Abstract English

The main goal of the project is to establish a full vector archaeomagnetic data set for central Europe for the past 4000 years. This data set is aimed to investigate the hypothesis of a correlation between high archaeointensity and sudden changes in the movement of the archaeomagnetic direction, called ‘archaeomagnetic jerks’. Furthermore this phenomenon may control centennial climate change. The Earth magnetic field vector undergoes changes on time scales within years to 100 000 years which are called geomagnetic secular variation. Human artefacts like pottery, hearths or kilns record the magnetic field vector and preserve it until today. This feature is called archaeomagnetism and it allows us to reconstruct the history of the Earth's magnetic field by investigation of well dated archaeological fired structures. If the temporal variation of the magnetic field is already known, such a secular variation curve can serve as a dating tool for archaeology by comparing the obtained field vector from a heated archaeological structure of unknown age with the curve. As secular variation is a regional phenomenon such curves exist for several countries of Europe (Austria, Bulgaria, France, Germany, Great Britain, Hungary) and they all show for example a change in the movement of archaeomagnetic direction during mediaeval times and in the Roman epoch. For France these cusps in direction (‘archaeomagnetic jerks’) are associated with maxima in intensity and in these two time intervals there is a sufficient data base. Two further ‘archaeomagnetic jerks’ are suspected in the ‘Dark Ages’ as well as at the end of the Bronze age. For these time intervals the archaeodirectional as well as the archaeointensity data sets are poor and require further investigation. Furthermore, the data set supporting the hypothesis of the correlation between ‘archaeomagnetic jerks’ and intensity maxima comes from different archaeological sources found in different sites. Accordingly, the temporal correlation of direction and intensity is based mainly on dating by archaeological evidence which may not be precise enough. Archaeomagnetic full vector data avoid this problem and can help to support such a correlation directly. During the project it is intended to investigate especially archaeomagnetic directions from sites dated in times BC or dated in the ‘Dark Ages’ in order to fill the gaps in the directional data base of Central Europe. About 30 structures from these periods have already been sampled in France and Germany. Together with the European archaeodirectional data base the new results will allow to study, if ‘archaeomagnetic jerks’ occur contemporaneous in Central Europe. For investigation of the correlation of these jerks with high archaeomagnetic intensities a full vector data set for Central Europe will be established. This means that from sites for which archaeodirection is already obtained, the archaeointensity will be determined. If this is not possible for the material of the in situ structure, displaced materials, like potsherds or bricks, which are temporally closely associated with the heated structure and have a provenance close to site (i. e. potsheds and pottery kiln) will be taken for archaeointensity determination. Such a full vector data set allows to search directly for the possible coincidence of intensity rise and change in movement of the direction. A full vector archaeomagnetic data set can also refine archaeomagnetic dating as a third parameter will reduce the error margins obtained for the age.

Abstract German

Projektziel ist einen Datensatz von archäomagnetischen Gesamtvektoren der letzten 4000 Jahre für Mitteleuropa zu erstellen. Dieser Datensatz soll erlauben, die Hypothese von einem Zusammenhang zwischen plötzlichen Änderungen der Bewegung der archäomagnetischen Richtung (‚archäomagnetischer Jerk’) und hohen Archäointensitäten zu prüfen. Dieses Phänomen soll Klimaänderungen auf der Zeitskala von Jahrhunderten kontrollieren. Variationen des Erdmagnetfeldvektors im Zeitbereich von Dekaden bis Jahrtausenden werden Säkularvariation genannt. Menschliche Artefakte wie Keramik oder Öfen können den magnetischen Feldvektor aufzeichnen und bis heute bewahren. Diese Eigenschaft wird Archäomagnetismus genannt und erlaubt die Geschichte des Erdmagnetfeldes durch die Untersuchung gut datierter archäologischer Strukturen, die aufgeheizt wurden, zu rekonstruieren. Eine solche Säkularvariationskurve kann als Datierungswerkzeug für die Archäologie genutzt werden, indem der in einer nicht datierten, gebrannten archäologischen Struktur gemessene Feldvektor mit der Säkularvariationskurve verglichen wird. Da die Säkularvariation regional unterschiedlich ist, stehen für mehrere Länder Europas (z.B. Deutschland, Frankreich, Österreich) solche Säkularvariationskurven für die archäomagnetische Datierung zur Verfügung. Alle Kurven zeigen eine Änderung der Bewegung der archäomagnetischen Richtung (‚archäomagnetische Jerks’) während des Mittelalters und der Römerzeit. In Frankreich wird der Zusammenhang archäomagnetischer Jerks mit dem Auftreten hoher Archäointensitäten durch eine hinreichende Datenbasis für beide Zeitintervalle gestützt. Jedoch werden zwei weitere archäomagnetische Jerks während der Völkerwanderungszeit und am Ende der Bronzezeit vermutet, für die nur eine unzureichende Datenbasis existiert. Bisher basiert der Datensatz, der den Zusammenhang zwischen archäomagnetischen Jerks und hohen Intensitäten stützt, auf Messungen, die an unterschiedlichen Materialien von unterschiedlichen Lokalitäten vorgenommen wurden. Deshalb stützt sich die zeitliche Korrelation von Richtung und Intensität auf archäologische Datierungen mit vielleicht unzureichender Genauigkeit. Archäomagnetische Gesamtvektoren umgehen dieses Problem und könnten diese vermutete Korrelation direkt unterstützen. Das Projekt soll mit der gezielten Gewinnung archäomagnetischer Richtungen von Fundstellen, die in die vorchristliche Zeit oder die Völkerwanderungszeit datieren, Lücken im mitteleuropäschen Datensatz der archäomagnetischen Richtungen füllen. Hierfür stehen bereits Proben von ca. 30 französischen bzw. deutschen Befunden aus diesen Zeiten zu Verfügung. Mit dem erweiterten europäischen archäomagnetischen Datensatz soll untersucht werden, ob ‚archäomagnetische Jerks’ zeitgleich in Mitteleuropa auftreten. Der Zusammenhang mit der Intensität soll durch die Messung von archäomagnetischen Gesamtvektoren untermauert werden. Hierzu sollen Archäointensitäten von Fundstellen bestimmt werden, für die die Richtung bereits vorliegt. Wenn das Material des Befundes selbst für die Intensität ungeeignet ist, soll auf deplaziertes Material, wie Scherben oder Ziegel aus dem Fundzusammenhang zurückgegriffen werden, die in enge zeitliche und räumlichen Herkunft haben. Ein solcher Gesamtvektordatensatz erlaubt, den Zusammenhang zwischen Archäorichtung und –intensität direkt zu untersuchen. Weiterhin können die Messfehler der archäomagnetischen Datierung durch Untersuchung der Intensität reduziert werden.