Variations of the geomagnetic field’s intensity during the Middle and Late Bronze Era = Μεταβολές της έντασης του γεωμαγνητικού πεδίου κατά τη Μέση και ύστερη Εποχή του Χαλκού.

Περίληψη

The combination of geophysical methods with archaeology has grown to become a very important research tool, used in studies both of geological and archaeological impact. A branch of the geophysical methods which combines geomagnetism with archaeology is called Archaeomagnetism and contributes to the study and the dating of materials which, at some point of their history, have been burned and cooled down. These materials need to contain magnetic minerals, inside of which is stored information about the changes of the magnetic field of the Earth through years. This is also a very important aspect of archaeomagnetism. The following research is the analytical archaeomagnetic study of samples from two different areas in Greece, Archontiko in Central Macedonia and the Phryctoriae in Pediada of Crete.  For a better comprehension of this thesis, the most important terms are given, along with the basic definitions about the magnetic field of the Earth. Further information and the basic principles of the archaeomagnetic method are explained, such as the types of magnetic minerals and how each one stores the magnetic properties of the geomagnetic field at the time of their last heating and cooling. A very important aspect for an archaeomagnetic study is the secular variation curves, that depict the changes of the geomagnetic field of a chosen area through time. Even though there are several archaeomagnetic studies taking place in Greece, there are still parts of the Greek secular variation curve that require more studies for completion. Some basic archaeological information is given, regarding the origins and the usage of the samples, which are ceramic fragments from the area of Archontiko used as house utilities and baked clays from the Cretan Phryctoriae, which are used as communication system. Samples from both areas have previously been dated through other methods, radiometric and archaeological, which placed them in the Late Bronze Era. A brief description about the methodology and the measurements of the conducted experiments is following. Those are three rock magnetic experiments (IRM, Thermomagnetic Curves and Hysteresis Loops) and the palaeointensity experiment (Thellier-Thellier). The resulting diagrams are cited, along with a quick interpretation, followed by a more detailed discussion on each experiment and diagram separately, in the last chapter. The rock magnetic experiments provided details about the magnetic consistency of the samples, while the palaeointensity experiment gave information about the geomagnetic field’s properties, at the moment when these samples were last burned and cooled down, as it was “stored” within the samples. The results from the palaeointensity experiment were added in the Greek SVC, which was then compared to some neighboring SVCs.

Ο συνδυασμός των γεωφυσικών μεθόδων με την αρχαιολογία έχει εξελιχθεί σε ένα πολύ σημαντικό ερευνητικό εργαλείο, το οποίο χρησιμοποιείται τόσο στη γεωλογική όσο και στην αρχαιολογική έρευνα. Ο κλάδος της γεωφυσικής που χρησιμοποιεί τον γεωμαγνητισμό στην αρχαιολογική μελέτη ονομάζεται Αρχαιομαγνητισμός και συμβάλει στη μελέτη και χρονολόγηση υλικών, τα οποία κάποια στιγμή κάηκαν και έπειτα ψύχθηκαν. Αυτά τα υλικά πρέπει να περιέχουν στη σύσταση τους μαγνητικά ορυκτά, μέσα στα οποία αποθηκεύονται οι πληροφορίες σχετικά με τις αλλαγές του μαγνητικού πεδίου της Γης ανά τους αιώνες. Αυτή είναι και μια πολύ σημαντική πλευρά του αρχαιομαγνητισμού. Η παρούσα έρευνα αφορά στην αρχαιομαγνητική μελέτη δειγμάτων από δυο διαφορετικές περιοχές της Ελλάδας, από το Αρχοντικό στη Κεντρική Μακεδονία και από τις Φρυκτωρίες στη Πεδιάδα της Κρήτης. Με σκοπό την καλύτερη κατανόηση της εργασίας, δίνονται κάποιες σημαντικές γνώσεις θεωρίας, μαζί με τους βασικούς ορισμούς σχετικά με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Εξηγούνται περισσότερες πληροφορίες και οι βασικές αρχές της αρχαιομαγνητικής μεθόδου, όπως τα είδη των μαγνητικών ορυκτών  και τον τρόπο με τον οποίο το καθένα αποθηκεύει τη μαγνητική πληροφορία κατά τη διάρκεια της καύσης και ψύξης του. Στην αρχαιομαγνητική έρευνα, πολύ σημαντικές είναι οι Καμπύλες Αιώνιας Μεταβολής, που απεικονίζουν τις αλλαγές του γεωμαγνητικού πεδίου σε μια επιλεγόμενη περιοχή με το πέρασμα του χρόνου. Αν και έχουν πραγματοποιηθεί πολλές αρχαιομαγνητικές έρευνες στον ελληνικό χώρο, υπάρχουν πολλά τμήματα της ελληνικής καμπύλης τα οποία χρειάζονται περισσότερα στοιχεία για να δώσουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα. Ακολουθούν κάποιες βασικές πληροφορίες σχετικά με την αρχαιολογική έρευνα, σχετικά με την προέλευση και τη χρήση των δειγμάτων, τα οποία είναι θραύσματα αγγείων από την περιοχή του Αρχοντικού, που χρησιμοποιούνταν ως χρηστικά σκεύη, και ψημένη άργιλος από τις Φρυκτωρίες της Κρήτης, οι οποίες αποτελούσαν ένα ιδιαίτερο σύστημα επικοινωνίας. Δείγματα και από τις δυο περιοχές έχουν προηγουμένως χρονολογηθεί μέσω διαφόρων μεθόδων και τοποθετήθηκαν στην Ύστερη Εποχή του Χαλκού. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή σχετικά με τη μεθοδολογία και τις μετρήσεις των πειραμάτων. Αρχικά διεξήχθησαν πειράματα μαγνητικής ορυκτολογίας (Ισοθερμικής Παραμένουσας Μαγνήτισης, Θερμομαγνητικές Καμπύλες και Βρόγχοι Υστέρησης) και ακολούθησε το πείραμα παλαιοέντασης (Thellier-Thellier). Στην συνέχεια παραθέτονται τα διαγράμματα που προέκυψαν, μαζί με μια σύντομη ερμηνεία, και το τελευταίο κεφάλαιο αποτελείται μια πιο λεπτομερή συζήτηση, σχετικά με τα αποτελέσματα κάθε πειράματος χωριστά. Από τα πειράματα μαγνητικής ορυκτολογίας, μελετήθηκαν και υπολογίστηκαν οι  μαγνητικές ιδιότητες των δειγμάτων, ενώ το πείραμα της παλαιοέντασης παρείχε πληροφορίες όσον αφορά στην ένταση του μαγνητικού πεδίου της Γης που επικρατούσε εκείνη την εποχή και αποθηκεύτηκε μέσα στα δείγματα, τη στιγμή που αυτά κάηκαν και ψύχθηκαν για τελευταία φορά. Τα αποτελέσματα του πειράματος της παλαιοέντασης προστέθηκαν στην ελληνική καμπύλη αιώνιας μεταβολής (SVC), η οποία μετά συγκρίθηκε με άλλες γειτονικές καμπύλες.