Geophysical Prospection of Underwater Archaeological Sites in Greece = Εφαρμογή Γεωφυσικών Μεθόδων στη διερεύνηση υποθαλάσσιων αρχαιολογικών θέσεων στην Ελλάδα.

Περίληψη

The main subject of this thesis is the use of different geophysical techniques in the prospection of two underwater archaeological sites in Greece. The purpose of this thesis is to showcase those techniques, to test their effectiveness in underwater archaeological prospecting and to make a contribution to the field of shallow marine geophysics and in geophysics in general. For that purpose, the Electrical Resistivity Tomography (ERT) and the multisensor magnetic gradiometry methods were selected. The study areas were the island of Delos and the bay of ancient Olous in Elounda, Crete. Two differentiations of the ERT method were used, the dynamic mode in the bay of Skhardanas in Delos and in the south bay of Ancient Olous and the static variant in the north bay of Ancient Olous. The magnetic gradiometry technique was used is Stadio bay, in Delos Island. In the first chapter, a brief introduction regarding the use of geophysics in archaeological research (archaeometry) and marine geophysics is given. The main goals of the thesis are explained and finally a description of the study areas is outlined, focusing on both their history as well as their general geological setting. In the second chapter the methodology behind the surveys is explained. This includes the basic principles of each technique, the instrumentation and all the steps followed during the in situ data collection. The third chapter gives an overview of all the processing stages the data sets had to undergo before they could be safely interpretated. After the processing description for each used technique, the respective results and geophysical images are also presented. In the fourth chapter, an interpretation of the results is given. The focus of the interpretation is mainly archaeological, but some geological information could also be extracted. The results in all four surveys successfully managed to pinpoint many targets of archaeological value, some of which could be ground proofed from an in-situ inspection, while others are buried below the seabed and would require an underwater excavation to verify them. Finally, the fifth chapter draws some conclusions regarding the effectiveness of the methods used in the surveys, the future of shallow marine geophysics in solving archaeological problems, how they could evolve beyond their current level, how they can help in the progress of archaeological surveys, and how they could even influence the economic life of the local communities.

Το κυρίως θέμα της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η χρήση διαφορετικών γεωφυσικών τεχνικών για τη διερεύνηση δύο υποβρύχιων αρχαιολογικών χώρων στην Ελλάδα. Σκοπός της είναι η ανάδειξη αυτών των τεχνικών, η αξιολόγηση τους σε σχέση με την αποτελεσματικότητά τους σε υποβρύχια περιβάλλοντα αρχαιολογικού ενδιαφέροντος και η συνεισφορά στον τομέα της θαλάσσιας γεωφυσικής σε ρηχά περιβάλλοντα και της γεωφυσικής γενικότερα. Για αυτό τον σκοπό χρησιμοποιήθηκαν η μέθοδος της ηλεκτρικής τομογραφίας (ERT) και η πολυαισθητηριακή μαγνητική μέθοδος. Οι περιοχές μελέτης που επιλέχθηκαν ήταν το νησί της Δήλου και ο κόλπος της Αρχαίας Ολούντας στην Ελούντα της Κρήτης. Δύο διαφοροποιήσεις της μεθόδου ηλεκτρικής τομογραφίας χρησιμοποιήθηκαν, η δυναμική ηλεκτρική τομογραφία στον κόλπο του Σκαρδανά στη Δήλο και στον νότιο κόλπο της Αρχαίας Ολούντας και η στατική ηλεκτρική τομογραφία στον βόρειο κόλπο της Αρχαίας Ολούντας. Η μαγνητική μέθοδος χρησιμοποιήθηκε στον κόλπο του Σταδίου, στο νησί της Δήλου. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη εισαγωγή αναφορικά με τη χρήση των γεωφυσικών μεθόδων στην αρχαιολογική έρευνα (αρχαιομετρία) και των θαλάσσιων γεωφυσικών μεθόδων. Επίσης, εξηγούνται οι κύριοι στόχοι της διατριβής και γίνεται μια περιγραφή των περιοχών μελέτης σε σχέση με την ιστορία αλλά και την γεωλογία τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο εξηγείται αναλυτικά όλη η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε για τις γεωφυσικές διασκοπήσεις, δηλαδή οι αρχές λειτουργίας της κάθε μεθόδου, ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε και όλα τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την συλλογή των δεδομένων. Το τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζει μια επισκόπηση όλων των βημάτων επεξεργασίας που έγιναν στα δεδομένα ούτως ώστε αυτά να μπορούν να ερμηνευθούν με ασφάλεια. Μετά την περιγραφή της επεξεργασίας για κάθε τεχνική που χρησιμοποιήθηκε, παρουσιάζονται τα αντίστοιχα αποτελέσματα και οι γεωφυσικές εικόνες που προέκυψαν. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται η ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Η ερμηνεία επικεντρώνεται κυρίως στην ανάδειξη στόχων αρχαιολογικού ενδιαφέροντος, αλλά εξάγονται και κάποιες γεωλογικές πληροφορίες. Τα αποτελέσματα και των τεσσάρων γεωφυσικών διασκοπήσεων κατάφεραν να αναδείξουν πολλούς στόχους με πιθανή αρχαιολογική αξία, κάποιοι από τους οποίους μπορούσαν να επαληθευθούν επί τόπου, ενώ άλλοι παραμένουν θαμμένοι κάτω από το βυθό της θάλασσας και απαιτείται υποβρύχια ανασκαφή για την επαλήθευσή τους. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο εξάγονται κάποια συμπεράσματα σε σχέση με την αποτελεσματικότητα των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν, το μέλλον των ρηχών θαλάσσιων γεωφυσικών διασκοπήσεων στην επίλυση αρχαιολογικών προβλημάτων, πως μπορούν να εξελιχθούν πέρα από το επίπεδο στο οποίο βρίσκονται σήμερα, πως μπορούν να συνεισφέρουν στην πρόοδο των αρχαιολογικών ερευνών γενικότερα και πως μπορούν να επηρεάσουν την πολιτισμική και οικονομική ζωή των τοπικών κοινωνιών.