Nghiên Cứu Lịch Sử

Hệ thống radar xuyên đất được kéo bởi một xe bán tải ở Legio, Jezreel. (Image credit: Matthew J. Adams)

Phong Lâu

Washington, Sep. 01, 2023.

Trong các cuộc khai quật mùa hè 2023 tại Israel, một nhóm các nhà khảo cổ học đã sử dụng một công nghệ tiên tiến được gọi là radar xuyên mặt đất (ground-penetrating radar – GPR). Nhờ thiết bị này, họ đã phát hiện các bức tường, một nghĩa trang và một nhà hát tròn (amphitheater) của một khu phức hợp quân sự Roma từ thế kỷ II. Di tích này gần Megiddo, còn được gọi là Armageddon (địa danh được chép trong Kinh thánh Kitô giáo về trận chiến sẽ bắt đầu vào ngày tận thế).

Trại lính Roma 1.800 năm tuổi này nằm bên dưới cánh đồng nông nghiệp Hợp tác xã (Kibbutz) Megiddo ở Thung lũng Jezreel, thuộc miền bắc Israel.

Với kỹ thuật sử dụng một máy gửi xung sóng vô tuyến tần số cao dưới lòng đất, các nhà nghiên cứu có thể khảo sát và nghiên cứu các đặc điểm bên dưới lòng đất mà không cần phải đào xới, một di chỉ khảo cổ bao gồm đường, sân và các tòa nhà. Các nghiên cứu có thể lập bản đồ các xung sóng vô tuyến phản hồi, cung cấp cho họ bản thiết kế chi tiết về những gì nằm bên dưới mặt đất. Trong mùa khảo cổ 2023, các nhà nghiên cứu – dẫn đầu bởi Eileen Ernenwein, một nhà địa chất học tại Đại học bang East Tennessee – đã kéo hệ thống GPR phía sau một chiếc xe. Khoảng một nửa di tích trại lính Roma tại Megiddo đã được lập bản đồ bằng GPR và sau đó công tác khai quật mới được thực hiện.

Một cái nhìn từ trên không về nhà hát tròn ở Legio. Chú ý hai bức tường dạng hình tròn, với bức tường bên ngoài tượng trưng cho giai đoạn mở rộng thứ hai của tòa nhà. (Image credit: Matthew J. Adams)

Khu vực doanh trại lính Roma có kích thước gần 100 x 60 m (330 x 200 feet). Việc khai quật tại căn cứ quân đoàn ở Legio đang được tiến hành dưới sự quản lý của Yotam Tepper và Adams đại diện cho Dự án Khu vực Thung lũng Jezreel và Viện Albright ở Jerusalem, với sự hỗ trợ của Cơ quan Cổ vật và tài trợ của cơ quan Khảo cổ học Hải ngoại Mỹ (American Archaeology Abroad).

Khảo sát bằng công nghệ GPR vào tháng 8/2021 tại Villa María, Tây Ban Nha với thiết bị Noggin 250 Mhz. (Sánchez, 2022)

Đầu tiên, kỹ thuật radar xuyên đất (GPR) được sử dụng trong địa vật lý để thu thập và ghi lại thông tin về lòng đất. Sau đó trong nhiều năm thuộc thập niên 1990, các nhà khảo cổ đã sử dụng quy trình kỹ thuật này; tuy nhiên phương pháp nghiên cứu thực địa này không được phổ biến bởi chi phí rất cao của nó. Đến những năm gần đây, việc sử dụng GPR đã trở nên rẻ hơn rất nhiều và hiệu quả hơn so với các phương pháp làm việc hiện trường truyền thống, kể cả so với với các cuộc khảo sát thử nghiệm bằng xẻng. Công nghệ radar xuyên đất đã được tiếp cận thử nghiệm đối với nghiên cứu khảo cổ học về các trại lính Roma ở Tây Bắc Iberia. Mục tiêu chính là khám phá khả năng của GPR trong việc trích xuất các tập dữ liệu từ các đối tượng không bền vững (ephemeral), chẳng hạn như các trại tạm thời hoặc các công trình bao quanh, cùng nhiều đối tượng khác. Thông tin này nhằm mục đích tối đa hóa dữ liệu có sẵn trước khi khai quật, hướng dữ liệu đến các khu vực có thể mang lại kết quả tốt về mặt phát hiện đặc điểm và độ tương phản giữa ma trận đất và các trầm tích khảo cổ.

Đã có những nghiên cứu khám phá tiềm năng của phương pháp GPR và trực quan hóa dữ liệu thể tích để nâng cao hiểu biết về bốn địa điểm không bền vững: Alto da Raia (Calvos de Randín, Tây Ban Nha), Sueros de Cepeda (Villamejil, Tây Ban Nha), Los Andinales (Villsandino , Tây Ban Nha) và Villa María (Sasamón, Tây Ban Nha).

Tại trung tâm Cerro de Castarreño. Công sự thời kỳ đồ sắt muộn (hình tam giác màu xanh), trại lính Roma (hình tam giác màu đỏ), công trình bao quanh (đường màu đen) và phạm vi của thị trấn Olmillos de Sasamón ngày nay (khu vực màu trắng). Các khu vực được phân tích trong bài viết này đã được đánh dấu bằng các đường chấm màu đỏ. (©25830. JMCG.)

Niềm vui của tất cả các nhà khảo cổ học là việc phát hiện ra những đồ vật chưa từng được nhìn thấy trong vài trăm hoặc hàng nghìn năm. Nhưng hành vi dịch chuyển những hiện vật này khỏi bối cảnh của chúng trong lòng đất lại bao gồm cả những yếu tố không tích cực. Hầu như là động tác được tiến hành một lần duy nhất, hiện vật khảo cổ không thể quay trở lại lòng đất và bất kỳ thông tin nào vô tình bị làm sai lệch (hoặc bị bỏ sót) là không bao giờ tái tạo được. Quan trọng hơn nữa, không có nhà khảo cổ nào có thể khẳng định rằng những hiểu biết về văn hóa con người hôm nay của chúng ta hoặc các phương pháp nghiên cứu thực địa hiệu quả nhất ở hiện tại là đã tận cùng; do đó, tiến hành khai quật tức thời một di tích hiện tại không phải là giải pháp luôn đúng. Kỹ thuật radar xuyên đất là một trong những công nghệ có khả năng giải quyết được vấn nạn này: giúp các nhà khảo cổ học thu thập thông tin cách chính xác về quá khứ mà không phá hủy những tàn tích vật chất của nền văn hóa đó.

Các địa điểm khảo cổ không phải bao giờ cũng là một công trình lớn, nhiều tài liệu văn hóa chỉ một vài mảnh gốm, kim loại nhỏ hoặc đá. So với các kỹ thuật địa vật lý hiện có khác, chỉ có công nghệ GPR mới có thể cung cấp thông tin độ sâu thực sự có thể hiệu chỉnh được. Với độ phân giải cao về mặt không gian, khảo sát GPR có thể chỉ ra vị trí của một đặc điểm khảo cổ, cho phép các nhà khảo cổ biết nó nằm sâu bao nhiêu dưới mặt đất. Các nhà khảo cổ sử dụng từ kế (magnetometers) để tìm kiếm hoạt động của con người thông qua việc làm tăng từ tính. Bếp (hố lửa) cũ, gạch, các vật thể bằng sắt có chỉ số từ tính cao nhưng từ kế không cung cấp thông tin độ sâu chính xác như GPR.

Chi phí cho một hệ thống radar xuyên đất thường bắt đầu khoảng 14.000 USD cho một hệ thống GPR đơn tần. Các hệ thống có giá cả phải chăng bao gồm: xe đẩy, bộ điều khiển máy tính bảng, pin và phần mềm thu nhận cơ bản. Một bộ GPR trị giá 25.000-35.000 USD sẽ có nhiều chức năng hơn, nhưng hãy chắc chắn rằng điều đó là cần thiết trước khi mua.

Kể ra như vậy, kỹ thuật GPR cũng có một số trở ngại: thiết bị GPR cần một mặt bằng thuận tiện như máy cắt cỏ; hoặc nhiều nhà khảo cổ, kể cả ở phương Tây hiện nay, cảm thấy không thoải mái trong công việc khi họ không dùng tay và khum đầu gối xuống để đào đất; hay dữ liệu của GPR không hiển thị hình ảnh chính xác của vật thể trên màn hình, đòi hỏi người khảo sát phải sử dụng các phần mềm xử lý hậu kỳ cho phép các nhà nghiên cứu hạ thấp một số tính năng và làm nổi bật những tính năng khác. Tức công nghệ GPR không phải chiếc đũa thần điện tử có thể hoàn tất mọi chuyện, khâu quyết định cuối cùng cho thành bại vẫn là các công nghệ chạy bằng cơm – trình độ phân tích và giải thích dữ liệu thu thập của chính các nhà khảo cổ.

Kỹ thuật GPR cũng giúp thu thập thông tin nhưng không cần phải phá hủy các ngôi mộ lịch sử và tiền sử. Tuy nhiên, công nghệ GPR khó chụp ảnh những chiếc quan tài cũ được làm bằng gỗ hoặc gạch, trong trường hợp này, nhà khảo cổ cần dựa vào sự xáo trộn theo chiều dọc trong mặt cắt đất do đào, điều này hiển thị khá rõ trong dữ liệu GPR.

Hình ảnh hiển thị dữ liệu GPR hai chiều được lấy từ một nghĩa trang. Dữ liệu đại diện cho sáu ngôi mộ, ở độ sâu khoảng 10 nano giây. Dữ liệu được ghi nhận bằng hệ thống thu thập dữ liệu GPR kênh đơn GSSI SIR 3000 và ăng-ten 400 MHz. (©Geophysical Survey Systems, Inc)

Nguồn tra cứu:

– Conyers, L. B. & Goodman, D. (1997, Sep. 23). Ground-Penetrating Radar: An Introduction for Archaeologists. Altamira Press.

– Hannah Kate Simon. (2023, Aug. 23). Blood-red walls of Roman amphitheater unearthed near ‘Armageddon’ in Israel. Live Science.

– Sánchez, J. G., Costa-García, J. M., Fonte. J., González-Álvarez, D. (2022, Sep. 30). Exploring Ephemeral Features with Ground-Penetrating Radar: An Approach to Roman Military Camps. MDPI journals.