiheesta: "Arkeologian luonnontieteelliset menetelmät syksy 2002"— Esityksen transkriptio:

1 Arkeologian luonnontieteelliset menetelmät syksy 2002
Maaperä ja sen tutkimusmenetelmät Arkeologiset kenttätutkimusmenetelmät Ympäristö ja sen tutkimusmenetelmät Ajoitusmenetelmät Typologia ja taksonomia Tilastolliset menetelmät ja GIS peruskurssi/Lavento 30/12/2018

2 LUENTO 1 keskeisiä käsitteitä
stratigrafia oppi kerrosten järjestyksestä, ikäsuhteesta ja yhteenkuuluvuudesta superpositioperiaate ylempi kerros on aina muodostunut alemman kerroksen jälkeen:ylempi kerros on aina alempaa kerrosta nuorempi; (geologi William Smith esitti ensimmäisen kerran 1800-l. alussa) ellei näin ole, kerrokset ovat häiriintyneet kerrostuminen maa- tai kivilajien järjestyminen stratigrafiseen järjestykseen arkeologisen aineiston kerrostuminen usein mutkikkaampaa kuin luonnollinen kerrostuminen ihmisen vaikutus (kulttuuriset tekijät) peruskurssi/Lavento 30/12/2018

3 keskeisiä käsitteitä…
kerros sedimentaatioyksikkö, joka on syntynyt vakaana pysyneissä fysikaalisissa olosuhteissa kerrostumistyyppejä järvi- ja jokikerrostumat eoliset kerrostumat eloperäinen kerrostuminen massaliikunnot ihmisen toiminnan aiheuttama kerrostuminen maalajeja kuvaavia termejä struktuuri: kerrosrakenteet, sedimenttien pintarakenteet, aallonmerkit ym. tekstuuri: raekoko, lajittuneisuus, raemuoto, suuntaus peruskurssi/Lavento 30/12/2018

4 keskeisiä käsitteitä…
kulttuurikerros muodostuu kaikesta ihmisen jälkeensä jättämästä maaperään kerrostuneesta orgaanisesta ja epäorgaanisesta aineksesta kulttuurikerrokseen kuuluu: a) kiinteitä jäännöksiä: esim. kivisiä liesiä, esineistöä, asuinrakenteiden jäännöksiä b) maaperään kerrostuneita maannosta värjääviä aineksia: kenttätöissä suoraan havaittavissa: mm. likamaa, nokimaa, palokerros, punamulta, orgaaniset aineet (luu) jne. c) kentällä näkymättömiä, mutta analyysein löydettävissä olevia aineksia: fosfori ym. alkuaineet, humuspartikkelit, pH:n muutokset jne. peruskurssi/Lavento 30/12/2018

5 maannoksista… maannos maannosten päätyypit:
syntyy maaperään kerrostuvien aineiden rapauduttua, hajottua ja huuhtouduttua (tai kohottua) veden liikkeen vaikutuksesta maannokset erilaisia eri ilmasto- ja kasvillisuusvyöhykkeillä maannosten päätyypit:  Pedalfer-maannokset (happamassa ympäristössä) • podsoli • ruskomaannos • glei-maannos Pedocal-maannokset (alkalisia) • rendzina • tšernotsem (l. musta multa) muita maannostyyppejä • suolamaanos, lateriitti, terra rossa peruskurssi/Lavento 30/12/2018

6 maannoksista… Suomessa maannokset pääosin podsoli- ja ruskomaannoksia
- myös ruskopodsoli- ja glei-maannoksia  termejä eluvaatio l. huuhtoutuminen illuvaatio l. rikastuminen maannoksen syntyyn vaikuttavia tekijöitä: - organismien hajotustoiminta - ilmasto - topografia - aika - maaperän laatu - ihmisen vaikutus peruskurssi/Lavento 30/12/2018

7 maannoksista… Podsolimaannos A = huuhtoutumiskerros
vallitseva boreaalisella havumetsävyöhykkeellä sademäärä ylittää haihdunnan kehittyy parhaiten havaittavaksi hiekka- ja soramailla podsoliprofiilin syntyminen kestää Suomen maaperässä keskimäärin vuotta podsoloituminen huomattavasti hitaampaa Lapissa kuin Etelä-Suomessa erotetaan kolme horisonttia A, B ja C A = huuhtoutumiskerros Ao = karikekerros A1 = Ah = humuskerros (orgaaninen aines jo pitkälle hajonnut) A2 = Ae = uuttumiskerros (tuhkanharmaa) - A-horisontin paksuus cm peruskurssi/Lavento 30/12/2018

8 maannoksista… B = rikastumiskerros C = pohjamaa - pH nousee
- humusaineet saostuvat - rauta ja alumiini värjäävät kerroksen punaiseksi tai punaruskeaksi - kerroksen paksuus n cm - jokus selvä, tumma Bh-kerros (voimakkaat raudan saostumat) C = pohjamaa - saostuneen raudan ja alumiinin määrä vähenee - pH nousee edelleen - väri vaalenee - rikastumiskerros vaihettuu usein ilman selvää rajaa pohjamaaksi peruskurssi/Lavento 30/12/2018

9 maannoksista… Ruskomaannos vallitseva lehti- ja sekametsissä
savisilla ja kalkkipitoisilla mailla maaperä ravinnepitoista multaa runsaasti eliöitä mm. kastematoja > tehokas hajotustoiminta erotetaan myös kolme horisonttia A, B ja C uuttumiskerros (A2) heikosti kehittynyt rikastumiskerros B harmaanruskea vaihettuminen A- ja B-kerroksen välillä vähittäinen vallitsee Etelä-Suomen peltoalueilla ja rinnelehdoissa peruskurssi/Lavento 30/12/2018

10 Kulttuurikerros maannosprofiilissa
kulttuurikerrosta joskus hyvin vaikeaa erottaa luonnollisesta maannoksesta maannosprofiili (podsoli- tai ruskomaannos) näkyvissä lähes aina myös esihistoriallisilla asuinpaikoilla ihmisen vaikutus muuttaa ja värjää maaperän luontaisia kerroksia kulttuurikerros erottuu häiriönä luonnollisessa maannoksessa voimakkaammat maan värit luontaisten maakerrosten katkeamiset aineksen poikkeava kasautuminen (kivet, orgaaninen aines, pienialaiset poikkeavat kerrostumisympäristöt) peruskurssi/Lavento 30/12/2018

11 Arkeologiset kenttätutkimukset
luonnontieteelliset prospektointimenetelmät menetelmiä, jotka eivät edellytä kaivauksen suorittamista kaivaukset koekaivaukset inventoinnit peruskurssi/Lavento 30/12/2018

12 Luonnontieteelliset prospektointimenetelmät
1) maaperäkemialliset menetelmät a) fosforianalyysi b) muut maaperägeologiset analyysimenetelmät c) mineralogiset menetelmät d) Alkuaineanalyysit 2) sovelletun geofysiikan menetelmät a) metallinilmaisin b) maavastusmittaus c) magneettinen mittaus d) maatutka peruskurssi/Lavento 30/12/2018

13 Fosforianalyysi menetelmä kehitettiin jo 1920-luvulla Ruotsissa fosforianalyysin avulla selvitetään mm. - todetaan onko paikalla muinaisjäännös - paikallistetaan kohde - selvitetään yksittäisen kohteen laajuus - tutkitaan fosforin kertymistä kohteelle l. etsitään fosfori- anomalioita kohteen sisällä • menetelmä selvittää fosforin määrän rikastumiskerroksessa • näytteet otetaan esim. 10 m välein, verkosta tai linjoista • fosforin määrä voidaan selvittää suhteellisesti kenttätestien avulla tai määrittää laboratoriossa • koekaivauksen tärkein apuväline geokemiallinen menetelmä peruskurssi/Lavento 30/12/2018

14 Muita maaperägeologisia analyysimenetelmiä
kalsiumanalyysi käytetty mm. hautojen paikallistamisessa pH:n mittaaminen orgaanisen aineksen määrän selvittäminen hiilipartikkelianalyysi hehkutushäviö raekokoanalyysit selvittää kohteen maalajit peruskurssi/Lavento 30/12/2018

15 Mineralogiset ja geokemialliset analyysit
mineralogiset analyysit mineraalianalyysit (esim.) petrografinen mikroskooppi röntgendiffraktio scanning-elektronimikroskopia (SEM) alkuaineanalyysit (esim.) neutroniaktivaatio (NAA) atomiabsorptiospektrometria (AAS) röntgenfluoresenssi (XRF) peruskurssi/Lavento 30/12/2018

16 Sovelletun geofysiikan menetelmiä
päämääränä selvittää muinaisjäännöksen sijainti, laajuus ja rajat sekä tehdä ehdotuksia kaivausalueiden sijoittamiseksi tuottavat nopeasti tietoa nykyisin koekaivauksen apuväline ---- 1) metallinilmaisin (miinaharava) reagoi sähkövirtaan käyttökelpoinen inventoitaessa ja kohteiden laajuutta arvioitaessa peruskurssi/Lavento 30/12/2018

17 Sovelletun geofysiikan menetelmiä
2) maavastusmittaus päämääränä selvittää maahan syötetyn sähkövirran liikkumista tutkittavan alueen eri osissa mitataan virtanapojen välistä potentiaalia mittaussuureena maaperän näennäinen ominaisvastus luotaus suoritetaan joko linjaluotauksena tai kartoituksena ominaisvastus vaihtelee: maaperän raekoon maaperän homogeenisuuden vesipitoisuuden mukaan peruskurssi/Lavento 30/12/2018

18 Sovelletun geofysiikan menetelmiä
3) magneettinen mittaus tutkitaan aineen magnetoitumiskykyä l. suskeptibiliteettiä ja sen vaihteluita maaperässä oletuksena on korrelaatio anomaalisten (ihmisen tuottamien) rakenteiden kanssa mittaukset suoritetaan yleensä kartoituksina ongelmia tuottaa nykyaikaisen esineistön (esim. rautaromu tai sähköjohdot) häiritsevä vaikutus peruskurssi/Lavento 30/12/2018

19 Sovelletun geofysiikan menetelmiä
4) maatutka päämääränä tutkia maahan syötettyjen radioaaltojen heijastumista takaisin antennia vedetään hitaasti tutkittavan kohteen päältä > tutka tuottaa analogista kuvaa maaperästä tutka-aallon eteneminen maaperässä riippuu: sähkönjohtavuudesta väliaineen dielektrisyydestä (l. eristeen vaikutuksesta sähkökenttään) aallon taajuudesta mittauksissa etsitään: maakerrosten katkeamiskohtia (esim. haudat ym. kuopat) anomalisia rakenteita (kiveykset, puukerrokset ym.) peruskurssi/Lavento 30/12/2018