Prospectiile de adancime

Prospectiile de adancime

in cadrul acestei categorii de investigatii arheologice distingem doua categorii principale: cele active (distructive) si cele pasive (nondistructive). Metodele de prospectare proiectate si aplicate in cercetarile arheologice au ca scop perceperea unor structuri sau fenomene "ascunse", generate de prezenta si activitatea omului in trecut intr-un anume areal.

In contextul de fata, geografia fizica trebuie inteleasa ca fiind baza fizica a geografiei, domeniul combinat al mai multor stiinte ce au ca obiect studiul Pamantului (Terra), al mediului (suportului fizic, efectiv) in care si-au desfasurat evolutia societatile umane din cele mai vechi timpuri. Notiunea de "geografie fizica" nu trebuie privita in cazul de fata ca o ramura distincta a stiintelor ci ca o grupare de principii, cu scopul de a surprinde si cuprinde in primul rand influentele de mediu, care au variat in mod permanent pe suprafata globului pamantesc. Ecosistemele, percepute ca inlantuiri de determinari reciproce intre elementele componente (entitati biologice si suportul fizic), au fost si sunt supuse unor modificari ciclice, unele reversibile altele ireversibile, ce s-au derulat intr-o anumita succesiune cronologica pe anumite areale. Surprinderea relatiei om-mediu, care s-a caracterizat inca de la inceputuri de o continua si evidenta interdependenta, reprezinta una din directiile fundamentale urmate de arheologie.

Analizele si studiile realizate de diferite discipline si stiinte au dovedit, cu prisosinta, faptul ca ecosistemele au suferit permanente modificari, interventia antropica avand, la randul ei in acest context, un rol important, demn de luat in considerare de disciplina arheologica. Orice habitare umana este dependenta de o serie de elemente ale mediului: prezenta surselor de materii prime, structura si morfologia reliefului, prezenta retelei hidrografice, particularitatile climei si regimului precipitatiilor etc. Inca de la inceputuri, societatea umana a fost antrenata si conditionata de desfasurarea in ansamblu a tuturor fenomenelor naturale, aflate intr-o continua interactiune, constituind, de fapt, un intreg. Probleme relatiilor om-mediu se caracterizeaza printr-o complexitate deosebita, ea fiind privita de multe ori in raport de conceptiile filosofice cu privire la om, societate, cu privire la rolul acestora in cadrul naturii. Determinarea evolutiei omului de catre mediul inconjurator ramane, chiar si acum, in mileniul III, o realitate irefutabila. Analiza interdisciplinara este cea care poate oferi explicatiile plauzibile privind indeosebi amprentele pe care vechile civilizatii le-au lasat asupra mediului (si invers) si care ne apar ca o serie de anomalii ale formelor naturale actuale.

1. Proprietati fizice fundamentale ale Pamantului

Inainte de a prezenta principalele metode de prospectare in adancime a solului, consideram ca este necesara o scurta prezentare a proprietatilor fizice ale planetei noastre, multe dintre aceste proprietati, fundamentale, stand, principial, la baza aplicabilitatii unora dintre metode. Anumite caracteristici si manifestari specifice ale Terrei, parcurse in randurile de mai jos, fac posibila distingerea unor structuri antropogene, prin faptul ca acestea din urma modifica, sesizabil, tocmai parametrii de baza (initiali) ai acestora.

1.1 Una din primele proprietati este aceea a densitatii. Parametru (caracteristica) exprimat(a) prin raportul dintre masa (M) si volum (V) (M/V = g/cm³). Densitatea medie a pamantului este de aproximativ 5,52 g/cm³, in vreme ce densitatea scoartei terestre este, in medie, de 2,7 g/cm³. In general, structura terestra se caracterizeaza printr-o lipsa de uniformitate a depunerilor geologice. Astfel, daca la suprafata scoarta terestra are in jur de 1,5 - 3,3 g/cm³, in zona centrala a Terrei densitatile specifice sunt cuprinse intre valori situate undeva in jurul a 11-12 g/cm³. Diferentele de densitate dintre ceea ce reprezinta resturile structurilor de interes arheologic si solul in care s-au pastrat, pot reprezenta un indiciu relevant pentru unele dintre tehnicile de prospectie.

1. O proprietate universal valabila a Pamantului este reprezentata de gravitatie sau forta de atractie gravitationala. Aceasta forta (9,8 m/s) actioneaza asupra tuturor corpurilor care au masa si se manifesta in gravisfera (situata pana la limita imponderabilitatii). Gravitatia terestra este influentata de campurile gravitationale externe (luna, soarele, alte corpuri cosmice etc.) care produc variatii in timp ale acestei forte (de exemplu mareele). Gravitatia este influentata si de neuniformitatile din structura pamantului, manifestate sub forma unor perturbatii regionale, locale, dupa cum variaza si in functie de latitudine. Gravimetria a intrat in atentia prospectiilor arheologice inca din deceniul 6 al secolului trecut, performantele rezultatelor obtinute la acea ora nefiind concludente, acestea depinzand, in mod esential, de finetea si nivelul tehnologic atins de aparatele care sesizeaza oscilatiile gravimetrice pe microzone reduse ca arie.

1.3. O alta proprietate fundamentala a pamantului este reprezentata de magnetismul terestru. Magnetismul este un efect al structurii materiei, respectiv al structurii atomilor, a caror electoni ce graviteaza pe orbitele energetice produc (determina) prin miscarea de rotatie si revolutie in jurul propriei axe efecte (proprietatile) magnetice. Pamantul, vazut ca un corp cosmic, se comporta ca un magnet urias magnet, prevazut cu doi poli magnetici distincti (nord si sud = negativ si pozitiv), intre care se stabilesc anumite linii de camp magnetic ce au o anumita directie, un anumit sens (de la nord spre sud) si o anumita intensitate (fig. 22). In profunzimile Pamantului, la aproximativ 3.000 km de suprafata, se afla granita dintre mantaua solida si partea fluida a interiorului. Totalitatea liniilor de camp formeaza campul magnetic terestru, ce are, la randul sau, o anumita intensitate si directie. Polii magnetici ai Pamantului nu coincid cu cei geografici si nu reprezinta (precum cei geografici) doua puncte fixe, acestia migrand in timp, modificandu-si anual pozitia, fara a avea o anumita periodicitate sau fara a descrie o traiectorie simetrica. In decursul unui secol diferenta dintre Polul Nord magnetic si cel geografic poate sa ajunga pana la 10 grade

Fig. 2 Campul magnetic al pamantului si particularitatile sale.

In diferite situatii, in functie de orientarea campului magnetic, unele roci (roci magmatice) incalzite la temperaturi peste 650-750^oC pastreaza in structura lor interna orientarea de la momentul incalzirii, devenind astfel adevarate "fosile magnetice", prin pastrarea magnetismului termoremanent. Acest fenomen se explica prin rearanjarea elementelor magnetice (paramagnetice si diamagnatice) pe noi directii, corespunzand directiilor liniilor de camp magnetic existente in momentul modificarii. Magnetizarea remanenta a rocilor este un fenomen legat de comportamentul acestora in conditiile incalzirii la temperaturi ridicate, situate peste un prag termic (peste 650^oC = punctul Curie), cand acestea isi pierd proprietatile magnetice. Componentele magnetice se dezactiveaza, intervenind o dezordine totala in dispunerea lor. In momentul scaderii temperaturii sub acest punct critic, componentele magnetice se reactiveaza, orientandu-se dupa directia si sensul campului magnetic terestru din acel moment - magnetizare remanenta. Acest proces este repetabil de fiecare data cand rocile sunt supuse unei noi incalziri la acesti parametrii. O anumita magnetizare se produce si in urma fenomenului de sedimentare a particolelor provenite de la rocile degradate fizic si alterate chimic, si care prin reasezarea lor in grupe mai mari capata proprietati magnetice.

Magnetismul formatiunilor pedologice poate fi influentat de temperatura, de starea materiei (compozitia chimica a rocilor si mineralelor) de magnetismul terestru, de structura geologica zonala si de multi alti factori. Nu toate mineralele si rocile poseda aceleasi proprietati magnetice, motiv pentru care recunoasterea si intelegerea proprietatilor magnetice ale depozitelor pedologice (si geologice) trebuie sa fie o preocupare constanta pentru cei ce se ocupa de prospectiile magnetometrice precum si de datarile absolute care au ca principiu magnetismul termoremanent.

Exista astfel:

-         structuri pedologice puternic magnetice (in cadrul carora miscarea electronilor este ordonata formand un camp magnetic preferential), in componenta lor existand in cantitati mari compusi ai fierului si ai titanului (titanohematit si titanomagnetit);

-         structuri paramagnetice (in interiorul carora electronii liberi au o miscare dezordonata, generand un camp magnetic slab, care se magnetizeaza la fel de slab in prezenta unui alt camp magnetic);

-         structuri diamagnetice (in atomii carora jumatate din electroni au o miscare de spin intr-o directie iar cealalta jumatate au miscarea in directie opusa rezultatul fiind un efect magnetic nul. In prezenta unui alt camp magnetic structura dobandeste un camp magnetic slab, opus campului respectiv);

-         structuri amagnetice (lipsite total de magnetism, fie din cauza miscarilor de spin pe directii diferite, chiar opuse, fie ca urmare a compozitiei chimice a elementelor componente).

Rocile din structura solului sunt alcatuite din unu mai multe minerale in functie de mediul si de temperaturile la care s-au format. Din acest punct de vedere exista mai multe tipuri:

-         minerale magnetice (se formeaza in procesul de racire a magmelor pana la temperaturi de 600^oC;

-         minerale pneumatolitice (se formeaza in procesul de degazificare a magmei, sub 600^oC);

-         minerale hidratogene (provin din hidrosolutii pe masura ce magma se raceste sub 340^oC).

Magmele cu proprietati magnetice nu sunt uniforme in compozitia lor si ele depind, ca structura, si de locul (mediul) unde s-au cristalizat. Rocile sedimentare iau nastere in urma proceselor de transformare a particolelor provenite de la alte roci in urma depunerii lor si a proceselor de cimentare. Se formeaza asa numitele roci mobile si cimentare.

Rocile metamorfice provin din metamorfoza (modificarea structurii interne) celorlalte categorii de roci, in urma procesului de schimbare a structurii mineralelor.

Printre cele mai importante proprietati ale rocilor sunt:

-         granulatia (marimea granulelor componente; criteriu important in operatiunea de clasificare a rocilor in functie de dimensiunile granulelor);

-         coeziunea (este legata de fortele de aderenta a particolelor ce le compun: dure, semidure, moi);

-         plasticitatea (proprietatea de a se deforma sub actiunea factorilor mecanici externi si de a-si mentine deformarea dupa actiunea acestora.

1.4. O alta proprietate fundamentala, "speculata" in cadrul demersurilor de prospectare arheologica a solului, este cea oferita de caldura intrinseca a Pamantului. Dupa cum se stie, in centrul planetei noastre se presupune ca ar exista un nucleu de nichel si fier, incalzit la temperaturi foarte ridicate (magma metalica topita). Modul de propagare al acestei calduri interne, respectiv cunoasterea gradientului (treptei) geotermice, arata faptul ca aceasta valoare creste cu 1^oC la fiecare 33 de metri coborati in adancime, si ca ea poate da nastere unor profunde anomalii geometrice (fig. 23).

Fig. 23. Structura interna a Pamantului

Structurile geologice si pedologice aflate la suprafata scoartei terestre, datorita densitatilor diferite respectiv datorita potentialelor termice diferite, reactioneaza in mod diferit la schimbarile de temperatura de la suprafata (din atmosfera). Structurile mai compacte, mai dense, au un potential termic mai ridicat, inregistrand o anumita "inertie" la schimbarile de temperatura din mediile mai putin dense din jur (aerul, structuri mai putin dense). Diferentele de potential termic pot fi scoase in evidenta prin diferite metode (de exemplu: fotografierea in spectru infrarosu), uneori structuri de interes arheologic fiind acelea care pot provoca astfel de "anomalii".

1.5. O alta insusire a solului este reprezentata de proprietatile sale electrice, respectiv capacitatea lui de a se comporta ca un mediu conducator de electricitate. In functie de elementele chimice componente, de mineralele dominante, de structura (granulometrie, grad de afanare, densitate), de prezenta sau absenta unor elemente metalice (oxizi, compusi metalici etc.), de prezenta apei in toate formele ei de manifestare, orice depozit pedologic prezinta o anumita "permisivitate" in ceea ce priveste trecerea curentului electric. Valorile acestei disponibilitati de a lasa curentul electric sa treaca pot fi exprimate fie prin proprietatea conductivitatii fie, in maniera invers proportionala, prin rezistivitate. In conditii normale, orice depozit pedologic prezinta valori constante in ceea ce priveste aceste proprietati, pe areale de dimensiuni date. Orice interventie antropica, indiferent de intensitatea si caracterul ei, deranjeaza - odata cu structura si chimismul unui depozit pedologic - si comportamentul sau in legatura cu proprietatile de conductivitate si/sau rezistivitate electrica. Amprentele antropogene pot fi astfel detectate, pe baza unor masuratori repetate care pot inregistra fluctuatii (pozitive sau negative) ale proprietatilor electrice ale pamantului.

Prospectiile geo-fizice pasive (nondistructive,)

Evolutia cercetarilor arheologice a impus schimbarea metodelor de prospectare si, inerent, modernizarea aparatelor utilizate. Ipostaza cercetatorului enciclopedist, care face de unul singur descoperiri senzationale, nu mai poate fi valabila astazi. S-a impus cercetarea de echipa, incluzand specialisti din mai multe domenii care contribuie la reconstituirea unor aspecte ale unor epoci sau societati indepartate. Coordonatorul cercetarilor e arheologul, el trebuie sa cunoasca elementele de baza ale fiecarei discipline la care face apel. Arheologul trebuie sa reconstituie epoca si fenomenele, trebuie sa tinda spre reconstructia unor societati in toata complexitatea si interdependenta lor cu mediul natural si cu resursele oferite de acesta. Datele puse la indemana de palinologie, sedimentologie, micromorfologie, geologie etc. sunt esentiale pentru incercarile de reconstituire.

La ora actuala, un specialist care nu poate sa lipseasca din colectivul interdiscipliar ce realizeaza cercetarea unui obiectiv arheologic este inginerul electronist (geo-fizician), cel care opereaza cu aparate specifice pentru realizarea prospectiilor arheogeofizice.

Rolul operatorului specializat in utilizarea aparatelor electrice si electronice devine tot mai important in masura in care si rezultatele obtinute cu ajutorul acestor tehnici necesita o interpretare de specialitate, utilizarea calculatorului (pentru prezentarea si asistarea grafica) si a programelor (soft-urilor) specializate solicitand prezenta acestuia. Nu putine sunt dealtfel cazurile in care fie aparatul utilizat la prospectii, fie programul utilizat pentru afisare si interpretare sunt produse realizate exclusiv de un specialist (sau adaptate de acesta in scopul optimizarii rezultatelor) astfel incat, santierul viitorului va fi de neinchipuit in lipsa tandemului arheolog-arheogeofizician.

Fig. 24. Diferite tipuri de prospectii de adancime si moduri de redare a rezultatelor acestora in cadrul unui sit complex cu diferite structuri aflate sub pamant

1 Prospectiile electrice (rezistivitatea electrica a solului; tomografia electrica a solului)

Reprezinta una din metodele devenite deja "clasice" in ceea ce priveste utilizarea mijloacelor geofizice in prospectarea obiectivelor arheologice, fiind una din cele mai prezente si mai apreciate metode arheogeofizice. Ea se bazeaza pe de o parte pe principiile elementare ale electricitatii - proprietatea curentului electric de a trece prin medii conductibile - iar pe de alta parte, pe proprietatea solului de a se comporta ca un astfel de mediu conductor de electricitate (proprietati electro-ionice). Dupa cum aminteam mai sus, solul, in functie de compozitia sa chimica, de structura sa fizica, de continutul de apa si alte elemente, poate conduce, in diferite modalitati si cu diferiti parametrii curentul electric (vezi fig. 24). In conditii normale, cand in structura acestuia nu exista factori perturbatori care sa-i modifice proprietatile, orice tip de sol poate sa conduca in anumite limite, curentul electric (vezi fig. 24). Aceasta proprietate a fost constientizata de timpuriu, prilej cu care au fost realizate si primele aplicatii in domeniu.

Principial, orice prospectie electrica presupune inducerea unui curent electric care strabate o anumita portiune a solului, intre doi electrozi, valorile la "intrare" respectiv la "iesire" fiind ulterior inregistrate de o a doua pereche de electrozi si analizate. Orice anomalie inregistrata in valorile normale ale conductivitatii sau, invers, a rezistivitatii, poate furniza informatii cu privire la posibilitatea existentei in structura solului a unei "tinte", a unei entitati care, prin proprietatile ei interne de ordin electric, favorizeaza sau impiedica trecerea curentului electric.

Practica masurarii electrice a fost utilizata pentru prima oara de J. Wenner (1915), progrese semnificative in ceea ce priveste perfectionarea aparaturii si a tehnicii de masurare fiind aduse de Schlumberger (1920). In aceste cazuri insa, masuratorile de rezistivitate au fost aplicate in explorari geologice si geofizice, pentru relevarea zacamintelor minerale sau a straturilor de pietris apa freatica. in anul 1946, la Dorchester (Marea Britanie), metoda masurarii rezistivitatii electrice a solului a fost utilizata pentru prima oara intr-un sit arheologic, de catre R. Atkinson, utilizand un aparat tester de sol de tip "Megger" (fig. 26), constituit, dintr-un generator electric actionat manual si electrozi, utilizat anterior in studiile de sol si geologie. Aceste teste reprezinta practic primele prospectii geofizice realizate vreodata. In 1947, H. Lundberg utiliza metoda masurarii rezistivitatii electrice a solului la Tepexpan (Mexic), pentru identificarea resturilor umane fosile.

Fig. 25. Schema unei prospectii electrice Fig. 26. Aparat tester de sol de tip "Megger"

Mai tarziu, in 1956, John Martin si Anthony Clark au perfectionat aparatul utilizat in scopul realizarii prospectarilor electrice. Ei realizau astfel rezistivimetrul Martin - Clark, ale carui circuite s-au diversificat si deveneau dedicate. Acest aparat a fost cel care a furnizat si primele rezultate relevante, fiind utilizat la prospectarea sitului arheologic de la Wiltshire (UK) intr-un vechi oras roman (Cunetio). In 1954, in Italia s-a infiintat sectiunea de prospectii arheologice a Fundatiei C.M. Lerici, dedicata descoperirii, prin metoda rezistivitatii electrice, a mormintelor etrusce amenintate de jefuitorii de morminte (tombarolli). Cu aceasta ocazie a fost "inventata" si metoda de prospectie cunoscuta ca cea a periscopului Nistri. In 1958, au aparut primele procesari computerizate ale datelor furnizate de prospectiile de rezistivitate electrica a solului realizate de catre specialistul german Irwin Scollar (Bonn). Prototipurile concepute de catre acesta vor consacra metoda folosirii masuratorilor bazate pe rezistivitate. Ulterior, metoda a cunoscut o generalizare deosebita, in diferite tari nenumarate obiective arheologice fiind prospectate prin intermediul si cu ajutorul unor aparate speciale, de multe ori cu adaptari artizanale, care sa optimizeze tipul de raspuns pe care aceasta il oferea.

Si pe teritoriul Romaniei metoda si-a gasit, inca de timpuriu, o larga aplicabilitate, in acest context fiind demne de amintit prospectiile realizate in anii `80 de un colectiv interdisciplinar de la Muzeul National al Transilvaniei din Cluj (D. Alicu, L. Daraban) in siturile de la Ulpia Traiana Sarmizegetusa, Iclod, Cluj-Napoca, precum si cele realizate sub egida Institutului de Arheologie "Vasile Parvan" si a Muzeului din Zalau la Porolissum (Fl. Scurtu). Recent, metoda a fost utilizata in cadrul Proiectului Apulum 2000, de cercetare a Tempului lui Liber Pater din Partos (Apulum) (de catre dr. W. McCann). Baza de Cercetari cu Utilizatori Multipli din cadrul Universitatii "1 Decembrie 1918" din Alba Iulia, poseda la ora actuala un rezistivimetru automatizat de inalta performanta si de mare putere, cu larga aplicabilitate practica (Scintrex-Saris), cu ajutorul caruia s-au realizat, cu rezultate deosebite, o serie de prospectii in diferite situri arheologice (Partos, Sultana, Orasul de Floci, Rosia Montana etc.).

Componenta rezistivimetrului este urmatoarea:

-         electrozii, confectionati din otel inoxidabil; principalele probleme ce pot aparea sunt rezistenta la contact in diferite situatii - in zone cu sol pietros va fi mai mare iar in zone cu argila va fi minima. Rezolvarea vine prin abordarea tehnicii celor patru electrozi - doi pentru indicerea unui curent de voltaj cunoscut si inregistrat iar ceilalti pentru masurarea "caderii voltajului", datorata doar rezistentei solului si a componentelor sale.

-         sursa de curent, care trebuie sa induca un curent alternativ si nu unul direct. Se poate folosi si un curent direct pentru reliefarea conductivitatii. Adancimea atinsa de curentul indus este egala cu grosimea stratului in care va fi masurata rezistenta, va depinde de distanta dintre cei doi electrozi de curent (cei exteriori). Ea este aleasa in functie de scopul si tinta prospectarii; pentru acoperirea unui camp de interes arheologic, distantele dintre electrozi vor fi egale din principiu.

-         consola de inregistrare si masurare a parametrilor electrici

-         retelele de electrozi, de diferite structuri, configuratii si dispuneri (Wenner, dipol dublu, patrat, Schlumberger, Palmer).

Curentul electric este definit ca rata a unui flux de electroni liberi ce trece printr-un mediu conductibil intr-o anumita unitate de timp. Rezistivitatea = voltaj/curent (R = V/I). Rezistivitatea se masoara in Ohmi voltajul in Volti (V) iar intensitatea curentului in Amperi (A). In cazul masurarii rezistivitatii pamantului avem relatia: R = V/L/J (unde J este densitatea curenta a mediului prin care trece curentul electric).

Rezistivitatea electrica a solului este in mare masura dependenta de cantitatea si distributia umezelii/apei in structura acestuia. Structurile de ordin arheologic aflate in componenta solului afecteaza distributia apei in sol, facandu-l mai conductibil sau, din contra, mai rezistent la trecerea curentului electric, realitate ce poate fi detectata de instrumentele de masura ale aparatului propriu-zis. Piatra, caramida, ceramica, in general rocile fara elemente metalice, se caracterizeaza printr-o rezistenta crescuta la trecerea curentului electric, spre deosebire de argila sau umpluturile unor santuri (care retin in cantitati mai mari apa, de regula datorita texturii lor diferentiate, afanate, rarefiate), care favorizeaza conductivitatea. Daca argila si solul normal pot avea valori de rezistivitate de 1 - 10 Ohm-metri iar cea a rocilor poroase se poate ridica pana la 10³-10⁶ Ohm-metri, aceste diferente pot fi sesizate prin masuratori ale rezistivitatii solului, permitand, in final, descoperirea si punerea in plan a situatiei arheologice intalnite.

Conductivitatea electrica este o constanta materiala care poate caracteriza si artefactele/situatiile arheologice din sol. Acest parametru indica, de fapt, cat curent electric (masurat in Amperi) poate sa treaca printr-o cantitate de material daca este aplicat la cele doua capete un voltaj de 1 V (condictivitatea se masoara in Amperi/m/m³). Mai des utilizata este valoarea reciproca, numita rezistivitate electrica, care se masoara in Volti per m/A sau Ohm per m. Rezistivitatea difera ca valoare in functie de componenta solului - structurile arheologice si contextul lor geologic si este invers proportionala cu conductivitatea.

Fig. 27. Valori ale rezistivitatii electrice in medii (solutii) diferite

Rezistivitatea pamantului nu este altceva decat o rezistenta specifica a materialelor specifice componente, un parametru ce permite standardizarea si compararea rezistentei electrice a diferitelor materiale studiate. Daca este aplicat un curent artificial in sol, prin intermediul a doi electrozi, ionii vor migra fiecare catre electrodul care ii atrage: cei pozitivi catre electrodul negativ si cei negativi catre electrodul pozitiv. Structurile arheologice, in aceeasi maniera, sunt detectabile datorita conductivitatii electrice diferite a lor fata de a solului, prin faptul ca afecteaza procesul de migratie a ionilor incarcati electric.

Fig. 28. Modalitati ale trecerii curentului electric in sol in cazul existentei unei "tinte".

Fig. 29. Tipuri de configuratii ale electrozilor si raspunsurile diferite

oferite in cazul aceleiasi "tinte"

Fig. 30. Raspunsuri obtinute utilizand configuratii si orientari

diferite ale electrozilor fata de aceeasi "tinta".

Bazele fizice ale conductivitatii electrice in sol (in fapt, un proces de migratie ionica) sunt:

-         din componenta mineralelor sau a altor componente de sol, atomii sau grupuri de atomi incarcati de energie se dizolva in apa;

-         daca este aplicat un camp electric intre doi electrozi artificiali, ionii componenti vor migra spre electrozi astfel: ionii pozitivi spre electrodul negativ si viceversa;

-         diferite materiale sau situatii (si arheologice) din subsol pot fi detectate astfel (santurile umplute cu material secundar prezinta un continut ionic bogat).

Daca o caracteristica cu o rezistivitate electrica ridicata este prezenta intr-un context pedologic de o rezistivitate uniforma, mare parte a curentului electric indus va fi fortat sa o ocoleasca, cautand astfel cai mai lungi dar mai usoare de trecere (fig. 28-30). Aceasta va reda o situatie de anomalie pozitiva in datele culese. Daca o caracteristica cu o rezistivitate electrica mai scazuta (umplutura unui sant etc.) exista intr-un context uniform, ea va fi un mediu facil de propagare si va atrage curentul electric. Din aceasta situatie va rezulta o anomalie negativa in datele culese. Structurile compacte, ca zidurile structurale sau fundatiile, ce contin mai putina umezeala decat solul din jur vor da anomalii pozitive iar santurile, gropile cu continut permeabil in context relativ impermeabilizat natural vor da anomalii negative.

Dificultatile aparute in decursul prospectiilor bazate pe rezistivitatea electrica a solului se datoreaza urmatorilor factori:

-         interactiunea dintre compozitia solului si aceea a elementelor intrusive;

-         geometria acestor intruziuni;

-         configuratiile retelelor de electrozi

-         variabilele climatice.

Alte situatii defavorabile: caderi abundente de ploi care pot indeparta ionii de locul lor de origine, ascunzand situatia arheologica; greu de prospectat sunt terenurile din zone cu clima defavorabila. in acest sens, in masuratorile realizate la intervale scurte, uneori chiar si dupa o noapte, se observa modificari in valorile absolute ale rezistivitatii; aceasta se datoreaza modificarii continutului de apa din sol - doar diferentele sunt relevante in evaluarea unei prospectii electrice.

Dificultatea tehnica principala a acestui tip de prospectie este reprezentata de diversitatea necunoscuta a situatiei din subsol explorata si diversitatea de posibilitati aparuta datorita mecanismelor electro-chimice rezultate din migratia ionilor in subsol.

Metoda de prospectare cu ajutorul rezistivitatii electrice a solului si-a dovedit deosebita aplicabilitate in cazul oricarui tip de sit arheologic respectiv tip de complex structural. Totusi ea s-a dovedit a fi deosebit de avantajoasa in detectarea unor anumite structuri. De regula, aceasta metoda sesizeaza tinte caracterizate prin "maximum-uri" de potential electric: fie maxime de conductivitate (santuri, structuri metalice, structuri ce au absorbit apa) fie maxime de rezistivitate (fundatii din piatra si/sau caramida, goluri de aer, structuri cu densitate mare). Desi s-a consacrat ca o metoda de prospectie eminamente specifica "arheologiei urbane" (prin detectarea structurilor masive, in principal), metoda a dovedit o larga si eficienta aplicabilitate si in cadrul "arheologiei rurale"(respectiv detectarea structurilor risipite, aglomeratiilor de ceramica si pietre).

Fig. 30. Modalitati de raspuns electrorezistiv al unei portiuni nederanjate de pamant (a)

si raspuns electrorezistiv in cazul prezentei unei structuri (sant) potential arheologice (b).

Fig. 31. Modalitati de raspuns electrorezistiv in cazul unor structuri "urbane"(a)

si al unor structuri "rurale" (b) (dupa suteu 2002).