
編者註:在本每週系列中,LiveScience探討了技術如何推動科學探索和發現。
考古學家的概念可能會想到戴著卡其布的印第安納·瓊斯(Indiana Jones)的手和膝蓋,用微小的刷子挖掘文物。但是如今,考古學家觸手可及的工具更加複雜,而且冒險也同樣更少。
從可以識別偽影的化學構成的X射線槍到可以檢測到埋藏金字塔的地面穿透雷達使用的技術研究古代的人類文明絕非古老。
“像所有技術一樣,我們得到了更快,更小,更好的趨勢,”英格蘭謝菲爾德大學的考古學家Ellery Frahm說。弗拉姆補充說,可移植性也很關鍵。
傳統上,考古學家受到可以從田野或從博物館運輸到可以分析的實驗室運輸的文物數量的限制。並且在野外現場周圍或下方繪製大面積是不可行的。但是現在,根據化學,石油工業和其他領域的適應性技術已經將新的血液注入了過去的研究。
射線槍,而不是牛
印第安納·瓊斯(Indiana Jones)可能是最著名的虛構考古學家,但與該領域的一些實際工具相比,他的牛頭蒼白。 [印第安納瓊斯的10個現代工具這是給出的
“我出去做考古射線槍,“ Frahm告訴LiveScience,並補充說:“這並沒有比這更多的科幻。 ”
弗拉姆(Frahm)和他的同事開發了一種便攜式版本的X射線熒光(XRF),這是確定人工製品化學構成的常見技術。科學家使用一種“射線槍”向樣品發射X射線,從而增強了樣品中電子的能量,它們會發出與特定元素相對應的新X射線,例如鋅或銅。美術館使用類似技術研究繪畫。
通過測量發射輻射的波長和強度,科學家可以找出存在哪些元素以及它們在人工製品中的豐度。目前,弗拉姆(Frahm)和他的同事正在使用便攜式XRF找到黑曜石製成的石材工具,這是一種由快速冷卻的熔岩形成的火山玻璃。
在挖之前看
考古學家在剷除鏟子之前使用了一些最尖端的技術。遙感方法使科學家可以找到隱藏的位點和物體,從埃及金字塔到理查德三世的葬禮。
紐約美國自然歷史博物館的人類學家David Hurst Thomas說:“考古學家是銷毀自己數據的少數科學家中的一些。”托馬斯說,遙感考古學就像關節鏡手術一樣 - 科學家不必再做大“削減”了。
托馬斯(Thomas)在佐治亞州海岸的聖凱瑟琳島(St. Catherine's Island)使用了近40年的遙感方法。在這些工具的幫助下,他和他的同事們發現了方濟各會任務的失落現場聖卡塔琳娜·德·蓋爾(Santa Catalina de Gale),可追溯到1566年至1680年。歷史上最被忽視的奧秘這是給出的
托馬斯(Thomas)的團隊測量土壤電阻率,這涉及將電流通過土壤並測量電阻。這些變化對應於水含量,因為電流通過水的速度更快。托馬斯告訴《生命科學》:“它為您提供了驚人的模式。”
該團隊還使用磁力測定法 - 由於埋藏的建築物和偽影或自然波動,測量地球磁場的變化。從磁場的其餘部分減去自然變異性揭示了考古特徵的地圖。磁力測定法適合尋找結構遺跡,實際上,這就是托馬斯發現方濟各會任務的方式。
然後是地面滲透雷達這是一種無損的技術,其中科學家反彈了高頻無線電波,並測量反射信號,這些信號揭示了埋在地面中的物體或結構。托馬斯說,在過去的幾十年中,雷達工具和相關的計算能力大大提高了。
土壤電阻率很好地區分建築物的內部和外部,但是在森林森林地區的效果較差,因為樹根弄亂了讀數。磁力計非常適合檢測由鐵,鋼,磚和許多岩石類型製成的特徵,但是嵌入土壤中的雜散金屬的位置會干擾讀數。地面穿透雷達非常適合在深處定位文物和特徵,但需要統一的沙質環境。
托馬斯說,當將多種技術結合在一起時,考古學效果最好。托馬斯說:“它們重合的地方,這就是您要去挖掘的地方。”
這些遙感方法中的許多也可以通過飛機,衛星甚至風箏來完成。
例如,激光雷達- 結合光和雷達的術語 - 概述了考古遺址的較大特徵,這些特徵很難從地面上看到。 LIDAR系統在地面上發光並檢測到反射的光線。 Google Earth是另一個有用的資源。科學家在2011年報告說與Google Earth在沙特沙漠中成千上萬的墳墓。
這些技術都不是發掘的替代品,但它們幫助考古學家進行了更多針對性的挖掘。馬薩諸塞大學波士頓大學考古學家約翰·斯坦伯格(John Steinberg)說:“我們仍然需要挖掘,但我們可以挖得更少,了解得更多。”斯坦伯格說,更少的挖掘更便宜,更有效,但是科學家可以學到很多東西。
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