Rozpoznanie historycznych warstw antropogenicznych metodami geofizycznymi uzupełnione analizami geochemicznymi
W prezentowanej pracy poddano badaniom dwa obszary na terenie południowej Polski, zabytkowy rejon Starego Miasta w Krakowie oraz dwór w Nowym Siole. W Krakowie, od okresu średniowiecza znaczącej metropolii centralnej Europy, intensywnie rozwijał się handel i rzemiosło. Wiązało się z tym znaczne zapotrzebowanie na wodę, co wymusiło rozwój gęstej sieci cieków wodnych, młynów i kolektorów ściekowych. Jej przebieg do dzisiaj nie został dostatecznie rozpoznany. Dwór w Nowym Siole stanowi innego rodzaju przykład antropopresji i przekształcenia terenu z nią związanego. Mimo założeń, w których miał stanowić obiekt mieszkalny, wielokrotnie jego funkcja ulegała zmianom, z utrzymywaniem bastionowego charakteru i z okalającą dwór fosą obronną. W pracy przedstawiano schemat efektywnej geofizyczno-geochemicznej metodyki badań terenowych i laboratoryjnych, co było jednym z jej celów. Pozwoliła ona na wyznaczenie lokalizacji i przebiegu dawnych cieków wodnych, obecnie zasypanych w podłożu pod historycznymi warstwami antropogenicznymi. Tak prowadzone badania są możliwe do zrealizowania zwłaszcza w miejscach obowiązywania ograniczeń, wynikających z praw własnościowych i przynależności do terenów ochrony konserwatorskiej. Na podstawie zaproponowanych metodyk pomiarów i analiz wykazano, że do rozpoznania podłoża na terenach mniej przekształconych jest wystarczająca metoda georadarowa, a w warunkach silnej antropopresji bardzo dobre rezultaty uzyskuje się dzięki pomiarom metodą elektrooporową, w wariancie tomografii. W przypadku, gdy obie metody przynoszą na danym obszarze pozytywny wynik, obrazy geofizyczne uzupełniają się, dając bardziej jednoznaczny, choć uproszczony obraz litologii ośrodka. Możliwe jest dzięki temu wyznaczenie położenia w podłożu dawnych koryt obiektów wodnych – a tym samym wskazanie optymalnych miejsc do wykonania otworów badawczych. Wiercenia i profilowanie uzyskanych rdzeni gruntów weryfikują wyniki pomiarów geofizycznych i perspektywiczność podłoża dla badań geoarcheologicznych. W oparciu o komplementarne badania wykazano, że obrazy anomalii geofizycznych wykazują zbieżność z anomaliami geochemicznymi, podkreślonymi układem warstw litologicznych i właściwościami gruntów. Wśród nich szczególną rolę pełnią koncentracje metali (Cu, Pb, Zn, Ni, Fe) i wskaźniki fizykochemiczne (pH, Eh, PEW). Pomiary stężeń metali i wartości wskaźników w próbkach gruntów uzyskanych otworami wiertniczymi porównano z wartościami masowej podatności magnetycznej. Wykazano, że w przypadku tej metody istnieje także wyraźna zależność, przez co może być przydatna do badań interdyscyplinarnych w dziedzinie archeologii środowiskowej i inżynierii środowiska.
In the presented study two areas in the southern Poland were investigated, the historic district of Old Town in Krakow and the manor in Nowe Sioło. In Krakow, a significant metropolis of central Europe since the medieval times, trade and crafts developed intensively. It was associated with the significant demand for water, which resulted in the development of a dense waterways network, mills and sewage collectors. Its course still has not been sufficiently recognized. The manor in Nowe Sioło is an example of another type of anthropopressure and the associated transformation of the area. The initial blueprint conceived it as a residential building, however its function was changing through the years. Despite that the object kept the bastion character, with moat surrounding the mansion defensive perimeter. The study presents a work scheme for effective methodology of field and laboratory research which was one of the project objectives. The research allowed to determine the location of historical watercourses, now buried in the ground under the anthropogenic layers. Interdisciplinary research with geophysical and geochemical methods is feasible even in locations where the ownership rights limit the access and in the areas under government protection due to historical landmark presence. This way, on the basis of the proposed methodology it was possible to show that for the recognition of the less transformed ground the GPR method is sufficient. Under conditions of strong anthropopressure very good results are obtained from ERT measurements. It is possible to determine the location of historical watercourses beds, and thus it is possible to indicate prospective areas for geoarchaeological research. In situation when both methods bring high quality information, the geophysical images complement each other, giving more explicit but still simplified lithology. On the basis of profiled boreholes, it was shown that the anomalies on geophysical images correlate positively with geochemical anomalies. It was empathized in the properties of soil and lithological layer system. Among the geochemical analysis, measurements of the concentrations of metals (Cu, Pb, Fe, Zn, Ni) and physico-chemical indicators (pH, Eh, PEW) are the main methods used. These indicators, obtained through drilled soil samples, were compared with the values of the mass magnetic susceptibility. It has been shown that in this method a clear relationship exists, and it may also be applied in the field of environmental archaeology and engineering research.
