Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Polarisierbarkeit von Holz - eine neue Methode für die Archäologie

04.11.2002


Dem Institut für Geophysik der TU Clausthal ist es in Zusammenarbeit mit dem Institut für Meteorologie und Geophysik der J. W. Goethe Universität Frankfurt am Main erstmals gelungen, die spektrale induzierte Polarisation (SIP) für die Erkundung eines bronzezeitlichen Bohlenwegs (1500 - 1400 v. Chr.) erfolgreich einzusetzen. Ursprünglich wurde das Verfahren zur Exploration von Erzlagerstätten entwickelt. Anders als bei einer konventionellen Widerstandsmessung werden bei dieser Methode nicht die Amplituden des eingespeisten Stromsignals mit der gemessenen Spannung verglichen, sondern der zeitliche Versatz der beiden Grössen, die Phasenverschiebung, bestimmt. Durch Feldmessungen im Federseemoor in Bad Buchau (Kr. Biberach) konnte gezeigt werden, dass sich die SIP zur zerstörungsfreien Erkundung archäologischer Holzobjekte eignet.

... mehr zu:
»Archäologie »Bohlenweg »Feldmessung »SIP

Den Geophysikern Norbert Schleifer, Prof. Dr. Andreas Weller von der TU Clausthal und Simon Schneider, Prof. Dr. Andreas Junge von der J.W. Goethe Universität Frankfurt gelang es durch Profilmessungen an der Oberfläche, einen etwa neun Meter breiten Bohlenweg unter einer etwa einen Meter mächtigen Torfschicht zu finden. Die gut erhaltene Holzstruktur hebt sich durch erhöhte Phasenwerte vom ungestörten Boden ab. In der Archäologie besitzen Holzfunde eine große Bedeutung. Über die charakteristischen Jahrringabfolgen von Holz (Dendrochronologie) können Fundplätze datiert werden. Eine Veröffentlichung der Ergebnisse erfolgt in den nächsten Ausgaben der Fachzeitschrift "Archaelogical Prospection".

Bei der induzierte Polarisation (IP) wird über zwei Stromelektroden eine definierte Signalform, meist als Sinus-oder Rechtecksignal von etwa 100 Milliampere in den Untergrund eingespeist. Zwischen zwei weiteren Elektroden wird das elektrische Potential bestimmt. Wird die IP mit mehr als einer Messfrequenz ausgeführt, spricht man von spektraler induzierter Polarisation (SIP). Die Frequenzen, mit denen SIP Messungen durchgeführt werden, reichen von wenigen Millihertz bis in den Kilohertz-Bereich. Polarisationseffekte im Untergrund führen zu einer Phasenverschiebung zwischen Stromsignal und gemessener Spannung.


De Ursachen für Polarisationseffekte sind elektrochemische Vorgänge an den Grenzflächen zwischen Mineralien und dem Elektrolyt im Porenraum. Wird ein äußeres elektrisches Feld angelegt, versuchen die Ionen innerhalb des Elektrolyten ein Ladungsgleichgewicht im Untergrund herzustellen. Erz- und Tonminerale, Engstellen im Porenraum und die chemische Zusammensetzung des Elektrolyten beeinflussen diesen Ladungsausgleich und führen zu messbaren Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung. Das Auftreten von Polarisationseffekten wurde erstmals bei der Durchführung von Widerstandsmessungen in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts beobachtet und später gezielt zur Erkundung von Erzlagerstätten genutzt.Erste Versuche, die induzierte Polarisation in der Archäologie einzusetzen, wurden 1970 unternommen. Jedoch konnte sich das damals noch sehr aufwendige Verfahren nicht in der archäologischen Prospektion etablieren. Erst in den 90er Jahren nach der Entwicklung automatisierter Messapparaturen und digitalisierter Auswerteverfahren gelang der Durchbruch in der Umweltgeophysik. Seitdem findet die SIP Anwendung bei der Untersuchung von Altlasten und im Grundwasserschutz.

Die Grundlage für die erfolgreiche Detektion des Bohlenwegs legten die Clausthaler und Frankfurter Wissenschaftler durch Labormessungen am Institut für Geophysik der TU Clausthal. Dort konnte gezeigt werden, dass Holz polarisierbar ist und zwar unabhängig von Art und Alter. Da das Verhalten polarisierbarer Materialien frequenzabhängig ist, war es wichtig, eine geeignete Messfrequenz für die Feldmessung zu bestimmen. Dies geschah an Holzproben, die während Ausgrabungen dem Bohlenweg an anderer Stelle entnommen wurden.

Mit dem nun vorliegenden Ergebnis der Feldmessungen konnte gezeigt werden, dass sich die Methode der spektralen induzierten Polarisation zum Auffinden von archäologischen Holzobjekten eignet. Dies ist von grosser Bedeutung für die Archäologie, da Holzfunde eine Datierung von Fundplätzen erlauben. Die erfolgreiche Feldmessung im Federseemoor bei Bad Buchau (Kr. Biberach) eröffnet für die geophysikalische Methode der SIP ein neues Anwendungsgebiet.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Andreas Weller
Institut für Geophysik
Technische Universitaet Clausthal
Tel.: +49 5323 72 2233
Arnold-Sommerfeld-Str. 1
Fax.: +49 5323 72 2320
D-38678 Clausthal-Zellerfeld
eMail: Andreas.Weller@tu-clausthal.de

Jochen Brinkmann | ide

Weitere Berichte zu: Archäologie Bohlenweg Feldmessung SIP

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Satellitenblick auf die Dürre in Kenia
28.06.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Bisher unbekanntes Aussterben grosser Meerestiere entdeckt
27.06.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

Plants are networkers

19.06.2017 | Event News

Digital Survival Training for Executives

13.06.2017 | Event News

Global Learning Council Summit 2017

13.06.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive