Tombes historiques situées dans un parc urbain moderne
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Tombes historiques situées dans un parc urbain moderne

Les archéologues ont utilisé plusieurs outils géophysiques, dont le GPR, pour rechercher des tombes du XIXe siècle dans un parc de la ville de Charleston, en Virginie-Occidentale, qui était autrefois un cimetière.

Par Jarrod Burks, Ph.D.
Ohio Valley Archaeology, Inc.

O

hio Valley Archaeology, Inc., en collaboration avec la West Virginia State University, a mené des travaux de prospection géophysique dans le Ruffner Memorial Park pour le compte de la ville de Charleston, en Virginie-Occidentale. Le travail s'est concentré sur la localisation des tombes autrefois associées au cimetière Ruffner qui est maintenant un parc de la ville appelé Ruffner Memorial Park. Le cimetière a été fondé en 1803 par la famille Ruffner, qui possédait une vaste étendue de terre le long de la rivière Kanawha au-dessus de la ville naissante de Charleston. (Figure 1).

Au fur et à mesure que Charleston grandissait, une parcelle d'un acre comprenant le cimetière de la famille Ruffner a été vendue à la ville pour être utilisée comme cimetière de la ville de 1831 à 1871, date à laquelle le nouveau cimetière de Spring Hill est devenu le cimetière de la ville. Alors que jusqu'à 50 sépultures ont été exhumées du cimetière Ruffner et transférées au cimetière de Spring Hill, beaucoup ont été laissées en place.

Dans les années 1920, le terrain a été converti d'un cimetière en parc. Les marqueurs de pierre restants ont été déracinés, posés à plat sur le sol et la totalité de la parcelle d'un acre a été recouverte de 2 pieds de remblai.

Les objectifs des levés géophysiques étaient de (1) détecter d'éventuelles tombes, (2) localiser des pierres de repère enterrées et (3) identifier d'autres composants du cimetière tels que les limites des parcelles et les chemins ou routes internes.

Figure 1
L'emplacement du Ruffner Memorial Park, anciennement le cimetière Ruffner dans la ville de Charleston, en Virginie-Occidentale.

Alors que l'enquête comprenait des données de GPR, de gradiométrie magnétique et de résistance de terre, cette histoire met en évidence les résultats des données GPR.

Détection de tombes avec des instruments géophysiques

Les tombes sont notoirement difficiles à détecter avec des instruments de levé géophysique et souvent pour des raisons imprévisibles. Dans certains cimetières, chaque tombe peut être détectée tandis que dans d'autres, les tombes sont totalement invisibles aux instruments.

Trois aspects principaux des tombes déterminent leur détectabilité dans les levés géophysiques : le puits de sépulture et les sols à l'intérieur et autour de celui-ci, la présence de voûtes funéraires et le type de cercueil utilisé et s'il est toujours intact.

Sol hôte : La majeure partie de cette différence de détectabilité provient de la variabilité des types de sols trouvés dans les zones utilisées pour l'enfouissement, tels que les sols sablonneux par rapport aux sols argileux. Certains types de sol facilitent la détection des tombes plus que d'autres.

Figure 2
Exemples idéalisés de tombes et de leurs composants.

Puits funéraire: L'aspect peut-être le plus important des sépultures plus anciennes (c.-à-d., 19e siècle et avant) pour une détection réussie lors des levés géophysiques est le puits de sépulture et son remplissage. Les puits funéraires sont des trous ovales à rectangulaires creusés de deux à six pieds dans le sol. Leur étendue horizontale varie considérablement et dépend de la taille de l'occupant de la tombe (par exemple, adulte ou enfant) et de l'utilisation d'un cercueil et/ou d'un caveau funéraire. Les puits funéraires plus grands, tels que ceux des adultes, sont plus susceptibles d'être détectés par des instruments géophysiques que ceux des sépultures d'adolescents plus petits.

Le type de sol placé dans le puits funéraire est également important pour la détection avec des dispositifs de levé géophysique. Les sédiments dans les puits funéraires sont détectables parce que leurs propriétés sont très différentes (c'est-à-dire qu'ils sont perturbés) de celles des sols environnants intacts. Cependant, un puits funéraire creusé dans le sol sans couches distinctives sera moins détectable qu'un puits creusé dans un sol avec de nombreuses couches distinctives. À l'extrême, un trou creusé dans un milieu homogène, tel que du sable de dune ou de plage, qui est ensuite remblayé avec le même sable peut être encore plus difficile à détecter lors de la recherche de différences de sol dans les données GPR.

Plusieurs autres caractéristiques du sol sont également prises en compte dans la détectabilité des puits funéraires. Étant donné que les propriétés du sol (porosité, compacité, etc.) du remblai des puits funéraires diffèrent du sol non perturbé qui les entoure, les puits funéraires ont tendance à retenir et à drainer l'humidité différemment de leur environnement. Ainsi, l'humidité différentielle du sol joue un rôle clé dans la détectabilité des graves. Par exemple, de fortes pluies récentes peuvent faciliter la détection du sommet des puits funéraires avec le GPR.

Des interruptions ou des perturbations des couches de sol, communes à toutes les sépultures, peuvent parfois être détectées par GPR. De nombreuses tombes, en particulier les plus anciennes, subissent un affaissement lorsque le cercueil s'effondre et que le remblai du puits de la tombe s'installe (Figure 2, tombe 2). Cela laisse une dépression à la surface. Souvent, le sol apporté pour remplir la tombe affaissée provient d'une source différente de celle du remblai original du puits de la tombe. Ce sol différent est parfois détectable avec GPR.

Caveaux funéraires: Bien sûr, ce qu'il y a dans la tombe est également un facteur majeur de détectabilité - les voûtes en béton armé sont assez faciles à détecter avec presque tous les types d'instruments d'arpentage et dans tous les types de sol (Figure 2, tombe 3).

Presque toutes les tombes modernes aux États-Unis impliquent de placer un cercueil dans un caveau funéraire souterrain - cette pratique est également utilisée dans de nombreuses autres parties du monde. Les tombes plus anciennes contiennent parfois des voûtes en brique ou en bois. Quel que soit le matériau, les voûtes auront certainement un impact sur les niveaux d'humidité du sol présents dans la tombe, les rendant plus détectables avec le GPR, en supposant qu'il puisse pénétrer suffisamment profondément dans le sol.

Cercueils: Le type de cercueil peut également affecter la détectabilité d'une sépulture lors d'un levé géophysique. La plupart des cercueils en bois ne seront pas détectés, et dans les cimetières plus anciens, de nombreux cercueils en bois se sont effondrés et ont pourri (Figure 2, tombe 2). Cependant, il est possible que des cercueils en bois intacts, s'ils contiennent encore une poche d'air, soient détectés par GPR (Figure 2, tombe 1).

Un type de cercueil est beaucoup plus facile à détecter avec des instruments géophysiques – les cercueils/cercueils en fonte. Le premier brevet pour un cercueil en fonte aux États-Unis a été délivré en 1848 et peu de temps après (années 1850), des cercueils en fer ont été utilisés dans les cimetières à travers le pays, bien qu'en petit nombre et en grande partie pour les personnes aisées. Le GPR peut détecter des cercueils métalliques de tout type et peut même être capable de détecter le matériel de cercueil s'il est assez grand (les clous ne sont probablement pas assez gros pour être détectés avec le GPR), en supposant que le signal GPR peut pénétrer suffisamment profondément dans le sol pour atteindre le cercueil , ce qui n'est pas toujours le cas.

Le GPR est la méthode géophysique la plus populaire qui peut pénétrer suffisamment profondément dans le sol et avec une résolution suffisante pour détecter les restes humains dans les tombes. Mais même lorsque le GPR peut pénétrer suffisamment profondément, les os et le sol ont des propriétés GPR similaires, de sorte qu'il n'y a généralement pas assez de contraste pour produire une réflexion interprétable. De plus, la détection de caractéristiques ou d'objets très subtils, tels que des os dans le sol, est compliquée par la présence d'autres objets plus facilement détectés dans la plupart des cimetières. Par exemple, les racines des arbres peuvent être très distinctives dans les données GPR, et elles peuvent obscurcir les réflexions GPR subtiles à côté et en dessous d'elles.

Autres objets souterrains: En plus des tombes, les cimetières contiennent également des marqueurs de parcelles funéraires, des murs, des chemins, des routes, des fondations de petits bâtiments, des clôtures périmétriques, des puits et d'autres types d'éléments décoratifs/de jardin. Trouver les signatures géophysiques de ces types de caractéristiques peut être important pour déterminer la structure du cimetière et, par extension, les emplacements généraux des tombes, ainsi que les emplacements des limites du cimetière. Les bords du cimetière peuvent également être distingués par des activités qui se sont déroulées à l'extérieur du cimetière. Par exemple, le labourage autour des zones d'inhumation ou des cimetières crée souvent des modèles de charrue distinctifs dans les données géophysiques qui sont particulièrement absents dans le cimetière.

Conditions du sol sur le site de l'enquête

Le sol du Ruffner Memorial Park est constitué d'un loam sableux fin plus foncé avec une augmentation notable de l'argile qui commence à environ 41 cm sous la surface et s'étend jusqu'à environ 132 cm sous la surface, où un loam sableux fin reprend. Les sols sablonneux sont idéaux pour les levés GPR car ils permettent aux signaux GPR de pénétrer beaucoup plus profondément dans le sol que le limon ou le limon argileux.

Collecte de données GPR

Un système Noggin 500 a été utilisé pour collecter les données GPR au Ruffner Memorial Park (Figure 3). Un GPR à fréquence centrale de 500 MHz est un système de fréquence moyenne qui convient à la plupart des applications archéologiques. Une fenêtre temporelle de 54 nanosecondes a été utilisée pour "écouter" les réflexions de retour des impulsions GPR transmises à une profondeur d'environ 2 mètres.

Figure 3
Système NOGGIN 500 MHz SmartCart collectant des données sur le site.

À 500 MHz, les traces GPR ou "lectures" sont collectées tous les 2 cm, ce qui se traduit par 50 traces par mètre. Des lignes de relevé GPR de 20 mètres de long (1000 traces) ont été recueillies dans des grilles avec des transects espacés de 25 cm d'intervalle. Au total, environ 11,200 560,000 mètres de données et XNUMX XNUMX traces ont été recueillies pour cette enquête.

Les coupes GPR montrant les réflexions interprétées comme des pierres de repère enterrées sont présentées dans Figure 4.

Figure 4
Profils GPR montrant des exemples d'anomalies probables liées à la pierre tombale (indiquées par des flèches blanches), qui se produisent généralement entre 50 et 80 cm sous la surface.

La tranche de profondeur d'amplitude GPR de 65 à 85 cm est illustrée dans Figure 5 avec 15 pierres tombales possibles interprétées.

Figure 5
La carte des tranches d'amplitude du GPR de 65 à 85 cm sous la surface montrant les pierres tombales probables - la flèche jaune indique l'une des au moins 15 pierres tombales probables visibles sur cette carte.

Sur la base des résultats du GPR, cinq emplacements considérés comme des pierres repères ont été testés avec un dispositif de carottage du sol et des pierres ont été rencontrées entre environ 55 cm et 80 cm (c'est-à-dire environ 2 pieds) sous la surface dans les cinq cas.

Les coupes GPR montrant les réflexions interprétées comme des tombes sont présentées dans Figure 6.

Figure 6
Profil GPR avec des flèches blanches indiquant les indications distinctes et subtiles des tombes - notez comment elles se produisent à plus de 120 cm dans le profil, sous les nombreuses hyperboles associées aux racines des arbres, qui sont généralement moins profondes que 80 cm sous la surface.

La tranche de profondeur d'amplitude GPR de 120 à 140 cm est illustrée dans Figure 7. Les réflecteurs localisés de grande amplitude sont interprétés comme des tombes.

Figure 7
La carte des tranches d'amplitude du GPR de 120 à 140 cm sous la surface montrant des tombes probables - la flèche jaune indique l'une des nombreuses tombes visibles sur cette carte.

Résultats

Les résultats des levés géophysiques ont détecté 207 tombes probables et au moins 41 pierres repères enfouies, ainsi qu'un possible chemin d'origine vers le cimetière et deux autres grands éléments rectilignes d'origine incertaine (Figure 8). Les pierres détectées et les tombes probables se trouvent dans des lignes/rangées distinctes, avec un groupe dense près du milieu du parc.

Figure 8
Interprétation des résultats des levés géophysiques, montrant les tombes probables et possibles, ainsi que les services publics et autres caractéristiques d'intérêt possible.

Les résultats des travaux de levés géophysiques montrent que le cimetière a été aménagé selon un quadrillage régulier avec des rangées perpendiculaires à la route et à la rivière. Alors que des tombes et des marqueurs probables ont été détectés à travers le parc, la majeure partie des tombes détectées sont situées près du centre du parc, entre le monument commémoratif et la route. Trois conteneurs funéraires en fer ont été détectés dans les relevés GPR et magnétomètre (marqués par des étoiles dans Figure 8). Deux d'entre eux sont associés aux parcelles originales de Ruffner à l'extrémité ouest du cimetière.

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