SAHADA ARAZİDE TOPRAKTA DİRENÇ OHM HESAPLAMALARI

Uploaded with ImageShack.us

yukarıda sağ tarafta görülen kablolu cihaz gibi aynı çalışma prensibinde şeklinde çalışan cihazlara ait probların toprağa belirli aralıklarla çakılması ve bu problara voltaj gerilim uyğulaması sonucunda toprağın verilen gerilime voltaja verdiği direnç in ölçülmesindeki farklılıkların yükseklik alçaklıkların elemine edilmesinde verilen kararlar bu araştırılan yerde altta zeminde toprak altında bir boşluk olup olmadığının araştırılmasıdır.
Ohm direnç birimidir bu yerdeki direnç farklılıklarına değerlere göre karar verilir.
100 ohm sa şöyledir
200 ohm sa böyledir
300 400 500 ohm sa böyledir diye sıralaması yoktur.

Jeofizik, arkeolojik belirtileri tanımlamada ve yerlerini belirlemede yararlıdır.
Varyasyonların tanımlanması vey yerel çevrenin doğal özellikleri yani yerel manyetik alan veya dünyanın mukavemeti gibi temeller üzerine dayanır.
Arkeolojik belirtiler ve doğal arka planın Jeofiziksel özellikler arasındaki karşıtlığı onların fark edilmesine neden olur.


Neden yararlıdır?
Jeofizik tabakalar arasına girilemeyen bir tekniktir.
Arkeolojik belirtiler kazıya gereksinim duyulmadan bulunabilir (fark edilebilir).
Geniş ölçekte kazının yapılması istenmeyen bölgede, Geniş ölçekli yerlerin değerlendirilmesinin hızlı ve etkili bir yoludur.
Ne tür araştırmalar yer alıyor?
Arkeolojinin bulunup kullanılabilmesinde çok sayıda teknik bulunmaktadır.
J. M. Leigh Surveys tekniğinde manyetometre ve resistans incelemesi olmak üzere iki farklı teknik vardır.

Bu teknikler nasıl çalışır?
Manyetometre İncelemesi
Bu teknik, insan faktörünün neden olduğu yerel manyetik alandaki varyasyonların bulunmasıyla çalışmaktadır.

Yeryüzü manyetik alanı nedir ve neler yapar?
Yeryüzü manyetik alanı dipol (manyetik bar) manyetik yapı olarak basitleştirilebilir.
Dünyanın çekirdeği içindeki kimyasal ve elektriksel faaliyetler tarafından üretildiği düşünülmektedir.

Yeryüzü alanı kutup koordinatlarında eğim, sapma ve güç olarak ölçülmektedir.
Eğim ve sapma alanın dünyanın içinden geçtiği yönü belirtir. Manyetik alan gücü Tesla (T) ile ölçülür. Yeryüzü manyetik alanı yaklaşık olarak 50 mT (0.00005 T) dır.
Bazı arkeolojik belirtiler doğal yerel manyetik alanın gücündeki varyasyonlara sebebiyet vermektedir.
Bu varyasyonlar çok incedir ve 1 nT = 0.000000001 Tesla olduğu yerlerde, Tesla nano-Tesla (nT) ile ölçülmektedir.
Yeryüzü manyetik alanı (ve kutuplar) her 100,000 yılda bir dönmektedir.
Bu tür dönüşümler kaya kaydedicisinde kaydedilmekte ve tüm kıtaların (tektonik tabakası) son zamanlarda jeolojik sürede nasıl hareket ettiğine dair iyi bir delildir.
Yeryüzü manyetik alanın yavaş hareketi arkeolojiye tarih vermede de kullanılabilir.
Buna arkeolojik manyetik tarihlendirme denilir.
Öncelikle, yeryüzü manyetik alanı bizleri solar rüzgardan korumaktadır.
Bu olmadan dünya kozmik radyasyonlardan korunamaz.
Yeryüzü manyetik alanı polarite karşıtı olarak bilinmektedir.
Alanın gücü sıfıra ulaşıncaya dek düşmekte ve kutuplar tersine dönmektedir.
Ve kuzey güney olmakta güney de kuzey olmaktadır.
Bu yaklaşık 5000 yıl sürmektedir ve en son dönüşüm kaya formasyonlarında kaydedilmekte ve bu da bizi 8000 ile 20000 yıl öncesine götürmektedir.
Yeryüzü manyetik alan gücü yaklaşık olarak 2000 yıldır yüzyılda bir 5% düşmekte ve dönüşüme yaklaştığımız düşünülmektedir.
Manyetik atmosfer bizi solar rüzgarlarından veya diğer radyasyonlardan korumaz ise dönüşüm esnasında neler olur?
Manyetik alanın dönüşümü dinazorların yok olmasına neden olduğu kabul edilmektedir.

Yeryüzü manyetik alanı neyi etkiler?
* Güneşten solar rüzgarını. (sadece gündüz veya günlük)
* Değerli çelik botlarınız aslında manyetik olmayan kumtaşı vasıtası ile hemen hemen yapışkan olana kadar kusursuz manyetik etkiden jeoloji-Kayalıkları çok büyük manyetik bir etkiye sahiptir.
Ek yapımı demir objeler (bina, araba, çit, boru, davul vs.)

Arkeolojik topraklar neden manyetiktir?

Oksidasyon ve zengin demir minerallerinin azaltılması toprağın üst tabakasında demirli manyetik demir oksitini oluşturmaktadır.
genellikle yanma bu sürece neden olur bundan başka doğal inorganik ve bakteriyel süreçler buna sebebiyet verir.
Çukurların toprakaltında kesilmesi durumunda bunlar daha fazla manyetik toprak üst tabakasıyla dolmaktadır. Bu zamanla çukura saplanan herhangi bir nedenle yanmış ilave materyaller onları etrafını saran topraktan daha fazla manyetik yapar ve manyetik anomali olarak bulunurlar.
Yanma arkeolojik maddelerin kalıntılarını bulmada önemli bir faktördür.
Materyal yandığı zaman zengin demir minerallerindeki manyetik granürler serbestçe hareket ederler ve çevre manyetik alana doğru sıralanırlar. Mineral soğudukça granürler aynı yön doğrultusunda çevre alanına göre sabitleşirler.
Böylece Le Borgne etkileri diye bilinen manyetik oluşur.



Bu mineraller demirli-manyetiklerdir. Ocak veya fırın gibi bazı arkeolojik belirtiler kullanımda ve özellikle güçlü manyetikleşmede yüksek ısı derecesini korurlar. Bu manyetizm Thermo Remnant Manyetizm (TRM) olarak bilinir.


J. M. Leigh incelemesinde biz bu ince varyasyonları (değişimler) ölçmek için bir Fluxgate gradyametre kullanıyoruz.
(gradyametre manyetik alanın yönünü ve kuvvetini ölçmektedir).
J. M. Leigh incelemeleri tarafından kullanılan cihaz farklı yükseklikte yerel manyetik alanın her ölçümünde iki tane magnometre sensor’ü kullanmaktadır. Yere yakın olan alttaki sensor manyetik alanı keşfeder ve üstteki sensor jeomanyetik alanın arka planını ölçmektedir.
Cihaz bu iki ölçümdeki farkları hesaplar ve her varyasyona göre bir okuma kullanır.

Manyetik bir incelemeyle neler saptanabilir?
Magnometre incelemeleri gömülü çukurların, duvarların ve yanmış materyallerin yerini belirlemede gayet iyidir. Bu tür belirti tipleri arkeolojik çalışmayla birleştirilebilir.

Yeryüzü Resistans incelemesi
Bu teknik toprağın suya doygun olmasına ve arkeolojik belirtilerin su doygunluğunu nasıl etkilediği ve bunların yağmur koşullarında ne ölçüde etkilendiğine bağlıdır.
Araştırma (inceleme) buna göre planlanmalıdır.

Resistansı nasıl ölçülür?
Resistans incelemeleri temelinde Ohms kurallarını uygulamaktadır.

Küçük akım yerin içinden geçer ve potansiyel fark sonucu ölçülür. Resistans hesaplanır ve resistans metresi üzerinde gösterilir. Resistans Ohms da ölçülür.
Arkeolojik çukur toprağın etrafını saran sudan daha fazla su tutar ve böylece akım toprak boyunca rahatça geçer.
Düşük resistans anomalisi fark edilecektir. Gömülü duvar durumunda çok az su bulunacak ve akım geçerken zorlanacaktır.
Yüksek bir resistans anomalisi fark edilir.
Resistivite (direnirlik) Ohm-metresinde ölçülür.
Ayarlara ve hava koşullarına göre ölçüm resistansı değişiklikler göstermesine rağmen, değer belirlenen materyal için sabittir.
Arkeolojik topraklar nadiren homojenleştiğinde, arkeolojik inceleme durumunda resistivite (direnirlik) tartışıldığı zaman daha önceden belli olan direnirliğe bakılır.
Direnirlik okuması tahminidir.

Bir resistans incelemesiyle neler belirlenebilir
Bina Kalıntıları
Kilise Siteleri
Gömülü Yol döşemesi/ Zemin
Tuğla Tesisi
Arazi Belirtileri

Veri nasıl toplanır?
İnceleme levhalarda toplanır. Her levha tipik olarak 20m x 20m boyutunda ve örnek aralığa (toplanacak data miktarı) inceleme başlamadan önce karar verilir.
Örneğin: a gradyometre incelemesi çapraz aralığın 1m si ile her 1m de verileri toplamak için ayarlanır.
Aşağıdaki inceleme levhasında olduğu gibi veri 1m2 bloklarda gösterilebilir.
Araştırma levhaları karşılaştırılır ve toplam data ayarlarının karması oluşturulur.


Verilerin yorumlanması kaydedilen tepkilerin test edilmesiyle yapılabilmektedir.
Tecrübelerimiz belli arkeolojik belirtilerin çoğu zaman benzer ve tanınabilir tepkiler üretmekte olduğunu göstermektedir.
Verilerin farklı formatları test edilir.
Genellikle XY iz plotu ve nokta yoğunluk plotu (dot density plot) gri skala resimleriyle birliktedir. Tepkiler farklı gruplara bölünmüş şekline ve kuvvetine göre çizilmiştir. Açıkça arkeolojik olan tepkiler ve başka delilleri ima eden tepkiler Arkeoloji olara isimlendirilir.
Arkeolojik olabilecek tepkileri belirlemek?
Arkeoloji. Kökeninde modern olan tepkilerin yada doğal olarak bilinenlerinde kendi kategorileri vardır.
Modern materyaller büyük bir demirli tepkiye sahip olduğundan çoğu zaman ayrılabilir.
Doğal tepkiler çoğu zaman dolambaçlı şekilsiz forma sahiptir. Veriler kendi deneyimlerini kullanan jeofizikçiler tarafından yorumlanır.

Yorum arkeolojistlere anlaşılır ve jeofizik sonuçlarının yararlı bir resmini sunmaktadır.
Arkeoloji türüne ve jeofiziksel inceleme nedenine bağlı olarak jeofiziksel inceleme ve yakınlaştırma (mitigation) stratejisi arkeolojistler tarafından geliştirilebilmektedir.

Ne tür yöntemler burada yer alıyor ve sitemizde hangisi doğru?
Siteye konulabilecek çok sayıda farklı inceleme metedolojileri bulunmaktadır.
Bunlar araştırma gereksinimlerine bağlı olacaktır; araştırmanın ticari yada araştırma tabanlı olması, ne tür bir arkeoloji beklentisi, değerlendirilecek alanın ne kadar büyük olacağı, jeoloji ve yerek zeminin neden oluştuğu gibi vb. neden; tüm bu faktörler doğru metedolojinin seçilmesiyle alakalı ve belirlenen sitede en iyi sonucu olabilmek için jeofizik araştırma uzmanlarına danışılması tavsiye olunmaktadır.

Tipik Metedoloji
Manyetik bir araştırma için jeofizisel inceleme çalışma sahasında iki tür safha vardır. Safha 1 başlangıç incelemesi yani olası ilgili yerlerin kimliğinin tanımlanması. Safha 2 daha detaylı inceleme yani safha 1 de kimliği belirlenen herhangi bir anomalitin araştırmasını yapmak.
Safha 1 genellikle gradyometre tarama sından oluşmaktadır.
Bu arkeolojik belirtinin mümkün olabileceği yerin kimliğini belirleyip kapatmak için hızlı bir yöntemdir.
Gradyo metresi cihazı ile uygulama alanının geniş traversini içermektedir.
Herhangi bir dalga yada anomalite kaydedilir ve safha 2 araştırma bölümü için ek bir detaylı inceleme başlatılabilir.
Safha 2 verilerin safha 1 de bulunan anomalitelerin araştırmak için kaydedildiği yerin detaylı bir araştırmasıdır.
Safha 2 tarama sonuçlarına ve inşaat kalıntılarının olup olmadığına bağlı olarak resistans incelemesini de içerebilir.
Ayrıca safha 2 nin iyi bir detaylı incele isteyebileceği düşünülebilir.
Çoğu zaman bu inceleme araştırmaları yapılırken istenir.
Ticari projeler çoğu zaman sadece safhai ve 2 nin çalışma sahasına gereksinim duyar. Safhain bağımsız bir şekilde çalıştırılması tavsiye olunmamakta ve safha 2 gradyo metresi taramasının sonuçlarını test etmek için uygulanması tavsiye olunmaktadır.
Jeofiziksel araştırma safhaları diğer arkeolojik teknik safhalarına benzemektedir.
Burada genel bir metedoloji tavsiye olunmasına rağmen bilinen herhangi arkeolojik kalıntılar, yerel jeoloji ve projenin amaçları gibi ek bilgilerin düşünülmesiyle metedolojinin spesifik olması gerektiğini belirtmek çok önemlidir.

BİR BİLİMSEL ÇALIŞMADAN ALINTI

Çalışma alanını da içinde bulunduran Adramytteion Antik Kentinin kuruluşunun
MÖ. 7. YY. dan daha eskilere dayandığı bilinmektedir
[1]. Yer altında gömülü
olduğu düşünülen Adramytteion Antik Kentinde 2001 yılından beri Arkeolojik
çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmalar sonucunda 10. YY. a ait bir kilise temeli
bulunmuştur
[2]. Ören kıyı şerinde deniz altında bulunan ve gözle görülebilen bir de
antik liman mevcuttur (Şekil 5). Yer Yüzeyinde bu kadar az kalıntı bulunması antik
kente ait yapıların yerlerinin tespit edilmesini zorlaştırmaktadır. Bu sebeple de kent
planı çıkarılamamaktadır. Jeofizik yöntemlerle yer altında gömülü olduğu düşünülen
bu yapıların tespit edilmesi, zaman içerisinde şehir planının ortaya çıkarılması
oldukça kolaydır. Bu amaca yönelik olarak kilise temeli yakınında yapılan araştırma
sonucunda iki adet arkeolojik yapının varlığı tespit edilmiştir. Bu yapıların tespiti
için jeofizik yöntemlerden rezistivite ve manyetik metotlar kullanılmıştır. Bunun
sebebi ise manyetik yöntemin kil, çömlek, fırın vb. yüksek ısıya mazur kalması
sonucunda kalıntı mıknatıslanma kazanan yapı ve nesneleri hızlı belirleyebilmesidir.
Kayaçların manyetik özelliği ile örtü tabakasının manyetik özelliği arasında fazla
değişimin olmadığı alanları belirlemek veya az belirgin olan kısımları daha belirgin
hale getirebilmek için rezistivite yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca bu iki metodun
kullanılması, yöntemlerin korelasyonu açısından önemlidir.
Jeofiziğin manyetik ve özdirenç yöntemlerinin her ikisi de gömülü yapıların ve
nesnelerin yerlerini belirlemede hızlı ve elverişlidir[3,4,5,6]. Manyetik yöntem,
özellikle arkeolojik kalıntıların dağılımını ve sığ yeraltı yapılarının haritalanmasında
araştırmacılar tarafından oldukça sık kullanılan bir metottur [7,3,8]. Manyetik
metodun etkinliği gömülü arkeolojik yapının çevresi ile olan manyetik duyarlılık
değişimlerine bağlıdır. Buna ilave olarak fırın, kil, yanmış yerler kalıcı
mıknatıslanma artışı gösterir [9]. Duvar ya da temeller özellikle kayaçlardan
yapıldıkları için manyetik özellikler ihtiva ederler ve özellikle arkeolojik alanlarda
2
hedef noktalarını temsil ederler. Manyetik metodun uygulamaları ve prosedürleri
üzerine bir çok makale yazılmıştır. Lopez ve diğ. 2000 yılında Colima-Batı
Mesoamerica La Campana bölgesinde arkeolojik amaçla manyetik çalışmalar
yapmıştır. Manyetik haritalarda bazı özel topoğrafya yükselimleri ile akalı ve
trençten sonra oluşan ufak boyutlu piramitler ve geniş kompleksler anomaliler
halinde tespit edilmiştir. Bunlara ilave olarak düz manyetik anomaliler manyetik
haritalarda su kanalı ağı olarak ortaya çıkar [10]. Kis ve Puszta 2006 yılında
Macaristan’da Hajdúdurog yerleşim alanında yer alan Sarmatian mezarlarının
tespitinde manyetik yöntem kullanmışlardır. Bu mezarların yerlerinin tespiti için
manyetik alan değişimlerine ait uygulamaya dayalı bir metot geliştirilmiştir [11].
Tsokas ve Hansen 2000 yılında sentetik verilere dayalı arkeolojik alanlar içerisindeki
kaynak parametreleri ve toplam manyetik anomalilerine ait yükselimler veren
kompleks gömülü yapıları tahmin etmişlerdir [12].
Rezistivite metodu tahmin edilen tarihsel gömülü yapı ve çevresindeki toprak
arasındaki belirgin bir özdirenç farkı bulunduğu durumlarda kullanılır [13,14].
Genellikle kayaçlar geniş çaplı rezistivite değerleri gösterirler. Arkeolojik
çalışmalarda çoğunlukla bina materyalinin çevre kumlu toprak örtüsünden daha
büyük rezistivite değerine sahip olduğu kabul edilir [15]. Elektrik tomografi
çalışmaları geleneksel rezistivite çalışmalarının yetersiz kaldığı kompleks jeolojik
yeraltı yapılarının bulunmasında kullanılır [16].

BÖLÜM 2.

ARKEOJEOFİZİĞİN TANIMI VE KULLANILAN
YÖNTEMLER
2.1. Arkeojeofizik Araştırmaların Geçmişi
Geçmişten günümüze arkeoloji bilimi doğası gereği birçok bilimle ilişkiye girer ve
bu ilişkiler sonucu, yeni bilimsel disiplinlerin doğuşuna sebep olur. Bu tarihsel
gelişim zamanla, değişik bir çok bilim dallarını içerisinde barındıran “arkeometri”
disiplininin oluşmasını sağlamıştır. Bilimsel ve teknolojik gelişimin etkisi altında
zamanla bağımsızlaşan bilim dalları, yeni disiplinlerin doğuşuna neden olmaktadır.
Bu dalların en önemlilerinden biri de, kuşkusuz arkeojeofiziktir. Jeofizik; İkinci
Dünya Savaşının bitimindeki yıllarda arkeolojiye girmesine karşın, teknolojik ve
bilimsel gelişimin etkisiyle, kazı öncesi araştırma yöntemleri içerisinde birinci sırayı
almıştır.
Arkeolojik araştırmalarda, jeofiziğin kullanımının yaygınlaşmasında temel
etmenlerin başında jeofiziğin çözüm gücünün artmasını sayabiliriz. Bununla birlikte
arkeolojik çalışmalar için jeofizik bilimini vazgeçilmez kılan en önemli özellik,
gerekli bilgiye mümkün olan en kısa sürede ulaşırken, söz konusu arkeolojik
kalıntılara her hangi bir biçimde zarar vermiyor olmasıdır. Arkeolojik çalışmaların
başlangıcında, saha seçimi ve kazı planın yapılması aşamasında uygulanan jeofizik
çalışmalar, yer altında gömülü durumda bulunan yapının, geometrisi ve derinliği
hakkında kesin yanıtlar verebilmektedir. Bu sayede kazılarda zaman kaybı
önlenerek, kazı masrafları önemli ölçüde düşürülmektedir. Boyut olarak jeofiziğin
geleneksel hedeflerine göre oldukça sığ ve küçük olan arkeolojik yapıların aranması,
yeni teknolojilerin getirdiği olanaklarla kolaylaşmış ve güvenilirliği artmıştır. Bu
alanda yapılan çalışmaların yaygınlaşmasıyla bilgi birikimi artmış ve arkeolojik
amaçlar için özel ölçüm aygıtları ve sayısal analiz teknikleri geliştirilmiştir. Bunların
sonucunda da, “Arkeojeofizik” olarak adlandırılan yeni bir alt bilim dalı doğmuştur.
4
İlk arkeojeofizik çalışmalar, 1940’lı yılların sonlarında Kuzey Amerika ve
İngiltere’de başlamıştır. Özdirenç yöntemini kullanarak yapılan ilk çalışmanın
İngiltere’de 1946 yılında Atkinson tarafından yapıldığı, bunun ardından manyetik
yöntem üzerine ilk araştırmanın ise, 1957 yılında Belshe tarafından uygulandığı
bilinmektedir. Bu çalışmaları Aitken, Webster, ve Rees (1958) tarafından Oxford
Üniversitesinden bir grubun yaptığı çalışma izlemiştir. Bundan sonra birçok
araştırmacı farklı yöntemler deneyerek ilginç ve etkili sonuçlar elde etmişlerdir.
1970’li yılların başlarında kullanılmaya başlanan Radar yöntemi; hızlı, kolay
kullanım olanağı ve başarılı sonuçları nedeniyle özdirenç yöntemi ve manyetik
yöntemle beraber en çok kullanılan teknikler arasında yerini almıştır.
Ülkemizde bu çalışmaların 1968 yılında Ali Yaramancı’nın başkanlığında Keban
Projesinde [17] kullanıldığı bilinmektedir. Türkiye’nin arkeolojik açıdan büyük
potansiyele sahip olduğu bilinmektedir. Geçmişten bugüne ülkemizde, gerek yerli
gerekse yabancı araştırmacılarca yürütülen pek çok projede, arkeojeofizik yöntemi
pek çok defa başarıyla uygulanmış, ekonomiklik ve iş gücü açısından büyük ölçekte
fayda sağladığı görülmüştür.
2.2. Arkeojeofizik Yöntemler
Arkeolojik araştırmalarda jeofizik yöntemlerin tercih edilmesindeki ana etkenler;
kullanılan cihazların hiçbir biçimde gömülü yapıya zarar vermeyecek biçimde hafif
ve yöntemin yüzeyden uygulanabilir olması, hızlı ve ayrıntılı sonuç vermesi ve bu
sayede ucuz olmasıdır.
Arkeoloji jeofiziği derinliği ve büyüklüğü birkaç cm’den birkaç m’ye kadar olan
yapılarla ilgilenir. Bu yapılar genellikle; depolama çukurları, ev temelleri, duvarlar,
ocaklar, fırınlar ve diğer yanmış nesnelerden oluşan “prehistorik” temeller ya da kale
duvarları, tiyatro, stadyum, tapınak, büyük bina temelleri, cadde, sokak ve ev
kalıntıları gibi “tarihsel” temellerden oluşur [18].
Jeofizik çalışmalara başlamadan önce, bölgenin arkeolojik geçmişinin araştırılması,
varsa daha önce yapılmış kazıların buluntularının incelenmesi gerekmektedir. Alanla
5
ilgili jeolojik ve jeomorfolojik özelliklerin belirlenmesi, hava fotoğraflarının ve uydu
görüntülerinin incelenmesi ve yöre halkıyla konuyla ilgili görüşülmesinin de büyük
önemi vardır. Araştırma sahasında hangi yöntemlerin kullanılacağına karar vermek
için, önce olası gömülü yapıların özellikleri (kesilmiş taşlarla örülmüş duvarlar,
temeller, pişmiş toprak yapılar vb.) öğrenilmeli ve bu doğrultuda bazı test amaçlı,
çeşitli yöntemlerle pilot ölçümler alınmalıdır. Bu ön çalışmalar tamamlandıktan
sonra hazırlanan jeofizik araştırma planıyla, doğru yöntem ve en uygun araştırma
sahasının belirlenmesi gerekmektedir.
Arkeolojik alanlarda kullanılan başlıca jeofizik yöntemler Şekil 2.2’de şematik
olarak gösterilmektedir. Bu yöntemlerin genel özellikleri ise şöyle özetlenebilir;
2.2.1. Elektrik özdirenç (resistivity) yöntemi
Elektrik özdirenç yöntemi, jeofizik araştırmalarda 1915’de ilk kez Wenner tarafından
kullanılmıştır. Daha sonraki gelişimler ise 1920 yılında Schlumberger tarafından
ortaya konmuştur. Bu yöntem arkeolojik alanda ilk kez Atkinson tarafından 1946
yılında kullanılmıştır.
Bu yöntem, yeryüzüne iki noktadan akım verilip, yer altında oluşturduğu gerilimin
farklı iki noktadan ölçülmesi prensibine dayanır. Yerin elektrik özdirenci, büyük bir
oranda ortamdaki sıcaklık, basınç, gözeneklilik, geçirgenlik, ortamın su doygunluğu
ve suyun yer içindeki dağılımı gibi özelliklere bağlı olarak değişmektedir. Arkeolojik
alanlarda en çok kullanılan yöntemlerdendir. Yapı temelleri, duvarlar vb. gibi yapısal
özelliklerin çevresindeki birimlerden daha farklı özdirenç değerleri vermesi bu
yapıların belirlenmelerini sağlar. Bu yöntemle ilgili gerekli ayrıntılar Bölüm 3. de
verilmektedir.
6
ARKEOJEOFİZİK YÖNTEMLER
ARAMA YÖNTEMLERİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİ
SIK KULLANILANLAR SEYREK KULLANILANLAR BİLGİSAYAR YARD.
TOMOGRAFİ
GRAFİK
GÖSTERİM TEK.
ÖZDİRENÇ MANYETİK
ISIL
DURGUNLUK
ISIL
KIZILÖTESİ
İMAJ
İŞLEMESİ
DENEYSEL
TEKNİKLER
RADAR ELEKTROMANYETİK RADYOMETRİ GRAVİTE MODELLEME
TEKNİKLERİ
SİNYAL
İŞLEMESİ
SİSMİK UZAKTAN
ALGILAMA
S.P. I.P. ARKEO-MANYETİZMA


Uploaded with ImageShack.us


Şekil 2.2. Arkeojeofizik Yöntemler [18]
6
7
2.2.2. Manyetik yöntem
Manyetik yöntem üzerine yapılan ilk araştırma, 1957 yılında Belshe tarafından
uygulanmıştır. Arkeolojik alanda manyetik duyarlık üzerine ilk çalışmalar E.
Leborgne (1955) tarafından Britanya’da yapıldığı bilinmektedir.
Bu yöntemde, yeraltındaki birimlerin farklı mıknatıslanma duyarlılığına sahip
olmaları özelliğinden yararlanarak, yüksek mıknatıslanma duyarlıklı cisimleri
belirleyebilmektedir. Yüksek manyetik duyarlılığın, ortamın daha az olan
manyetizmasında kendini belli eder. Manyetometreler, toprağın içerdiği manyetik
değişimlerini %0.1’den daha az duyarlılıkla meydana çıkarmaktadır [19]. Çömlek,
tuğla ve kiremit yığışımları ile yanma çukurlarının içerdiği ısıl kalıcı
(thermoremanent) mıknatıslanma, manyetik özelikli kayaçlardan yapılmış yapı
temelleri, demirli metallerin yığışımı ve depolama çukurları gibi organik çevrede
oluşan demir oksitlerin bulunduğu ortamlar mıknatıslanmayı oluşturan temel
birimlerdir. Yerleşim birimleri üzerindeki manyetik duyarlılığın (susceptibility)
varlığı ve bu duyarlılığın ölçümüyle yerleşim birimindeki duvarlar, gömülü yollar,
girişler ve anıtlar gibi temeller belirlenebilir [18]. Bu yöntemle ilgili gerekli ayrıntı
Bölüm 4.de verilmektedir.
2.2.3. Elektromanyetik yöntem
Elektrik yöntemler içinde yer alan ve hem yapay hem de doğal kaynaklı olan bir
diğer yöntem de elektromanyetik yöntemlerdir. Özellikle iletken yapıların
araştırılmasında kullanılan yöntem, ilke olarak bir kablodan dalgalı akım (AC)
geçirilmesi ile bu kabloya dik doğrultuda oluşan manyetik alan (Hp) ve bunun yer
altında bir iletkeni etkilemesine dayanmaktadır. Oluşum ilkesi gereği,
elektromanyetik yöntemler, yeraltındaki her türlü iletken yapıya karşı duyarlı olduğu
için son 35 yıldır arkeojeofizikte yaygın olarak kullanılmaktadır.
Arkeolojik alanlarda elektromanyetik; genellikle yüzey toprağının kuru, sert ya da
ortamın kayalık ve makilik olduğu yerler için kullanışlı bir yöntemdir.
Elektromanyetik aramalar, özellikle yeniden dolan alanlarla (mezarlar gibi) tepecik
8
kalıntılarının bulunmasında olağanüstü sonuçlar vermektedir. Bu yöntem, ana kaya
üzerindeki toprak kalınlığını belirlemek için de kullanılabilir. Bu ölçümlerde çoğu
kez yeryüzündeki materyallerin görünür iletkenlikleri (conductivity) ölçülür.
Elektromanyetik yöntemin arkeolojik alanlara uyarlanmasında ilk yıllarda iki teknik
denenmiştir. Bunlardan biri sürekli iletim sağlayan Slingram, diğeri de geçici
elektromanyetik yöntemdir. Her iki teknik de metalik nesneleri etkin olarak
saptamaktadır [18].
2.2.4. Yer radarı (georadar) yöntemi
Georadar, yüksek frekanstaki elektromanyetik dalgaların yeraltında yansımasının
kaydedilmesi ilkesine dayanmaktadır. Bu yöntem, yeryüzündeki dielekrik
özelliklerin değişimini haritalar. Bu ise, genellikle hacimsel (gaz ya da sıvı hacminin
ölçülmesi) su içeriğindeki değişimlerle oluşur. Böylece radar metalik olan ve
olmayan tüm materyallere karşı duyarlıdır [20]. Radar aleti yeryüzü üzerinde
elektromanyetik sinyaller üreterek ve alıcı anteninin sahip olduğu bant genişliğine
bağlı olarak, değişik jeoelektrik özellikli katman sınırlarından yansıyan sinyalleri
kaydeder. Yansıma profilinin kaydı tek kanal sismik profillemeye benzer. Elde
edilen profil, yüzey altındaki katmanlardan yansıyan dalgalar ve gönderici sinyaleri
içerir. Bu yöntem yüksek yarımlılığa sahiptir ve sürekli profil oluşturmaya olanak
verir.
2.2.5. Gravite yöntemi
Bu yöntemin geleneksel uygulamalarında, yeraltında bulunan kayaçların yoğunluk
farklılığından yararlanarak yeraltı yapısını ortaya koymayı amaçlamaktadır. Eğer
kayaçlar arasından bir yoğunluk ve şekil farklılığı var ise bunların yeryüzünde
oluşturacağı anomali gravite ölçümlerinde bir belirti şeklinde ortaya çıkacaktır.
Arkeolojik eserlerin boyut olarak çok küçük ve çok sığ olmaları, yoğunluk farkı olsa
bile, yeryüzünde oluşturacakları gravite alanının, normal alan dağılımından çok az
sapmasına neden olur. Bu nedenle gravite yönteminin arkeolojik alanlarda
uygulanması sınırlıdır [21]. Bazı araştırmacılar Gravite yönteminin; sit alanı sınırları,
9
yeraltı boşlukları, gömülü odaların ve tümülüslerin yer, boyut, ve derinliklerinin
araştırılmasında kullanılabileceğini belirtmişlerdir [22].
2.3. Arkeojeofizik Çalışmalara Örnekler
Bu konuda yayınlanmış pek çok çalışmaya ulaşmak mümkündür. Sayısal ortamda
2000’den fazla uluslar arası dergiye ev sahipliği yapan science-direct isimli portalda,
bu konuyla ilgili yapılan makale taramalarında, genellikle birkaç yöntemin bir arada
kullanıldığı dikkati çekmekle birlikte özellikle birkaç yöntem üzerinde durulduğu
açıkça görülmektedir. Bu yöntemler elektrik özdirenç yöntemi, manyetik yöntem,
georadar yöntemi ve sismik yöntemdir. Örnek olarak seçilen 16 adet makale ve
kullandıkları yöntemler Tablo 2.3’de verilmektedir.

Uploaded with ImageShack.us

Tablo 2.3 Arkeojeofizik çalışmalara örnekler ve kullanılan yöntemler

BÖLÜM 3. ÖZDİRENÇ YÖNTEMİ
Elektrik özdirenç yöntemi en sık kullanılan jeofizik yöntemlerden biridir.
Elektriksellik, elektroliz işlemiyle yeryüzü boyunca oluşan iletimdir ve toprak ile
kayaçlarda bulunan gözeneklilik ile gözeneklerin içerdiği su oranına bağımlı olarak
değişim gösterir. Bu yöntemde amaç, yer içindeki yapıların yatay ve düşey yönde
elektriğin iletim biçimlerini araştırmaktır. Kayaçlar; elektriği iletme yeteneğinin yanı
sıra elektriğin iletimine karşı direnç gösterme özelliğine de sahiptir ve bu özeliğe de
dirençlilik (resistive) adı verilir. Kayaç birimleri içerisinde gözenekliliği az ve sıkı
olanlar oldukça zayıf ileticidirler ve yüksek dirence sahiptirler

[3]. Buna karşılık
gözeneklilik miktarı arttıkça gözeneklerdeki sıvı oranına bağlı olarak iletkenlik artar
ve direnç azalır.
Arkeolojik çalışmalarda; aranılan yapı içeriği ve yoğunluğu bakımından örtü
biriminden farklı olduğundan bulunması kolaylaşır. Toprak ve kille karışmış yüksek
özdirence sahip taş ve kayaçların ayrımı önemlidir. İklimsel değişikliklerinde
etkisiyle kayaç yada sedimentin su içeriğindeki değişimler arkeolojik yapıların
etkilerini örtebilir. Bu sebeple toprak özdirencindeki değişimlere neden
oluşturabilecek koşulların bilinmesi ve göz önünde tutulması gerekmektedir.
3.1. Toprağın Elektriksel Özellikleri
Toprağın akım iletimi elektrolitik bir olaydır ve içerikteki nem bu olayı etkiler.
Toprak çeşitlerindeki direnci etkileyen faktörler şöyle açıklanabilir:
11

3.1.1. Toprağın nem içeriği
Arkeolojik çalışmalarda yeraltının sığ derinlikleri araştırıldığı için toprağın nem
içeriği önemlidir. Genellikle arkeolojik yerleşim alanları akarsu yakınlarına
kurulduklarından araştırma alanlarının yeraltı su seviyesi yüksektir. Bu konuda
bölgenin yağış durumu da önemli faktördür. Uzun süre yağış almayan yerlerde
yeraltı su seviyesi düşeceğinden özdirenç yüksek olacaktır. Ayrıca, uzun süre yağış
almayan bir bölge yakın zaman içerisinde güçlü bir yağış almışsa, nem yüzeyde
kalacağından elektrodlara kısa devre yaptıracağından ölçüm sonuçlarını etkileyip
yanlış sonuçlara varılmasına neden olabilir.
3.1.2. Geçirgenlik (Permeability)
Bir toprağın yüksek oranda nem içeriğine sahip olması, akımın çok iyi akması için
yeterli değildir. Toprağın su tutabilmesi gözenekliliği ile doğru orantılıdır. Böylece,
gözeneklilik ile geçirgenlik arasındaki ilişki yardımıyla akımın iletimindeki
geçirgenliğin de önemli olduğu ortaya çıkmaktadır. Bununla beraber toprağın
içindeki bitki kökleri ve toprak türü de geçirgenlik üzerinde etkilidir.

3.1.3. İyon içeriği
Toprakta çözünmüş durumda bulunan çeşitli tuzların elektrik iletimine etkisi
büyüktür. Topraktaki iyon durumunu, jeolojik yapı, yağmur suyu, modern tarımsal
gübreleme ve çeşitli kültürel işlemler etkiler.

3.1.4. Isı
Özdirenci etkileyen bir başka olay da, toprağın ısısındaki değişimlerdir. Bu konuda
Hesse (1966) tarafından yapılan ayrıntılı bir çalışma özdirencin topraktaki ısı
değişikliklerinden etkilendiğini ortaya koymuştur. Hesse, bu çalışmasında her
1°C’deki artışın özdirenç üzerinde yaklaşık %2’lik bir azalmaya neden olduğunu
göstermiştir. Bir çok araştırma belirli sıcaklıklar altında yapıldığından, ısının
arkeolojik yapılar üzerinde çok etkili olmadığını söyleyebiliriz [58].
12

3.2. Ölçümleri Etkileyen Faktörler
En sade anlatımıyla özdirenç yöntemi; iki farklı noktadan yere çakılan iki metal
çubuk yoluyla yeraltına gönderilen elektrik akımının, yeraltında oluşturduğu
gerilimin diğer iki farklı noktaya çakılan iki metal çubuk yoluyla ölçme işlemidir. Bu
ölçme işlemini etkileyen bazı faktörler vardır:

3.2.1. Değme gerilimleri
Ölçme esnasında elektrodlarla yer arasında, kimyasal özeliklere bağlı olarak, küçük
oranlarda doğru akım gerilimleri ölçülür. Elektrod değişimleri sırasında değme
gerilimleri arasında farklılıklar olacaktır. Tuzluluğun ve nemin yüksek değerlerde
olduğu yerlerde bu farklar yapının etkisini örtebilir. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için
dalgalı bir akım kaynağı kullanılmasında fayda vardır.

3.2.2. Değme direnci
Arkeolojik alanların toprak örtüleri çoğunlukla bozulmuş yapıdadır. Taşlar, bitki
kökleri, tarımsal uygulamalar gibi etkenler bir noktadaki toprakla elektrod arasındaki
direncin diğer bir noktadakinden farklı olmasına neden olabilir. Bu etkiyi gidermek
için toprak sulanabilir ancak bu durumda da suyun dercesine bağlı olarak direnç
değerlerinde farklılıklar olabilir.

3.2.3. Elektrod uçlaşması
Ölçümlerde doğru akım kullanılması durumunda elektrodlar arasında
elektrokimyasal uçlaşma olabilir ve bu da elektroliz benzeri bir olay yaratır. Bu
durumda elektrodlar üzerinde zamanla yük birikmesi olur ve ölçülen direnç zamanla
artar. Bu etkiden kurtulmak için alternatif akım kaynağı tercih edilmelidir.
13

3.2.4. Doğal akımlar
Yer manyetik alanının geçici değişimlerine bağlı olarak indüklenmiş veya tellürik
akımlar gibi doğal kaynaklı akımlar vardır. Bu tür akımlar çok geniş uzanıma sahip
olabilirler ve dünyanın hemen her yerinde görünürler. Nadiren de olsa bunlar,
ölçümlerde aranılan yapının etkisini örtecek büyüklükte olabilir. Bu tür gürültülerin
büyüklüğü, akım yoğunluğuna, yerin özdirencine, elektrodlar arası mesafeye ve
elektrodların doğrultularına bağlıdır. Arkeolojik araştırmalarda, sığ derinlikler
incelendiğinden elektrod aralıkları kısa tutulur ve bu sayede gürültüler de küçülür.
Ancak tamamen yok edilmek istenirse yine dalgalı akım kullanmak yeterli olacaktır.

3.2.5. Yapay akımlar
Araştırma sahasına yakın yerlerdeki elektrikli demiryolları, elektrik hatları, madenler
ve insan yapısı çeşitli elektrik kaynakları yeryüzünde bir akıma neden olur ve
kendiliğinden uçlaşmalar meydana gelir. Profil seçiminde bunlara dikkat etmek
gerekmektedir. Ancak alternatif profil olasılığı yoksa dalgalı akım kullanmak faydalı
olur.

3.3. Dizilim Çeşitleri
Özdirenç araştırmalarında araştırma alanı, hedeflenen araştırma derinliği,
araştırmanın konusu gibi çeşitli değişkenler göz önünde tutularak, kullanılan
elektrodlar bir çok faklı biçimde dizilebilirler. Uzun süredir araştırmacılar yöntemin
başarısını artırabilmek için değişik elektrod dizilimleri geliştirmişlerdir. Ölçülen
alanın, homojen ve izotrop olduğu varsayılırsa, ortamın özdirenci;

ρ = k (ΔV/I)

olarak gösterilir. Burada, ρ (ohm.m) ortamın özdirenci, k (m) geometrik faktör, ΔV
(volt) potansiyel farkı, I (amper) akımı göstermektedir. Ancak yeryüzü homojen ve
izotrop olmadığından yani yanal yönde ve düşey yönde düzensizlikler içerdiğinden
potansiyel farkı karmaşık bir ortamın akıma karşı tepkisidir ve ölçülen özdirenç
14
değeri de gerçek özdirenç olmaktan çıkar (ΔVa) ve görünür özdirenç (ρa) olarak
adlandırılır. Bu durumda bağıntı;

ρa = k (ΔVa/I)

olarak yazılır. Bu bağıntı tüm dizilimler için geçerlidir.
Elektrodların birbirlerine
göre farklı yerleştirilmesinden kaynaklanacak fark, k sabitinin dizilime göre farklılık
göstermesiyle aşılır.
Özdirenç yönteminde sıklıkla kullanılan elektrod dizilimleri şunlardır:

– Wenner Dizilimi
– Schlumberger Dizilimi
– Dipol Dizilimler
– Yarım Wenner Dizilimi