Geofysisch onderzoek - diep elektromagnetisch onderzoek

Introductie

Tijdens elektromagnetisch (EM-) onderzoek, ook bekend als elektromagnetisch inductie (EMI-) onderzoek, wordt door middel van een elektrospoel een elektromagnetisch veld opgewekt waarop de bodemNULL reageert. Aan de hand van de opgewekte stroom wordt de weerstand (mate van geleidbaarheid) van de bodemNULL gemeten. De techniek is vergelijkbaar met elektrisch weerstandsonderzoek.

Afbeelding 1. Diep elektromagnetisch onderzoek tijdens archeologische prospectie foto ArcheoPro
Afbeelding 1. Diep elektromagnetisch onderzoek tijdens archeologische prospectie foto ArcheoPro
Afbeelding 2. Voorbeeld van diep elektromagnetisch onderzoek bron ArcheoPro
Afbeelding 2. Voorbeeld van diep elektromagnetisch onderzoek bron ArcheoPro
Afbeelding 3. Voorbeeld van diep elektromagnetisch onderzoek bron ArcheoPro
Afbeelding 3. Voorbeeld van diep elektromagnetisch onderzoek bron ArcheoPro

Algemeen

De techniek is vooral goed inzetbaar in de verkennende fase van Inventariserend Veldonderzoek (IVO) voor het in kaart brengen van geologische verschijnselen in de diepere ondergrond en als bijdrage aan het opstellen van de gespecificeerde archeologische verwachting. Met kleiKlei is het verweringsproduct van stollingsgesteente en metamorf gesteente. Klei bestaat uit gehydrateerde aluminiumsilicaten. of organisch materiaal gevulde grachtenGrachten zijn in oorsprong uitgravingen van de bodem om een burcht of stad ter verdediging daarvan. Met de vrijgekomen grond werd een wal opgeworpen of het binnengelegen terrein verhoogd. In laaggelegen terrein vult de gracht zich met water. Na de Middeleeuwen, met bijvoorbeeld de groei van Amsterdam, veranderde de betekenis in gegraven waterloop in het algemeen. (Haslinghuis) en rivierbeddingen hebben gewoonlijk een lagere weerstandswaarde dan de omringende, natuurlijke bodemNULL. Resten van (bak)stenenHarde delfstof die niet smeedbaar, niet brandbaar en (vrijwel) niet in water oplosbaar is. Wordt in de bouwkunst gebruikt als houw-, breuk- of veldsteen. (Haslinghuis) funderingen en zandruggen hebben een hogere weerstandswaarde. De techniek levert in ideale omstandigheden goede beelden op. Toch zijn EM-beelden minder scherp dan beelden van elektrisch weerstandsonderzoek.

Techniek

De diepe EM-metingen gaan vanaf ca. 1,5 m tot ca. 6 à 8 m beneden maaiveld. De afstand tussen de meetspoelen bepaalt de meetdiepte. Alle structuren vanaf 1,5 m beneden maaiveld tot en met de ingestelde meetdiepte worden geregistreerd, mits er sprake is van verschillen in geleidbaarheid. De diepte-instellingen van de apparatuur verdient bijzondere aandacht voordat met het veldwerk wordt begonnen.

Meestal wordt diep EM-onderzoek verricht in combinatie met een Global Positioning System waarbij de meting en de meetlocatie gelijktijdig opgeslagen worden. Het onderzoek wordt in de regel lopend verricht, maar voor grote terreinen kan de meetapparatuur ook achter een voertuig geplaatst worden.

Strategie

Voor het in kaart brengen van archeologische structuren wordt gemeten in parallelle lijnen. Daarbij dient rekening te worden gehouden met de grootte van de verwachte structuurDe microscopische structuur van een materiaal is de ruimtelijke oriëntatie van de atomen, ionen of moleculen. Deze structuur bepaalt de macroscopische eigenschappen.: deze structuurDe microscopische structuur van een materiaal is de ruimtelijke oriëntatie van de atomen, ionen of moleculen. Deze structuur bepaalt de macroscopische eigenschappen. moet minimaal twee of drie maal door een meetlijn gekruist te worden om als zodanig herkend te kunnen worden. Voor bijv. murenZware rechtopstaande afsluitende afscheidingen van steenachtig materiaal die meestal een dragende functie hebben. Gebruik 'wanden' voor lichte afscheidingen die geen dragende functie hebben. (AAT-Ned) en grachtenGrachten zijn in oorsprong uitgravingen van de bodem om een burcht of stad ter verdediging daarvan. Met de vrijgekomen grond werd een wal opgeworpen of het binnengelegen terrein verhoogd. In laaggelegen terrein vult de gracht zich met water. Na de Middeleeuwen, met bijvoorbeeld de groei van Amsterdam, veranderde de betekenis in gegraven waterloop in het algemeen. (Haslinghuis) van een kasteel kan worden volstaan met meetlijnen met een onderlinge afstand van 1 m. Voor grotere landschappelijke eenheden, zoals een rivierbedding, wordt een ruimer meetraster aanbevolen. Als richtlijn kunnen de afstanden uit de tabel gekozen worden:

Structuur Structuurgrootte Afstand meetlijnen Meetsnelheid per dag
Kastelen, kloosters en andere gebouwcomplexen 2 m 1 m 2 ha
Beekbeddingen en zandopduikingen 10 m 3 m 6 ha
Rivierbedding en kreeksystemen 25 m 10 m 20 ha
Zeer globale inventarisatie van rivierdalen
en bodemkundige overgangen
50-100 m 25 m 50 ha

Door gebruik te maken van meer meetspoelen kan het diepe EM-onderzoek worden uitgebreid (geïntensiveerd). Op deze wijze kunnen gelijktijdig en op verschillende dieptes metingen worden verricht en wordt informatie uitgesplitst naar diepte verkregen. Het onderzoek verloopt hierdoor niet trager.

Bijzondere zaken

Omdat EM-apparatuur geen elektrodecontact met de bodemNULL nodig heeft, kan onder alle omstandigheden gemeten worden. Bij vorst in de grond is EM-onderzoek af te raden omdat de apparatuur anders vorstlenzen in de bodemNULL registreert.

Een meting kan op iedere ondergrond uitgevoerd worden, ook op bestrating. Diep EM-onderzoek wordt niet of nauwelijks beïnvloed door structuren die zich vlak onder het instrument bevinden. Bij diepe EM-metingen is de eerste halve meter meestal min of meer ‘onzichtbaar’. Het is daarom een goede techniek om dieper gelegen geologische verschijnselen en archeologische structuren, zoals (grote) murenZware rechtopstaande afsluitende afscheidingen van steenachtig materiaal die meestal een dragende functie hebben. Gebruik 'wanden' voor lichte afscheidingen die geen dragende functie hebben. (AAT-Ned), onder een puinlaag op te sporen.

De meetsnelheid wordt licht beïnvloed door obstakels in het veld, zoals sloten, bomen en struikenHoutachtige planten die van nature geen stam vormen en doorgaans dicht bij de grond vertakken. en maisstobben op een akker.

Kleine delen of uiteinden van percelen met een onregelmatige vorm kunnen het onderzoek eveneens vertragen. MetaalEen metaal is een materiaal dat in vaste vorm kristallijn is, ondoorzichtig, smeedbaar, pletbaar en een goede geleider van warmte en stroom. (Conservation Dictionary) binnenHet binnenmilieu is wat men binnen in een gebouw ervaart. het onderzoeksgebied is sterk verstorend voor EM-onderzoek. Denk hierbij aan prikkeldraad, boombeschermers, leidingen in de grond, golfplatenDunne dakplaat, die voor de stevigheid golfvormig is uitgevoerd. Van ijzer (meestal verzinkt), (zie) asbestcement, gebitumineerde vezels of kunststof. schuurtjes, ijzeren wapening in betonvloeren, etc.

Voorbeeld

De eerste afbeelding toont een voorbeeld van diep EM-onderzoek tot een diepte van 6 m beneden maaiveld. De rode en paarse kleuren geven locaties met een hoge weerstandswaarde weer: op deze locaties wordt uitgegaan van het voorkomen van zand op geringe diepte. De blauwe en groene kleuren corresponderen met locaties met een lagere weerstandswaarde. Vermoedelijk gaat het hier om met veenVeen is een laag afgestorven plantenmateriaal in diverse stadia van afbraak. Het ontstaat door de opeenstapeling van vegetatieresten in moerassen en veengebieden. en kleiKlei is het verweringsproduct van stollingsgesteente en metamorf gesteente. Klei bestaat uit gehydrateerde aluminiumsilicaten. gevulde geulen in de ondergrond.

Op de zandrug is aansluitend karterend booronderzoek uitgevoerd waarbij de diepteligging van de top van het zand is vastgesteld (tweede afbeelding). Dit onderzoek wijst op een relatief hooggelegen zandrug omgeven door enkele lager gelegen zones. De ligging van de zandrug komt goed overeen met de zone met hoge weerstandswaarden in het EM-onderzoek. Ook zijn tijdens het booronderzoek de resten van prehistorische jachtkampen aangetroffen. De locaties ervan zijn weergegeven met dikke zwarte lijnen.

Combinatie met andere methoden en techniekenEen techniek is een werkwijze die men volgt bij het uitvoeren van een werk. Onder de techniek waarmee een kunstwerk tot stand komt, verstaat met de gebruikte techniek zoals de aquareltechniek of de film.", "Wordt gebruikt voor de manier waarop een handeling wordt uitgevoerd of de methode waarmee dat gebeurt. Gebruik 'procédés' wanneer er in het algemeen wordt verwezen naar de verrichtingen die worden uitgevoerd of de procedures die worden gevolgd teneinde een bepaald resultaat te bereiken, en ook voor werkingen of veranderingen die plaats vinden in materialen of objecten. (AAT-Ned)" )

Het is belangrijk dat de resultaten van het diep EM-onderzoek in het veld worden aangevuld en getoetst. Voor de (on)mogelijkheden van toepassing van andere geofysische techniekenEen techniek is een werkwijze die men volgt bij het uitvoeren van een werk. Onder de techniek waarmee een kunstwerk tot stand komt, verstaat met de gebruikte techniek zoals de aquareltechniek of de film.", "Wordt gebruikt voor de manier waarop een handeling wordt uitgevoerd of de methode waarmee dat gebeurt. Gebruik 'procédés' wanneer er in het algemeen wordt verwezen naar de verrichtingen die worden uitgevoerd of de procedures die worden gevolgd teneinde een bepaald resultaat te bereiken, en ook voor werkingen of veranderingen die plaats vinden in materialen of objecten. (AAT-Ned)" ), zie het Excel-bestand ‘Beslismatrix geofysisch-archeologisch onderzoek (landbodems)’ en de factsheet ‘Toelichting op beslismatrix geofysisch onderzoek tijdens archeologische prospectie.’ Verder kunnen andere methoden van IVO worden ingezet voor het toetsen van de resultaten van geofysisch onderzoek. Voorbeelden zijn (prikstok-) booronderzoek, proefputtenonderzoek en proefsleuvenonderzoek.

Tekst: J. Orbons (ArcheoPro)

Deze pagina is voor het laatst bewerkt op 25 jan 2021 om 14:16.