G2: Geophysikalische Prospektionen, Klassifikation und Validation von Siedlungshinterlassenschaften in sich wandelnden Umgebungen

Forschungsaktivitäten 2020

Das Teilprojekt G2 hat sich in 2020 mit den folgenden Themen beschäftigt:

• Untersuchung von Längsgruben der LBK Fundorte Úľany nad Zitavou und Vlkas im Tal der Žitava (Slowakei, gemeinsam mit C2): Zum einen haben wir das Potential von EMI, GPR und ERT untersucht Längsgruben zu detektieren und zum anderen die magnetische Suszeptibilität der Hausüberreste gemessen. Mit den GPR Messungen haben wir eine geschichtete, hügelförmige Struktur detektiert, deren Beziehung zur LBK Siedlung bisher ungeklärt ist. Die Detektierbarkeit der Längsgruben mit EMI und ERT ist eingeschränkt durch den abschirmenden Effekt des Flughorizonts sowie geringen Kontrasten in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Grubenfüllung und umgebenden Material. Hingegen kann mit den Messungen der magnetischen Suszeptibilität die Füllung der Längsgruben und der Pfostenlöcher abgebildet werden.

• Untersuchung von verbrannten Hausüberresten am kupferzeitlichen Fundort Maidanetske (Ukraine, gemeinsam mit D1): Hier haben wir das Potential von EMI, GPR und ERT untersucht die Hausüberreste aus gebranntem Lehm zu detektieren. Mit GPR konnte die Schicht aus gebranntem Lehm nicht detektiert werden. Im Vergleich zur Magnetikkarte, zeigen die EMI Messungen keine vergleichbaren Strukturen in der Leitfähigkeitskomponente. Allerdings werden die Hausüberreste in der In-Phase Komponente, die Sensitiv gegenüber der magnetischen Suszeptibilität ist, abgebildet. Die ERT zeigt die Querschnitte mancher Hausüberreste. Folglich ist ERT die vielversprechendste Methode zur Bestimmung der Tiefenlage und und Mächtigkeit des gebrannten Lehms innerhalb der Schwarzerde- und Lössumgebung von Maidanetske.

• Erweiterung der Landschaftsrekonstruktion vom Duvenseer Moor (Deutschland, gemeinsam mit B2): Am Duvenseer Moor lebten im Zeitraum von 10000 - 6500 cal. BCE mesolitische Wildbeuter. Das Gebiet wurde großräumig mit dem 16 Kanal Bodenradarsystem MIRA von MALÅ untersucht. Ziel ist es die vorgeschichtliche Landschaft zu rekonstruieren und die Anpassung der Menschen an das sich wandelnde Feuchtland zu untersuchen. Insbesondere suchen wir ehemalige Inseln, die mögliche Standorte für mesolithische Lager waren. Wir vergleichen detailliert die Ergebnisse der archäologischen Ausgrabungen und der Bodenradarmessungen um die wichtigsten Befunden des Standorts, die Haselnussröstplätze, möglicherweise zu detektieren. Es zeigte sich, dass die Detektion der Röstplätze möglich ist, allerdings müssen hierfür die Radarprofile genaustens analysiert werden und teilweise werden Vorinformationen, z.B. aus der Ausgrabung, zur Identifikation benötigt. Die Stratigraphie wurde mit einer hohen Auflösung (3 - 5 cm) abgebildet und zeigt somit die interne Schichtung der archäologisch untersuchten Bereiche (insbesondere der Torf). Dies gibt die Möglichkeit die Grenzen zwischen archäologisch relevanten Schichten und sterilen Schichten zu detektieren.
  Eine weitere spannende Entdeckung sind bisher unbekannte, alte Insel. Diese haben wir in einem 3D Model visualisiert, das den Wasserstand simuliert (Insel 6b, Cluster 7 und Insel 8 in Abb. 1b). Hierbei handelt es sich um vielversprechende Standort für weitere archäologische Befunde und somit Einblicke in die frühe Besiedlung des Gebiets. Bisher gibt es keine Oberflächenfunde, die die vorgeschichtliche Besiedlung bestätigen, aber die Größe von Insel 8 bietet auch für ein großes Lager genügend Platz (Abb. 1c).

Abbildung 1: (a) Bodenradarmessungen mit der 16 Kanal, 400 MHz Antenne MALÅ Imaging Radar Array (MIRA). (b) 3D Rekonstruktion des Untersuchungsgebiets mit einem hypothetischen Wasserlevel und den mesolithischen Wildbeuter Lager auf Insel 6. (c) Aktuelle Karte mit den durch Ausgrabung datierten Fundplätzen und den Positionen der früheren Inseln. Die Nummern entsprechen dem Namen des jeweiligen Lagers und die Farben geben die Datierung an.

• Integrative geophysikalische Untersuchung des Schneiderberges bei Baalberge (Sachsen-Anhalt, Deutschland): 
  Als einer der frühesten Grabhügel in Zentraleuropa zeugt der Schneiderberg von sozialen Transformationen, welche in Europa in der ersten Hälfte der 4. Jahrtausend v. Chr. im Kontext der ersten metallverarbeitenden Kultur stattgefunden haben. Zum Verständnis derartiger Transformationsprozesse ist von hoher Relevanz, ob frühe Grabhügel Zentraleuropas das Produkt einer jahrhundertelangen Hügelbiographie sind oder ob sie bereits um 3700 v. Chr. als imposantes Monument für eine Einzelperson errichtet worden sind. 
  Als Beitrag zur Beantwortung dieser Fragestellung fanden im September 2020 geophysikalische Messungen am Schneiderberg statt. Zur Rekonstruktion des stratigraphischen Aufbaus wurden ERT, GPR und seimische Messungen entlang von Querschnittsprofile über den Grabhügel durchgeführt. Als neuer Ansatz wurde seismische Wellenform-Inversion in das bereits bestehende Auswertungsschema integriert. Das Verfahren invertiert aus seismischen Daten Modelle für die Dichte und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen. Dazu wird die Wellenausbreitung im Untergrund vollständig modelliert. Das Verfahren optimiert so die Auflösung der Seismik und ermöglicht so eine detailierte Abbildung des Untergrundes.
  Unsere Ergebnisse deuten auf die Existenz mehrere Bau- bzw. Nutzungsphasen hin. Außerdem konnten Störungen in der Stratigraphie als Folge von Grabungen am Ende des 19. und vom Beginn des 20. Jahrhunderts identifiziert und mit Grabungsdokumenten verglichen werden. Die geophysikalischen Untersuchungen sollen 2021 fortgesetzt werden. 

Abbildung 2: (a) Grabungsskizze eines Querschnitts durch den Schneiderberg nach Paul Höfer (1901) (b) Mittels FWI invertiertes Geschwindigkeitsmodell entlang des Hauptprofils (S0). Im oberen Abschnitt überlagert mit einer Projektion des migrierten Seismogramms von Profils S6. (c) Ergebnis der Geoelektrik entlang des Hauptprofils (S0) (d) Luftbild vom Schneiderberg mit eingezeichneten Grabungsschnitten (weiße Linien) und Profilen der Seismik (grüne Linien).

• Großflächige Massenbestimmung von verbrannten Hausüberresten: In der ersten Phase haben wir ein Interpretationsschema zur Bestimmung der Masse von nicht ausgegrabenen Hausüberresten erstellt und auf Beispielgebäude des Fundorts Maidanetske angewandt (Ukraine, zusammen mit D1). Das Schema hat zur Beginn der zweiten Phase ein Upgrade in Bezug auf die Methodik bekommen: es wird nun ein Filter zur Inversion verwendet. Damit lassen sich große Flächen einfach handhaben und schneller bearbeiten. Die Inversion bestimmt die Magnetisierung der Hausüberreste. Diese korreliert mit den Massen. Somit werden alle Häuser auf der Magnetikkarte quantifiziert. Als nächstes steht die statistische und archäologische Auswerten dieses Datensatz insbesondere mit Berücksichtigung räumlicher Muster bevor.