GPR erkennt pleistozäne „Ghost Tracks“

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na kürzlich veröffentlichter Forschungsartikel¹, TM Urban et al. dokumentieren den Einsatz von Bodenradar (GPR) zur erfolgreichen Erkennung von Fußabdrücken im White Sands National Monument, New Mexico, USA.

Dabei handelt es sich jedoch nicht um gewöhnliche Fußabdrücke, sondern um sogenannte „Geisterspuren“ aus dem Pleistozän. Diese eiszeitlichen Fußabdrücke wurden vor mehr als 11,000 Jahren von Mammuts, Riesenfaultieren und Menschen hinterlassen. Im Gegensatz zu frischen Fußabdrücken am Strand, die im Negativrelief erscheinen, wurden diese Fußabdrücke im Laufe der Jahre mit neuem Sediment aufgefüllt, sodass sie bündig mit der Bodenoberfläche oder in manchen Fällen direkt unter einer Sandschicht abschließen. Dies bedeutet, dass die Abdrücke oft nicht sichtbar sind, aber unter bestimmten Feuchtigkeitsbedingungen vorübergehend sichtbar werden können, um dann wieder zu verschwinden, wenn sich diese Bedingungen ändern – daher die umgangssprachliche Bezeichnung „Geisterspuren“. Die gute Nachricht ist, dass diese Fußabdrücke, obwohl sie für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, mit geophysikalischen Methoden, einschließlich GPR, gefunden werden können, sodass die Forscher sie jederzeit lokalisieren und untersuchen können. Da das Ausgraben der Fußabdrücke außerdem zeitaufwändig und zerstörerisch ist, können mit GPR schnell große Mengen an Fußabdrücken dokumentiert und dabei intakt bleiben.

Figure 1

Die Tiefenschnittkarte von 2 bis 4 ns zeigt Fußabdrücke von Mammuts, Riesenfaultieren und Menschen, die mit einem NOGGIN® GPR-System mit einer Mittenfrequenz von 250 MHz erfasst wurden.

 

Die Studie des Teams beschreibt seinen Versuch, Fußabdrücke mithilfe eines NOGGIN® 250 MHz SmartTow™-Systems abzubilden, was ein Erfolg war (Abbildung 1). Seit dieser ersten Arbeit haben die Forscher jedoch mehrere andere GPR-Datensätze mithilfe von NOGGIN®- und pulsEKKO®-GPR-Systemen mit 250-, 500- und 1000-MHz-Mittenfrequenzantennen gesammelt (Abbildung 2), die in zukünftigen Forschungsartikeln beschrieben werden.

Figure 2

Erfassung von GPR-Daten im White Sands National Park mit einem NOGGIN® 250 SmartTow™-System (links) und einem pulsEKKO® 500 SmartTow™-System (rechts). Um die Fußabdrücke während der Arbeiten zu schützen, wurde eine Schaumstoffunterlage verwendet.

 

Es wurde festgestellt, dass Mammut-Fußabdrücke zu einer erheblichen Kompression des Sediments führen, was sich besonders gut in 3D-Darstellungen der GPR-Daten zeigt (Abbildung 3); Kein Wunder, da es sich damals um die größten Landtiere handelte, die es gab. Die Bodenoberfläche wurde mit Schaumstoffmatten abgedeckt, um die empfindlichen Drucke vor Beschädigungen zu schützen. Um die viel kleineren menschlichen Fußabdrücke zu erkennen, waren enge Rasterlinienabstände erforderlich. Die GPR-Datenverarbeitung umfasste Routineverfahren wie Dewow, Gain, Hintergrundsubtraktion, Migration und Envelope, wie im Originalpapier beschrieben¹.

Figure 3

3D-Darstellung des Fußabdrucks eines Mammuts, aufgenommen mit einem NOGGIN® 250. Mammuts wären die größten Landtiere in der Gegend gewesen, und ihre Fußabdrücke führten zu einer erheblichen Kompression des darunter liegenden Sediments.

 

Das Team, eine kollaborative, interdisziplinäre Gruppe bestehend aus Forschern der Cornell University (USA), der Bournemouth University (Großbritannien) und dem US National Park Service, hat zuvor auch erfolgreich Mammut-Fußabdrücke mit einem Magnetometer abgebildet², obwohl sie in ihrem neuen Artikel einige der Vorteile von GPR hervorheben. Insbesondere bei kleineren Fußabdrücken, etwa denen von Menschen, ist das Magnetometer weniger empfindlich als GPR. Das GPR liefert auch Tiefeninformationen, die bei der Beurteilung der Fußabdrücke hilfreich sind. insbesondere in Fällen, in denen sich zwei oder mehr spurbildende Ereignisse überlagern, oder in Fällen, in denen die Sedimentkompression unter dem Fußabdruck verständlich ist, wie beispielsweise bei Mammuts (Abbildung 4).

Figure 4

Tiefenschnitt des Mammut-Fußabdrucks (Mitte) und des Riesenfaultier-Fußabdrucks (oben), erkannt mit GPR. Daten gesammelt mit einem 250 MHz Mittenfrequenz-NOGGIN®-System.

 

Diese ungewöhnliche Anwendung von GPR hat große öffentliche Aufmerksamkeit erregt und die Ergebnisse wurden in mehr als 120 Nachrichtenagenturen weltweit berichtet. Die eiszeitlichen Fußabdrücke von White Sands hatten auch im Jahr 2018 breite Berichterstattung in der Presse erfahren, als dasselbe Team eine Studie veröffentlichte, die darauf hinwies, dass Fußabdrücke pleistozäne Menschen zeigten, die ein Riesenfaultier belästigten und verfolgten³.

Geschichte mit freundlicher Genehmigung von Thomas M Urban von der Cornell University.

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3. Fußabdrücke bewahren die Jagd im Endpleistozän? Mensch-Faultier-Interaktionen in Nordamerika