Giriş
Toprağı kazmadan da yerin altındaki sırları keşfetmek başta mistik bir ifade gibi gelse aslında jeofizik mühendisliğinin bir uygulama alanından fazlası değil. Her türlü gömülü yapı, arkeolojik sit alanı, yer altı yapı izleri, mezar alanları veya toprak altındaki kalıntıları tespit edebilen bu yöntem sayesinde hem kültürel mirasın korunması hem de kazıların daha verimli planlanması mümkün hâle gelmektedir.
Arkeojeofizik nedir?
Arkeolojik alanlarda, yer altında bulunan nesnelerin konumunu, derinliğini ve yayılımını tespit etmek veya kazı çalışmalarını yönlendirmek için yapılan Jeofizik incelemelere “Arkeoloji Jeofiziği” (Arkeojeofizik) denir.


Arkeojeofizik Araştırmalarda Kullanılan Yöntemler
Doğru Akım Özdirenç (DAÖ) veya Elektrik Özdirenç Yöntemi
Bu yöntem, yapıların özdirenç (elektriksel direnç) özelliklerini incelemeye dayanır. İki noktadan elektrik akımı uygulanırken, diğer iki nokta arasındaki gerilim farkı ölçülür. Ölçülen bu gerilim farkı, kullanılan elektrot dizilimine bağlı olarak hesaplanan geometrik faktör (k) ile çarpılır ve uygulanan akıma bölünerek “Görünür Özdirenç” verisi elde edilir.
Bir doğrultu boyunca toplanan sondaj ve profil verilerinin iki boyutlu (2B) ters çözümü yapılarak, yer altının 2B özdirenç modeli (2B elektrik tomografisi) oluşturulur. Eğer bir alan içerisinde paralel hatlar boyunca sondaj ve profil verisi toplanırsa, bu verilerin tümü kullanılarak üç boyutlu (3B) ters çözüm gerçekleştirilir ve yer altının 3B özdirenç modeli elde edilir. Bu model, 3B özdirenç tomografisi olarak da adlandırılır.
Detectsol firması, arkeolojik sahalarda çok elektrotlu ve çok kanallı özdirenç ölçüm sistemi kullanarak veri toplamaktadır. Bu sayede, “3B özdirenç modeli” (özdirenç tomografik görüntüsü) oluşturulmaktadır. Detectsol’un sağladığı yüksek çözünürlüklü veriler, arkeologlara olası gömülü yapıların yüzeyden olan derinliğini ve uzanımını net bir şekilde sunmaktadır.
Manyetik Yöntem ve Manyetik Gradyometre Ölçüsü
Manyetik yöntemde, gömülü yapıların çevresinden farklı olan “manyetik özelliğine (magnetic properties)” göre araştırılır. Bu yöntem, doğal kaynaklı bir jeofizik yöntemdir. Yöntemde, manyetotmetre kullanılarak her noktada manyetik alanın düşey bileşeni ölçülür. Genelde, yer manyetik alanı, ölçü alınan ortamın manyetik özelliğinden bağımsız olarak, mevsimsel, günlük, anlık değişime de uğrarlar. Bu değişimlerin tespit edilmesi ve ölçülen veriden giderilmesi için, bir baz noktasında ikinci bir manyetometre ile sürekli ölçü alınır. Baz noktasında zamana bağlı oluşan manyetik alan değişimleri ölçülerek, diğer gezici istasyondaki zamana bağlı değişimi düzeltmek için kullanılır.
Arkeolojik alanlarda, daha etkili bir yöntem, Manyetik Gradyometre ölçüsü almaktadır. Gradyometre ölçüsü, aralarında 0.5, 1m gibi sabit mesafe olan iki manyetomtre ile her istasyonda ölçüler alınır. Bu iki manyetometre ile ölçülen manyetik alan değerlerinin farklarının, manyetometreler arası mesafeye bölünmesi ile “Manyetik Gradyen” verisi elde edilir. Bu veri günlük, anlık manyetik alan değişimleri otomatik giderilmiş olur. Manyetik gradyometre verisi, ölçü alınan noktanın manyetik özelliklerini yansıtan bir veridir. Bu verilere farklı “sayısal süzgeçler (ortalama süzgeç, tanh süzgeç vb.) uygulanarak, gömülü arkeolojik yapıların sınırları daha belirgin elde edilir.
Manyetik gradyometre yöntemi, kazı alanında demir çitler, yüzeydeki çivi, araba vb. metal objeler bu yöntemde gürültü kaynağıdır. Alanda çalışmadan önce bu metal nesneler mutlaka temizlenmelidir.
Yer Radarı (Georadar or Ground Penetrating Rada-GPR) Yöntemi
Yüzeye yakın (ortalama 0-10m) yapı ve nesnelerin araştırılmasında kullanılan Jeofizik elektromanyetik yöntemidir. Yöntem, yapıların dielektirk geçirgenliği (dielektrik permittivity) parametresine duyarlıdır. Arkeolojik alanlarda kullanılan Yer Radar ölçü aletlerinde, verici ve alıcı antenin tek bir kutu içinde olduğu kapalı antenler kullanılır. Verici antenden belirli bir frekansta oluşturulan elektromanyetik im, yericine doğru yayılır ve farklı dielektirk özellikli yapılardan yansıyarak alıcı antende, EM dalganın gidiş-geliş zamanı ve genliği ölçülür. Her bir noktada ölçülen bu sinyal, iz olarak isimlendirilir. Bir doğrultu boyunca ölçülen izlerin birlikte çiziminden elde edilen grafik ise radargram olarak isimlendirilir.
Yer radarı verileri, birbirine paralel hatlar boyunca ölçülerek alan 3B taranır. Ölçülen veriler temel veri işlem (zamansal filtreleme(dewowing), zaman-sıfırlama düzeltmesi, genlik kazanç, ters zarf kazanç, bant-geçişli süzgeç) aşamalarından geçirilir. Elde edilen radargram kesiti yorumlanabilir. Ayrıca, ayrıntılı yorum için, çeşitli göç (F-K, Kirchoff vb) ve görüntüleme (tam dalga boyu ters çözümü) teknikleri ek olarak veriye uygulanmalıdır. Yöntem, ıslak/nemli kil gibi çok iletken ortamlarda aşağıdaki yapıların görülmesini engeller. Bu nedenlere bu tip ortamlarda kullanılmaz. Yine manyetik yöntemde olduğu gibi, yüzeydeki metal cisim ve yapılar yer radarı verilerinin gürültülü olmasına neden olur. Ölçü almadan önce bu metal cisimler ortamdan uzaklaştırılmalıdır.
Detectsol’un Arkeojeofizik Çalışma Tecrübeleri
Firma kurucumuz Prof. Dr. M. Emin Candansayar’ın 1995 yılından günümüze arkeoloji jeofiziği konusunda birçok makalesi bulunmaktadır. Ayrıca arkeoloji jeofiziğinde kullanılan jeofizik yöntemlerde 2B/3B modelleme ve ters çözüm algoritmaları geliştirmiştir. Bu çalışmaları uluslararası yüksek etki değerli dergilerde basılmıştır. Kendisi, 1995 yılından günümüze birçok arkeolojik alanda “arkeoloji jeofiziği” çalışmalarını gerçekleştirmiştir. Bu yazının sonunda bu konudaki bazı makaleleri ve çalışma yaptığı arkeolojik alanların listesi verilmiştir.
Ayrıca “Arkeoloji Jeofiziği (arkeojeofizik)” çalışmalarının ülkemizde yaygınlaşması için 1995-2000 yılları arasında Kültür ve Turizm Bakanlığında bu konuda birçok bilgilendirme toplantısı yapmıştır. “Arkeoloji Jeofiziği” konu başlıklı çalıştaylar düzenlemiş, birçok kongrede bu konu başlığında oturumlar düzenlemiştir.
Detectsol, Arkeojeofizik araştırmalarda en etkili sonuç veren üç Jeofizik yöntem (DAÖ, Manyetik, GPR) ile araştırma yapabilen Türkiye’deki ilk ve tek AR-GE firmasıdır. Firma bünyesinde, son teknoloji ile geliştirilmiş ölçü aşağıdaki ölçü aletleri kullanılmaktadır.
- DAÖ Yöntemi: Çok elektrotlu (56 elektrot) ve çok kanallı AGI SpuerStingR8 ölçü aleti.
- Yer Radarı (GPR): Proseq GS800 radar sistemi (f-aralığı: 40 – 3440 MHz)
- Manyetik Gradyometre: GEM System Overhauser Magnetometre (0.022 nT hassasiyetinde.)
Arkeojeofizik Çalışma Yapılan Bazı Alanlar
- 1995-Isparta, Harmanören Pithos mezarlık araştırmaları.
- 1997-2000 Alacahöyük’ de gömülü yapıların araştırılması.
- 2000-Moğolistan’ da Orhun anıtları etrafında arkeolojik yapıların araştırılması.
- 2007-Köşkhöyük de arkeojeofizik araştırmaları.
- 2008-Batman Kuriki höyük Arkeojeofizik çalışmaları.
- 2009-Ankara, Nallıhan -Çayırhan nekropol mezarlığı araştırmaları. (Juliapolis)
- 2009-Seyitömer Höyük çalışmalarına destek.
- 2010-Günümüze – Kayseri, Kültepe arkeojeofizik araştırmalar.
- 2010-Ankara, Ulus, Roma Alanı arkojeofizik araştırmalar.
- 2011-Afyon Arkeojeofizik araştırmalar.
- 2011-Girit, Yunanistan arkeojeofizik araştırmalar.
- 2013-Hasankeyf Arkeojeofizizk çalışmalar.
- 2018-Hatay arkeojeofizik çalışma.
- 2019-Aydın- Çine arkeojeofizik çalışma.
- 2021-Yozgat Uşaklıhöyük arkeojeofizik çalışma.
- 2022-günümüze- Ankara, Gölbaşı, Külhöyük arkeojeofizik çalışma.
- 2023-Karaman, Can Hasan Höyükleri arkeojeofizik araştırmaları.
Arkeojeofizik Çalışma Yapılan Bazı Alanlar
- Candansayar, M. Emin, and Ahmet T. Başokur. “Detecting small‐scale targets by the 2D inversion of two‐sided three‐electrode data: application to an archaeological survey.” Geophysical Prospecting 49.1 (2001): 13-25.
- Candansayar, M. E. “Two-dimensional individual and joint inversion of three-and four-electrode array dc resistivity data.” Journal of Geophysics and Engineering 5.3 (2008): 290-300.
- Erdoğan, E., Demirci, I., & Candansayar, M. E. (2008). Incorporating topography into 2D resistivity modeling using finite-element and finite-difference approaches. Geophysics, 73(3), F135-F142.
- Demirci, Ismail, Erhan Erdoğan, and M. Emin Candansayar. “Two-dimensional inversion of direct current resistivity data incorporating topography by using finite difference techniques with triangle cells: Investigation of Kera fault zone in western Crete.” Geophysics 77.1 (2012): E67-E75.
- Gündoğdu, N. Yıldırım, and Mehmet Emin Candansayar. “Three-dimensional regularized inversion of DC resistivity data with different stabilizing functionals.” Geophysics 83.6 (2018): E399-E407.
- Gündoğdu, N. Yildirim, M. Emin Candansayar, and Elif Genç. “Rescue archaeology application: Investigation of Kuriki mound archaeological area (Batman, SE Turkey) by using direct current resistivity and magnetic methods.” Journal of Environmental & Engineering Geophysics 22.2 (2017): 177-189.
Kurucumuz Prof. Dr. M. Emin Candansayar’ın Yönettiği Arkeojeofizik TÜBİTAK Projeleri
- 1997-1999, “An investigation of the underground structure by using two sided three electrode configuration”, TÜBİTAK 197Y069 nolu proje (1001 Temel AR-GE)
- 2006-2007 “An Investigation of Köşkhöyük Archaeological Site by using 3D inversion of DC Resistivity data”, TÜBİTAK 106Y123 (1002 Hızlı Destek)