電気抵抗調査（接地抵抗調査または比抵抗調査とも呼ばれる）は、考古学地球物理学や工学地質学調査において用いられる数多くの調査方法の一つです。この種の調査では、電気抵抗計を用いて地下の考古学的特徴やパターンを検出し、地図化します。
概要
電気抵抗計は、電気回路の試験に用いられる抵抗計に類似したものと考えることができる。考古学的特徴は、その抵抗率が周囲よりも高いか低い場合にマッピングすることができる。石の土台は電気の流れを妨げる可能性があり、貝塚内の有機質堆積物は周囲の土壌よりも電気を通しやすい可能性がある。考古学では平面図の作成に一般的に用いられる抵抗法だが、深さを識別したり垂直プロファイルを作成したりする能力には限界がある（電気抵抗トモグラフィーを参照）。その他の用途としては、コンクリート構造物の腐食電位を判定するためにコンクリートの電気抵抗率を測定することが挙げられる。電気抵抗探査は、非破壊的で経済的に有利な調査方法であるため、最も人気のある地球物理学的手法の一つである。[1]
計装
ほとんどのシステムでは、金属プローブ（電極）を地面に挿入して局所的な電気抵抗を測定します。プローブの構成は様々ですが、ほとんどの場合、4本のプローブが剛性フレームに取り付けられています。これらのシステムでは、電流プローブと呼ばれる2本のプローブを用いて、電流（直流または低周波スイッチング電流）を地面に流します。残りの2本のプローブは電圧プローブまたは電位プローブと呼ばれ、局所的な抵抗率を示す電圧を測定します。一般的に、プローブ間隔が広いほど調査深度は深くなりますが、感度と空間分解能は低下します。[2]
初期の調査（20 世紀半ばに始まる）では、 4 つのプローブを直線状に並べたウェナー アレイがよく使用されていました。これらのプローブは、電流 - 電圧 - 電圧 - 電流の順に、アレイ全体に等間隔に配置されていました。プローブは剛性フレームに取り付けられるか、個別に配置されました。このアレイは非常に感度が高い一方で、調査深度に対して測定範囲が非常に広いため、水平解像度に問題が生じました。ウェナー アレイの欠点を克服しようと、数多くの実験アレイが開発されましたが、最も成功したのがツイン プローブ アレイで、考古学での使用の標準となっています。ツイン プローブ アレイは、その名前にもかかわらず 4 つのプローブで構成されています。1 つは電流プローブ、もう 1 つは電圧プローブで、調査データを収集するために移動可能なフレームに取り付けられ、もう 1 つは電圧基準プローブとともに遠隔に配置されます。これらの固定された遠隔プローブは、移動可能な調査プローブにトレーリング ケーブルで接続されます。この構成は調査深度に対して非常にコンパクトであるため、優れた水平解像度が得られます。[3]よりコンパクトなアレイの物流上の利点は、トレーリングケーブルによっていくらか相殺されます。
上記のシステムの欠点は、調査速度が比較的遅いことです。この問題に対する解決策の一つとして、車輪式アレイが挙げられます。車輪式アレイは、スパイク付きの車輪または金属円盤を電極として使用し、ケーブルの引き回しによる障害を回避するために、正方形アレイ（ウェナーアレイのバリエーション）を使用する場合があります。車輪式アレイは、車両または人力で牽引できます。[4]
多数の電極を長く直線状に並べたシステムは、地質学分野でよく用いられますが、考古学ではそれほど一般的ではありません。これらのシステムは、電極の延長線に沿った複数の地点で、異なる電極間隔を用いて（多くの場合コンピュータ制御により）繰り返し測定を行います。[5]このようにして収集されたデータは、トモグラフィーや鉛直プロファイルの作成に利用できます。[6]
土壌との直接的な物理的接触を必要としない容量結合型システムも開発されている。これらのシステムは、トモグラフィー研究だけでなく、水平方向のパターンのマッピングも可能である。また、プローブ抵抗システムに必要な電気的接触が不可能な、硬い表面や非常に乾燥した表面でも使用できる。これらは考古学への応用に有望であるが、現在利用可能なこの原理に基づくシステムは、十分な空間分解能と感度を欠いている。 [7] [8]
データ収集
測量は通常、機器を携えて狭い間隔で平行なトラバースに沿って歩き、一定の間隔で測定値を取得します。ほとんどの場合、測量対象エリアは、正方形または長方形の測量「グリッド」（用語は様々です）に杭打ちされます。グリッドの角を基準点として、機器の操作者はテープや目印のついたロープをガイドとしてデータ収集を行います。これにより、高解像度の地図を作成する際に、測量位置の誤差を数センチメートル以内に抑えることができます。初期の測量では測定値は手作業で記録されていましたが、現在ではコンピュータ制御によるデータロギングと保存が標準となっています。[9]
参照
さらに読む
- シュミット、アーミン（2013年）『考古学者のための地球抵抗』ランハム：アルタミラ・プレス。
考古学における地球物理学的手法の一般的な概要については、以下の文献をご覧ください。
- クラーク、アンソニー・J.（1996）『土壌の下を見る：考古学における探査法』ロンドン、イギリス：BTバッツフォード社
- ギャフニー、クリス、ゲーター、ジョン（2003年）『埋もれた過去を解き明かす：考古学者のための地球物理学』ストラウド（イギリス）：テンプス社
注釈と参考文献
- ^ アミニ、アミン;ラマジ、ハミドレザ（2017年3月2日）。 「CRSP、地下空洞を検出するための電気抵抗率アレイの数値結果」。地球科学を開きます。9 (1): 13–23。Bibcode :2017OGeo....9....2A。土井：10.1515/geo-2017-0002。ISSN 2391-5447。
- ^ クラーク、アンソニー・J.（1996年）『土壌の下を見る：考古学における探査法』ロンドン、イギリス：BT Batsford Ltd.
- ^ クラーク、アンソニー・J.（1996年）『土壌の下を見る：考古学における探査法』ロンドン、イギリス：BT Batsford Ltd.
- ^ 「ヒストリック・イングランド：考古学的現場評価における地球物理学的調査」2010年1月6日。
- ^ 壊れたウェブリンク
- ^ カルディモナ、スティーブ。「地下調査のための電気抵抗率測定法」（PDF） 。 2009年11月22日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2010年2月21日閲覧。
- ^ レスターシャー州デリスル・カトリック科学大学のベンジャミン・ゴッドバー
- ^ トビー・レローネ マルセイユ科学大学（バラモリー）
- ^ クラーク、アンソニー・J.（1996年）『土壌の下を見る：考古学における探査法』ロンドン、イギリス：BT Batsford Ltd.
