電気抵抗調査

電気抵抗調査（接地抵抗または抵抗率調査とも呼ばれる）は、考古学的地球物理学や工学的地質学的調査で使用される数多くの方法の 1 つです。このタイプの調査では、電気抵抗計を使用して地下の考古学的特徴とパターンを検出し、地図を作成します。

電気抵抗計は、電気回路の試験に使用されるオーム計に似たものと考えることができます。考古学的特徴は、周囲のものよりも抵抗率が高いか低い場合にマッピングできます。石の土台は電気の流れを妨げる可能性がありますが、貝塚内の有機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ります。考古学では平面図のマッピングに一般的に使用されますが、抵抗法には深さを識別して垂直プロファイルを作成する能力も限られています (電気抵抗トモグラフィーを参照)。その他の用途には、コンクリートの電気抵抗率を測定してコンクリート構造物の腐食電位を決定することが含まれます。電気抵抗調査は、非破壊的で経済的に有利な調査であるため、最も人気のある地球物理学的方法の 1 つです。^[1]

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。さまざまなプローブ構成が使用されていますが、そのほとんどは 4 つのプローブで構成され、多くの場合、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 つのプローブを使用して、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。電圧プローブまたは電位プローブと呼ばれる他の 2 つのプローブは、局所的な抵抗を示す電圧を測定するために使用されます。一般に、プローブの間隔が広いほど、調査の深さは深くなりますが、感度と空間分解能が低下します。^[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Wenner 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ものの、調査深度に対して範囲が非常に広いため、水平解像度に問題が生じました。多くの実験アレイが Wenner アレイの欠点を克服しようと試みられましたが、最も成功したのは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 つのプローブを備えています。1 つは電流プローブ、もう 1 つは電圧プローブで、調査の読み取り値を集めるために移動式フレームに取り付けられ、もう 1 つは電圧プローブとともに遠隔に配置されています。これらの固定された遠隔プローブは、トレーリングケーブルによって移動式調査プローブに接続されています。この構成は調査深度に対して非常にコンパクトで、優れた水平解像度をもたらします。^[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。

上述のシステムの欠点は、調査速度が比較的遅いことです。これに対する解決策の 1 つが車輪式アレイです。車輪式アレイはスパイク付きの車輪または金属ディスクを電極として使用し、ケーブルの引きずり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の分野でよく使われますが、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ポイントで異なる電極間隔を使用して繰り返し測定を行います（多くの場合コンピューター制御）。^[5]この方法で収集されたデータはトモグラフィーや垂直プロファイルの生成に使用できます。^[6]

土壌との直接的な物理的接触を必要としない静電容量結合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や水平パターンのマッピングが可能で、プローブ抵抗システムに必要な電気的接触を妨げる硬い表面や非常に乾燥した表面でも使用できる。これらは考古学的な用途に有望であるが、この原理で動作する現在利用可能なシステムには十分な空間解像度と感度がない。 ^{[7] [8]}

調査では、通常、機器を持って狭い間隔の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、調査対象エリアは、一連の正方形または長方形の調査「グリッド」（用語は異なる場合があります）に杭打ちされます。グリッドの角が既知の参照ポイントであるため、機器のオペレーターは、テープまたはマークされたロープをガイドとして使用してデータを収集します。この方法で、高解像度のマッピングで位置誤差を数センチメートル以内に抑えることができます。初期の調査では、測定値は手動で記録されていましたが、現在ではコンピューター制御のデータロギングとストレージが標準となっています。^[9]

• 垂直電気探査

• シュミット、アーミン（2013）。『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.
• ギャフニー、クリス、ゲーター、ジョン (2003)。『埋もれた過去を明らかにする: 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。