Mittels Geophysik in den Boden blicken – ohne Ausgrabung

Zum Vorgehen der archäologischen Prospektion an der Kapelle St. Elisabeth in Bärnau

Die frühen Phasen der historischen Entwicklung der Stadt Bärnau nachzuvollziehen ist weiterhin ein Bedarf in der stadtarchäologischen Forschung im Grenzgebiet zwischen Böhmen und der Oberpfalz. Die Ausgrabungen im Stadtkern in den vergangenen zwei Jahren im Ackerbürgerhaus, sowie in der Bischof-Senestry-Straße[1], haben Befunde zu Tage gebracht, die in die Zeit um die Stadtgründung im frühen 14. Jahrhundert einzuordnen sind.

Aus historischen Quellen ist belegt, dass auf der markanten Spornlage unterhalb des Grenzkamms bereits Bärnau als Reichsdorf bestand und auch eine Burg wird genannt. Die Quellen aus dem späten 13. Jh. weisen somit ebenfalls in eine Zeit vor der Stadtgründung[2]. Neben den Kellerbefunden aus dem Ackerbürgerhaus sind also weitere Befunde aus der Zeit vor dem späten 13. Jh. zu erwarten.

Um weitere Erkenntnisse zu früheren Phasen der Stadtgenese zu erlangen, haben wir vergangene Woche an der Kapelle St. Elisabeth eine archäologische Voruntersuchung, eine Prospektion, durchgeführt.

Mit einem Forschungsteam bestehend aus Studierenden und Wissenschaftlern des Geoarchäologischen Labors von der Philipps-Universität Marburg, der Juniorprofessur für Informationsverarbeitung in der Geoarchäologie der Otto-Friedrich-Universität Bamberg und des Lehrstuhls für Archäologie des Mittelalters und der Neuzeit (ebenfalls Uni Bamberg) haben wir innerhalb von vier Tagen das Gelände um die Kapelle intensiv untersucht.

Dabei haben wir zwei geophysikalische Methoden angewandt, mit denen wir hoffen, einen Einblick in die Befundlage innerhalb des Kapellenhügels und des näheren Umkreises des Untersuchungsobjekts zu erhalten.

Planung eines Messrasters

Ziel unserer Voruntersuchung war es anhand zwei verschiedener Methoden, möglichst viele Querschnittsprofile des Kapellenhügels zu erhalten, ohne in den Boden eingreifen zu müssen.

Zunächst haben wir dafür um die Kapelle herum ein Raster festgelegt, das zu mehreren parallel verlaufenden Bahnen längs und quer den Kapellenhügel umfasst. Die Endpunkte einer jeden Bahn werden “ausgepflockt” mittels GPS eingemessen. So ist jedes einzelne Profil georeferenziert und kann genau verortet werden.

Zudem haben wir ein zweites, strahlenartig von der Kapelle ausgehendes, radiales Messnetz angelegt, um eine weitere Perspektive des Hügelinneren zu erlangen.

Messung mit dem Georadar

Bei einer Messung mit dem Bodenradar werden elektromagnetische Wellen (also eine Radiofrequenz) in den Boden geleitet, in unserem Fall mit 400 MHz. Schichtgrenzen bzw. allgemein Objekte im Boden reflektieren, absorbieren oder streuen das Signal. Der Empfänger im Messgerät nimmt die Signale wieder auf. Je nach Signalveränderung ist ableitbar, ob beispielsweise historische Baubefunde im Boden erhalten sind. Aufgrund der veränderten Leitfähigkeit der Schichtveränderung variiert die Geschwindigkeit, mit der die Radiowellen wieder empfangen werden. Über die Zeitdauer, die ein Signal braucht, um zurück zum Sender zu gelangen, kann dann auf die Tiefe der sich im Boden befindlichen Struktur geschlossen werden[3].

Ausrichtung des Georadars auf der Messlinie bei 50 cm (Foto: V. Diederich)

Wir haben in einem Abstand von 0,5 m Profile gemessen. Um nicht die Orientierung im reliefierten Gelände zu verlieren, werde Leitlinien und Maßbänder, sowie Fluchtpunkte gesetzt, eine geradlinige Führung des Geräts ist durchaus wichtig.
Da das Gerät selbst von GPS-Signalen gestört wird, ist es wichtig alle Mobilfunkgeräte in der Nähe auszuschalten, bevor eine Messung beginnt. Um die Messung dennoch exakt im Raum verorten zu können, wird die Länge des Profils anhand eines Streckenmessers am Hinterrad ermittelt. Dieser wird am Anfang und Ende einer Bahn jeweils ein und wieder ausgeschaltet. Das Raster wird dann mäandierend, also „wie der Pflug geht“ abgetastet. Dabei ist sicherzustellen, dass das Messgerät stehts stabilen Bodenkontakt hat. Zudem ist eine eindeutige Bezeichnung der gemessenen Daten, die mit der spezifischen Profilbezeichnung korreliert, sinnvoll.

Präsentation einer Bodenradarmessung (Video: V. Diederich).

 Messung mittels Geoelektrik:

Ergänzend haben wir eine Bodenwiderstandsmessung durchgeführt. Dabei wird mittels in einer Reihenschaltung verbundenen Sonden der elektrische Widerstand des Bodens gemessen. Je nach Beschaffenheit des Untergrundes variiert der Widerstand und kennzeichnet hoch- oder niedrigohmige Bereiche. Archäologische Befunde haben eine andere Leitfähigkeit als das umgebende Erdmaterial. Mit einem geübten Blick sind die Anomalien gut erkennbar, die es ermöglichen archäologische Befunde wie Gräben oder auch Mauern zu identifizieren.

Unsere Profile umfassten in der Regel 30-35 Sonden, die in 1 m Abstand gesetzt wurden. Die Messungen wurden hauptsächlich in dem radialen System durchgeführt. Da je nach Einstellung der Messparameter die Empfindlichkeit der Sonden variiert, haben wir darauf geachtet, jeweils drei Messungen mit unterschiedlichen Einstellungen vorzunehmen. Es gilt desto hochauflösender das Bild sein soll, desto empfindlicher für Störungen ist das Signal. Und im Umkehrschluss je robuster das Signal, desto niedriger die Auflösung. Durch den Einsatz drei verschiedener Konfigurationen ist es aber möglich, die Stärken und Schwächen jeweils auszugleichen[4].

Geoelektrische Messungen an der Kapelle St. Elisabeth in Bärnau (Foto: V. Diederich).

Mit zunehmender Länge des Profils, d. h. zunehmender Anzahl der Sonden, verlängert sich übrigens auch die Messdauer. Unser längstes Profil von ca. 120 m Länge hat für die Messungen gute 1,5 h benötigt.

Nächster Schritt:

Ein erster Blick auf die Daten sieht bereits vielversprechend aus, doch ist es derzeit noch zu früh näheres zu bestimmen. Die Auswertung der Daten und Interpolierung der gemessenen Profile steht nun als nächstes an. Diese wird im Rahmen einer Lehrveranstaltung im kommenden Sommersemester an der Otto-Friedrich-Universität Bamberg stattfinden. Somit müsst Ihr euch noch etwas gedulden, bis die Auswertungsergebnisse bekannt werden. Je nach Ergebnislage möchte ich eine weitere Prospektionskampagne vornehmen, in der das Untersuchungsfeld großzügig erweitert wird. Methodisch wird dann eine geomagnetische Untersuchung vorgenommen.

Bis bald!

Eure Viviane Diederich

Anmerkungen/Quellen:

[1] Die Grabungen an der Bischof-Senestry-Straße wurden jüngst im Zuge von Straßenarbeiten von der Firma In Terra Veritas ITV durchgeführt. Publikation ausstehend.

[2] A. Busl, Bärnau Stadt und Land. Geschihcte bis zum Ende des Alten Reichs (Pressrath 2014), 15.

[3] mit einem herzlichen Dank für die Durchführung der Radarmessung an F. Linsel M.A.

[4] mit ebenso herzlichen Dank für die Durchführung der Elektrikmessungen an F. Hoffmann M.A. (geoarchäologische Labor des Vor-und Frühgeschichtlichen Seminars an der Philipps-Universität Marburg).

Tipp

Kurze Vlogs zur Prospektionskampagne findet ihr jetzt auch hier auf TikTok & und Instagram


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