Reconstructing concealed cultural remains through integrated geophysical tomographic methods.

Résumé El En

Σκοπός της εργασίας είναι να συγκρίνει τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης θαμμένων αρχαιολογικών δομών από μία περιοχή στους Δελφούς με τις μεθόδους της ηλεκτρικής και σεισμικής τομογραφίας και τη μέθοδο του Γεωραντάρ. Για την συλλογή των περίπου 1752 χρόνων διαδρομής των επιμήκων κυμάτων, τοποθετήθηκαν 24 γεώφωνα σε μία περιοχή που κάλυπτε μία έκταση 50x40 μέτρα και πραγματοποιήθηκαν 73 κρούσεις μέ ένα σφυρί πάνω σε μεταλλική επιφάνεια. Τα δεδομένα της τρισδιάστατης ηλεκτρικής τομογραφίας συλλέχθηκαν κατά μήκος πυκνών παράλληλων γραμμών με την διάταξη πόλου-διπόλου όπου η απόσταση μεταξύ των τομών ήταν 1 μέτρο. Η χωρική ανάλυση παράλληλων τομών για τα δεδομένα του γεωραντάρ ήταν 0,5 μέτρα. Τα γεωηλεκτρικά και σεισμικά δεδομένα επεξεργάστηκαν με αλγόριθμους τρισδιάστατης μη-γραμμικής αντιστροφής με σκοπό την ανακατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων αντίστασης και ταχύτητας. Τα μοντέλα αυτά περιγράφουν την χωρική κατανομή των αρχαιολογικών λειψάνων μέσα στο υπέδαφος αλλά και τα επιφανειακά γεωλογικά στρώματα μέχρι το βάθος των 5 μέτρων από την επιφάνεια. Επιπλέον τα σήματα του γεωραντάρ ενισχύθηκαν με την εφαρμογή συγκεκριμένων φίλτρων με σκοπό την ενίσχυση της αρχαιολογικής πληροφορίας μέχρι το βάθος των δύο μέτρων από την επιφάνεια του εδάφους. Η συνδυαστική ερμηνεία των γεωφυσικών αποτελεσμάτων δείχνει την ύπαρξη αρχιτεκτονικών δομών μέσα σε ένα αργιλικό περιβάλλον. Τα αποτελέσματα δείχνουν γενικά τη σημασία των τομογραφικών γεωφυσικών μεθόδων προς την κατεύθυνση της πιο ολοκληρωμένης αποτύπωσης των φυσικών ιδιοτήτων του υπεδάφους στο πλαίσιο αρχαιολογικών προσεγγίσεων και της διατήρησης της πολιτισμικής κληρονομιάς . Λέξεις κλειδιά: Ηλεκτρική τομογραφία, σεισμική τομογραφία, γεωραντάρ, 3D, Δελφοί.

The purpose of this work was to compare the mapping of shallow subsurface archaeological structures through Seismic Refraction Tomography (SRT), Electrical Resistivity Tomography (ERT) and Ground Penetrating Radar (GPR) methods. For achieving the goals of the project, a specific section of the archaeological site in Delphi has been surveyed through the employment of the above techniques. For the SRT survey, twenty four P-wave geophones were installed randomly in a 50 by 40 m area. Totally seventy three (73) shots were made by striking a metal plate with a sledgehammer to collect about 1752 travel-times. The pole-dipole array was employed to capture the ERT data along twenty densely spaced parallel profiles. The GPR data were collected along parallel sections with a resolution of 50 cm between the lines. The SRT and ERT field data were processed with modern tomographic inversion algorithms for the reconstruction of the 3-D velocity and resistivity models describing the buried archaeological remains and the subsurface matrix up to the depth of 5 meters below the ground surface. GPR signals were enhanced with specific filters signifying the shallow structures up to 2 meters below the ground surface. The integrated processing results indicate the existence of walls buried in a relatively uniform background soil. The outcome of this approach signifies that SRT, ERT and GPR methods can be used as a validation tool in any archaeological investigation by providing accurate tomographic subsurface models and contribute in cultural resources management.