Marinarkæologisk forundersøgelse og punktdata i læssevis

Hvordan foregår den digitale dokumentation, når Vikingeskibsmuseet udfører en arkæologisk forundersøgelse med gravemaskine ude i Københavns Havn? Ved hjælp af et GIS-baseret styresystem og en stringent indsamling af data skabes overblikket, der er altafgørende for, at en marinarkæologisk maskinel forundersøgelse under vand kan gennemføres optimalt og effektivt.

Forud for en marinarkæologisk forundersøgelse gennemføres en geofysisk analyse af havbunden og de underliggende sedimenter for alt kulturhistorisk aktivitet fra istidens afslutning frem til nyere tid. Havbunden scannes for gamle og ukendte vrag. Og lige så vigtigt, så kortlægges det postglaciale landskab, der kan vise, hvor det har været attraktivt at anlægge fiskepladser og bopladsområder for stenalderens mennesker.

De geofysiske data, der indledningsvis indsamles, er side-scan sonar-undersøgelser, der scanner havbunden for objekter. Som supplement til dette foretages også en multibeam scanning, som kortlægger havbundsterrænet, der vises som en terrænmodel, se figur 1 og 2. Som den sidste vigtige brik foretages en sub-bottom profiling, der kortlægger undergrundsniveauet. Med denne kortlægning kan man skabe en visualisering af det postglaciale terræn. Figur 1 er et eksempel på en sådan visualisering. Eksemplet stammer fra Lynetteholmprojektet i Københavns Havn, som i 2022 er det største projekt af denne type, Vikingeskibsmuseet har gennemført.

På baggrund af de indsamlede geofysiske data bliver områder med formodede aktivitetsområder fra ældre stenalder lokaliseret og afgrænset. Herefter udlægges et grid af positioner (punkter), der skal undersøges. Positionerne, der oprettes i GIS, bliver sat ud med 20 meters afstand (figur 1). I forbindelse med Lynetteholmprojektet blev positionerne oprettet i QGIS; i alt blev der afsat 2.177 positioner, og det totale antal positioner, der blev udgravet og undersøgt, var 2.139.

Kortlægning af sedimenter

Undersøgelsen blev udført med et dobbelt set up af gravemaskine, pram med ben og arkæologer. Positionerne blev gravet med en 120 og en 140 tons gravemaskine, der kunne nå ned til henholdsvis 16 og 20 meter under havoverfladen. Metoden bestod i, at sedimenter fra havbundsniveau ned til undergrundsniveau blev gravet op meter for meter. Hver skovlfuld blev undersøgt på prammens dæk af arkæologerne. Her fulgtes en gentagende procedure med at beskrive, fotografere og måle de lag, der kunne ses i skovlen. Interessante lag blev yderligere undersøgt ved at udgrave og vandsolde lag for fund. Gravemaskinen var udstyret med et PDS2000

RTK-GPS-system på skovlen og kunne således logge den dybest gravede kote pr. skovl, se figur 3. Disse registreringer er den eneste form for GIS-måling, der bliver anvendt på denne type af projekter. Gravedybden blev registreret for hver skovl og sammenstillet med de målte tykkelser af de forskellige lag i skovlen, se figur 4. Dermed var det muligt at udregne de forskellige lags koter. Informationen, der blev indsamlet på prammens dæk, blev efterfølgende indført i GIS-projektets tabeller.

På vagt over for UXO’er Som tidligere nævnt var der i alt 2.177 positioner fordelt over et 2,8 km2 stort område. Disse blev ikke gravet successivt, men i stedet udvalgtes punkterne på daglig basis ud fra hvor, det var muligt at grave. Dette var styret af vejr og vind, samt af det sideløbende anlægsarbejde, og udvælgelsen var baseret på de fund og registrering- er, der havde været på de foregående positioner. En ekstra udfordring ved at arbejde i et farvand, hvor der har udspillet sig flere søkrige, er såkaldte UXO’er – hvilket står for unexploded ordnance UXO’er er objekter fundet på havbunden, der kan være ikke-detonerede granater og projektiler. Sådanne objekter skal man helst ikke sætte et pramben ned i, ej heller få med op i skovlen. I det – for os – relevante område var der blevet fundet i alt 409 stk. UXO’er, og disse skulle cleares, inden vi kunne fortsætte udgravningen, hvor de havde ligget. Det var derfor nødvendigt for os at kunne se, hvor disse var beliggende, og de blev derfor inkorporeret i GIS-projektet.

Styr på positionerne

For at holde overblik over hvilke positioner, der var blevet undersøgt, opererede vi med to tabeller med positioner i GIS. Den ene indeholdt det totale antal positioner, mens den anden blev løbende tilført positioner efterhånden, som de blev gravet. På den måde kunne vi både føre statistik over fremdrift og have overblik over hvilke positioner, der var blevet udgravet og af hvilket fartøj.

Det er meget svært at orientere sig ude på vandet, når man ikke kan se de enkelte positioner. Udfordringen var således at vide, om vi faktisk gravede den position, vi havde udvalgt. Det er her gravemaskinens GPS-system kommer i spil som metodesikker positionsangivelse. Maskinen havde på forhånd fået alle positioner lagt ind i sin computer, og den kunne dermed navigere hen til den aktuelle position. Foruden de gravede positioner loggede maskinen konstant koterne ned igennem den kasse, der blev gravet.

Disse data blev eksporteret til os, så vi kunne kontrollere, at det var de rigtige positioner, der var blevet gravet, og at det var de rigtige gravekoter, der var blevet registreret. Vi vurderede løbende positionernes indsamlede data for den videre strategi. Visuelt vistes de registrerede data som farvekodede symboler i kortvisningen i GIS, se figur 5. Herved var det muligt visuelt at se hvor, der var blevet fundet flint, knogler, nyere tids objekter, særlige fund og hvor meget materiale, der var blevet vandsoldet.

Positioner af særlig kulturhistorisk interesse På grundlag af disse data blev der udvalgt positioner af særlig kulturhistorisk interesse, hvor der skulle indsamles prøver. Disse positioner blev ligeledes fremhævet i en visning i GIS således, at vi kunne se hvilke, der skulle tages prøver af, når vi ankom ved den aktuelle position. Alle beskrivelser af lag, fund, prøver og foto blev indtastet i databaser, som efterfølgende blev koblet til tabellerne med positionerne i GIS.

Med alle data samlet kan det spændende arbejde med analyse og udskillelse starte. Koncentrationer af flint bliver vist i form af heatmaps . Nyere tids objekter kan afgrænses og vises på kortet, og udvælgelsen af prøver til datering kan udvælges på baggrund af fundenes information. Et andet vigtigt værktøj er profilvisning af én eller flere positioner, se figur 6. Fordi vi registrerer lagenes top- og bundkoter, kan disse vises i søjlediagrammer med markeringer af, hvor fundene optræder, og det bliver endnu mere effektivt og interessant, når man over større områder kan få vist det hele i en 3D visning, se figur 7.

Klogere på årtusinderne Med den anvendte metode kan man se, hvordan terrænet er blevet bygget op igennem årtusinderne, og på den måde kan vi blive klogere på, hvordan landskabet er blevet dannet og har forandret sig i løbet af de sidste 10.000 år til brug for belysning af jæger­ og fisker­stenalderen. Ligeledes skaber metoden grundlaget for tolkningen af de senere kulturhistoriske anlæg og fund i undersøgelsesområdet.

Efterbearbejdningen af data fra Lynetteholmen er endnu ikke afsluttet, men de store mængder data, der er blevet indsamlet, muliggør utvivlsomt endnu flere analyser end dem, vi allerede er i gang med.