Αμφίπολη: Το CSI μιας ανασκαφής

Τους τελευταίους μήνες η ανασκαφή που γίνεται στην Αμφίπολη έχει φέρει στο επίκεντρο της δημοσιότητας όχι μόνο το εντυπωσιακό μνημείο που κρυβόταν μέσα στον τύμβο αλλά

Τους τελευταίους μήνες η ανασκαφή που γίνεται στην Αμφίπολη έχει φέρει στο επίκεντρο της δημοσιότητας όχι μόνο το εντυπωσιακό μνημείο που κρυβόταν μέσα στον τύμβο αλλά και μια επιστημονική ενότητα «αφανή» για πολλούς, την αρχαιομετρία. Ο νέος αυτός κλάδος ήρθε να συνδράμει την αρχαιολογία εδώ και μερικές δεκαετίες δίνοντας πρωτοφανή ώθηση στις ανακαλύψεις και πολύπλευρες δυνατότητες στο ανασκαφικό έργο. Μια «πρώτη γνωριμία» με δύο από τους σημαντικότερους «αρχαιομετρικούς» τομείς μιας ανασκαφής επιχειρούμε στις επόμενες σελίδες. Δείτε ποια «όπλα» έχουν να προσφέρουν οι θετικές επιστήμες στους αρχαιολόγους ώστε να τους βοηθήσουν στον εντοπισμό, στη χρονολόγηση και στην ερμηνεία των αρχαιολογικών ευρημάτων αλλά και τι θα μπορέσουν να μας πουν για τις εκπλήξεις που μας επιφυλάσσει ακόμη το εσωτερικό του λόφου Καστά.

Ως και πριν από μερικές δεκαετίες οι αρχαιολόγοι για να κάνουν τις ανασκαφές τους είχαν ως μόνα όπλα τη σκαπάνη και τις γνώσεις τους. Περίπου από τα μέσα του περασμένου αιώνα όμως οι θετικές επιστήμες ήρθαν να τους προσφέρουν τη συνδρομή τους εφοδιάζοντάς τους με εργαλεία τα οποία όχι μόνο διευκόλυναν θεαματικά το έργο τους αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις έφεραν επανάσταση αλλάζοντας εκ βάθρων την αντίληψη που είχαμε για την Ιστορία. Δύο από τους βασικότερους τομείς της επιστημονικής ενότητας που σήμερα ονομάζουμε «αρχαιομετρία» ή «αρχαιολογικές επιστήμες» είναι οι γεωφυσικές διασκοπήσεις και οι μέθοδοι χρονολόγησης. Οι πρώτες βοηθούν στον εντοπισμό των θέσεων όπου βρίσκονται θαμμένα αρχαία μνημεία και δίνουν μια εικόνα των δομών που υπάρχουν μέσα στο έδαφος. Οι δεύτερες αποκαλύπτουν την ηλικία των ευρημάτων δίνοντας μια «σθεναρή» βάση στις εκτιμήσεις. Οπως διαπιστώνουμε παρακολουθώντας τον τελευταίο καιρό το ανασκαφικό έργο στον λόφο Καστά της Αμφίπολης, και οι δύο αποτελούν πολύτιμα κεφάλαια για την αρχαιολογική έρευνα.

«Μάτι» μέσα στο χώμα
Οι γεωφυσικές διασκοπήσεις ήταν αυτές που «άνοιξαν» το νέο πεδίο της αρχαιομετρίας λίγο μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Η πρώτη από αυτές, η γεωηλεκτρική διασκόπηση, εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1946 στην Αγγλία και σήμερα εξακολουθεί να αποτελεί μία από τις πλέον διαδεδομένες μεθόδους για τον εντοπισμό θαμμένων μνημείων. «Είναι η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε και χρησιμοποιείται ακόμη» λέει στο «Βήμα» ο Γρηγόρης Τσόκας, καθηγητής και διευθυντής του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Ως διαδικασία ακούγεται απλή: ηλεκτρικό ρεύμα εισάγεται μέσα στο έδαφος και χαρτογραφείται η κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης, η οποία παρουσιάζει ανομοιογένειες όταν «συναντά» αρχαιότητες. Τα αποτελέσματα είναι όμως εντυπωσιακά – ύστερα από μια σειρά μαθηματικές διεργασίες εμφανίζεται στον χάρτη η κάτοψη των αρχαιολογικών λειψάνων που βρίσκονται κάτω από το χώμα με τρόπο εξαιρετικά σαφή για το εκπαιδευμένο μάτι ενός αρχαιολόγου (γιατί, όπως τονίζει ο κ. Τσόκας, οι αρχαιολόγοι είναι εκείνοι που κάνουν τις τελικές εκτιμήσεις σχετικά με το τι ακριβώς αντιπροσωπεύουν οι δομές που φαίνονται μέσα στο έδαφος).

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να προσδιορίσουν πότε το μάρμαρο σμιλεύτηκε για να γίνει γλυπτό, η προέλευσή του δίνει όμως έμμεσες πληροφορίες στους αρχαιολόγους

Παρά τη σαφήνεια των αποτελεσμάτων, τα όρια της ηλεκτρικής αποτύπωσης είναι ωστόσο «ρηχά». «Βλέπουμε πολύ καθαρά τις κατόψεις, αλλά αυτό μπορεί να γίνει μόνο ως ένα ορισμένο βάθος, ένα με ενάμισι μέτρο, πιο κάτω δεν δίνει τόσο καλή εικόνα» εξηγεί ο καθηγητής. Επίσης – και αυτό ισχύει για όλες τις γεωφυσικές διασκοπήσεις – δείχνει μόνο το «εξωτερικό» των δομών. Αν δηλαδή μέσα στο έδαφος είναι θαμμένο ένα κτίσμα, στον χάρτη θα εμφανιστεί το περίγραμμά του, αλλά δεν υπάρχει τρόπος να δούμε τι υπάρχει μέσα σε αυτό.

Η γεωμαγνητική διασκόπηση, η οποία έκανε την εμφάνισή της το 1958, μπορεί να φθάσει λίγο πιο βαθιά, στα δύο με δυόμισι μέτρα. «Δεν δίνει όμως τόσο καλά αποτελέσματα όσο αυτά που θα δείτε σε έναν γεωηλεκτρικό χάρτη» αναφέρει ο κ. Τσόκας. Η μαγνητική αποτύπωση, η οποία καταγράφει την κατανομή της μαγνητικής επαγωγής του πεδίου της Γης στον χώρο που εξετάζει, δεν προσφέρει τόσο καθαρές κατόψεις, δείχνει όμως ανωμαλίες οι οποίες αποτελούν ένα «σήμα» που μπορεί να κατευθύνει τους ανασκαφείς. Μερικές φορές μάλιστα το σήμα αυτό είναι υπερβολικά έντονο – και τότε συνήθως «μιλάει» για την ύπαρξη ενός κλιβάνου κεραμικής. «Ο φούρνος έχει πολύ ισχυρό σήμα, γιατί κάθε φορά που ανάβει συγκεντρώνει μαγνητικά οξείδια, και κυρίως μαγνητίτη, που δημιουργούνται από τις χημικές αντιδράσεις σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες» εξηγεί ο καθηγητής. Ενα τέτοιο σήμα εμφανίστηκε, όπως αναφέρει, στις ανασκαφές που έκανε στην αρχαία Ευρωπό στο Κιλκίς η αρχαιολόγος Θωμαή Σαββοπούλου. Στον μαγνητικό χάρτη εντοπίστηκε μια ισχυρή κόκκινη κουκκίδα, η οποία, όπως επιβεβαιώθηκε με την ανασκαφή, αντιστοιχούσε σε έναν κλίβανο όπου ψήνονταν αγγεία.
Σχήματα στα σπαρτά


Αλλη «παλιά» και ευρέως διαδεδομένη μέθοδος είναι η ανάλυση αεροφωτογραφιών, είτε κανονικών – αχρωματικών, όπως λέγονται – είτε στο υπέρυθρο φάσμα. «Αυτή εμφανίζει ευρήματα που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του εδάφους, δέκα με είκοσι πόντους, δηλαδή δομές που με την παρουσία τους επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών» λέει ο κ. Τσόκας. «Δημιουργούν μια διαφορετική χρώση στο χωράφι και πετώντας μια συγκεκριμένη εποχή του χρόνου και με συγκεκριμένες προδιαγραφές πτήσης μπορεί κάποιος να πάρει φωτογραφίες που δείχνουν σχήματα κάτω στη γη». Οι δυνατότητες αυτής της μεθόδου, με την οποία, όπως επισημαίνει, έχουν γίνει πολλές ανακαλύψεις, διαγράφηκαν με θεαματικό τρόπο κατά τη διάρκεια του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου: ένας πιλότος που πετούσε επάνω από τα σύνορα του Βελγίου με την Ολλανδία είδε ξαφνικά στο έδαφος έναν προϊστορικό οικισμό αλλά όταν ξαναπέταξε ύστερα από μερικές ημέρες δεν τον έβλεπε πια. «Πρέπει να πετάξεις συγκεκριμένη ώρα και συγκεκριμένη εποχή για να δεις» εξηγεί ο καθηγητής (οι καλύτεροι μήνες είναι ο Μάιος, όταν τα σπαρτά είναι ψηλά, και ο Οκτώβριος, λόγω γωνίας του ήλιου). Τις επόμενες δεκαετίες η μέθοδος τελειοποιήθηκε και σήμερα έχει εξελιχθεί σημαντικά με τις τελευταίες τεχνικές μείξης (fusion) στην επεξεργασία της εικόνας.
Μια νεότερη τεχνική που εμφανίστηκε στη δεκαετία του 1990 είναι αυτή του υπεδάφιου ραντάρ, η οποία πρόσφατα έγινε διάσημη εξαιτίας της εφαρμογής της στον τύμβο Καστά στην Αμφίπολη. Πρόκειται για μια αξιόπιστη μέθοδο η οποία προσφέρει αποτελέσματα εξίσου καλά με τη γεωηλεκτρική διασκόπηση αλλά το βάθος στο οποίο μπορεί να φθάσει μπορεί να περιοριστεί από τη σύσταση και την αγωγιμότητα του εδάφους. «Το πλεονέκτημά της είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δομημένο περιβάλλον, εκεί όπου οι άλλες μέθοδοι δεν μπορούν να εφαρμοστούν» αναφέρει ο κ. Τσόκας. Μπορεί δηλαδή να «δει» κάτω από την άσφαλτο ή κάτω από το υπόγειο ενός σπιτιού.
Η γη στον τομογράφο


Οι πιο προηγμένες τεχνικές γεωφυσικής διασκόπησης που διαθέτει σήμερα η επιστήμη είναι τομογραφικές και φέρουν μεταξύ άλλων και ελληνική υπογραφή. Πρόκειται για την ηλεκτρική και τη σεισμική τομογραφία, στην ανάπτυξη των οποίων έχει συμμετάσχει το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής του ΑΠΘ, έχοντας μάλιστα αποσπάσει αρκετά διεθνή βραβεία για αυτή τη συνεισφορά. «Ειδικά η γεωηλεκτρική τομογραφία είναι το καμάρι μας και τη χρησιμοποιούμε κατά κόρον, γιατί δίνει εξαιρετικά αποτελέσματα» λέει ο κ. Τσόκας. Η τεχνική, η οποία αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1990 από το Εργαστήριο του ΑΠΘ σε συνεργασία με το Utah School of Mines στις Ηνωμένες Πολιτείες και το Πανεπιστήμιο του Γιορκ στη Βρετανία, είναι, όπως αναφέρει, ακριβώς ίδια με αυτήν της ιατρικής τομογραφίας, με τη διαφορά ότι αντί για το ανθρώπινο σώμα διεξάγεται στο έδαφος.
Αυτή η διαφορά όμως ήταν και η αιτία που η μεταφορά από τον ανθρώπινο οργανισμό στο χώμα άργησε να επιτευχθεί. «Οι γιατροί προχώρησαν πολύ πιο γρήγορα, γιατί το πρόβλημα για αυτούς ήταν πολύ πιο εύκολο» εξηγεί ο καθηγητής. «Κατ’ αρχάς αυτοί μπορούν να τοποθετούν τα όργανά τους σε οποιοδήποτε σημείο του ανθρώπινου σώματος θέλουν, ενώ εμείς έχουμε μόνο την επιφάνεια του εδάφους. Επίσης ένας γιατρός έχει σαφή εικόνα του τι είναι φυσικό και τι αφύσικο, ενώ για εμάς όλα είναι φυσικά. Εξαιτίας αυτών των δυσκολιών, παρότι ξεκινήσαμε μαζί με τους γιατρούς, για εμάς το πρόβλημα λύθηκε λίγο αργότερα. Χρειάστηκε να επινοηθούν καινούργια μαθηματικά για να επιλυθεί».
Από τη στιγμή που επιλύθηκε όμως πρόσφερε νέα όψη στις απεικονίσεις χαρίζοντάς τους τρεις διαστάσεις αλλά και νέες δυνατότητες, αφού μπόρεσε να φθάσει σε πρωτόγνωρα βάθη, ανάλογα βέβαια με το μέγεθος της δομής που πρόκειται να χαρτογραφηθεί. «Μπορεί να δει και να απεικονίσει οτιδήποτε του οποίου οι διαστάσεις συγκρίνονται με το βάθος στο οποίο είναι θαμμένο» εξηγεί ο καθηγητής. Αυτό σημαίνει ότι η γεωηλεκτρική τομογραφία μπορεί να μας αποκαλύψει δομές που είναι θαμμένες ακόμη και δέκα ή είκοσι μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, αρκεί οι διαστάσεις τους να πλησιάζουν αντίστοιχα τα δέκα ή είκοσι μέτρα.
Το «ρολόι» του ανασκαφέα



Το μαρμάρινο θυρόφυλλο και οι εφηλίδες, που μιμούνται την κεφαλή καρφιών, δεν είναι δυνατόν να χρονολογηθούν με φυσικο-χημικές μεθόδους

Αφού εντοπιστούν και ανασκαφούν, τα ευρήματα πρέπει φυσικά να ερμηνευθούν. Πέρα από τις γνώσεις, ένα σημαντικό εργαλείο σε αυτή την «αποκρυπτογράφηση» είναι η χρονολόγησή τους. Η αρχαιομετρία έχει προσφέρει πάρα πολλά εδώ. Ας μην ξεχνάμε πως, εκτός του ότι μας παρείχε ένα παγκόσμιο χρονικό πλαίσιο το οποίο μας επέτρεψε να προσδιορίσουμε την αλληλουχία των δραστηριοτήτων του ανθρώπου και να «συγχρονίσουμε» τα πολιτισμικά γεγονότα, η εμφάνιση της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα-14 (C-14) στα μέσα του προηγούμενου αιώνα μάς ανάγκασε να ξαναγράψουμε τα βιβλία της Ιστορίας, μεταθέτοντας προς τα πίσω κατά δύο χιλιετίες την αρχή του πολιτισμού (από το 7000 στο 9000 π.Χ.). Η πρόοδος που έχει σημειωθεί στον τομέα αυτόν τις τελευταίες δεκαετίες είναι τεράστια. Και αν ακόμη υπάρχουν κάποια όρια – ορισμένα από τα ευρήματα που έρχονται στο φως είναι αδύνατον, τουλάχιστον αυτή τη στιγμή, να χρονολογηθούν με φυσικοχημικές μεθόδους -, οι τεχνικές βελτιώνονται διαρκώς πηγαίνοντας όλο και πιο πίσω στον χρόνο και εξασφαλίζοντας όλο και μεγαλύτερη ακρίβεια.

Το τι μπορεί να χρονολογηθεί και τι όχι σε μιαν ανασκαφή εξαρτάται από το υλικό του. Για παράδειγμα, οι εντυπωσιακές μαρμάρινες Καρυάτιδες και το θυρόφυλλο του τύμβου της Αμφίπολης δυστυχώς ξεφεύγουν από το «χρονόμετρο» των θετικών επιστημών. Το ίδιο και τα μεταλλικά καρφιά. Το μέταλλο είναι από τα υλικά που δεν έχουν ανιχνεύσιμη ηλικία με τις «θετικές» μεθόδους – αν πρόκειται για ένα νόμισμα, οι ειδικοί μπορούν να βασιστούν μόνο στην «κοπή» του, ενώ αν πρόκειται για ένα μεταλλικό αγαλματίδιο μπορούν απλώς να εικάσουν γενικότερα σε ποια εποχή κατασκευάστηκε με έμμεσο τρόπο, π.χ. από το κράμα ή από την τεχνοτροπία που έχει χρησιμοποιηθεί. Οι πέτρινες κατασκευές και τα γλυπτά παρουσιάζουν επίσης σοβαρό πρόβλημα: οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να υπολογίσουν την ηλικία του πετρώματος (η οποία μπορεί να ανάγεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια ή σε δισεκατομμύρια χρόνια) αλλά δεν έχουν τρόπο να προσδιορίσουν πότε αυτό λαξεύθηκε ή σμιλεύθηκε από ένα ανθρώπινο χέρι – και εδώ οι έμμεσες πληροφορίες είναι αυτές που μπορούν να το τοποθετήσουν στον χρόνο.
Ειδικά τα ψηφιδωτά, αν και πέτρινες κατασκευές, μπορούν να χρονολογηθούν με άνθρακα-14 αν στο κονίαμα επάνω στο οποίο έχουν κατασκευαστεί βρεθούν κομματάκια άνθρακα ή αχυράκια – κάτι το οποίο δεν είναι σπάνιο. Η ακρίβεια ωστόσο που μπορεί να επιτευχθεί έχει προσέγγιση μόνο ± 85 χρόνια.
«Δύσκολο» το μάρμαρο


Το μάρμαρο – και αυτό είναι φυσικό – αποτελεί ένα υλικό ιδιαίτερα μελετημένο στην Ελλάδα. Ελληνες ερευνητές με επικεφαλής τον Γιάννη Μανιάτη, διευθυντή Ερευνών και υπεύθυνο του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», έχουν κάνει κάποιες προσπάθειες χρονολόγησης των μαρμάρινων ευρημάτων – έχουν μάλιστα δημοσιεύσει τρεις σχετικές μελέτες περιγράφοντας μια τεχνική με τη μέθοδο της θερμοφωταύγειας. «Αυτή όμως βρίσκεται σε πολύ πειραματικό στάδιο» εξηγεί ο κ. Μανιάτης μιλώντας στο «Βήμα». «Αν πάρουμε ένα αντικείμενο απευθείας από το χώμα, χωρίς να το δει καθόλου φως, και το αναλύσουμε, μετρώντας και τη ραδιενέργεια του χώματος μέσα στο οποίο ήταν θαμμένο, μπορούμε να έχουμε κάποια χρονολόγηση με μεγάλη απόκλιση, δύσκολα όμως η τεχνική μπορεί να έχει εφαρμογή ως μέθοδος χρονολόγησης ρουτίνας και ειδικά όταν οι απαιτήσεις ακρίβειας είναι μεγάλες».
Αντιθέτως, πολύτιμη εφαρμογή που δίνει σημαντικές πληροφορίες στην αρχαιολογική έρευνα και εμμέσως στη χρονολόγηση έχει η βάση δεδομένων σχετικά με την προέλευση, τα λατομεία και τη διακίνηση του μαρμάρου σε ολόκληρη τη Μεσόγειο την οποία έχουν δημιουργήσει και εμπλουτίζουν διαρκώς εδώ και 27 χρόνια οι ερευνητές του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». «Η προέλευση του μαρμάρου, πέρα από την κατανόηση των επαφών, των αρχαίων εργαστηρίων, των καλλιτεχνικών προτιμήσεων και των οικονομικών δυνατοτήτων μιας αρχαίας κοινωνίας, μπορεί να δώσει έμμεσα πληροφορίες και για τη χρονολόγηση, γιατί υπάρχουν κάποια λατομεία που δεν λειτούργησαν πριν από μια συγκεκριμένη εποχή και άλλα που άρχισαν να λειτουργούν ύστερα από μια συγκεκριμένη εποχή» εξηγεί ο ερευνητής. «Επίσης σημαντικές πληροφορίες δίνει ο συνδυασμός της τυπολογικής ανάλυσης που κάνουν οι αρχαιολόγοι και οι ιστορικοί τέχνης στα γλυπτά προσπαθώντας να εντοπίσουν το εργαστήριο κατασκευής με το είδος και την προέλευση του μαρμάρου. Αν διαπιστώνεται, για παράδειγμα, στη Μακεδονία ότι καλλιτεχνικά έχουμε ένα αττικό εργαστήριο, αυτό επιβεβαιώνεται με χρήση πεντελικού μαρμάρου, και άρα έχουμε αθηναίους τεχνίτες στους οποίους έχει ανατεθεί η κατασκευή κάποιων γλυπτών ή κτιρίων, οι προτιμήσεις αυτές μπορεί να σχετίζονται με συγκεκριμένους ηγεμόνες και με συγκεκριμένες εποχές – με αυτή τη λογική δηλαδή».
Φως ακριβείας στα κεραμικά



Τα κεραμικά είναι εξαιρετικά «χρονόμετρα»: η χρονολόγησή τους γίνεται με μεγάλη ακρίβεια

Αντιθέτως η χρονολόγηση των κεραμικών επιτυγχάνεται με ακρίβεια με τη μέθοδο της φωταύγειας, η οποία είναι εξαιρετικά επιτυχής. Είναι η δεύτερη πιο αξιόπιστη μετά τη ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14 – η αξιοπιστία αυτών των δύο τεχνικών είναι άλλωστε και ο λόγος για τον οποίο όλοι οι ειδικοί λένε ότι δεν μπορούμε να μιλάμε απόλυτα για χρονολογίες στην Αμφίπολη αν δεν βρεθούν «κινητά ευρήματα». Οι δύο παραλλαγές της τεχνικής που χρησιμοποιούνται για να προσδιοριστεί η ηλικία ενός αγγείου – ή ενός θραύσματός του – είναι η θερμοφωταύγεια και η οπτική φωταύγεια. Και οι δύο βασίζονται στη φωτεινή ακτινοβολία που εκπέμπεται από το υλικό – η πρώτη όταν θερμαίνεται και η δεύτερη όταν ακτινοβολείται με φωτόνια – και μετρούν την ενέργεια που έχει παραχθεί από ιονίζουσες ακτινοβολίες και έχει αποθηκευθεί στο κεραμικό.


«Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες προέρχονται είτε μέσα από το έδαφος είτε μέσα από το ίδιο το κεραμικό και ακτινοβολούν συνεχώς»
εξηγεί ο κ. Μανιάτης, ο οποίος είναι υπεύθυνος για τις χρονολογήσεις με άνθρακα-14 στο Εργαστήριο Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» ενώ υπεύθυνος για τις χρονολογήσεις των κεραμικών και των ιζημάτων είναι ο δρ Γιάννης Μπασιάκος. «Δηλαδή μέσα στο χώμα, και μέσα στον πηλό που χρησιμοποιείται για το κεραμικό, υπάρχουν ίχνη ουρανίου, θορίου, καλίου, τα οποία εκπέμπουν συνεχώς ακτινοβολία». Η ακτινοβολία αυτή ιονίζει τους κρυστάλλους, π.χ. χαλαζία, που υπάρχουν στα κεραμικά και αυτοί αποθηκεύουν ηλεκτρόνια σε κάποιες ατέλειες οι οποίες παραμένουν σταθερές στον χρόνο. «Οταν ο κεραμέας ψήσει το κεραμικό, αδειάζει όλες αυτές τις παγίδες που υπήρχαν γεωλογικά στην άργιλο επί εκατομμύρια χρόνια και βάζει το ρολόι μας σε χρόνο μηδέν» λέει. «Από εκείνη τη στιγμή και μετά αρχίζουν να συσσωρεύονται στις άδειες παγίδες ηλεκτρόνια τα οποία η τεχνική της φωταύγειας αναγκάζει να βγουν από τις παγίδες και να ξανασυνδεθούν με τα αρχικά τους ιόντα, παράγοντας κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας φωτόνια, δηλαδή φως». Μετρώντας την ποσότητα του φωτός που εκπέμπεται και προσδιορίζοντας την ετήσια δόση ιονίζουσας ακτινοβολίας από το έδαφος και το ίδιο το κεραμικό οι ειδικοί υπολογίζουν την ηλικία του κεραμικού από τη στιγμή του ψησίματός του και μετά.
Ραδιοάνθρακας, ο «θησαυρός»



Η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14 ή ραδιοάνθρακα, όπως συχνά λέγεται, θεωρείται η «κορωνίδα» των μεθόδων χρονολόγησης και εφαρμόζεται σε οργανικά υλικά. Με τον όρο αυτόν εννοούμε όλα τα υλικά βιολογικής προέλευσης, αυτά που ήταν κάποτε «ζωντανά», όπως το ξύλο, τα κάρβουνα από εστίες, οι καρποί, τα φύλλα, οι σπόροι και γενικώς τα υπολείμματα φυτών, τα όστρεα και τα κοράλλια, ο πάπυρος, το χαρτί, το ύφασμα και φυσικά τα οστά, το δέρμα, τα κέρατα ζώων ή οι τρίχες. Η μέθοδος βασίζεται στο ισότοπο του άνθρακα, τον άνθρακα-14, που δημιουργείται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας από τη δράση της κοσμικής ακτινοβολίας και, μέσω της φωτοσύνθεσης, περνάει στα φυτά και από εκεί σε όλη τη διατροφική αλυσίδα, στα ζώα και στον άνθρωπο. Ο άνθρακας-14 είναι ραδιενεργός και διασπάται με τον χρόνο (έχει χρόνο ημιζωής περίπου 5.700 χρόνια) και, όταν αυτό συμβαίνει σε έναν ζωντανό οργανισμό, τα άτομα που διασπώνται αντικαθίστανται από νέα, τα οποία προσλαμβάνονται μέσω της τροφής. «Ετσι η συγκέντρωση του άνθρακα-14 στους ιστούς κάθε ζωντανού οργανισμού διατηρείται σταθερή» λέει ο κ. Μανιάτης. «Αυτή τη διαδικασία όμως τη διακόπτει ο θάνατος και έτσι ξεκινάει το ρολόι της τεχνικής μας. Ο οργανισμός δεν μπορεί πια να αντικαταστήσει τα διασπασθέντα άτομα του άνθρακα-14 και η συγκέντρωση του άνθρακα-14 αρχίζει πλέον να μειώνεται σιγά-σιγά και σταθερά με τον χρόνο».
Μετρώντας τη συγκέντρωση του άνθρακα-14 σε ένα δείγμα οργανικού υλικού που έχει βρεθεί σε κάποια ανασκαφή και συγκρίνοντάς τη με ένα διεθνές πρότυπο (οξαλικό οξύ) οι επιστήμονες εξάγουν τον χρόνο που έχει περάσει από τη στιγμή του θανάτου του οργανισμού από τον οποίο προέρχεται το συγκεκριμένο δείγμα. «Ο υπολογισμός αυτός όμως δεν αντιστοιχεί ακριβώς στα ημερολογιακά έτη, γιατί η συγκέντρωση του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα δεν ήταν σταθερή στις διάφορες εποχές» εξηγεί ο ερευνητής. Η ημερολογιακή αντιστοίχιση γίνεται με τη βοήθεια της λεγόμενης «καμπύλης βαθμονόμησης». Αυτή δημιουργήθηκε αρχικά με βάση τους δακτυλίους δέντρων γνωστής ηλικίας καλύπτοντας 11.500 χρόνια προς τα πίσω και στη συνέχεια συμπληρώθηκε σταδιακά με βάση τα ιζήματα λιμνών, τα κοράλλια κ.τ.λ., φθάνοντας σχετικά πρόσφατα (το 2009) σχεδόν στα 50.000 χρόνια πριν από το σήμερα, που είναι και το «όριο» της συγκεκριμένης τεχνικής.
Τυπικά η ραδιοχρονολόγηση του άνθρακα-14 θεωρείται ότι μπορεί να αποκαλύψει την ηλικία ενός δείγματος με απόκλιση 50-100 ετών. «Γενικώς μπορούμε να πούμε ότι έχουμε ένα εύρος γύρω στα 100 χρόνια, για τις περιόδους που ενδιαφέρουν την αρχαιολογία, το οποίο μπορεί να είναι λίγο μικρότερο ή λίγο μεγαλύτερο ανάλογα με την κύμανση της καμπύλης βαθμονόμησης σε κάθε χρονική περίοδο. Η ακρίβεια αυτή είναι πολύ μεγάλη για την προϊστορική εποχή, αλλά και για νεότερες περιόδους όπου δεν υπάρχουν κατάλληλα συνευρήματα για αρχαιολογική – ιστορική εκτίμηση της ηλικίας» λέει ο ερευνητής. Με τις τελευταίες εξελίξεις της μεθόδου, οι οποίες εισήγαγαν τη χρήση στρωματογραφικών δεδομένων σε ακολουθία δειγμάτων και την επεξεργασία με τη στατιστική του Μπέις (η οποία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 2007), οι ειδικοί μπορούν σήμερα να επιτύχουν ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια «μιας γενιάς», περίπου 30-40 ετών, που είναι πολύ πιο «χρήσιμη» για τους αρχαιολόγους στους ιστορικούς χρόνους (υπό την προϋπόθεση βεβαίως να υπάρχει η δυνατότητα χρονολόγησης σειράς δειγμάτων και όχι μόνο ενός).
Ολη αυτή η πρόοδος που έχει σημειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες είναι, όπως επισημαίνει ο κ. Μανιάτης εξαιρετικά σημαντική. «Ο προσδιορισμός της απόλυτης ηλικίας ενός δείγματος με μεθόδους των φυσικών επιστημών είναι μία μεγαλειώδης στιγμή για την επιστήμη διότι γίνεται με βάση αναλλοίωτους φυσικούς νόμους και δεν εξαρτάται από υποκειμενικά συγκριτικά στοιχεία» καταλήγει.

Η δυσκολία των τύμβων

Η απεικόνιση που έδειξε η ηλεκτρική τομογραφία και το αποτέλεσμα που ήρθε στο φως μετά την ανασκαφή που έγινε στη νησίδα Μήτρου στην Τραγάνα της Φθιώτιδας από την αρχαιολόγο Αλεΐδις βαν ντεν Μούρτελ του Πανεπιστημίου του Τενεσί

Παρά τις τόσες μεθόδους που προσφέρονται σήμερα, ο εντοπισμός των αρχαιολογικών λειψάνων παραμένει ένα ακανθώδες ζήτημα όταν αυτά είναι θαμμένα μέσα σε τύμβους. Κατ’ αρχάς η πρώτη πρόκληση τίθεται από την ίδια τη φύση των τύμβων: είναι τεχνητοί λόφοι, δηλαδή ανθρώπινες κατασκευές, και άρα αποτελούν μνημεία τα οποία επίσης πρέπει να διατηρηθούν. Η παρέμβαση σε αυτούς κατά την ανασκαφή θα πρέπει να είναι η μικρότερη δυνατή, επομένως ο «στόχος» θα πρέπει να εντοπιστεί με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια. Ωστόσο, επειδή η επιφάνειά τους δεν είναι επίπεδη, ενώ παράλληλα οι δομές που υπάρχουν στο εσωτερικό τους είναι μικρές σε σχέση με τον όγκο τους, δυσκολεύουν ιδιαίτερα τις διασκοπήσεις. Βεβαίως οι αρχαιολόγοι μπορούν να καταλήξουν σε διάφορες υποθέσεις με βάση την περίοδο κατασκευής του μνημείου και τα έθιμα των κατασκευαστών του, αλλά τα συμπεράσματα αυτά δεν είναι σε καμία περίπτωση «σίγουρα» – ας μην ξεχνάμε ότι, όπως είδαμε πρόσφατα με αφορμή την Αμφίπολη, τις περισσότερες φορές κανένας δεν μπορεί να είναι βέβαιος για την «ηλικία» ενός τύμβου προτού δει τι ακριβώς κρύβεται μέσα του.

Διάφορες τεχνικές εφαρμόζονται για την προσέγγιση του ζητήματος – από την ηλεκτρική και τη μαγνητική αποτύπωση ως τη σεισμική τομογραφία -, όμως αυτό παραμένει δύσκολο. «Εμείς το έχουμε λύσει με κάποια διαμόρφωση της ηλεκτρικής τομογραφίας» λέει ο Γρηγόρης Τσόκας, καθηγητής και διευθυντής του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Γεφωυστικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, «και σήμερα μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι μπορούμε να πάρουμε απεικονίσεις του εσωτερικού των τύμβων». Η μέθοδος του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής του ΑΠΘ έχει επανειλημμένως εφαρμοστεί με επιτυχία στον εντοπισμό ταφικών μνημείων μέσα σε τύμβους στη Βεργίνα (ο κ. Τσόκας είχε άλλωστε συνεργαστεί από τη δεκαετία του 1980 με τον Μανόλη Ανδρόνικο), στην Απολλωνία, βόρεια της Θεσσαλονίκης, στον Εβρο και στην Αργολίδα. Μια «γεύση» των αποτελεσμάτων της μπορείτε να πάρετε από τις εικόνες που δημοσιεύουμε και δείχνουν τη γεωφυσική απεικόνιση δίπλα στο αποτέλεσμα της ανασκαφής που έγινε στη νησίδα Μήτρου στην Τραγάνα της Φθιώτιδας από την αρχαιολόγο Αλεΐδις βαν ντεν Μούρτελ, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Τενεσί στις ΗΠΑ.

Το ραντάρ της Αμφίπολης
Πώς ακριβώς «λειτουργεί» η διασκόπηση με υπεδάφιο ραντάρ που εφαρμόστηκε για τον εντοπισμό του ταφικού μνημείου στον τύμβο Καστά; «Η αρχή λειτουργίας του υπεδάφιου ραντάρ στην πραγματικότητα μοιάζει πολύ με τη μέθοδο της σεισμικής ανάκλασης μόνο που αντί για σεισμικά κύματα χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ενώ η πηγή και ο δέκτης εκπομπής τους δεν είναι σταθερά, μετακινούνται συνεχώς» εξηγεί μιλώντας στο «Βήμα» ο Κωνσταντίνος Παπαθεοδώρου, αναπληρωτής καθηγητής στο ΤΕΙ Κεντρικής Μακεδονίας ο οποίος διεξάγει τις σχετικές μελέτες στην Αμφίπολη. «Φανταστείτε δηλαδή η πηγή και ο δέκτης είναι κλεισμένα μαζί σε ένα κουτάκι, τον πομποδέκτη, το οποίο σύρεται και μετακινείται διαρκώς στην επιφάνεια του εδάφους».
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπονται από τον πομποδέκτη «ταξιδεύουν», όπως εξηγεί, στο υπέδαφος και όταν συναντήσουν μια διεπιφάνεια ανάμεσα σε δύο υλικά με διαφορετικές ιδιότητες ένα μέρος τους ανακλάται και επανέρχεται στην επιφάνεια ενώ το υπόλοιπο συνεχίζει μέχρις ότου συναντήσει μια νέα διεπιφάνεια όπου ένα μέρος πάλι ανακλάται και επανέρχεται προς την επιφάνεια, και ούτω καθ’ εξής μέχρις ότου αποσβεσθεί πλήρως η ενέργεια των κυμάτων. Τα ανακλώμενα κύματα που επανέρχονται στην επιφάνεια καταγράφονται από τον πομποδέκτη και στέλνονται σε μια κεντρική μονάδα που αποθηκεύει τα δεδομένα. «Στη συνέχεια υπάρχει μια ολόκληρη διαδικασία επεξεργασίας των καταγραφών και ερμηνείας τους, όπου θα πρέπει κανείς να μεταφράσει αυτά τα οποία παρατηρεί σε οντότητες» αναφέρει. «Να πει δηλαδή τι είναι αυτό που προκαλεί τη συγκεκριμένη ανάκλαση, πώς είναι τοποθετημένο στον χώρο».
Η σύσταση του εδάφους, και συγκεκριμένα η αγωγιμότητά του, η οποία αν είναι υψηλή μπορεί να αποσβέσει το σήμα, παίζει σημαντικό ρόλο στο πόσο βαθιά μπορεί να «δει» η συγκεκριμένη μέθοδος. Στο σκυρόδεμα το υπεδάφιο ραντάρ δίνει ακριβή και αξιόπιστα αποτελέσματα σε ικανοποιητικά βάθη, ενώ οι επιδόσεις του είναι επίσης καλές σε συμπαγείς βραχώδεις όγκους καθώς και σε ξηρά αμμώδη εδάφη. Αν ωστόσο το υπέδαφος είναι υγρό ή αργιλικό, οι δυνατότητές του «ρηχαίνουν» σημαντικά – μετριούνται σε εκατοστά ή, στην καλύτερη περίπτωση, στο ενάμισι μέτρο. Υπήρξαν τέτοιοι περιορισμοί στην Αμφίπολη; «Για να αποφύγουμε το πρόβλημα του νερού, εμείς δουλέψαμε καλοκαίρι, Ιούλιο – Αύγουστο, όταν το έδαφος είναι ξηρό» απαντά ο κ. Παπαθεοδώρου. Εδώ πρέπει να πούμε ότι ξεκινώντας τη συνέντευξη ο γεωφυσικός μάς τόνισε ότι «τα του Καστά» δεν είναι ακόμη ανακοινώσιμα – για περισσότερες λεπτομέρειες, όπως λέει, θα πρέπει να περιμένουμε τις ανακοινώσεις της Κατερίνας Περιστέρη, που είναι και η υπεύθυνη των ανασκαφών.

«Σε κάθε διασκόπηση δύο είναι βασικά τα πράγματα που μας ενδιαφέρουν»
επισημαίνει ο κ. Παπαθεοδώρου συνεχίζοντας την περιγραφή της μεθόδου που ακολουθεί. «Πρώτον, το κατά πόσον αυτό που βλέπουμε είναι πράγματι κάτι που έχει ενδιαφέρον και, δεύτερον, με ποια ακρίβεια μπορούμε να προσδιορίσουμε το βάθος και τη θέση στην οποία βρίσκεται. Να πούμε δηλαδή «είναι κάτω από εδώ, στα δύο, στα τρία ή στα πέντε μέτρα». Γιατί ο τρόπος με τον οποίο θα γίνει η ανασκαφή του εξαρτάται από την ακρίβεια προσδιορισμού της θέσης του, και βέβαια από τον όγκο του».
Οι εικόνες που «παραδίδονται» στο τέλος στους αρχαιολόγους μπορεί να έχουν δύο διαστάσεις ή να είναι και τρισδιάστατες, όπως όμως τονίζει ο ειδικός οι αρχαιολόγοι είναι καθοδηγητές και συμμέτοχοι στην όλη διαδικασία προτού καν αυτή αρχίσει. «Ολη η δουλειά γίνεται σε συνεργασία με τον αρχαιολόγο. Αυτός καθορίζει το πλαίσιο της έρευνας, δηλαδή την περιοχή και τους πιθανούς τόπους, τι ψάχνουμε να βρούμε εδώ. ώστε να ξέρουμε και εμείς τι αναζητούμε και ανάλογα να κάνουμε την επεξεργασία. Ενδιαφερόμαστε, π.χ., για τοίχους; Δεν ψάχνουμε για κάτι μικρότερο» λέει. «Με αυτή τη λογική η συνεργασία μας με τον αρχαιολόγο είναι πάρα πολύ κοντινή. Προχωράμε παρέα».
Και η χρονομέτρηση θέλει τον χρόνο της
Αν κάποιο «κινητό εύρημα» ανασκαφεί στην Αμφίπολη, πόσος χρόνος θα πρέπει να περάσει ώσπου να μάθουμε την ηλικία του; «Εδώ, στο Εργαστήριο Ανθρακα-14 του Δημόκριτου, θέλουμε περίπου δυόμισι εβδομάδες για να τελειώσουμε την προπαρασκευή του δείγματος, να το μετατρέψουμε σε αέριο, να περάσει τα ενδελεχή στάδια καθαρισμού και να είναι έτοιμο για μέτρηση» απαντά ο Γιάννης Μανιάτης, υπεύθυνος του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». «Στη συνέχεια μπαίνει στους υπόγειους μετρητές για μέτρηση». Για να έχει καλή στατιστική η μέτρηση, γίνεται διαδοχικά σε οκτώ μετρητές – το δείγμα παραμένει περίπου δύο-τρεις ημέρες στον καθένα εξ αυτών. «Αν πάρουμε ένα δείγμα σήμερα και το ξεκινήσουμε αμέσως, θέλουμε περίπου έναν μήνα, το λιγότερο, για να έχουμε το αποτέλεσμα» εξηγεί, προσθέτοντας ωστόσο ότι λόγω… συνωστισμού και σειράς προτεραιότητας τα αποτελέσματα δίνονται συνήθως σε τρεις μήνες. Αν ωστόσο το δείγμα προέρχεται από οστά, θέλει λίγο περισσότερο χρόνο, εφόσον για να αναλυθεί απαιτείται να προηγηθεί μια ειδική επεξεργασία για την εξαγωγή του κολλαγόνου.
Το μέγεθος του δείγματος έχει επίσης σημασία. «Αν είναι πάρα πολύ μικρό, πρέπει να μετρήσουμε τη συγκέντρωση του άνθρακα-14 χρησιμοποιώντας επιταχυντή, με τη μέθοδο της φασματομετρίας μάζας – AMS, Accelerator Mass Spectrometry» αναφέρει ο ερευνητής. «Στην Ελλάδα αυτή τη στιγμή δεν διαθέτουμε τέτοιο όργανο και έτσι συνεργαζόμαστε με εργαστήρια του εξωτερικού. Κάνουμε εδώ τα πρώτα στάδια και στο τέλος στέλνουμε τα παρασκευάσματα έξω για μέτρηση». Στα δείγματα αγγείων η διαδικασία είναι επίσης χρονοβόρα. «Στα κεραμικά η μέτρηση αυτή καθαυτή είναι πιο γρήγορη, αλλά είναι πιο δύσκολη η διαδικασία μέτρησης των ραδιενεργών ισοτόπων στο εσωτερικό τους, πρέπει δηλαδή να μείνουν στον μετρητή και αυτά για αρκετές εβδομάδες» εξηγεί ο κ. Μανιάτης. «Ολες αυτές οι μέθοδοι δεν είναι πολύ γρήγορες, ίσως η πιο γρήγορη να είναι ο άνθρακας-14».

ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ

Ακολουθήστε στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, από
Science
ΒΗΜΑτοδότης
Σίβυλλα
Helios Kiosk