2. DIE GEOPHYSIKALISCHE ERKUNDUNGSMETHODE 2.1. GRUNDLAGEN Kennwerte Die Anwendbarkeit geophysikalischer Verfah ren ist an die Existenz hinreichend großer Unter schiede in den physikalischen (in der Geophysik als petrophysikalische bezeichneten) Kenngrößen des Untergrundes geknüpft. Die den einzelnen Verfahren zugrunde liegenden Parameter sind schon in der Abb. 1 dargestellt worden. Es ist wesentlich, die Größe des Variationsbe reiches der Abhängigkeiten der physikalischen Parameter zu kennen, um die Anlage einer Mes sung optimal durchführen zu können und die Er gebnisse zu interpretieren. Die Kennwerte ändern sich in der Regel mit der Tiefe, aber auch in hori zontaler Richtung. Die durch zunehmenden Druck mit der Tiefe erfolgende Veränderung der Kenn werte spielt für die Archäologie keine Rolle, da in dem für die archäologische Erkundung interessie renden Tiefbereich bis etwa fünf, maximal zehn Meter die Kennwerte als hinreichend homogen betrachtet werden können. Anders ist es mit der horizontalen Veränderung (Anisotropie), die schon auf kleinem Raum merkliche Werte erreichen kann. Eine besondere Rolle spielen die für die Ar chäologie wichtigen Lockersedimente (z. B. Sand). Diese besitzen außer den festen Bestandteilen ein Porenvolumen von unterschiedlicher Größe. Die ses Porenvolumen kann mit Luft oder Flüssigkeit (in den oberen Erdschichten in der Regel Wasser) gefüllt sein. Damit ergeben sich unterschiedliche physikalische Kennwerte, die sich auch zeitlich än dern können, z. B. nach Trocken- oder Regenperio den. Das ist besonders zu beachten, wenn Mes sungen am gleichen Objekt in größerem zeitlichem Abstand erfolgen. Im folgenden sollen die ver schiedenen physikalischen Kennwerte näher be handelt werden (Militzer/Schön/Stötzner/Stoll 1978, S. 27-65). Dichte Die Dichte d von Gestein ist der für gravimetri sche Verfahren wirksame Parameter, wobei unter Gestein auch Lockersedimente verstanden werden sollen. Bei diesen spielt für die Dichte auch das Porenvolumen und die Porenfüllung eine Rolle. Bei einer teilweisen Porenfüllung mit Wasser wird der Quotient vom wassergefüllten Porenvolumen zum gesamten Porenvolumen als Sättigungsgrad bezeichnet. In SI-Einheiten ist die Dimension der Dichte kg m~ 3 , sie steht mit der in der Literatur noch oft angegebenen Maßeinheit g cm -3 in fol gender Beziehung: 1 kg m-3 = 10-3 g cm -3 . Abb. 3 zeigt einige für die Archäologie wichtige Dichtewerte und deren Streuung. 1 Aus dieser Dar stellung geht hervor: - Poröse Gesteine besitzen generell niedrigere Dichtewerte als kompakte Gesteine. Ihre oft große Streubreite innerhalb eines Gesteinstyps wird in erster Linie durch unterschiedliche Poro sitäten und Poreninhalte verursacht. — Extrem niedrige Dichtewerte weisen Lockersedi mente und organische Bildungen auf. 0 2 4.103 Granit Basalt Sandstein ‘ Kalkstein Sande Tone Holz, Eiche Buche Fichte Kiefer Keramik Ziegel Abb. 3. Streubereich der Dichte d ausgewählter Materialien in kg m 3 . Magnetische Suszeptibilität Die magnetische Suszeptibilität x ist der für die magnetischen Verfahren wirksame physikalische Parameter. Sie ist definiert als der Quotient aus Magnetisierung und Feldstärke. Sie steht mit der relativen magnetischen Permeabilität u in folgen dem Zusammenhang: u=1+z Nach Größe, Vorzeichen und Abhängigkeit von anderen Parametern werden die Stoffe eingeteilt in: 1 Die Messung der physikalischen Kennwerte archäologisch interessanter Materialien wurde von Prof. Dr. sc. J. Schön, Bergakademie Freiberg, Sektion Geowissenschaften, durch geführt. Dafür sei an dieser Stelle gedankt.
