Die Magnetische Prospektion ist eine von verschiedenen geo-physikalischen Methoden zur Untersuchung einer potentiellen archäologischen Fundstelle, bei der festgestellt werden kann, ob eine Grabung notwendig ist, ohne Suchschnitte durchzuführen. Dies ist vor allem auch nützlich, um an bekannten Fundstellen Voruntersuchungen vorzunehmen, auf deren Grundlage weitere Maßnahmen geplant werden können. Hierbei werden Anomalien der Stärke des Erdmagnetfeldes gemessen. Physikalische Terminologie und die physikalischen Grundlagen werden in dieser Arbeit zur besseren Verständlichkeit auf das notwendige Minimum reduziert.
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Inhaltsverzeichnis
I. Einleitung
II. Das Erdmagnetfeld
III. Magnetisierung
IV. Magnetometer und ihre Funktionsweisen
a) Protonenpräzessionsmagnetometer
b) Apsorptionszellenmagnetometer
c) Saturationskernsonde
V. Praktische Messung im Feld
VI. Beispiele
VII. Probleme und Grenzen des Verfahrens
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit gibt einen grundlegenden Überblick über die Methode der magnetischen Prospektion zur zerstörungsfreien Untersuchung archäologischer Fundstellen. Das Ziel besteht darin, die physikalischen Prinzipien und praktischen Anwendungsbereiche der Magnetometrie für Archäologen verständlich darzulegen, ohne den Fokus auf die praktische Durchführbarkeit im Feld zu verlieren.
- Physikalische Grundlagen des Erdmagnetfeldes und von Anomalien
- Arten der Magnetisierung von Bodenstrukturen
- Funktionsweisen gängiger Magnetometertypen
- Methodik der praktischen Feldmessung und Datenerfassung
- Grenzen und Fehlerquellen der archäologischen Prospektion
Auszug aus dem Buch
IV. Magnetometer und ihre Funktionsweisen:
In der Archäologie kommen drei Arten von Magnetometern zum Einsatz:
a) Protonenpräzessionsmagnetometer: Der Sensor besteht aus einem Zylinder, der mit Stromversorgung und Meßelektronik verbunden ist und enthält einen mit protonenreicher Flüssigkeit (Wasser, Methylalkohol, Hexan, Heptan) gefüllten Behälter, der von einer Spule umgeben ist. Das Meßprinzip beruht auf zwei Eigenschaften des Protons: magnetisches Moment und Kernspin. Das Proton führt eine Bewegung um die eigene Achse durch. Wirkt ein äußeres Magnetfeld auf das Proton ein, kommt es zur Präzessionsbewegung (wie ein Kreisel, der sich nicht nur um eigene Achse, sondern auch um eine äußere feste Achse dreht). Für die Messung müssen möglichst viele Protonen diese Reaktion ausführen. Zu Beginn eines jeden Meßzyklus fließt daher ein starker Strom durch die Spule, der ein Magnetfeld erzeugt und so die Protonen in der Spulenachse ausrichtet. Nach Abschalten des künstlichen Feldes wirkt das Erdmagnetfeld und die Präzessionsbewegung kommt in Gang. Hierdurch wird in der Spule eine Spannung induziert, deren Frequenz der Präzessionsfrequenz entspricht und proportional zur Intensität des Erdmagnetfeldes ist . Diese Spannung wird gemessen.
b) Apsorptionszellenmagnetometer: Der Sensor besteht hier aus einer mit Cäsiumdampf gefüllten Zelle, die über eine Spule mit einem Hochfrequenzsender gekoppelt ist. Das Funktionsprinzip ist weit komplexer als bei Protonenmagnetometern und beruht auf dem sogenanntem Zeemann-Effekt. Dieser beschreibt die Aufspaltung von Spektrallinien in Energieniveaus unter Einfluß eines Magnetfeldes. Die zugehörige Resonanzfrequenz ist Maß für Magnetfeldstärke und wird gemessen.
Zusammenfassung der Kapitel
I. Einleitung: Einführung in die Methode der magnetischen Prospektion als Mittel zur zerstörungsfreien Untersuchung archäologischer Fundorte.
II. Das Erdmagnetfeld: Erläuterung der Grundlagen des Erdmagnetfeldes und der Unterscheidung zwischen lokalen und zeitlichen Anomalien.
III. Magnetisierung: Beschreibung der induzierten und remanenten Magnetisierung in Böden sowie der Rolle von Ferriten.
IV. Magnetometer und ihre Funktionsweisen: Darstellung der drei wichtigsten technischen Messverfahren in der Archäologie.
V. Praktische Messung im Feld: Erläuterung der systematischen Einteilung von Flächen und der technischen Anforderungen an die Vermessung.
VI. Beispiele: Vorstellung erfolgreicher Anwendungsbeispiele archäologischer Prospektionen in Österreich und Ägypten.
VII. Probleme und Grenzen des Verfahrens: Diskussion von störenden Einflüssen wie Bewuchs oder geologischer Eigenmagnetisierung.
Schlüsselwörter
Magnetische Prospektion, Archäologie, Erdmagnetfeld, Anomalien, Magnetometer, Protonenpräzessionsmagnetometer, Cäsiummagnetometer, Saturationskernsonde, Fluxgate, Induzierte Magnetisierung, Remanente Magnetisierung, Le-Borgne-Effekt, Geophysik, Feldmessung, Bodenmagnetik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Grundlagen und Techniken der magnetischen Prospektion als Methode zur Erkundung archäologischer Fundstätten ohne invasive Ausgrabungen.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf dem Erdmagnetfeld, den physikalischen Grundlagen der Bodenmagnetisierung, der verschiedenen Magnetometer-Technologien und den praktischen Schritten im Feld.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, Archäologen ein Grundverständnis für die Möglichkeiten und physikalischen Prinzipien der Magnetik zu vermitteln, um Prospektionsvorhaben fundiert zu planen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine geophysikalische Untersuchungsmethode, bei der magnetische Anomalien im Boden gemessen und interpretiert werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in physikalische Grundlagen, die Funktionsweise technischer Geräte wie Fluxgate- oder Protonenmagnetometer sowie die methodische Vorgehensweise bei der Feldmessung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem magnetische Prospektion, Anomalien, Magnetisierung, Magnetometer und archäologische Fundstellen.
Was ist der sogenannte Le-Borgne-Effekt?
Dieser Effekt beschreibt die Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität von oberflächennahen Bodenschichten durch Hitzeeinwirkung, was zu einer stärkeren induzierten Magnetisierung führt.
Warum ist bei der Messung die Tagesvariation zu berücksichtigen?
Zeitliche Änderungen in der Intensität des Erdmagnetfeldes, etwa durch Sonnenaktivität, stören die präzise Messung lokaler archäologischer Strukturen und müssen kompensiert werden.
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- Magister Artium Christian E. Schulz (Author), 2000, Magnetische Prospektion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/5765
