Geofysisch onderzoek - voorbereiding

Introductie

Geofysica is een non-destructieve methode van veldonderzoek waarbij door metingen aan het oppervlak informatie verkregen wordt over structuren in de ondergrond.

Afbeelding 1. Voorbereiding van geofysisch onderzoek tijdens archeologische prospectie foto ArcheoPro
Afbeelding 1. Voorbereiding van geofysisch onderzoek tijdens archeologische prospectie foto ArcheoPro
Afbeelding 2. Voorbeeld van het voorbereiden van geofysisch onderzoek
Afbeelding 2. Voorbeeld van het voorbereiden van geofysisch onderzoek

Algemeen

Geofysica maakt gebruik van verscheidene 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)" ) die een archeoloog voor dit doeleinde kan toepassen. De methode kan, mits goed ingezet, een waardevolle bijdrage leveren aan het toetsen en aanvullen van het eindresultaat van Bureauonderzoek: de gespecificeerde archeologische verwachting. Deze factsheet gaat over de voorbereiding van geofysisch onderzoek tijdens Inventariserend Veldonderzoek (IVO). Samen met de factsheets over de 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)" ) van geofysisch onderzoek en het Excel-bestand ‘Beslismatrix geofysisch-archeologisch onderzoek’ (zie factsheet ‘Toelichting op beslismatrix geofysisch onderzoek tijdens archeologische prospectie’) informeert deze factsheet over de soms wat ondoorzichtige technische wereld van geofysisch onderzoek, met als doelGewenste verandering in de organisatie, een doelgroep of de samenleving waar voor een gerichte inspanning geleverd moet worden. inzicht te krijgen in de (on)mogelijkheden en kansen van deze methode voor archeologische prospectie.

Bijdrage aan archeologisch veldwerk

Geofysica maakt deel uit van de cyclus van de archeologische monumentenzorg en kan een bijdrage leveren aan de volgende fase van veldwerk.

  • Inventariserend Veldonderzoek (IVO), verkennende fase: grote bijdrage aan het begrenzen van gebieden met een verstoord bodemprofiel, bodemkundige en/of geomorfologische eenheden, en potentiele archeologische zones. Op basis hiervan kunnen gebieden worden geselecteerd die in aanmerking komen voor de karterende fase;
  • IVO, karterende fase: grote bijdrage aan het lokaliseren van archeologische verschijnselen en structuren. Op basis hiervan kan een besluit worden genomen over welke locaties in aanmerking komen voor de waarderende fase en welke 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)"

) van IVO daarbij het beste kunnen worden ingezet;

  • IVO, waarderende fase: bruikbaar in specifieke situaties voor het verzamelen van aanvullende, ruimtelijke informatie en het bepalen van de locaties van proefsleuven of proefputten;
  • Opgraven: bruikbaar in specifieke situaties voor het volgen van archeologische structuren buiten de opgravingsput(ten) of voor het in beeld brengen van verschijnselen of structuren op een dieper niveau dan het opgravingsvlak.

Aandachtspunten

Om in te schatten of geofysisch-archeologisch onderzoek effectief is, dienen vooraf de volgende vragen te worden beantwoord:

  • is er een Bureauonderzoek (conform de kwaliteitseisen van de Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie) uitgevoerd en is hierin een gespecificeerde archeologische verwachting opgenomen?
  • welke(n) archeologische complextype(n) wordt/worden verwacht en wat is/zijn de archeologische verschijningsvormen (uiterlijke kenmerken)? Worden 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) van baksteen of natuursteennatuursteen: gesteente, niet gevormd in ambachtelijke of industriële processen., uitbraaksleuven of puindekens verwacht? Worden 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), graven, afvalkuilen, waterputten, ovens of wegenSmalle strook grond, gebruikt en geschikt gemaakt voor het verkeer. (Thesaurus landschap) verwacht? Worden gebouwplattegronden, ophoogpakketten (bijv. wallen van schansen) of ondiepe geologische verschijnselen verwacht? Geofysisch onderzoek met als doelGewenste verandering in de organisatie, een doelgroep of de samenleving waar voor een gerichte inspanning geleverd moet worden. het beantwoorden van de algemene vraag ‘welke archeologische verschijnselen zijn in de bodemNULL aanwezig?’ zal weinig bruikbare resultaten opleveren;
  • wat is de bodemkundige situatie? Hierbij is de grondsoort (kleiKlei is het verweringsproduct van stollingsgesteente en metamorf gesteente. Klei bestaat uit gehydrateerde aluminiumsilicaten., zand, veenVeen is een laag afgestorven plantenmateriaal in diverse stadia van afbraak. Het ontstaat door de opeenstapeling van vegetatieresten in moerassen en veengebieden., löss, grindGrind, brokjes kwarts, door slijtage en afschuring in het Diluvium ontstaan, gewoonlijk te vinden op heidevelden en in rivierbeddingen, vermengd met grof zand. Gebruikt voor de verharding van wegen, het aanmaken van beton, het vormen van een onderlaag, zoals bij Romeinse villa’s in Limburg. (Haslinghuis)", "Niet aaneengekit gesteente, als vergruisde natuursteen in de ijstijden met de gletsjers meegevoerd of bezonken uit rivierwater. Meestal afgerond. Oudtijds gebruikt in kistwerk. Sedert XIX als grove toeslag gebruikt in beton. De grootte varieert van 5 tot 80 mm. (Haslinghuis)"

)) en het grondwaterpeil van belang;

  • wat is de diepteligging en omvang (breedte, diameter) van de verwachte archeologische resten?
  • wat is het huidige grondgebruik en wat is de terreinsituatie? Is er sprake van grasland, akkerland, stedelijk gebied, terrein met gesloopte gebouwenvrijstaande, overdekte en geheel of gedeeltelijke met wanden omsloten toegankelijke ruimte, die direct of indirect met de grond is verbonden., bestraat terrein, bos of park? Moet het geofysisch onderzoek inpandig worden uitgevoerd?
  • is er veel metaalEen metaal is een materiaal dat in vaste vorm kristallijn is, ondoorzichtig, smeedbaar, pletbaar en een goede geleider van warmte en stroom. (Conservation Dictionary), zoals hekwerkenHekwerken zijn omheiningen van een tuin, park of terrein en bestaan uit een samenstel van spijlen en regels, staven of tralies, bevestigd tussen soortgelijke stijlen. Een hek kan zijn gemaakt van hout of metaal. Hekwerken kunnen bedoeld zijn om mensen buiten, of dieren binnen te houden. De vormgeving varieert van functioneel tot sierlijk en is aangepast op de tuinarchitectuur. (Haslinghuis), boombeschermers, auto’s, kabels en leidingen, aanwezig in en/of in de directe omgeving van het onderzoeksgebied?
  • is het terrein afgegraven of opgehoogd? Als het terrein is opgehoogd, waaruit bestaat de afdekking? Is er geen, weinig of veel puin aanwezig in de afdekkende laag?
  • wat zijn de verwachte weersomstandigheden tijdens het moment van veldwerk?
  • wat is het gewenste detailniveau van de metingen?
  • is informatie over de diepteligging van de archeologische resten gewenst?
  • hoe groot is het onderzoeksgebied?

Vervolgens dient een inschatting te worden gemaakt of de verwachte archeologische resten een geofysisch meetcontrast vormen met de natuurlijke bodemNULL. Dit is het moeilijkste deel van de analyseAnalyse is het onderzoek van een voorwerp met instrumentele en analytisch-chemische methoden. Men doet dit om bijvoorbeeld de samenstellende materialen te identificeren of de vervaardigingswijze te achterhalen. en bepaalt of en zo ja, waar en op welke wijze geofysica het beste kan worden ingezet. Hiervoor is veel specialistische kennis en ervaring noodzakelijk. In het Excel-bestand ‘Beslismatrix geofysisch-archeologisch onderzoek’ (zie factsheet ‘Toelichting op beslismatrix geofysisch onderzoek tijdens archeologische prospectie’) wordt hieraan richting gegeven. Enkele voorbeelden:

  • een bakstenenBakstenen zijn stenen die ontstaan door klei, hoofdzakelijk gewonnen in de uiterwaarden van de grote rivieren, te vormen in blokken en vervolgens op hoge temperatuur (c. 800 - 1100 °C) te bakken. Aan de hand van het vormingsprocedé onderscheiden we handvormstenen, vormbakpersstenen en strengpersstenen. Na te zijn gedroogd, worden de stenen opgestapeld en gebakken. De kwaliteit van de steen is afhankelijk van de temperatuur waarop deze gebakken is; hogere temperaturen geven hardere stenen, te hoge temperaturen gesmolten misbaksels. Omdat de stapel of 'tas' niet overal aan dezelfde temperatuur blootgesteld wordt, dient na het bakken gesorteerd te worden op hardheid en kleur. Dit gebeurt zowel visueel als op klank; Hardere stenen hebben een donkere kleur en geven een heldere klank als ze tegen elkaar geslagen worden (klinkers), zachtere stenen kleuren feller en klinken dof. Naar gelang ijzeroxide of calciumoxide de overhand heeft in de klei, kleurt de steen rood of geel. Bakstenen werden reeds gebruikt in de oudheid, aangenomen wordt dat in Nederland de productie techniek is herondekt door de kloosterlingen omstreeks 1250. muur in zandig sediment in een weiland levert een duidelijk contrast in weerstand op;
  • een zandstenen muur in zandig sediment onder een parkeerplaats levert met magnetische metingen geen contrast op;
  • een archeologisch spoor, bijv. een afvalkuil, onder een 1,5 m dikke puinlaag levert geen herkenbaar contrast met geen enkele geofysische techniek op.

Op basis van de contrast inschatting dient beslist te worden of een geofysisch-archeologisch onderzoek ingezet kan worden:

  • GO: de verwachte archeologische resten leveren naar verwachting een duidelijk contrast met de natuurlijke bodemNULL in de geofysische metingen. De terreinsituatie laat geofysisch onderzoek toe.
  • No GO: de verwachte archeologische resten leveren geen contrast met de natuurlijke bodemNULL in de geofysische metingen, of de terreinsituatie is zo ongunstig dat geofysisch onderzoek geen zinvol resultaatEen concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resul taat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.", "Een concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resultaat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.") zal opleveren.
  • Pilot (haalbaarheidsonderzoek): het is twijfelachtig of er sprake zal zijn van een contrast in de geofysische metingen. Of de terreinsituatie is onduidelijk of twijfelachtig. Er kan niet goed ingeschat worden of geofysisch onderzoek een goed en betrouwbaar resultaatEen concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resul taat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.", "Een concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resultaat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.") oplevert. In dat geval kan worden gekozen voor een pilot om vast te stellen of het toepassen van één of meer 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)"

) zinvol is. Op basis van de pilot kan een besluit worden genomen over het uitvoeren van een totaal onderzoek.

Voorbeeld

Zie afbeeelding 2

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) kunnen het beste met elektrisch weerstandsonderzoek in beeld gebracht worden. Meestal groeit een gracht geleidelijk dicht met organisch materiaal: deze opvulling blijft nog eeuwen lang vochtiger dan de omgeving. In een elektrisch weerstandsonderzoek manifesteren 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) zich meestal als zones van lage weerstand. Maar dat hoeft niet altijd het geval te zijn.

De afbeelding toont het resultaatEen concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resul taat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.", "Een concreet product of dienst waarvan helder is als het gereed is. Een resultaat is altijd concreet aanwijsbaar (zelfstandig naamwoord). Voorbeelden zijn: wet, vergunning, regeling, opgeleverd systeem, een twintigtal interviews.") van elektrisch weerstandsonderzoek ter plaatse van een circumvallatielinie (verdedigingswerk) in een pleistoceen zandgebied. In de afbeelding zijn met onderbroken lijnen twee 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) aangegeven. Dit soort 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) heeft maar een paar maanden gefunctioneerd. De 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) zijn weer snel opgevuldHet gebruik van een zacht materiaal of massa om op te vullen of te verhogen, te verzachten, dan wel te beschermen. (AAT-Ned) met zand en organisch materiaal ontbreekt in de vulling. De waterhuishouding in de dichtgegooide gracht is veranderd, omdat de originele horizontale gelaagdheid van het zandpakket bij de aanleg ervan onderbroken is. Ten gevolge van een betere ontwatering zijn de 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) als lijnvormige banen met hogere weerstandswaarden (gele, oranjeKleur die dat deel van het spectrum weergeeft dat zich tussen rood en geel in bevindt, met een golflengte tussen 585 en 620 nanometer. De term kan verwijzen naar alle in helderheid en verzadiging variërende kleurschakeringen binnen deze groep kleuren. Een voorbeeld van de kleur oranje in de natuur is de kleur van de citrusvrucht de sinaasappel. Oranje is een secundaire pigmentkleur (ontstaan door vermenging van geel en rood). (AAT-Ned) en rode kleuren) in de metingen te zien.

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)" )

Geofysica is onderdeel van de uitgebreide ‘gereedschapskist’ van een archeoloog. Tijdens archeologisch onderzoek worden meestal twee of meer onderzoeksmethoden ingezet voor het toetsen en aanvullen van de gespecificeerde archeologische verwachting. Geofysica kan één van deze methoden zijn. Het Excel-bestand ‘Beslismatrix geofysisch-archeologisch onderzoek’ kan worden gebruikt om te bepalen welke geofysische techniek of combinatie van 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)" ) geschikt kan zijn uitgaande van de gespecificeerde archeologische verwachting en de specifieke terreinsituatie. Het is belangrijk dat de resultaten van geofysisch onderzoek in het veld worden getoetst. Dit kan worden gedaan door toepassing van andere methoden van Inventariserend Veldonderzoek, zoals booronderzoek, proefputtenonderzoek en/of proefsleuvenonderzoek.

Richtlijnen en aanvullende informatie

Kattenberg, A. & W.A.M. Hessing 2013: Toelichting bij de Guidelines Geophysical Survey in Archaeological Field Evaluation, SIKB, Gouda (www.sikb.nl).

Schmidt, A., P. Linford, N. Linford, A. David, Ch. Caffney, A. Sarris & J. Fassbinder 2015: EAC Guidelines for the Use of Geophysics in Archaeology. Questions to Ask and Points to Consider, Namur (EAC Guidelines 2).

Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer, 2018: Protocol 4003, Inventariserend Veldonderzoek (landbodems), VS04 Uitvoeren geofysisch onderzoek, Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie, versie 4.1, 28-29, Gouda (www.sikb.nl).

Meer informatie

Zie ook


Hoort bij


Specialist(en)


    Contact