Arkeologisk prospekteringsundersökning. på Mälby gamla bytomt

Transkript

1 RIKSANTIKVARIEÄMBETETS ARKEOLOGISKA UPPDRAGSVERKSAMHET ARKEOLOGISK PROSPEKTERINGSUNDERSÖKNING Arkeologisk prospekteringsundersökning med magnetometer på Mälby gamla bytomt RAÄ Tillinge 327 Uppsala län, Enköping kommun, Tillinge socken Immo Trinks, Andreas Fogelberg & Alois Hinterleitner

2

3 RIKSANTIKVARIEÄMBETETS ARKEOLOGISKA UPPDRAGSVERKSAMHET ARKEOLOGISK PROSPEKTERINGSUNDERSÖKNING Arkeologisk prospekteringsundersökning med magnetometer på Mälby gamla bytomt RAÄ Tillinge 327 Uppsala län, Enköping kommun, Tillinge socken Dnr Immo Trinks, Andreas Fogelberg & Alois Hinterleitner

4 Riksantikvarieämbetets Arkeologiska Uppdragsverksamhet UV Teknik Instrumentvägen 19, HÄGERSTEN Tel Fax Riksantikvarieämbetet UV Teknik

5 Innehåll Inledning... 5 Undersökningsområdet... 5 Undersökningens syfte... 5 Metod och teknik... 6 Undersökningens genomförande och resultat... 7 Sammanfattning av undersökningens... 8 Referenser... 9 Administrativa uppgifter... 9 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 3

6 4 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

7 Inledning Inför den arkeologiska slutundersökningen på Mälbys gamla bytomt i samband med omläggningen av E18 sträckan Enköping-Sagån genomfördes en geofysisk prospekteringsundersökning med magnetometer i maj Målet med undersökningen var att genom systematiska och högupplösta magnetometermätningar kartera möjliga arkeologiskt eller historiskt intressanta lämningar i anslutning till utgrävningsområdet,samt att få en överblick över platsen och om möjligt en avgränsning av bytomten. Genom magnetometerprospektering undersökte UV Teknik under en dag sammanlagt 15,288 m 2 uppdelat på två ytor av 13,698 m 2 och 1,575 m 2. Under september 2005 hade en arkeologisk förundersökning (Gustafsson et al. 2005) av lokal 42 (RAÄ 327, Mälby bytomt) genomförts av Upplandsmuseet. I samband med denna förundersökning gjorde Gerhard Schwarz vid SGU (Sveriges Geologiska Undersökning, Uppsala) och Bent Syse från Upplandsmuseet en magnetometerprospektering av det centrala bytomtsområdet (ca 7,500 m 2 ) i augusti 2005 (Schwarz 2005). De två, av UV Teknik 2007 med magnetometer prospekterade ytorna, ansluter i norr och söder till den i 2005 av Schwarz och Syse karterade ytan (fig. 3). Undersökningsområdet Undersökningslokalen är belägen i Tillinge socken ungefär en halvmil väster om Enköping. Lokalen består av hag- och åkermark på en flack lerslätt med moränmarker i norr och söder. Den större norra undersökningsytan låg i en hästhage norr om det planerade utgrävningsområdet (fig. 1), medan den mindre låg söder om en grusväg. Den norra mätytan var plan och täckt med relativ kort gräs. Det södra undersökningsområdet hade en ojämn yta och var täckt med högre gräs. Med hänsyn till datakvalitén och kvantitet prioriterades den norra ytan på grund av dess betydligt bättre ytskick. Ett flygfoto över området är avbildat i figur 3. Figur 1. Undersökningsområdet norr om vägen. Undersökningens syfte Undersökningens syfte var att genom arkeologisk prospektering ge underlag för att bedöma om det fanns arkeologiskt intressanta lämningar i marken och var dessa var belägna. Arkeologisk prospektering (t ex Scollar 1990; Neubauer 1990, 2004; Gaffney & Gater 2003) kan hitta och kartlägga strukturer av arkeologiskt intresse, som till exempel gropar, större stolphål, diken eller andra antropogent förorsakade markförändringar. I undersökningen ingick följande moment: En magnetometerundersökning med handvagn av ca 15,000 m 2. Georeferering av undersökningsområdena. Databearbetning och tolkning. Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 5

8 Figur 2. Magnetometersystemet bestående av fyra Förster gradiometerinstrument monterad med 50 cm mellanrum på en omagnetisk vagn. Vagnen förs längs 50 m långa mätprofiler över undersökningsområdet. Mätpunktavstånd i profilriktningen är 10 cm. Foto: Anders Biwall Metod och teknik Magnetometermätningar används inom arkeologisk prospektering för att spåra områden som avviker i sin magnetisering från den vanliga magnetiseringen genom jordens magnetfält (Becker 1995; Neubauer 2001). Arkeologiskt eller historiskt intressanta underjordiska strukturer kan förorsaka lokala anomalier i jordens magnetfältstyrka och magnetfältorientering, som med mycket känsliga mätinstrument, så kallade magnetometer, kan mätas och analyseras. Användning av eld kan ge ökad magnetisering av järnmineraler, och upphettning av jord och lera över den så kallade Curietemperaturen kan ge ökad termoremanent magnetisering till exempel bränd keramik eller tegel. Magnetometerprospektering kan också användas för att hitta ferromagnetiska objekt (järnobjekt) medan diamagnetiska metaller som koppar, silver, guld eller bly inte kan hittas genom magnetometerprospektering. Mänsklig aktivitet (såväl i nutid, historisk eller förhistorisk tid) kan orsaka en ökad magnetisering av ytliga jordlager. Grävda gropar eller diken som fyllts med jord av högre magnetisering kan ännu idag förorsaka mätbara avvikelser i de lokala magnetfälten. Magnetometermätningar utförs vanligtvis genom så kallade gradiometermätningar. Ett gradiometerinstrument består av två magnetometersensorer som båda mäter det lokala magnetfältet. En sensor är monterad nära markytan medan den andra är monterad med längre avstånd från markytan. Den nedre sensorn påverkas i högre grad av magnetfältanomalier i marken jämfört med den andra sensorn. Båda sensorerna mäter den mycket kraftiga effekten av det regionala jordmagnetfältet och dess variationer i tid. Variationer sker till exempel på grund av solaktivitet. Genom differensbildning mellan de mätvärdena från den övre och undre sensorn räknas gradienten av den lokala magnetfält (därav namnet gradiometer) och svaga lokala magnetfältvariationer blir därmed spårbara. Vid användning av så kallade Fluxgate- eller Förstermagnetometer mäter de två magnetfältsensorerna vanligen bara magnetfältstyrkan av den vertikala komponenten av jordens magnetfält, till skillnad från så kallade optiskt pumpad magnetometer som Cesiummagnetometer, som 6 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

9 mäter totalfältstyrkan med oftast betydligt högre känslighet. Jordens magnetfältstyrka i Mellansverige är ungefär nano Tesla [nt]. Magnetfältanomalier av arkeologiska strukturer ligger mestadels mellan 0,001 nt (till exempel ett svagt magnetiskt stolphål) och några 10tals nt (rester av en tegelugn). Upplösningförmågan hos Fluxgate- eller Förstermagnetometer är emellan 0,2 och 0,3 nt. Upplösningförmågan hos Cesiummagnetometer kan vara 0,001 nt (= 1 picotesla) (Becker 1995). Magnetfältsmätningar (fig. 2) utförs längs parallella profillinjer täckande hela undersökningsområdet. En rekommenderat avstånd mellan mätprofilerna är cm. I profilriktningen registreras mätvärden med 10 cm avstånd. Magnetometermätningar är en passiv mätmetod och registrerar ett mätvärde per mätpunkt. Undersökningens genomförande och resultat Magnetometersökningen genomfördes av två personer torsdagen den 24 maj 2007 med en Förstermagnetometersystem. Systemet består av fyra gradiometerinstrument med 65cm avstånd emellan övre och nedre sond (fig. 2). Instrumenten är monterade på ungefär 15 cm höjd över markytan på en omagnetisk handvagn med 50 cm avstånd sinsemellan. Magnetometervagnen fördes fram och tillbaka längs med 50 m långa parallella utspända orienteringslinjer. I profilens riktning mättes magnetometervärden med 10 cm punktavstånd. Sammanlagt täcktes 15,288 m 2 med mätningarna. Undersökningsytan delades i kvadratiska rutor med 50 m sidolängd som markerades med träpinnar. Mellan utlagda 50 m långa plastmåttband spändes orienteringslinjer med 2 m mellanrum. Undersökningsytorna är avbildade i fig. 3 och 4. Den norra ytan hade en utsträckning av m, den södra av m. Mätprofilernas orientering var ungefär nord-nordväst till syd-sydöst. Undersökningsområdet georefererades med hjälp av en GPS med nätverks-rtk. Magnetometerdata filtrerades efter avslutat fältarbete och gråskalebilder genererades på regelbundna nät med cellstorleken 12,5 12,5 cm. För att bättre visualisera olika strukturer i mätdata presenteras kartor med olika kontrasteringar av mätvärdeområden (fig. 4, 5, 6). Samtliga magnetometerbilder georefererades och kan användas i ett Geografisk Informations System (GIS) tillsammans med kartmaterial i digitalt format. Bilderna visar variationer i de lokala magnetiska fälten förorsakade av strukturer i marken, som till exempel järnobjekt, bränd lera och igenfyllda diken och gropar innehållande material med ökad eller minskad magnetisering. Generellt har eldning i det förflutna skapat en ökning av markens magnetisering (oxidering av järnmineraler, termoremanent magnetisering). Magnetometeranomalier jämfördes med strukturer i historiska kartorna som också georefererades (fig. 7, 8, 9, 10). Datatolkningen, som visas i figur 11, gjordes i GIS (ArcMap 9.3). Resultatet av undersökningen visar en relativt homogen bakgrundsmagnetisering (fig. 6) med många positiva (svarta) anomalier av mindre storlek, några mycket kraftiga magnetiska avvikelser och ett flertal linjära strukturer. Anomalier som består av en tydligt positiv (svart) maximum med negativ (vit) skugga på sidan tolkas som ferromagnetiska eller termoremanent magnetiserade objekt eller strukturer (t ex objekt av järn, bränd lera eller keramik, en eldstad, ugn grop eller ett stolphål). Kraftiga, punktuella, isolerade magnetiska anomalier med flera meters diameter som syns både i norra och södra undersökningsområdet (fig. 6) verka vara förorsakade av större metallföremål. Den kraftigaste anomalin i norra området ligger precis på en nord-sydlig linjär anomali. Medan den linjära anomalin antagligen är förorsakad av en ledning (rör eller kabel), kan den kraftiga cirkulära magnetfältstörningen vara förorsakade av brunnslock eller kabelspole. Den kraftiga negativa anomalin i södra mätområdet är förorsakad av metalldelar i en ledningsstolpe. Ytterligare kraftiga positiva magnetiska anomalier syns i södra undersökningsområdets norra del. I norra delen av norra undersökningsområden syns linjära magnetiska anomalier anordnad i ett fiskbensmönster med huvudledningen i väst-öst riktning (fig. 5, 6). Dessa linjära anomalier uppvisar Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 7

10 en omväxlande magnetisk polarisering (svart-vit). Magnetisering och struktur antyder att anomalin är förorsakade av dräneringsrör gjorda av tegel. En magnetometerprospektering vid närbelägna lokalen Nibble hade visat liknande anomalier och utgrävningen där hade resulterat i fynd av tegelrör på ca 40 cm djup. Särskilt i fig. 5 syns ytterligare linjära strukturer i norra undersökningsområdet som sammanfaller med strukturer i de historiska kartorna. Flera linjära strukturer i väst-östlig riktning motsvarar fältindelningar eller begränsningar (fig. 13) som syns i kartan från 1811 (fig. 9). Även en nordväst (NV) till sydöst (SÖ) riktade struktur har en motsvarighet i kartan. I områdets norra del syns en nordvästlig-sydöstlig riktad struktur som sammanfaller exakt (fig. 14) med en ritad struktur på kartan från 1896 (fig. 10). Detta verkar vara en fältbegränsning eller möjligen en väg. I nordöstligaste delen av undersökningsområdet syns svaga linjära anomalier i nordvästlig-sydöstlig riktning (fig. 12) som kan hänga ihop med strukturer avbildade i kartan från 1677 (fig. 7) och 1718 (fig. 8). Relativa breda anomalier av svag positiv och negativ magnetisering (fig. 11) löper över den västliga delen av norra området och troligen är förorsakade av den geologiska undergrunden. Dessa variationer kan antyda underliggande berggrund, men en ökad magnetisering på grund av kulturlager eller människopåverkan kan inte uteslutas. Antalet magnetometeranomalier avtar med avståndet från bytomten. Magnetometerundersökningen på Mälby gamla bytomt har resulterat i ett flertal anomalier som verkar vara förorsakade av historiskt intressanta strukturer. De flesta anomalier saknar dock en tolkningsbar strukturell kontext. Entydigt tolkningsbara husgrunder, vägar eller rader av anomalier som kunde tolkas som stolphål tillhörande samma byggnad syns inte i magnetometerdata. Idealiskt skulle magnetometerundersökningen kompletterats med en högupplösande georadarmätning. Magnetometerundersökningar lämpar sig väl för att kartera ett område av storleksordningen ett till två hektar dagligen för att detektera strukturer som påvisar en ökad magnetisering. Genom högupplösande georadarundersökninger (med 25 cm profilavstånd, och 2-5 cm mätavstånd i profilriktningen) är det möjligt att skapa en tredimensionell bild av undergrunden. Georadar kartlägger även omagnetiska strukturer t.ex. stenansamlingar, diken och murar med låg magnetisk susceptibilitet. En sådan mätning är dock mer tidskrävande och med nuvarande enkelkanalsystem är det möjligt att dagligen kartera ett område som är maximalt 2,500 m 2. Sammanfattning av undersökningens Den arkeologiska prospekteringsundersökning med magnetometer på Mälby gamla bytomt har resulterat i ett flertal anomalier som troligen är förorsakade av historiskt intressanta strukturer (fig. 11). De flesta magnetometeranomalier saknar dock en arkeologiskt tolkningsbar strukturell kontext. Entydigt tolkningsbara husgrunder eller rader av anomalier som kunde tolkas som stolphål tillhörande samma byggnad syns inte i magnetometerdata. I jämförelse med resultatet från SGUs magnetometerundersökning under 2005, visar det sig att det dubbelt så täta avståndet mellan magnetometerprofilerna (50 cm istället för 100 cm) resulterade i data av betydligt högre upplösning och kvalité. Som exempel kan nämnas att den här presenterade datan har en mycket tydlig linjär anomali, som antagligen är förorsakad av en ledning (rör eller kabel), vilken inte syns i mätningarna från 2005, trots den principiellt högre mätkänsligheten hos den 2005 använda Cesiummagnetometern jämnfört med upplösningsförmågan hos det 2007 använda Förster instrumentet (0,01 nt gentemot 0,2 nt). Noteras kan därför att magnetometermätningar för att finna arkeologiska strukturer generellt inte bör genomföras med ett profilavstånd som är större än 50 cm. 8 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

11 Referenser Becker H., From Nanotesla to Picotesla a new window for magnetic prospecting in archaeology. Archaeological Prospection 2, David A., Geophysical survey in archaeological field evaluation, English Heritage, Research & Professional Services Guideline No 1. Gaffney C.F., Gater J., Revealing the buried past: geophysics for archaeologists. Tempus. Gustafsson M., Göthberg H., Qviström L., Rahmqvist S., Ölund A., Historiska och förhistoriska lämningar vid Mälby gamla bytomt. Upplandsmuseet, Arkeologisk förundersökningsrapport 2005:23. Neubauer W., GIS in Archaeology the Interface between Prospection and Excavation. Archaeological Prospection, 11, Neubauer W., Magnetische Prospektion in der Archäologie. Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien. Neubauer W., Geophysikalische Prospektion in der Archäologie. Mitt. Anthrop. Ges. 120, Schwarz G., Arkeo-Geofysik Magnetiska mätningar i området Mälby. Rapport SGU (Dnr /2005). Scollar I., Tabbagh A., Hesse A., Herzog I., Archaeological Prospecting And Remote Sensing. Cambridge University Press. Administrativa uppgifter Riksantikvarieämbetets dnr: Undersökningstid: 24 maj 2007 Projektgrupp: Immo Trinks, Andreas Fogelberg Underkonsulter: Dipl. Ing. Alois Hinterleitner, Archeo Prospections, Wien. Koordinatsystem: RT90, 2,5 gon V. Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 9

12 Figur 3. Flygfoto med dem magnetometerundersökningsområden från UV Teknik 2007 och SGU 2005 markerad. 10 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

13 Figur 4. Magnetometerdata. Gråskala med 255 färgvärde mellan vit (-2 nt) och svart (+3 nt). Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 11

14 Figur 5. Magnetometerdata. Gråskala med 255 färgvärde mellan vit (-4 nt) och svart (+6 nt). 12 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

15 Figur 6. Magnetometerdata. Gråskala med 255 färgvärde mellan vit (-8 nt) och svart (+12 nt). Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 13

16 Figur 7. Ägodelningskarta från 1677 över Mälby. 14 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

17 Figur 8. Ägodelningskarta från 1718 över Mälby. Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 15

18 Figur 9. Historisk karta från år Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

19 Figur 10. Historisk karta från år Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 17

20 Figur 11. Tolkningen av prospekteringsdata 18 Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

21 Figur 12. Magnetometerdatatolkning på kartan från Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 19

22 Figur 13. Magnetometerdatatolkning på kartan från Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt

23 Figur 14. Magnetometerdatatolkning på kartan från Arkeologisk prospektering Mälby gamla bytomt 21