RELAZIONE INDAGINI ARCHEOLOGICHE SANTA MARTA. ATS s.r.l.

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1 RELAZIONE INDAGINI ARCHEOLOGICHE SANTA MARTA ATS s.r.l. Data indagine Luglio - Settembre 2011 Direzione scientifica: Prof. Dr. S. Campana Coordinamento: Dr. L. Marasco, Dr. M. Ghisleni Topografia e GIS: Dr. M. Sordini Indagini geofisiche: Dr. C. Felici, Dr. B. Frezza, Dr. F. Pericci. Indagini di superficie e analisi ceramica: M. Ghisleni, E. Vaccaro

2 DATI IDENTIFICATIVI DEL SITO Provincia: Grosseto Comune: Cinigiano Coordinate UTM: E N Destinazione d uso attuale: Seminativo Estensione area di indagine: mq ca. Fig.1 Strumenti geofisici utilizzati: Foerster Ferex a 4 sensori, ARP, IDS-Stream X

3 Fig.2 Area d indagine

4 DATI IDENTIFICATIVI DEL CONTESTO E CARATTERISTICHE FISIOGRAFICHE La superficie indagata ammonta a circa mq. I caratteri morfologici dell area sono quelli caratteristici dei versanti collinari dell area del Monte Cucco. Le condizioni del suolo sono state nel complesso buone anche se, la morfologia dell area da indagare in combinazione con il numeroso materiale antropico presente sulla superficie, ha reso complessa l acquisizione creando, in alcuni casi, disturbi che hanno influenzato la qualità dell indagine stessa. Per meglio definire le caratteristiche morfologiche dell'area d'indagine è stato realizzato un modello digitale del terreno DTM attraverso un sistema GPS topografico. Un DTM è la rappresentazione della distribuzione delle quote di una superficie, in formato digitale: il modello digitale del terreno viene prodotto in formato raster associando a ciascun pixel l'attributo relativo alla quota. Il rilievo è stato eseguito in modalità Real Time Kinematic (RTK): attraverso questa modalità è infatti possibile effettuare un rilievo accurato del terreno attraverso la connessione a una stazione di riferimento; tale stazione fornisce in tempo reale la correzione delle misure consentendo di raggiungere una precisione centimetrica. Le misure del terreno acquisite sono state elaborate

5 attraverso il metodo di interpolazione spaziale Natural Neighbor: tale algoritmo è più lineare rispetto ad altri metodi di interpolazione e lascia i dati meno disturbati possibile, risultando anche relativamente veloce nella produzione del modello digitale del terreno. Tale sistema GPS è stato inoltre utilizzato per georeferenziare le misure delle indagini diagnostiche che sono state realizzate nel sito. Come concordato sono state effettuate indagini geofisiche con tipologie di strumenti diversi in modo tale da avere a disposizione il maggior grado di dettaglio possibile e la maggiore comprensione del deposito archeologico presente nel sottosuolo. Sono state effettuate misure magnetiche utilizzando un magnetometro Fluxgate Foerster a quattro sensori, per la geoelettrica sono state effettuate indagini utilizzando la tecnologia ARP, mentre per le indagini GPR- Ground Penetrating Radar è stata adottata la soluzione dell IDS Stream X che consente di effettuare indagini su ampie superfici.

6 ATS srl - Archaeolandscapes Tech & Survey Fig.4 Modello digitale del terreno: la quota è rappresentata con una scala di colori. Il range minimo e massimo della quota e i rispettivi colori associati sono riportati in legenda. I valori fanno riferimento alla quota ellissoidica, ovvero la distanza, misurata lungo la normale all ellissoide, fra un punto e la superficie dell ellissoide. Essa differisce dalla quota dello stesso punto riferita ad una superficie fisica quale quella costituita dal livello medio del mare. ATS srl Archaeolandscapes Tech & Survey Via Bruxelles 10, zona industriale di Bomba Fraz. Meleto Cavriglia (AR) - P.I

7 RICOGNIZIONE AEREA Nel mese di giugno 2011 sono statieffettuati alcuni voli conaerei da turismo conil fine di acquisire immagini di dettaglio dell'area oggetto di studio. Fig.5 Panoramica dell area d'indagine L'acquisizione delle immagini è stata indirizzata da un lato a produrre nuova ed aggiornata documentazione fotografica dell'area oggetto d'indagine, dall'altro alla ricerca di eventuali tracce archeologiche. Anomalie nel territorio quali variazioni nella crescita della vegetazione, nel contenuto di umidità dei suoli, delle caratteristiche fisiche dei terreni o micro variazioni altimetriche possono rivelare depositi archeologici sepolti. Tale metodo d'indagine è strettamente legato alla pedologia, ai fenomeni post-deposizionali e all uso del suolo, nonché al periodo in cui vengono effettuate le riprese: tali fattori infatti determinano la visibilità o meno delle tracce archeologiche.

8 In questo caso è stata ottenuta una documentazione di dettaglio dello stato attuale dell' area oggetto d'indagine, mentre la ricerca di tracce archeologiche non ha prodotto risultati poiché non erano presenti le condizioni ottimali per la visibilità delle tracce. Tale indagine verrà ripetuta in differenti periodi dell'anno. Fig.6- Dettaglio area d'indagine

9 INDAGINI GEOFISICHE 1. MAGNETOMETRIA La metodologia magnetometrica si basa sulla misura delle variazioni del campo magnetico terrestre, o del suo gradiente. Le variazioni magnetiche sono provocate dal contrasto della suscettività magnetica (proprietà caratteristica degli elementi) che caratterizza l'oggetto della ricerca e il terreno che lo contiene,contrasto che può essere più o meno marcato in rapporto alla concentrazione di sostanze magnetizzabili presenti nelle strutture indagate, o nel terreno.in generale,tale contrasto è forte quando è alto il contenuto di tali sostanze in uno dei due elementi, o quando sono subentrati fenomeni di stress termico sugli elementi stessi. È il caso naturalmente delle sostanze e dei materiali contenenti ferro o suoi composti, ma anche di altri, ad esempio dei materiali in laterizio, ceramica, ecc., o dei materiali venuti direttamente a contatto del fuoco (focolari, fornaci, ecc.); Il calore, infatti, agisce a livello atomico sull'orientazione dei singoli dipoli magnetici, che tendono a disporsi tutti secondo la direzione del campo magnetico terrestre presente in quel luogo e in quel dato momento. Il successivo rapido raffreddamento "congela" l'orientamento magnetico acquisito (magnetizzazione termica). Una concentrazione di laterizi sepolti nel terreno naturale, ad esempio, presenta valori magnetici notevolmente superiori (anche di parecchie decine di ordini di grandezza) rispetto a quelli del fondo naturale e può, pertanto, essere agevolmente individuata con la prospezione magnetometrica. Il rilievo magnetico con la tecnica del gradiente utilizzata nelle presenti indagini, rispetto a quello della misura del campo totale, consente di operare indipendentemente dalle variazioni magnetiche temporali naturali o dalle interferenze magnetiche di origine antropica che interagiscono con il segnale magnetico reale. Ulteriori vantaggi sono rappresentati, inoltre, dalla rapidità di acquisizione e dall'alta capacità di discriminazione laterale del segnale. Lo strumento utilizzato è un magnetometro Fluxgate Foerster a quattro sensori distanziati tra loro 50 cm. con acquisizione di un punto ogni 10 cm sull asse delle ordinate. La sensoristica costituisce il cuore del sistema in grado di misurare variazioni del campo

10 magnetico terrestre nell ordine di 0,01 nt. Lo strumento è interfacciato in tempo reale con un sistema GPS. Per una maggiore precisione in fase di georeferenziazione sono stati presi, in aggiunta, punti di controllo con GPS centimetrico. Interpretazione dati magnetometrici Ciò che si evidenzia in modo sostanziale dai risultati magnetometrici è l importante antropizzazione dell area. I dati, seppur non rivelando nella maggior parte delle aree l articolazione interna dell insediamento, sono di grande importanza per capire l esatta posizione delle aree insediate. A seguito di una classificazione delle anomalie magnetiche si possono mettere in evidenza tre gruppi di tracce. Sono state individuate quattro aree principali caratterizzate da numerosi dipoli associati, segno di intensa attività antropica, che vanno a formare cluster di dipoli. All interno di queste aree è possibile caratterizzare degli allineamenti che, per dimensioni, forma e valore magnetico, possono essere associati in fase interpretativa a strutture (allineamenti/strutture). Alcune anomalie sono classificabili come allineamenti sulla base della forma e della collocazione spaziale.

11 Fig.7 Mappa delle misure gradiometriche

12 Dipoli In un area altamente antropizzata, come risulta essere quella d indagine, è normale la presenza di numerosi dipoli. I dipoli sono distribuiti su tutta la superficie indagata e sono da mettere in relazione con la frequentazioni dell area. Tuttavia non vi sono dipoli isolati significativi ai fini di una maggiore comprensione del contesto archeologico. L unico dipolo significativo quello identificato con l anomalia n.17. Questa anomalia ha dimensioni di 2,5x2,5 mt e valori compresi tra +3509,55/-7622,97. Dati gli alti valori magnetometrici il dipolo può essere messo in relazione con una fornace produttiva o una massa metallica presente nel sottosuolo. Fig.8Dipolo sopraelaborazionedeldatogrezzoconifr Dataload; a destra lo stesso dipolo nella griglia elaborata con software G-Sys

13 Cluster di dipoli Si tratta di dipoli associati in maniera non regolare che derivano da attività antropiche. Sono evidenti cinque aree ben distinte di cluster distribuite nella parte nord nord-est della zona indagata (1, 8, 9, 11, 13). Questi cluster hanno valore magnetico che varia tra +180/-70. Nonostante il cluster venga identificato graficamente con un ammasso irregolare e caotico di dipoli è possibile ipotizzare, per le anomalie suddette, una corrispondenza con elementi strutturali o legati alla frequentazione sulla base dei valori magnetici e della loro collocazione spaziale. Altri cluster di dipoli sono i nn. 2, 3, 14 che si trovano immediatamente a sud dell area di scavo e che possono essere messi in relazione con i numerosi materiali di scarto cosparsi sulle superficie del terreno. Allineamenti/Strutture Le aree ad alta attività antropica generano, in questo caso, numerosi dipoli aggregati che rendono complicato l individuazione di tracce regolari. Tuttavia in alcuni casi è possibile identificare, all interno di questi cluster, allineamenti interpretabili come strutture insediative o produttive. Queste anomalie tutte di forma quadrangolare differiscono per l intensità del segnale magnetico. Nella parte ovest dell area indagata le tracce nn. 4 e 5 hanno valori che variano tra +237/-114 nt. Vista l intensità del segnale magnetometrico è possibile ipotizzare una destinazione a carattere produttivo dell area in esame. Le anomalie nn. 6, 10, 18,19 sono invece caratterizzate da valori che variano tra +25/-15 nt con punte di +75/-70 nt che è plausibile mettere in relazione con strutture relative a la parte abitativa dell insediamento. Allineamenti Si tratta di dipoli isolatioclusterdi dipoliche per laloro collocazionespaziale tendono a

14 formare degli allineamenti. Si trovano prevalentemente nell area insediativa quindi molto probabilmente indice di attività antropica. Possono essere classificati in base alla tipologia di anomali come: allineamenti di dipoli, allineamenti di cluster, anomalie lineari. TABELLA IDENTIFICATIVA DEI DATI MAGNETICI: AREA A ID TIPO TRACCIA DEFINIZIONE INTERPRETAZIONE AFFIDABILITA' RISCHIO 1 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 2 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 3 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 4 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto 5 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto 6 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto 7 Dipolo Antropico Allineamento Buona Alto 8 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 9 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 10 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto 11 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 12 Dipolo Antropico Allineamento Buona Alto 13 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 14 Dipolo Antropico Cluster di dipoli Buona Alto 15 Dipolo Antropico Allineamento Buona Alto 16 Dipolo Antropico Allineamento Buona Alto 17 Dipolo Antropico Dipolo Buona Alto 18 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto 19 Dipolo Antropico Allineamento/struttura Buona Alto

15 Fig.9 Interpretazione delle anomalie magnetometriche

16 2. INDAGINI GEOELETTRICHE SISTEMA ARP (Automatic Resistivity Profiling) La metodologia ARP consente di acquisire valori di resistività tramite un sistema multi sensore di recente sviluppo, da parte di Geocarta S.A., munito di quattro assi con ruote dentate, trascinato e posto in movimento da una moto a quattro ruote motrici. Gli elettrodi vengono infissi nel terreno in continuo grazie alle ruote dentate che permettono loro di essere sempre a contatto con la superficie.il sistema è dotato di un apparato GPS differenziale per il posizionamento delle misure in coordinate geografiche. Il sistema permette di indagare contemporaneamente tre distinti livelli del terreno i cui valori vengono rappresentati da mappe planari di resistività, rispettivamente a 0-50cm, 0-100cm e 0-200cm di profondità. Interpretazione dati geoelettrici L'elaborazione dei dati geoelettrici ha evidenziato la presenza di anomalie riconducibili ad attività antropica visibili in tutte e tre le mappe di resistività apparente. Il grado di visibilità delle tracce archeologiche varia a seconda della profondità d'indagine; queste sono più evidenti nella tomografiaa1m. La rappresentazione della mappa di resistività mostra chiaramente che le tracce si concentrano in tre zone ben distinte che s'individuano nelle aree a N/W e a N/E della griglia 1,e inquella a S/Wdella griglia 2. I tre gruppi di anomalie sono caratterizzati da evidenze di forma più o meno regolare che per articolazione, dimensioni e valori di resistività possono essere interpretate come strutture murarie (distinte dal colore griglio scuro nelle mappe di resistività).

17 1. Gruppo di anomalie nell'area N/W della griglia 1 (nn. 20, 21, 22, 23, 24, 25) l'elaborazione dei dati geoelettrici ha rilevato un'area insediativa della quale è più o meno visibile anche l'articolazione interna. Le tracce sono ipoteticamente riconducibili a cinque diverse strutture/ambienti, che gli elementi a disposizione non consentono di identificare con più precisione. 2. Gruppo di anomalie nell'area N/E della griglia 1 (nn. 26,27,28, 29,30) anche in questo caso il gruppo di anomalie può essere ricondotto ad un'area insediativa. Di più difficile identificazione l'articolazione interna della stessa. 3. Gruppo di anomalie nell'area S/W della griglia 2 (nn.31,32,33,34,35) altra area insediativa nella quale si distinguono cinque strutture/ambienti non meglio identificabili.

18 Figg.10,11,12-Dasinistraversodestraedall altoversoilbasso: Mappa di resistività apparente a 0,50 m Mappadiresistivitàapparentea1m Mappa di resistività apparente a 1,70 m

19 Fig.13 Mappa di resistività apparente a 1 m. con interpretazione delle tracce archeologiche

20 3. RADAR IDS Stream X I dati radar sono stati acquisiti con il nuovo sistema radar Stream X, composto da 16 antenne (200 MHz) o 40 antenne (600MHz) a doppia polarizzazione. Il sistema è trainato da un fuoristrada. L'operatore è dotato di un sistema GPS RTK per il posizionamento delle misure e per la navigazione. Caratteristiche principali del sistema sono un'alta velocità di acquisizione, un'alta qualità dei dati, la possibilità di impiegare diverse soluzioni specializzate per differenti esigenze e contesti. Il radar è una tecnologia particolarmente indicata per indagini archeologiche a alta profondità e per la definizione geometrica dei corpi sepolti. areab areaa Fig.14 Aree nelle quali è stato ritenuto opportuno un approfondimento con le indagini radar.

21 Nel caso specifico l'indagine radar è stata mirata ad approfondire le indagini diagnostiche su due aree particolarmente significative evidenziate dalle altre indagini. L'acquisizione dei dati ha presentato alcune difficoltà, causate principalmente da: 1. presenza di materiale archeologico/lapideo presente in notevole quantità e dimensioni nella superficie del fondo agricolo, 2. inoltre l'alta presenza di argille nella composizione del suolo ha parzialmente ridotto l'efficacia di questa tecnica: le argille infatti hanno un alto valore di attenuazione che determina, come nel caso specifico, una dispersione del segnale nel terreno, limitando a pochi centimetri la capacità di penetrazione.

22 Fig.15 Risultanze dell'indagine radar nell'area A: mappa relativa a 10 cm di profondità.

23 Fig.16 Risultanze dell'indagine radar nell'area A: mappe relative alle seguenti profondità: 30cm - 60 cm - 90 cm-120cm-150cm.

24 Fig.17 Risultanze dell'indagine radar nell'area B: mappa relativa a 10 cm di profondità.

25 Fig.18 Risultanze dell'indagine radar nell'area 6: mappe relative alle seguenti profondità: 60 cm - 90 cm-150cm. TABELLA RIASSUNTIVA DEI RISULTATI DELLE INDAGINI ARCHEOLOGICHE Indagine Affidabilità Potenziale Archeologico Magnetometria Buona Alto ARP Buona Alto RADAR Media Alto

26 Conclusioni L'esito complessivo delle indagini diagnostiche effettuate nell'area di Santa Marta ha permesso di evidenziare e circoscrivere i depositi archeologici mettendo in evidenza tracce di tipo positivo e negativo. L'integrazione tra i vari metodi d'indagine ha consentito di ridurre l'indeterminatezza nella valutazione del potenziale archeologico e le rispettive analisi si sono rivelate complementari per raggiungere gli obiettivi specifici del progetto: individuare con la massima precisione possibile le aree in cui intervenire attraverso la scavo archeologico l anno successivo. Dall'integrazione dei risultati è stata elaborata un'interpretazione che sembra evidenziare tre macro aree di grande interesse archeologico: Area A: all'interno di quest'area sono state evidenziate numerose tracce interpretabili come strutture murarie. I materiali archeologici presenti in superficie fanno presupporre l'esistenza di qualche struttura legata alla produzione: tale interpretazione deriva dalla presenza in superficie di numerose scorie metalliche apparentemente legate alla fusione del ferro. Inoltre l'abbondanza di cocciopesto, (materiale edilizio utilizzato come rivestimento impermeabile per pavimenti sia interni che esterni, ma anche per il rivestimento di pareti) fa supporre la presenza di una cisterna o una struttura termale. Area B: in quest'area sono state evidenziate tracce interpretabili come strutture murarie. Le tracce sembrano indicare la presenza di un edificio con divisione interna in più ambienti. Il materiale presente in superficie, grossi elementi lapidei e numerosissimi frammenti di ossa umane spingono ad interpretare tali tracce come resti di una chiesa con cimitero annesso. Area C: in quest'area sono state evidenziate tracce interpretabili come strutture murarie. In quest area sono presenti tessere di mosaico in superficie e ciò potrebbe essere riconducibile alla presenza di una ulteriore area residenziale della villa. Le successive campagne di scavo archeologico saranno pianificate attraverso i risultati fin qui conseguiti. Ciò consentirà di mirare gli interventi di scavo per verificare le tracce archeologiche

27 rilevate in maniera estremamente puntuale. areaa areab areac Fig.19 Interpretazione dei risultati della diagnostica archeologica. Il direttore scientifico Prof. Stefano Campana Presidente ATS srl Topografia Antica - Università di Siena