Jak technologia pomogła archeologom kopać głębiej

Max-o-matic

Robotnicy budowlani w dzielnicy Dolny Manhattan w Nowym Jorku rozpoczęli budowę nowego budynku federalnego w 1991 roku, kiedy… wykopali setki trumien . Im więcej kopali, tym więcej znajdowali — w końcu odkryli prawie 500 osobników, z których wiele zostało zakopanych z przedmiotami osobistymi, takimi jak guziki, muszle i biżuteria. Dalsze dochodzenie wykazało, że wszystkie szczątki miały od 200 do 300 lat i wszystkie były Afrykanie i Afroamerykanie .

Odkrycie to nastąpiło w punkcie zwrotnym w historii nauki. Przełom w analizie chemicznej i genetycznej pozwolił naukowcom dowiedzieć się, gdzie urodziło się wiele z tych osób, z jakimi fizycznymi wyzwaniami się zmagali, a nawet jaką drogą obrali z Afryki, aby dostać się do Ameryki Północnej. Witryna znana jako Afrykańskie cmentarzysko , stał się jednym z najbardziej znanych odkryć archeologicznych w kraju i jest obecnie zabytkiem narodowym.

Ta historia była częścią naszego wydania z maja 2021 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Joseph Jones, antropolog z College of William & Mary i jeden z badaczy tego miejsca, powiedział mi, że nauka dojrzała, nawet gdy jego zespół wciąż prowadził prace wykopaliskowe. Na początku swoich wykopalisk przeanalizowali szczątki szkieletowe przy użyciu tych samych technik, które archeolodzy stosowali od prawie wieku, mierząc rozmiar kości i analizując ich uszkodzenia, aby wywnioskować szczegóły życia ludzi. Dziś jednak zespół korzysta nowoczesne techniki że poprzednie pokolenia badaczy tylko marzyły o: użyciu laserów do cięcia mikrocienkich kawałków szkliwa zębów, aby można było analizować uwięzione w nich izotopy; sekwencjonowanie starożytnego DNA, aby połączyć ludzi, którzy zmarli wieki temu, z ich potomkami.

Afrykańskie cmentarzysko zostało również odkryte w momencie kulturowego odkrycia. Historycy badali rolę, jaką zniewoleni ludzie odgrywali w budowaniu północnych miast, podczas gdy czarni uczeni, tacy jak Henry Louis Gates Jr. i autorzy tacy jak Toni Morrison, skupiali się na rolach Afroamerykanów w historii USA.

Korzystając z technologii teledetekcyjnych, takich jak lidar, naukowcy mogą odkryć całą siatkę miasta, dając nam lepszy obraz tego, jak by to wyglądało przechadzać się po dzielnicach i zaglądać do sklepów.

Analiza naukowa na stronie dodała przekonujące dane do tych ruchów społecznych i zmieniła sposób, w jaki wielu Amerykanów postrzegało założenie swojego narodu. Okazało się, że zniewoleni ludzie z Afryki zbudowali wiele miast, w których Amerykanie nadal mieszkają – na północy i południu. I pokazało, jak przeszliśmy od bycia koczowniczym gatunkiem, który podróżował w małych grupach, do współdzielenia ciasnych siedlisk z milionami innych ludzi.

Projekt African Burial Ground był jednym z pierwszych, który wykorzystał nową konstelację narzędzi bioarcheologicznych, które wykroczyły poza tradycyjne kilofy i pędzle. Ale był to po prostu pierwszy etap znacznie szerszej rewolucji archeologicznej, która połączyła naukowców i humanistów w celu wygenerowania danych o naszych przodkach. Obecnie naukowcy uzupełniają bioarcheologię fotografią 3D, lidarem, zdjęciami satelitarnymi i nie tylko.

Ten rodzaj zaawansowanej technicznie eksploracji, czasami nazywany archeologią danych, dobrze nadaje się do badania historii miast. Korzystając z technologii teledetekcyjnych, takich jak lidar, naukowcy mogą odkryć całą siatkę miasta, dając nam lepszy obraz tego, jak by to wyglądało przechadzać się po dzielnicach i zaglądać do sklepów. Ten rodzaj danych umożliwia dokładne cyfrowe odtworzenie, co oznacza, że ​​historycy mogą zmienić odległą, niedostępną witrynę w coś, co każdy może odwiedzić online.

Te dane demokratyzują również historię: naukowcy mogą teraz badać setki, jeśli nie tysiące szczątków i przetwarzać duże zbiory danych, aby uzyskać wgląd w doświadczenia zwykłych ludzi – nie tylko nielicznych szczęśliwców, którzy posiadali ziemię, umieszczali swoje nazwiska na pomnikach lub pełnił funkcję publiczną.

Mówienie zębów

Archeologia danych jest szczególnie dobra dla historyków badających miasta, ponieważ w miastach często znajdują się historie imigrantów, których śledzenie w inny sposób mogłoby być trudne. Bioarcheolog Michael Blakey, który kierował projektem African Burial Ground od wczesnych lat 90., powiedział, że jego zespół nigdy nie wiedziałby, skąd pochodzą ludzie na cmentarzu, gdyby nie byli w stanie przeprowadzić kilku rodzajów analizy chemicznej szkliwa zębów. Ponieważ szkliwo to składa się z warstw w miarę dojrzewania ludzi, chemicy mogą zbadać przekrój zęba i dowiedzieć się, na jakie substancje ludzie byli narażeni w dzieciństwie. To trochę jak analizowanie słojów drzew, gdzie każda warstwa szkliwa reprezentuje okres życia danej osoby.

MAX-O-MATIC

Natychmiast znaleźli ostrą granicę między ludźmi urodzonymi w Afryce a ludźmi urodzonymi w obu Amerykach: ołów. Chociaż cywilizacje afrykańskie pracowały z różnymi metalami, ołów był używany prawie wyłącznie przez Europejczyków, na przykład do rur i cynowych naczyń. Każdy, kto miał ołów w szkliwie zębów w dzieciństwie, prawie na pewno urodził się lokalnie.

Wraz z rozwojem nauki grupa Blakeya wykorzystała również technikę zwaną analizą izotopu strontu, aby dowiedzieć się więcej o tym, skąd pochodzili ludzie. Kiedy ludzie jedzą i piją w określonym miejscu przez długi czas, ich zęby wchłaniają niewielką ilość strontu, pierwiastka, który wypłukuje się ze skalistego podłoża do jedzenia i wody pitnej. Stront ze starszych mas lądowych ma nieco inną sygnaturę chemiczną niż stront z nowszych, więc przyjrzenie się izotopom w szkliwie zębów pozwala naukowcom z grubsza określić, gdzie żyli przez całe życie.

Narzędzia handlu

• Georadar

  wykorzystuje fale radiowe o wysokiej częstotliwości, które przechodzą przez powierzchnię Ziemi, uderzają w obiekty i struktury poniżej i odbijają się z powrotem do odbiornika naziemnego, który rejestruje te wzorce. W ostatnich latach archeolodzy rozszerzyli jego zastosowanie, co jest powszechne w geologii.

• sekwencjonowanie DNA

  zrewolucjonizował archeologię, umożliwiając szczegółową analizę szczątków, która może ujawnić historię rodziny danej osoby i wzorce migracji. Wyobraź sobie testy genomowe w domu, ale dla kości.

• Fotogrametria

  obejmuje przechwytywanie informacji 3D o lokalizacji lub obiekcie za pomocą szeregu technik, w tym radaru i sonaru. Może również obejmować lidar, system laserowy, który mierzy odbicia w celu oceny odległości i jest używany we wszystkim, od naprowadzania laserowego po niektóre samochody autonomiczne.

• Analiza izotopowa

  jest używany w archeologii do śledzenia historii przedmiotu. Poszukując sygnatur chemicznych w wykonanych przedmiotach i materiale organicznym, takim jak kości na afrykańskim cmentarzysku, technika ta może określić ich wiek i pochodzenie.

Studiowanie tego, wyjaśnił Blakey, pozwoliło jego zespołowi odkryć, że niektórzy ludzie pochowani we współczesnym Nowym Jorku spędzili wczesne dzieciństwo w Afryce, ale potem mieszkali przez pewien czas w okresie dojrzewania na Karaibach, gdzie często zniewolonych mężczyzn wysyłano na przyprawy lub , jak to ujął Blakey, załamuje się. W jednym zębie uwidoczniono kształt diaspory.

Od tego czasu archeolodzy wykorzystali tę technikę do zbadania rozwoju miast na całym świecie. W rezultacie wiemy teraz, że starożytne Rzym był pełen imigrantów z całej Europy i Afryki Północnej.

W obu Amerykach archeolodzy przyglądają się, jak rdzenne miasta, takie jak Cahokia w dzisiejszym południowym Illinois, zostały zasiedlone przez ludzi urodzonych gdzie indziej. Nawet 9-tysięczne miasto, takie jak Çatalhöyük w środkowej Turcji, było zamieszkane przez ludzi, którzy przybyli z daleka.

Na podstawie tych badań rozumiemy teraz, że imigranci budowali i mieszkali w miastach tak długo, jak istniały miasta. Niektórzy, jak zniewoleni ludzie w Nowym Jorku, przybyli wbrew swojej woli. Inni przybyli sami, szukając pracy lub lepszego życia, podobnie jak imigranci z nadzieją robią dzisiaj.

Unikanie obrażeń

Podczas gdy dane bioarcheologiczne mogą wiele ujawnić, kto mieszkał w mieście, zaawansowane dane z czujników mogą dokładnie wyjaśnić, gdzie mieszkali i jaką wykonywali pracę. W tym miejscu do gry wkracza radar penetrujący grunt lub GPR. Jedną z największych tragedii w wielu zakopanych miejscach jest to, że kopanie często niszczy warstwy między powierzchnią a najgłębszymi obiektami – nawet jeśli same w sobie mogą być cenne. Podobnie jak tradycyjny radar, GPR emituje fale radiowe i mierzy, jak odbijają się one, aby zlokalizować obiekty, strzelając nimi w ziemię, aby uniknąć niepożądanego zniszczenia.

Na przykład w Pompejach badacze ostatnio używali tego typu radar, aby pomóc w docelowych obszarach do eksploracji w części miasta, która przez 2000 lat była zasypana popiołem. Tylko dwie trzecie Pompejów zostało wykopanych w ciągu ostatnich trzech stuleci i przez większość tego czasu praca była wykonywana kilofami. Ale naukowcy zbliżają się do ostatniej trzeciej części miasta z jak największą liczbą zaawansowanych technologicznie narzędzi.

Na początku 2021 r. ich opieka opłaciła się: naukowcy odkryli pięknie zachowany bar, w którym pracownicy mogliby zjeść szybki posiłek i trochę wina. Jeszcze bardziej oszałamiający był odkrycie rzadkiego, nienaruszonego rydwanu ceremonialnego które byłyby wykorzystywane w paradach i pomagały modelować, jak wyglądałby ruch na rzymskich ulicach.

Radar penetrujący ziemię może również ujawnić wiele poziomów historii. Na przykład niedawne badanie domu pałacowego w Pompejach wykazało, że był to: zbudowany na fundamentach znacznie starszego budynku.

Sugeruje to, że okolica była enklawą dla bogatych jeszcze przed zajęciem miasta przez Rzymian, począwszy od około 89 roku p.n.e. Spojrzenie pod ziemię ujawniło, że robotnicy odbudowali dom, znacznie powiększając jego ogrody po potężnym trzęsieniu ziemi w 62 roku n.e. Według klasycystyki z Cornell, Caitlín Barrett i jej współpracowników, ich odkrycia obiecują napisać na nowo historię jednej z najstarszych i najbardziej prominentnych politycznie dzielnic Pompejów.

Powiązana historia

Czy twój mózg to komputer?

Poprosiliśmy ekspertów o ich najlepsze argumenty w wieloletniej debacie na temat tego, czy mózgi i komputery przetwarzają informacje w ten sam sposób.

Niestety nie każdą archeologię można przeprowadzić za pomocą teledetekcji. Ponieważ większość miast jest zbudowana warstwami, a starsze struktury są stopniowo zakopywane pod nowymi, koparki muszą zniszczyć górne warstwy, aby cofnąć się w czasie. Dlatego fotogrametria, praktyka przechwytywania informacji 3D za pomocą sonaru, lidaru i aparatów cyfrowych, jest obecnie obowiązkowa w prawie każdym większym miejscu wykopalisk.

Korzystając z tych metod, naukowcy mogą rejestrować szczegóły konstrukcji z dokładnością do milimetra i używać oprogramowania do ich odtwarzania.

Jest to szczególnie ważne w miejscach takich jak Çatalhöyük, gdzie naukowcy muszą przekopać się przez górną warstwę miasta, aby dotrzeć do starszych struktur poniżej. Skanując najpierw te górne warstwy, uczeni mogą umożliwić wirtualną rewizję wszelkich struktur, które musiały zostać zniszczone.

Wizyty wirtualne

Dane z fotogrametrii stanowiły również podstawę dla nagradzanego Projekt Wirtualny Angkor , który odtwarza miasto, które przez 500 lat było stolicą Imperium Khmerów Azji Południowo-Wschodniej, zanim zostało splądrowane w 1431 roku n.e. Wirtualny Angkor to efekt współpracy SensiLab Uniwersytetu Monash, Uniwersytetu Flinders i Uniwersytetu Teksasu w Austin, który wykorzystuje skany 3D z obszarów wokół buddyjskiej świątyni Angkor Wat do tworzenia zapierających dech w piersiach wizualizacji — niektórych filmów, innych — tego, co zwykli ludzie mogliby zobaczyć kiedy odwiedzili miasto w 1300 roku.

Wirtualny Angkor był również możliwy dzięki kolejnemu przełomowi w gromadzeniu danych archeologicznych. Przez setki lat plan Angkoru pozostawał ukryty pod dżunglą. Zmieniło się to na początku 2010 roku, kiedy Damian Evans, archeolog z Francuskiej Szkoły Dalekiego Wschodu, i jego zespół użyli lidaru zamontowanego na helikopterze do mapowania otoczenia świątyni. To, co odkryli, zmieniło światowe rozumienie tego tropikalnego miasta.

Kiedy patrzymy na lśniące drapacze chmur i rozległe rozległe dzisiejsze megamiasta, łatwo zapomnieć o starych kościach, które leżą pod nimi.

Lidar działa poprzez odbijanie wiązek laserowych od powierzchni ziemi i z powrotem do odbiornika; czas tych odbić wskazuje, jak daleko przebyło światło, zanim w coś uderzyło. Było to idealne narzędzie do odkrywania dróg, fundamentów domów i basenów, które kiedyś pokrywały krajobraz. Dzięki mapom lidarowym archeolodzy mogli wreszcie potwierdzić, że Angkor był domem dla prawie miliona ludzi w swoim szczytowym okresie — twierdzenie to było szeroko dyskutowane.

Virtual Angkor wykorzystał te mapy do stworzenia szczegółowej siatki śródmieścia miasta, wraz ze zdjęciami skromnych dzielnic, w których żyliby robotnicy fizyczni i imigranci. Ponieważ ci ludzie mieszkali w drewnianych domach, które dawno się rozłożyły, poprzednim pokoleniom archeologów trudno było dowiedzieć się, gdzie – a nawet czy – ludzie mieszkają na terenach otaczających kamienny pałac Angkoru. Ale dzięki badaniom lidarowym dzisiejsi archeolodzy mogą teraz zobaczyć wiele hektarów schludnych fundamentów ustawionych wzdłuż dróg.

Fotogrametria może nam powiedzieć o sztuce i architekturze Imperium Khmerów, ale lidar opowiada o życiu ludzi, którzy zbudowali tę legendarną metropolię. Wykorzystując zaawansowane technologie do opracowywania nowych rodzajów zbiorów danych, archeolodzy z African Burial Ground skoncentrowali również życie budowniczych miast. A analiza izotopowa, która ujawniła zapomnianą przeszłość Nowego Jorku, pokazała nam również imigrantów, którzy budowali starożytne rzymskie miasta.

Kiedy patrzymy na lśniące drapacze chmur i rozległe rozległe dzisiejsze megamiasta, łatwo zapomnieć o starych kościach, które leżą pod nimi. Ale im bardziej nauka się rozwija, tym bardziej zbliżamy się do docenienia tego, kto zbudował nasz świat i jak naprawdę wyglądało ich życie.

Najnowsza książka Annalee Newitz to Cztery miasta: tajna historia epoki miejskiej.

ukryć