Hvordan teknologi hjalp arkeologer med å grave dypere

Max-o-matic

Bygningsarbeidere i New Yorks Lower Manhattan-distrikt brøt bakken for en ny føderal bygning tilbake i 1991 da de avdekket hundrevis av kister . Jo mer de gravde, jo mer fant de – og avdekket til slutt nesten 500 individer, mange begravet med personlige gjenstander som knapper, skjell og smykker. Ytterligere undersøkelser avdekket at restene alle var mellom 200 og 300 år gamle, og de var alle Afrikansk og afroamerikansk .

Denne oppdagelsen kom på et vendepunkt i vitenskapelig historie. Gjennombrudd innen kjemisk og genetisk analyse gjorde det mulig for forskere å finne ut hvor mange av disse menneskene var blitt født, hva slags fysiske utfordringer de møtte, og til og med hvilken rute de tok fra Afrika for å komme til Nord-Amerika. Nettstedet, kjent som Afrikansk gravplass , ble et av de mest kjente arkeologiske funnene i landet og er nå et nasjonalt monument.

Denne historien var en del av mai 2021-utgaven vår

• Se resten av saken
• Abonnere

Joseph Jones, en antropolog ved College of William & Mary og en av nettstedets etterforskere, fortalte meg at vitenskapen modnet selv mens teamet hans fortsatt gravde. I starten av gravingen analyserte de skjelettrester ved å bruke de samme teknikkene som arkeologer hadde brukt i nesten et århundre, og målte størrelsen på bein og så på skader på dem for å utlede detaljer om folks liv. I dag bruker laget imidlertid moderne teknikker som tidligere generasjoner av forskere bare drømte om: å bruke lasere til å kutte mikrotynne biter av tannemaljen slik at isotopene fanget i kan analyseres; sekvensere gammelt DNA for å koble mennesker som døde for århundrer siden til deres etterkommere.

Den afrikanske gravplassen ble også avdekket i et øyeblikk med kulturell oppdagelse. Historikere undersøkte rollen som slaver spilte i byggingen av nordlige byer, mens svarte lærde som Henry Louis Gates Jr. og forfattere som Toni Morrison sentrerte rollene til afroamerikanere i USAs historie.

Ved å bruke fjernmålingsteknologier som lidar, kan forskere avdekke et helt bynett, og gi oss et bedre bilde av hvordan det ville vært å gå gjennom nabolag og titte inn i butikker.

Vitenskapelig analyse på stedet la overbevisende data til disse sosiale bevegelsene og endret måten mange amerikanere så på nasjonens grunnleggelse. Den avslørte at slaver fra Afrika bygde mange av byene som amerikanere fortsatt bor i i dag - i nord og sør. Og den viste hvordan vi gikk fra å være en nomadisk art som reiste i små band til å dele tettpakkede habitater med millioner av andre mennesker.

African Burial Ground-prosjektet var blant de første som brukte en ny konstellasjon av bioarkeologiske verktøy som gikk langt utover de tradisjonelle hakker og børster. Men dette var rett og slett den første fasen av en mye bredere arkeologisk revolusjon som brakte forskere og humanistiske forskere sammen for å generere data om våre forfedre. I dag supplerer forskere bioarkeologi med 3D-fotografering, lidar, satellittbilder og mer.

Noen ganger kalt dataarkeologi, er denne typen høyteknologisk utforskning godt egnet for studiet av byhistorie. Ved å bruke fjernmålingsteknologier som lidar, kan forskere avdekke et helt bynett, og gi oss et bedre bilde av hvordan det ville vært å gå gjennom nabolag og titte inn i butikker. Denne typen data gjør nøyaktige digitale gjenskapninger mulig, noe som betyr at historikere kan gjøre et eksternt, utilgjengelig nettsted til noe som alle kan besøke på nettet.

Disse dataene demokratiserer også historien: forskere kan nå undersøke hundrevis, om ikke tusenvis, av levninger og behandle store datasett for å få innsikt i opplevelsene til vanlige mennesker – ikke bare de heldige få som eide land, utsmykket navnene sine på monumenter, eller hatt offentlige verv.

Tann sier

Dataarkeologi er spesielt bra for historikere som studerer byer fordi urbane steder ofte inneholder historiene til innvandrere som ellers kan være vanskelig å spore. Bioarkeolog Michael Blakey, som har ledet African Burial Ground-prosjektet siden tidlig på 1990-tallet, sa at teamet hans aldri ville ha visst hvor folk på kirkegården kom fra hvis de ikke hadde vært i stand til å gjøre flere typer kjemiske analyser på tannemaljen. Fordi denne emaljen bygges opp i lag etter hvert som mennesker modnes, kan kjemikere studere et tverrsnitt av tannen og lære hvilke stoffer folk ble utsatt for som barn. Det er litt som å analysere treringer, der hvert lag med emalje representerer en periode av personens liv.

MAX-O-MATIC

Umiddelbart fant de en skarp skillelinje mellom mennesker født i Afrika og mennesker født i Amerika: bly. Selv om afrikanske sivilisasjoner jobbet med en rekke metaller, ble bly nesten utelukkende brukt av europeere, til ting som rør og tinnfat. Alle som hadde bly i barndommens tannemalje var nesten helt sikkert født lokalt.

Etter hvert som vitenskapen utviklet seg, brukte Blakeys gruppe også en teknikk kalt strontiumisotopanalyse for å lære mer om hvor folk kom fra. Når folk spiser og drikker i et bestemt område over lang tid, absorberer tennene en liten mengde strontium, et grunnstoff som lekker ut av den steinete bakken til mat og drikkevann. Strontium fra eldre landmasser har en litt annen kjemisk signatur enn strontium fra nyere, så å se på isotopene i folks tannemalje lar forskere finne ut omtrent hvor de bodde gjennom hele livet.

Bransjeverktøy

• Bakkentrengende radar

  bruker høyfrekvente radiobølger som passerer gjennom jordens overflate, støter inn i objekter og strukturer under, og spretter tilbake til en mottaker over bakken som registrerer disse mønstrene. Allerede vanlig i geologi, har arkeologer utvidet bruken av den de siste årene.

• DNA-sekvensering

  har revolusjonert arkeologien ved å tillate detaljert analyse av levninger som kan avsløre en persons familiehistorie og migrasjonsmønstre. Se for deg genomiske tester hjemme, men for bein.

• Fotogrammetri

  innebærer å fange 3D-informasjon om et sted eller et objekt med en rekke teknikker, inkludert radar og ekkolodd. Det kan også inkludere lidar, et lasersystem som måler refleksjoner for å bedømme avstand, og brukes i alt fra laserveiledning til enkelte autonome biler.

• Isotopanalyse

  brukes i arkeologi for å spore historien til en gjenstand. Ved å se etter kjemiske signaturer i laget gjenstander og organisk materiale, som beinene på den afrikanske gravplassen, kan denne teknikken bestemme deres alder og herkomst.

Etter å ha studert dette, forklarte Blakey, lot teamet hans oppdage at noen av menneskene som ble gravlagt i dagens New York hadde tilbrakt tidlige barndomsår i Afrika, men deretter levd en stund i ungdomsårene i Karibia, hvor slavebundne menn ofte ble sendt for å krydre eller , som Blakey sa det, bryte sammen. Formen til en diaspora ble avslørt i en enkelt tann.

Arkeologer har siden brukt denne teknikken for å utforske hvordan byer har utviklet seg over hele verden. Som et resultat vet vi nå at eldgamle Roma var fullt av innvandrere fra hele Europa og Nord-Afrika.

I Amerika ser arkeologer på hvordan urfolksbyer som Cahokia i dagens sørlige Illinois ble bosatt av mennesker født andre steder. Selv en 9000 år gammel by som Çatalhöyük i det sentrale Tyrkia var befolket av folk som kom langveisfra.

Fra denne forskningen forstår vi nå at innvandrere har bygd og bodd i byer så lenge byer har eksistert. Noen, som de slavebundne i New York, kom mot deres vilje. Andre kom på egen hånd og søkte arbeid eller et bedre liv, på samme måte som håpefulle innvandrere gjør i dag.

Unngå skader

Mens bioarkeologiske data kan avsløre mye om hvem som bodde i en by, kan sofistikerte sensordata belyse nøyaktig hvor de bodde og hva slags arbeid de gjorde. Det er her bakkepenetrerende radar, eller GPR, kommer inn i bildet. En av de store tragediene på mange gravplasser er at graving ofte ødelegger lagene mellom overflaten og de dypeste gjenstandene – selv om de kan være verdifulle i seg selv. Som tradisjonell radar sender GPR ut radiobølger og måler hvordan de spretter tilbake for å lokalisere objekter, skyter dem mot bakken for å unngå uønsket ødeleggelse.

I Pompeii, for eksempel, brukte forskere nylig denne typen radar for å hjelpe målrette områder for leting i en del av byen som har ligget begravd under aske i 2000 år. Bare to tredjedeler av Pompeii har blitt gravd opp i løpet av de siste tre århundrene, og mesteparten av den tiden ble jobben gjort med hakker. Men forskere nærmer seg den siste tredjedelen av byen med så mange høyteknologiske verktøy som mulig.

Tidlig i 2021 lønnet omsorgen deres: Forskere avdekket en vakkert bevart bar hvor arbeiderne kunne nyte et raskt måltid og litt vin. Enda mer imponerende var oppdagelsen av en sjelden, intakt seremoniell vogn som ville blitt brukt i parader og bidratt til å modellere hvordan trafikken ville sett ut på romerske gater.

Bakkentrengende radar kan også avsløre flere nivåer av historien. En fersk undersøkelse av et palassaktig hus i Pompeii viste for eksempel at det var det bygget på grunnlaget av en mye eldre bygning.

Dette antyder at nabolaget var en enklave for de velstående selv før romerne okkuperte byen rundt 89 fvt. En titt under jorden avslørte at arbeidere bygde om huset, og utvidet hagene betraktelig etter et massivt jordskjelv i 62 e.Kr. I følge Cornell-klassisisten Caitlín Barrett og hennes kolleger lover funnene deres å omskrive historien til et av de eldste og mest politisk fremtredende nabolagene i Pompeii.

Relatert historie

Er hjernen din en datamaskin?

Vi spurte eksperter om deres beste argumenter i den langvarige debatten om hvorvidt hjerner og datamaskiner behandler informasjon på samme måte.

Dessverre kan ikke all arkeologi gjøres med fjernmåling. Fordi de fleste byer er bygget i lag, med eldre strukturer gradvis begravd under de nye, må gravemaskiner ødelegge de øvre lagene for å nå lenger tilbake i tid. Det er derfor fotogrammetri, praksisen med å fange 3D-informasjon med ekkolodd, lidar og digitale kameraer, nå er de rigueur på nesten alle større utgravningssteder.

Ved å bruke disse metodene kan forskere registrere detaljer om en struktur ned til millimeteren og bruke programvare for å gjenskape dem.

Dette er spesielt viktig på steder som Çatalhöyük, hvor forskere må grave seg gjennom et øvre lag av byen for å nå eldre strukturer nedenfor. Ved først å skanne de øvre lagene, kan forskere gjøre det mulig å praktisk talt besøke alle strukturer som måtte ødelegges.

Virtuelle besøk

Data fra fotogrammetri ga også ryggraden for den prisvinnende Virtuelt Angkor-prosjekt , som gjenskaper byen som var hovedstaden i Sørøst-Asias Khmer-rike i 500 år til den ble plyndret i 1431 e.Kr. Et samarbeid mellom Monash Universitys SensiLab, Flinders University og University of Texas i Austin, Virtual Angkor bruker 3D-skanninger fra områder rundt det buddhistiske tempelet Angkor Wat for å lage fantastiske visualiseringer – noen video, noen stillbilder – av hva vanlige mennesker ville ha sett da de besøkte byen på 1300-tallet.

Virtual Angkor ble også muliggjort av et annet gjennombrudd innen arkeologisk datainnsamling. I hundrevis av år forble Angkors utforming skjult under jungelen. Det endret seg på begynnelsen av 2010-tallet da Damian Evans, en arkeolog ved den franske skolen i Fjernøsten, og teamet hans brukte helikoptermontert lidar for å kartlegge tempelinnhegningene. Det de fant endret verdens forståelse av denne tropiske byen.

Når vi ser ut over de skinnende skyskraperne og det store utbredelsen av dagens megabyer, er det lett å glemme de gamle knoklene som ligger under.

Lidar fungerer ved å sprette laserstråler fra overflaten av bakken og tilbake til en mottaker; tidspunktet for disse refleksjonene indikerer hvor langt lyset reiste før det traff noe. Det var det perfekte verktøyet for å avsløre veiene, hustuftene og bassengene som en gang dekket landskapet. Med lidar-kart kunne arkeologer endelig bekrefte at Angkor hadde vært hjemsted for nesten en million mennesker på høyden – en påstand som hadde vært mye omstridt.

Virtual Angkor brukte disse kartene til å lage et detaljert rutenett over byens sentrum, komplett med bilder av beskjedne nabolag der manuelle arbeidere og immigranter ville ha bodd. Fordi disse menneskene bodde i trehus som gikk i oppløsning for lenge siden, var det vanskelig for tidligere generasjoner av arkeologer å vite hvor – eller selv om – folk bodde i områdene rundt Angkors steinpalass. Men takket være lidar-undersøkelsene kan dagens arkeologer nå se mange hektar med pene fundament langs veiene.

Fotogrammetri kan fortelle oss om Khmer-imperiets kunst og arkitektur, men lidar forteller oss om livene til menneskene som bygde denne legendariske metropolen. Ved å bruke avansert teknologi for å utvikle nye typer datasett, har arkeologer ved African Burial Ground også sentrert livene til bybyggere. Og isotopanalysen som avslørte New Yorks glemte fortid, har også vist oss immigrantene som bygde gamle romerske byer.

Når vi ser ut over de skinnende skyskraperne og det store utbredelsen av dagens megabyer, er det lett å glemme de gamle knoklene som ligger under. Men jo mer vitenskapen går videre, jo nærmere kommer vi til å sette pris på hvem som bygde verden vår, og hvordan livene deres egentlig var.

Annalee Newitz sin siste bok er Four Cities: A Secret History of the Urban Age.

gjemme seg