باستان ژئو فیزیک

1- تخت جمشید

2- دیوار دفاعی بزرگ گرگان

3- محوطه چوبتراش

4- تپه ربط2

5-تپه پیش قلعه

باستان ژئوفیزیک مهندس بابک امین پور [email protected] پیمایش های ژئوفیزیکی در محوطه های باستانی که می توان از آن با عنوان باستان ژئوفیزیک یاد کرد با وجود سابقه طولانی تنها در سالهای اخیر گسترش یافته و با نتایج چشمگیری همراه بوده است . همزمان با پایان جنگ جهانی اول باستان شناسان استفاده از ابزارهای نو را در پژوهش های خود با بکارگیری عکسبرداری هوایی در بررسی های باستان شناسی شروع کرده بودند . همچنین از چند دهه پیش استفاده از روش های الکتریکی و مغناطیسی آغاز گشته بود ولی با وجود این سابقه طولانی در استفاده از روش های ژئوفیزیکی ، فراگیرشدن این کاربرد و بدست آمدن نتایج پربار به سالهای اخیر برمیگردد که پیشرفت های چشمگیر در دانش الکترونیک و کامپیوتر در این سال ها سبب رشد توانایی های این روش ها در بررسی محوطه های باستانی شده است . یکی از دگرگونی های اساسی در دستگاههای الکترونیکی که مورد استفاده می باشند بالا رفتن بسیار زیاد حساسیت آنها است . از دیگر تغییرات اساسی در دستگاهها و تجهیزات مورد استفاده در ژئوفیزیک افزایش چشمگیر سرعت اندازه گیری در برخی از آنها می باشد . عامل دیگر رشد پرشتاب توانایی کامپیوترها است که در دو زمینه سخت افزاری و نرم افزاری رخ داده و سبب گشته تا داده های بیشتری را بتوان در مدت کوتاهتری ، تحت پردازش های پیچیده قرار داد و با استفاده از امکانات نرم افزاری داده های خام را به شکل مناسب دگرگون نمود تا حاوی اطلاعات مورد نیاز باشد و بتواند برای تهیه نقشه های قابل تفسیر و معنادار مورد استفاده قرار گیرد . بدست آمدن سرعت بالا در برداشت داده ها به این معنی می باشد که می توان محوطه های وسیع تری را در مدت زمان کوتاهتری مورد بررسی قرار داد . به این ترتیب اهمیت این روش ها از دید نجات بخشی نیز آشکار گردیده و بدست آمدن این سرعت در بررسی محوطه های باستانی سبب کاربرد گسترده این روش در محوطه های در خطر و بررسی های باستان شناسی نجات بخشی شده است . بنابراین مهم ترین هدف های اجرای این روش ها را می توان شامل تعیین محل و گستره ساختار های مدفون بدون هیچگونه آسیب رسانی به آن ، برنامه ریزی دقیق عملیات حفاری و اجرای هدفمند ترانشه ها در محوطه ، صرفه جویی در زمان و هزینه ، جلوگیری از زیان های ناشی از تخریب های طبیعی و حفاری های غیر مجاز از راه تعیینوضعیت محوطه های وسیع در زمان بسیار کوتاه و همینطور کاربرد بسیار موثر در باستان شناسی نجات بخشی دانست . بررسی های باستان ژئوفیزیکی شامل مجموعه ای از تکنیک ها و روشهایی است که در راستای ثبت ویژگیهای فیزیکی بخش های نزدیک به سطح زمین گسترش یافته است . در این روش ها با اندازه گیری در نقاطی برروی سطح زمین می توان به بخشی از ویژگی ها و تغییرات در شرایط فیزیکی زیرین زمین و تفاوت هایی که در نقاط مختلف وجود دارد پی برد . با اندازه گیری و تعیین این تفاوت در بخش های مختلف که از آن با عنوان بی هنجاری یا آنومالی یاد می شود و به سبب تغییر در مقادیر مورد اندازه گیری در یک محل به نسبت محیط اطراف آن بدست می آید و سپس انجام پردازش های ویژه برروی داده ها و در نهایت تهیه نقشه های مربوطه می توان یک توده را که نسبت به اطرافش دارای تفاوت های فیزیکی محسوسی باشد در زیر سطح زمین آشکار نمود . به این ترتیب می توان نتایجی همچون آشکار سازی ساختارهای معماری مدفون و دیواره های سنگی ، آجری ، خشتی و حتی چینه و بقایای راه های سنگفرش و آجرفرش ، کانالهای مدفون و همچنین مشخص نمودن محوطه و فضاهای میان تهی در زیر سطح زمین ، مقبره و گورها و خاکهایی که تحت تاثیراتی با منشا انسانی قرار داشته و تعیین موقعیت خندق ها و چاله های مدفون و محل هایی که در گذشته حفاری شده و سپس به مرور زمان با رسوبات جدید پر شده باشد و همینطور تعیین محل کوره های مدفون مربوط به پخت سفال و ذوب فلز و مشخص نمودن محل خاکهای سوخته و تعیین محل توده های سفال و خمره های بزرگ مربوط به تدفین و انباشت مواد خوراکی و مشخص نمودن گستره و حریم محوطه های باستانی و تفکیک قسمت هایی که دارای لایه های فرهنگی هستند از دیگر قسمت ها که فاقد لایه های فرهنگی می باشند را برشمرد . روش های ژئوفیزیکی که در باستان شناسی می تواند مورد استفاده قرار گیرد دارای طیف وسیعی می باشد که می توان به تصویر برداری های فضایی و هوایی ، روش های سنجش از راه دور ، روش های حرارتی و تصویر برداری با استفاده از پرتوهای فروسرخ ، روش های مغناطیس سنجی ، الکتریکی، رادار زمینی ، الکترومغناطیسی ، چگالی سنجی ، لرزه نگاری و رادیومتری اشاره نمود . اما در این میان کاربرد روش مغناطیس سنجی بسیار گسترده تر از دیگر روشها می باشد ، بطوری که شاید بتوان گفت بیش از هشتاد درصد بررسی های باستان ژئوفیزیکی را به خود اختصاص می دهد . در این روش تفاوت در ویژگی مغناطیسی در نقاط مختلف یک محوطه بررسی می شود که ناشی از تغییر در مقادیر ذرات کانی های مغناطیسی همچون مگنتیت در بخش های مختلف می باشد . چنانچه اینتفاوت در احتوای مقادیر کانی های مغناطیسی و ویژگی مغناطیسی در ساختار و پدیده های باستانی به نسبت محیط پیرامونی و در برگیرنده آن به میزان کافی موجود باشد با اندازه گیری شدت کل میدان مغناطیسی ویا گرادیان عمودی مغناطیسی می توان بخش هایی را که از نظر ویژگی مغناطیسی با هم متفاوت می باشند از یکدیگر تفکیک نمود و در نتیجه با به نقشه در آوردن این تفاوت که از آن به عنوان آنومالی مغناطیسی یاد می شود شکل و امتداد و گسترش ساختار معماری مدفون و دیگر پدیده های باستانی را آشکار نمود . در گذشته از روش مغناطیس سنجی بیشتر برای آشکار نمودن ساختار های حرارت دیده مدفون همچون کوره ها ، خاکهای سوخته و لایه های خاکستر استفاده میشد ولی امروزه با پیشرفت تجهیزات و روش های پردازش پهنه کاربرد این روش در بررسی ساختار های مدفون افزایش یافته و در بسیاری از پیمایش ها در صورت اجرای صحیح می توان با وجود کمترین کنتراست بین ساختار مدفون و محیط پیرامون آن را آشکار نمود . محدودیت بزرگ این روش در عدم قابلیت اجرای آن در محیط های شهری بویژه در نزدیکی سازه های فلزی و همچنین در کنار خطوط انتقال برق ، محل گذر لوله های آب و گاز از زیر سطح زمین ، نزدیکی به جاده های پررفت و آمد ، دکل های آهنی و فنس ها می باشد . اندازه گیری های مغناطیس سنجی همانگونه که امروزه در جهان متداول می باشد به منظور پیمایش های بسیار سریع با دقت بالا در محوطه های باستانی به اجرا در می آید و دیگر روش های ژئوفیزیک اکتشافی در بیشتر موارد پس از تهیه نقشه آنومالی مغناطیسی از محوطه و به منظور مطالعه موردی برروی بعضی از آنومالیهای بدست آمده از روش مغناطیس سنجی بوده ویا در موقعیتی که ساختار های مدفون در نزدیکی سازه های مدرن و محیط شهری که از نظر مغناطیسی دارای آلودگی فلزی می باشند قرار گرفته باشد به اجرا در می آیند و بطور کلی نمی توانند در پیمایش گسترده یک محوطه نقشی داشته و جایگزینی برای روش مغناطیس سنجی باشند . دو روش دیگر که به نسبت دارای کاربرد بیشتری می باشند ، روشهای رادار زمینی و الکتریکی می باشد . روش رادار زمینی در ابتدا به منظور بررسی سریع ژئوتکنیکی محل ساخت ساختمان ها و استفاده در پروژه هایی مانند سد سازی و احداث تونل های مترو و مانند آن ابداع گردیده که با تغییراتی در فرکانس های مورد استفاده که می تواند بین 300 تا 500 مگاهرتز باشد در باستان شناسی نیز کاربرد پیدا می کند . در این روش امواج الکترومغناطیسی رادار را به شکل پیوسته ویا پالس های جداگانه توسط آنتن هایی که با سطح زمین در تماس میباشد به داخل زمین فرستاده می شود و بازتاب های بوجود آمده از ناپیوستگی هایی که ناشی از تغییرات ناگهانی درویژگی الکتریکی و رسانایی می باشد دریافت گردیده و پس از پردازش ها به نقشه در می آیند . محدودیت اساسی در روش رادار زمینی این است که بطور معمول قابل انتشار به زیر لایه های رسی نمی باشد و رسانا بودن لایه های سطحی سبب کاهش کارایی آن می گردد . همچنین باید آنتن ها با سطح زمین در تماس کامل بوده و در محوطه هایی با ناهمواری زیاد و پوشش گیاهی متراکم قابل استفاده نبوده و همچنین در این روش پردازش و تفسیر داده ها میتواند بسیار پیچیده بوده و در صورت کم بودن تجربه کاری نتایج بسیار گمراه کننده خواهد بود . در هنگام بررسی انتخاب آنتن نامناسب نیز جهت تولید و انتشار موج به از دست دادن بخشی از اطلاعات منجر می شود . اگر از آنتن مربوط به امواج الکترومغناطیسی با فرکانس پایین استفاده شود بخشی از ساختار ها قابل آشکار شدن نخواهد بود و چنانچه از آنتن فرکانس بالا استفاده گردد میرایی امواج افزایش یافته و عمق نفوذ کاهش می یابد بنابراین استفاده از فرکانس های متناسب با ساختار مدفون تعیین کننده می باشد . بررسی های ماهواره ای با روش رادار نیز به سبب قدرت نفوذ بسیار کم در زمین که در حد چند سانتیمتر می باشد چندان مورد توجه قرار نگرفته و تنها در یک مورد در شمال آفریقا نتایجی را در بر داشته است . در روش ژئوالکتریک ویژگی های الکتریکی گوناگونی قابل سنجش میباشد که در بیشتر موارد به شکل بررسی و اندازه گیری مقدار مقاومت زمین در برابر گذر جریان الکتریکی می باشد . در این روش از آرایه های گوناگونی می توان استفاده کرد ولی بطور معمول از دو نقطه جریان الکتریکی به داخل زمین فرستاده می شود و در دو نقطه دیگر اختلاف پتانسیل مورد اندازه گیری قرار میگیرد . بر اساس قانون اهم از نسبت ولتاژ به شدت جریان مقدار مقاومت الکتریکی بدست می آید که با در نظر گرفتن فاکتور هندسی می توان مقاومت ویژه را محاسبه نمود . روش الکتریکی برای بررسی تغییرات شدید در دانه بندی خاک و بررسی آبهای زیرزمینی بسیار مناسب می باشد . کاربرد موثرآن در باستان شناسی بیشتر در مواردی همچون آشکار سازی ساختار های سنگی با اندازه های بزرگ که در خاک بکر مدفون است می باشد . روش الکتریکی به شدت به میزان رطوبت خاک ، یون های آزاد و دانه بندی خاک وابسته می باشد . در این روش چنانچه لایه سطحی بسیار خشک ویا برعکس بسیار مرطوب و رسانا باشد جریان الکتریکی به سطح های پایین تر نفوذ نخواهد کرد و نمی توان از عمق پایین تر اطلاعاتی بدست آورد . همچنین وجود لایه های رسی می تواند تفسیر داده ها را با مشکل روبرو سازد . به هر صورت برای بدست آوردن نتایج قابل قبول باید از روش های پردازش و مدلسازی مناسب استفاده گردد . همچنین در باستان ژئوفیزیک می توان از روشهای لرزه نگاری و گرانی سنجی ( ثقل سنجی ) که به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند یاد کرد . روش گرانی سنجی (گراویته ) که براساس اندازه گیری تغییرات شتاب جاذبه زمین پی ریزی شده است در طی سالهای 1965 تا 1982 در باستان شناسی مورد تجربه قرار گرفته است . از این روش نیز به سبب کوچک بودن آنومالیهای سازه های باستانی و نزدیک بودن آن به حد پارازیت و نوفه دستگاه که بطور معمول قابل ثبت نمی باشند استقبال چندانی صورت نگرفته است . در سالهای اخیر به روش میکروگراویته فعالیتهایی انجام گرفته ولی کاربرد این روش همچنان بسیار محدود و نامطمئن می باشد . عملیات صحرایی وقت گیر و پردازش های فراوان و پیچیده و در نهایت نتایجی که از درجه صحت کافی برخوردار نمی باشند موجب عدم رغبت باستان شناسان به کاربرد این روش شده است . روش لرزه نگاری که به دو شکل بازتابی و شکست مرزی قابل اجرا می باشد نیز در باستان شناسی کاربرد محدودی دارد . روش لرزه نگاری شکست مرزی در محیط هایی با لایه های آشفته نشده که ویژگی افزایش سرعت امواج الاستیک با عمق را دارا باشند کاربرد دارد که البته در اینجا منظور از لایه ، لایه های زمین شناسی و ژئوتکنیکی می باشد و نه لایه های باستانی . بنابراین از این تکنیک فقط در موارد ویژه می توان استفاده نمود . روش لرزه نگاری بازتابی نیز در عمق های کم ، ناتوان بوده و به علت محدوده فرکانسی بطور معمول نمی توان از ساختار های باستانی بازتابی را دریافت نمود . با این وجود روش لرزه نگاری بازتابی در پژوهش های دریایی جایگاه خوبی را بدست آورده و در فعالیت های باستان شناسی زیرآب لرزه نگاری بازتابی و روش های سونار قابلیت خوبی برای بررسی سطح توپوگرافی کف دریا و لایه های زیرین آن را دارا می باشند و در آشکار سازی محلکشتی های غرق شده و محوطه های زیر آب به همراه دیگر روشها همچون مغناطیس سنجی دریایی می تواند سودمند باشند . همانگونه که اشاره گردید از میان روش های ژئوفیزیک اکتشافی بیشترین کاربرد در باستان شناسی مربوط به روش مغناطیس سنجی می باشد که به منظور پیمایش های بسیار سریع و با دقت بالا در محوطه های باستانی اجرا میگردد . انجام روش های ژئوفیزیکی شامل سه مرحله برداشت داده ها ، پردازش داده ها و تفسیر می باشد که در باستان ژئوفیزیک دارای ویژگیهای مربوط به خود بوده و برای رسیدن به نتایج قابل قبول انجام درست وآگاهانه این مراحل و تطبیق آن با شرایط محوطه های باستانی ضروری می باشد .

باستان ژئو فیزیک

مطالب مشابه :

باستان ژئو فیزیک

پریدوتیت (ترجمه)

پریدوتیت

آموزش ژئوسافت Geosoft

خصوصیات و ویژگی های گسل دهشیر بافت

مجموعه کتب مهندسی معدن

معرفی ناهنجاری اورانیوم منطقه ده سیاهان واقع در برگه 1:250000سیرجان

پایان نامه اورانیوم