Zázračně ožívající minulost: Jaké jsou nejnovější trendy v archeologii

Ještě v 1. století označoval termín „archeolog“ v antickém Řecku herce, kteří na jevišti předváděli staré texty formou pantomimy. O archeologii coby „vědě o starém“ hovoříme teprve od 17. století, kdy zmíněný název navrhl jistý Jacques Spon, antikvář a lékař z Lyonu. První kroky k systematickému zkoumání minulosti se však objevily až s počátkem osvícenství a teprve v první polovině 19. století se archeologie proměnila v regulérní vědeckou disciplínu. 

Široká brána k poznání

V minulém století se archeologie stala impozantní disciplínou s přesahem do celé řady dalších oblastí – od geofyziky přes letecké snímkování až po biologii, chemii či genetiku. Rozvíjející se technologie umožnily i z malého vzorku získat řadu informací, o nichž mohli předchozí badatelé jen snít. 

Dobře to dokládá nález obyčejného starého střepu: Dřív se jednoduše popsal a zařadil podle tvaru, typu, materiálu a zdobení. Dnes můžeme detailně určit jeho složení, což zpřesňuje jeho zdroj a původ. Dokážeme určit, při jaké teplotě byl vypalován a temperován. Umíme zjistit stáří někdejší nádoby a pomocí jemných stop na povrchu i její obsah. Všechny uvedené informace můžeme převést na digitální data a následně vytvořit 3D rekonstrukci předmětu. 

Od děrných štítků ke 3D

Právě digitalizace se stala jedním z velkých průlomů, které archeologie v posledních desetiletích zaznamenala. Přechod od papíru a tužky k digitálním datům započal v 70. letech minulého století, kdy si vědci uvědomili, jak velké výhody propojení s informačními technologiemi nabízí. Světlo světa tehdy spatřily první počítačové programy vytvořené ještě na děrných štítcích, jež pomáhaly například s odhadem polohy nalezišť. 

Neuplynulo ani půl století, a počítače či tablety vybavené nejmodernějším softwarem představují při archeologickém výzkumu naprostou samozřejmost. Digitální dokumentace je ve srovnání se svou předchůdkyní neuvěřitelně přesná a především rychlá. Z pořízených záznamů lze potom virtuálně modelovat nejen dávné předměty, ale i celé krajiny či zaniklá města – k příkladům patří třeba rekonstrukce starověkých Pompejí. 

Radarový zrak 

Existuje celá řada metod, jak relativně snadno zjistit, co se ukrývá pod povrchem. Pro každý nález se však hodí trochu jiná: Hledají-li badatelé například kamenné objekty (jako základy budov, mohyly a valy) nebo duté prostory (hrobky či krypty), nechávají půdou vést elektrický proud a měří jeho odpor. Hodnoty mohou ukazovat i na výskyt podzemní vody, skrz kterou proud prochází rychleji. 

Pokud je ovšem třeba dostat se k tzv. zahloubeným objektům, jako jsou různé hrobové jámy, příkopy či palisády, užívá se magnetometrie. V konkrétní lokalitě metoda zjišťuje poruchy v magnetickém poli Země, jež mohou poukazovat na zasypané objekty. K oblíbeným nástrojům, které si archeologové vypůjčili od geofyziků, patří také půdní radar: Jeho pomocí badatelé měří odrazy vysokofrekvenčních rádiových vln vysílaných pod povrch, jež mohou naznačit existenci podzemních staveb. 

Z ptačí perspektivy 

Pohled z ptačí perspektivy, který umožňuje získat představu o poloze i struktuře celého nálezu v krajině, využívá archeologie prakticky od počátku éry létání. I v tomto směru se za poslední desetiletí mnohé změnilo. Metoda leteckého snímkování už dnes dovoluje pořídit nejen klasické ortofotomapy (fotografie zemského povrchu umístěné do souřadnicového systému), ale například také infračervené snímky, z nichž lze vytvořit třeba specializované mapy vegetace. Díky lehce odlišnému složení půdy mají totiž stromy rostoucí na skrytých ruinách jinou barvu v infraspektru než okolní zeleň. 

Alternativou k leteckému snímkování se v poslední době stávají i drony, které jsou oproti letadlům podstatně flexibilnější a především levnější. Uplatňují se hlavně při archeologických záchranných pracích nebo při zkoumání větších celků. 

Vesmírná archeologie 

Snímky lze ovšem pořizovat dokonce i z vesmíru. O velkou senzaci se už v roce 2011 postaraly infračervené fotografie z družice kroužící stovky kilometrů nad Zemí: Na území Egypta totiž odhalily dosud neznámé pyramidy a paláce, tisíce hrobek i řeky ukryté pod saharskou pouští. Přesnost infračervených satelitních snímků neustále roste a podle Sarah Parcakové z University of Alabama v Birminghamu již tato metoda umožňuje odhalit předměty o rozměrech 30 centimetrů pohřbené v hloubce až deset metrů. Zmíněná vědkyně patří mezi nadšené průkopníky „vesmírné archeologie“ – disciplíny, jež zkoumá záběry z družic s cílem objevit dosud neznámé objekty, nebo dokonce dávno zaniklé civilizace. 

Archeologům však nadhled z vesmíru pomáhá i jinde: Běžně využívají například soustavu satelitů Globálního polohového systému (GPS), jež umožňuje zjistit souřadnice přijímače na Zemi. Údaje z GPS používaného v autech či chytrých telefonech se ovšem mohou při měřeních lišit až o několik metrů, a vědci proto pracují s mnohem přesnějším, diferenciálním GPS (DGPS), jenž staví na korekčním signálu z komerčních družic či pozemních vysílačů a funguje s přesností na centimetry.

Zázrak jménem LiDaR 

O přínosu leteckého snímkování v kombinaci s technologií LiDaR (Light Detection and Ranging neboli „zjišťování a zaměřování pomocí laserového světla“) svědčí i fakt, že figuruje v nejednom velkém nálezu z posledních let. LiDaR funguje podobně jako radar, k odhalení objektů však nevyužívá rádiové vlny, nýbrž laserové paprsky. Umožňuje rekonstruovat ve 3D prakticky jakékoliv těleso, navíc umí mapovat i povrch skrytý pod hustým porostem, například v džungli. 

Archeologové lidar využili při objevu dávno zaniklých cest Mayů ve Střední Americe nebo k určení skutečné rozlohy města Angkor v Kambodži. Technologie umí zobrazovat předměty s přesností na tří centimetrů, a zvládne změřit i tak jemné rozdíly, jako je různá výška obilí. Badatelům tudíž poskytuje cenné vodítko, že se v místě mohou nacházet třeba zaniklé stezky či zbytky lidského osídlení. 

Datace s pomocí kosmu 

Ke klíčovým postupům archeologie patří radiokarbonová metoda, která slouží k dataci nálezů organického původu, jako je dřevo, kosti, mumifikovaná těla, papír či kůže. Nejedná se o žádnou žhavou novinku, nedávno ovšem prošla revolučním zdokonalením, takže vědci už nemusejí vzorky pálit jako dřív a testovaný materiál zůstává netknutý. Podobnou výhodu samozřejmě vítá řada specialistů, kteří pracují s extrémně vzácnými nálezy – například s Turínským plátnem. 

Metodu vyvinul již roku 1949 americký chemik Willard Libby a později za ni obdržel Nobelovu cenu. Princip je zjednodušeně řečeno následující: Atomy v zemské atmosféře reagují se sprškami neutronů sekundárního kosmického záření. Vznikají tak mimo jiné radioaktivní izotopy uhlíku, které se potom dostávají do těl živých organismů. Po jejich smrti se ovšem látka rozpadá a následkem toho koncentrace izotopu klesá. Rychlost uvedeného procesu můžeme přesně měřit: Poločas přeměny izotopu na lehčí prvky – tedy doba, za kterou se rozpadne polovina atomových jader ve sledovaném vzorku –, dosahuje 5 730 let. Z celkového množství izotopu tudíž dokážeme vypočítat stáří nálezu, přičemž lze metodu použít pro materiál starý až 50 tisíc let. 

Vepsáno v kostech 

Izotopy uhlíku však celý příběh nezavršují, nýbrž spíš otevírají. Izotopová geochemie vychází z toho, že v kosterních pozůstatcích můžeme zkoumat celou řadu dalších izotopů – například dusíku či stroncia. V současnosti zažívá velký boom zejména analýza izotopů stroncia ze zubní skloviny, která vypovídá o tom, jak se dávný předek stravoval. Pokud totiž vyrostl na určitém území, má ve sklovině uloženy chemické „značky“ z tamní půdy, jež se do těla dostávají jak s vodou, tak s konzumovanými rostlinami. 

Dokážeme přitom nejen zjistit, jak dobře daný jedinec jedl, ale především – kde vyrůstal. Věda tak dostává do rukou zcela nový nástroj pro výzkum lidské migrace. Dnes díky této nové metodě víme, že řada významných osob pohřbených v okolí anglického Stonehenge nepocházela z britských ostrovů, nýbrž ze všech koutů Evropy, včetně zaalpských regionů a oblastí Středozemního moře. Zcela se tím změnil náhled na památku: Z lokální svatyně se totiž rázem stalo centrum rozsáhlého „náboženského turismu“. Archeologové přitom zjistili, že pohyb lidí v Evropě mladší doby kamenné byl podstatně volnější a rozsáhlejší, než jsme si vůbec dokázali představit. 

Výsledky za deset sekund 

Musejí však i dnešní badatelé odesílat veškeré vzorky do laboratoří a „zdržovat se“ čekáním na výsledky? Odpověď zní nikoliv – nebo alespoň ne vždy. Například přenosné rentgenové fluorescenční spektrometry, jež vyvinuli archeologové z University of Sheffield v Anglii, zvládnou určit chemické složení předmětu přímo na místě nálezu.

Při použití této ruční „paprskové zbraně“ vyšlou vědci na zkoumaný vzorek rentgenové záření, které vyrazí elektron z vnitřní atomové slupky látky. Jeho místo následně zaplní elektrony z vyšších slupek, přičemž se uvolňuje druhotné rentgenové záření. Měřením jeho vlnové délky a intenzity lze poté určit, z jakých prvků se předmět skládá a v jakém poměru jsou v něm zastoupeny. 

Přenosný XRF spektrometr spatřil světlo světa teprve v roce 2013 a znamenal malou revoluci ve výzkumu obsidiánových nástrojů, které naši předkové používali zřejmě už před dvěma miliony let. Chemické složení kamene se podle lokality velmi liší a dřív archeologové takové nálezy odesílali do specializovaných laboratoří, načež čekali na výsledky měsíce, a často i roky. Novinka jim tedy neuvěřitelně usnadňuje výzkum: Přesnou analýzu přímo na místě zvládne přístroj za pouhých deset sekund!

Mechaničtí asistenti 

Indiana Jones by při svých nebezpečných výpravách jistě uvítal robotického pomocníka, který by nasazoval život za něj – a právě takové už dnešní archeologové skutečně mají k dispozici. Roboti se například osvědčili jako zdatní průzkumníci prolézající úzké šachty hluboko uvnitř Velké pyramidy v Gíze, ale především coby výborní potápěči, kteří zvládli zkoumat římské vraky na dně Středozemního moře. Konkrétně se jednalo o zařízení OceanOne, jež vyvinuli vědci ze Stanford University. 

O tom, že se v budoucnu téměř jistě můžeme těšit na ještě chytřejší a flexibilnější archeologické pomocníky, svědčí projekt vědců z Carnegie Mellon University v Pittsburghu. Tamní tým vyvíjí inteligentní „robotické hady“: Dokážou se dostat i na místa pro člověka či jiný stroj zcela nepřístupná, zvládnou třeba vyšplhat na strom a při pohybu se umějí vypořádat s různými překážkami. Časem by pak měli zkoumat například umělé jeskyně v egyptské Hurghadě, kde odpočívá mnoho starodávných vraků lodí.

Věk umělých inteligencí

Podobný technologický skok, jaký pro vědce znamenal LiDaR nebo třeba radiokarbonové datování, může přinést i širší nasazení umělé inteligence. Umělou inteligenci lze využít například k analýzám snímků a zpracování dat, při tvorbě archeologických map ze satelitních snímků, vytipování vhodných nalezišť na základě analýzy geografických a klimatických údajů a algoritmů strojového učení.

TIP: Klínopisné puzzle: Umělá inteligence luští dávné babylónské texty

Své uplatnění již umělá inteligence, díky schopnosti zpracovávat velká množství dat a strojového učení, nachází v datových analýzách a rekonstrukcích nebo při určování trendů a vzorců v archeologických artefaktech a záznamech. V budoucnu nepochybně poroste také význam umělé inteligence v oblasti virtuálních rekonstrukcí: díky ní budeme schopni rekonstruovat virtuální archeologická naleziště a na vlastní oči spatřit, jak daném místě vypadal život v době, kdy byla obývána.