Cộng nghệ laser cách mạng hóa ngành khảo cổ học

kỹ thuật cung cấp khoa học gia máy bay nha khoa công nghệ

Ngành khảo cổ học đang được cách mạng hóa nhờ các kỹ thuật scan từ xa sử dụng laser để dò tìm những di tích ngầm dưới lòng đất. Công nghệ laser cung cấp những hình ảnh rõ ràng về bề mặt trái đất và giúp cho các nhà khảo cổ Đức khám phá hàng ngàn di tích mới.

Glauberg là điểm nóng đối với các nhà khảo cổ học. Trong suốt nhiều thập niên, các nhà nghiên cứu tích cực điều tra khu cao nguyên ở bang Hesse miền Trung nước Đức, nơi con người bắt đầu sinh sống cách đây khoảng 7.000 năm.

Vào thời Trung cổ, người ta đã xây dựng những lâu đài cao ngất và các nhà nghiên cứu tìm thấy rất nhiều đồ tạo tác trong khu vực Glauberg. Năm 1966, họ có được khám phá  ngoạn mục: Bức tượng chiến binh người Celt được gọi là "Hoàng tử Celt" ở Glauberg. Đó là những gì diễn ra trước khi có công nghệ laser.

Hiện nay, giới khảo cổ học sử dụng máy bay lượn lờ nhiều lần bên trên cao nguyên Glauberg, phóng xuống mặt đất những loạt xung ánh sáng rồi đánh giá kết quả phản hồi. Công nghệ dò tìm bằng ánh sáng này - gọi là LIDAR - giúp các nhà khoa học thu thập dữ liệu rồi sau đó phân tích trên máy vi tính. Hình ảnh 3D của bề mặt trái đất sẽ tiết lộ bất cứ cấu trúc nào ẩn tàng dưới lòng đất.

Nhờ công nghệ LIDAR mà các nhà khoa học đã phát hiện nhiều cổ mộ ngầm mà trước đây họ không "nhìn thấy" được ở cao nguyên Glauberg - theo Axel Posluschny, người phụ trách Dự án khảo cổ học châu Âu (ArcLand) của Viện Khảo cổ Đức.

Khoảng 75 trường đại học và trung tâm nghiên cứu ở châu Âu tham gia dự án - bắt đầu vào năm 2010 và kết thúc năm 2015 - trị giá 5 triệu euro. Mục đích là tăng cường sử dụng công nghệ cảm biến từ xa, mà LIDAR là một ví dụ, radar xuyên lòng đất và các kỹ thuật điện từ khác phục vụ công tác khảo cổ. Trong những năm gần đây, công nghệ cảm biến từ xa được sử dụng mang lại nhiều thành quả ngoạn mục. Glalberg không phải là địa điểm đầu tiên được "khai quật" nhờ công nghệ hiện đại.

Ví dụ, thung lũng Boyne ở Ireland cũng chứa đựng 3 di tích tiền sử. Một nhóm nhà khoa học trong dự án nghiên cứu mang tên "Chương trình Khám phá" sử dụng laser để quét cả khu vực và phát hiện nhiều ngôi cổ mộ nhỏ, hầm mộ cũng như các công trình công cộng thời kỳ đồ đá. Bản đồ thiết lập cho thấy rất nhiều điểm đáng quan tâm về mặt khảo cổ.

Bức không ảnh công nghệ cao Thung lũng Boyne ở Ireland có được nhờ công nghệ LIDAR.

Công nghệ LIDAR cũng cho phép các nhà khảo cổ có được những khám phá bất ngờ tại những khu vực không có gì đáng chú ý. Ví dụ, trong khu rừng gần thành phố Goppingen thuộc bang Baden Wurttemberg miền Nam nước Đức, các nhà khảo cổ tìm thấy cả một hệ thống công sự ngầm với bức tường cao từ 3 đến 4 mét. Jorg Bofinger, quan chức của cơ quan bảo tồn lịch sử ở Stuttgart, hy vọng việc sử dụng những kỹ thuật công nghệ cao hiện đại như LIDAR sẽ giúp các nhà khảo cổ có thêm nhiều khám phá bất ngờ hơn nữa.

Giới khảo cổ học bắt đầu sử dụng các bức không ảnh thông thường từ thập niên 80 thế kỷ trước để khám phá nhanh nhiều cấu trúc không thể nhận ra từ mặt đất mà chỉ có thể nhìn thấy từ trên cao. Điều này đặc biệt đúng đối với những cấu trúc quy mô như là những công sự ở Cornesti miền Tây Romania có từ thời kỳ đồ đồng, hay cách đây chừng 3.500 năm. Chỉ riêng khu vực trung tâm bên trong 4 công sự đồng tâm này đã chiếm diện tích 6km2.

Hình ảnh càng tốt hơn khi sử dụng kỹ thuật mang tên phép quang trắc (photogrammetry). Tuy nhiên, vấn đề đối với những bức không ảnh này là quang cảnh thường bị che khuất bởi những đồng cỏ hay cánh đồng lúa mì. Ngoài ra, những bức không ảnh thông thường không thể cho thấy những gì bị che giấu bên dưới khu rừng rậm. 

Do đó, các công nghệ cảm biến từ xa đã cách mạng hóa các phương pháp khai quật khảo cổ. Công nghệ LIDAR giúp khắc phục khuyết diểm của những bức không ảnh thông thường, đồng thời cung cấp những hình ảnh 3D sắc sảo hơn nhiều. LIDAR có thể scan cả khu vực cực kỳ rộng lớn, ví dụ như toàn bộ bang Baden-Wurttemberg của nước Đức! Ngoài ra, 160 terabyte dữ liệu thu thập được nhờ LIDAR sẽ được máy vi tính tự động xử lý trong thời gian nhanh nhất để cung cấp thông tin về những di chỉ khảo cổ.

Nhờ sự tiến bộ của công nghệ hiện đại mà các nhà khảo cổ học đã phát hiện khoảng 3.000 địa điểm khảo cổ trong khu vực gọi là Rừng Đen chiếm diện tích xấp xỉ 2.000 km2 ở miền Nam nước Đức. Nếu như trước đây những bức không ảnh thông thường chỉ cho thấy khu rừng rậm thông thường, thì hiện nay công nghệ LIDAR giúp các nhà khảo cổ học nhìn thấy rõ được bên dưới nó là những lò than củi, những luống cày, những cấu trúc mỏ, công sự và cả những ngôi mộ cổ.

Thậm chí ánh sáng laser cũng lột trần những cấu trúc nằm ẩn sâu bên dưới mặt nước trong khi trước kia người ta chỉ có thể phát hiện những cấu trúc ở vùng nước cạn ven bờ.

Thêm nữa là, có nhiều công nghệ hiện đại khác cho phép giới khảo cổ học "nhìn thấy" những di tích ngầm mà không cần phải di chuyển hàng núi đất đá. Ví dụ, công nghệ radar xuyên lòng đất gọi là "radar địa chất" có thể dò tìm những đường hào hay những chỗ đất lún ngầm ở độ sâu 2 mét. Hoặc là, công nghệ cảm ứng điện từ giúp dò tìm những cấu trúc chôn sâu dưới lòng đất hàng ngàn năm.

Trong những năm sắp tới, công việc tìm kiếm những di chỉ khảo cổ từ trên không có thể trở thành phương pháp chuẩn cho ngành khảo cổ bởi vì giá cả công nghệ ngày càng hạ. Cách đây chỉ vài năm, các nhà nghiên cứu phải chật vật lắm mới có được máy bay để thu thập hình ảnh nhưng bây giờ đã có những chiếc máy bay không người lái tiện dụng phục vụ công tác điều tra quá khứ

công nghệ gia kỹ thuật nha khoa khoa học cung cấp máy bay