Kartanoita ja kalmistoja – suomalaisen arkeogeofysiikan neljä vuosikymmentä

Teemu Väisänen

Vaikka arkeologia usein näyttäytyy kaivausten ja niiden kautta tehtyjen löytöjen kautta, kuuluu tieteenalaan myös laaja joukko sellaisia luonnontieteellisiä tutkimusmenetelmiä, joiden käyttö perustuu kohteiden paikantamiseen ja tutkimiseen maan pinnalta käsin. Tällaisia ovat esimerkiksi geofysikaaliset menetelmät, joiden avulla maan- ja vedenalaisia kohteita pyritään havaitsemaan maanpallon fysikaalisia omaisuuksia hyödyntäen. Historiallisesti menetelmät ovat saaneet alkunsa erityisesti öljyn ja mineraalien laajamittaisista etsinnöistä, mutta sittemmin menetelmät on todettu varsin käyttökelpoisiksi myös arkeologisessa tutkimuksessa.

Menetelmien käyttöönotto arkeologiassa perustuu niiden tarjoamiin mahdollisuuksiin prospektoinnissa eli arkeologisten kohteiden kajoamattomissa tutkimuksissa. Menetelmien avulla kohteita voidaan paikantaa ja niistä voidaan muodostaa kuvia tai karttoja esimerkiksi kenttätöiden suunnittelua varten. Menetelmät soveltuvatkin hyvin koekaivausten apuvälineeksi, sillä niiden avulla voidaan saada tuloksia lähes reaaliajassa ja näin kaivaukset voidaan suunnata kaikkein otollisimmalle alueelle. Toisaalta joskus tieto maanalaisesta rakenteesta riittää jo sellaisenaan, mikäli havainnon perusteella voidaan todeta ettei nykyisillä resursseilla kaivauksia ja kohteen konservointia voida toteuttaa järkevästi.

Arkeologiassa yleisimmin käytettäviin geofysikaalisiin menetelmiin kuuluvat maatutkaus sekä magnetometri- ja maavastusmittaukset, vaikka myös muita menetelmiä on kokeiltu vaihtelevalla menestyksellä.

Useissa arkeologisissa tutkimuksissa käyttökelpoiseksi todetun maatutkan käyttö perustuu laitteen maaperään lähettämään radioaaltoon, joka heijastuu takaisin kohdatessaan rakenteita, muutoksia maaperässä tai muita mahdollisia poikkeamia. Maatutkalla saatavat tulokset voivat viitata sekä luonnon- että kulttuuriprosessien vaikutuksiin, joten aineiston käsittely vaatii tulkintaa. Maatutka on joka tapauksessa todettu tehokkaaksi monenlaisissa arkeologisilla kohteilla kylätonteista kalmistoihin.

Magnetometrillä puolestaan tutkitaan maan magneettikentässä esiintyviä häiriöitä. Magnetometrillä tuloksista erottuvat erityisesti ihmisen kulttuurikerrokseen jättämät esineet asuinpaikoilla ja kalmistoissa, mutta toisaalta myös tulen kanssa kosketuksissa olleet kivirakennelmat, kuten liedet. Toisaalta menetelmä kohtaa haasteita kaupunkiolosuhteissa sähköjohtojen ja modernin roskan takia sekä kohteilla, joiden maaperässä on magnetoituneita kiviä.

Maavastausmittaus selvittää maahan syötetyn sähkövirran liikkumista tutkittavalla alueella, mikä tapahtuu käytännössä iskemällä joukko elektrodeja maahan sähkön syöttämistä varten. Koska tämä täytyy tehdä tasaisin välimatkoin koko tutkimusalueen laajuudelta, menetelmä on varsin hidas verrattuna esimerkiksi perässä vedettävään tai työnnettävää maatutkaan.

Geofysikaaliset menetelmät on otettu osaksi arkeologista tutkimusta vaihtelevalla vauhdilla ympäri maailman. Siinä missä esimerkiksi Suomessa ja Ruotsissa menetelmien käyttöönotto on ollu varsin hidasta, Iso-Britanniassa ja Välimeren alueella erityisesti maatutkaus on jo vakiintunut osaksi arkeologista tutkimusta. Geofysikaalisten kohteiden aktiivisille käytölle tietyissä maissa liittyy monia syitä, mukaan lukien geofysikaalisten menetelmien sitominen osaksi valtakunnallisia arkeologian laatuohjeita, vakaa rahoitus ja arkeogeofysiikan yliopisto-opetus.

Joskus syy lienee myös itse tutkimuskohteissa, sillä erityisesti Välimeren alueen hautautuneet rakennukset ja kokonaiset kaupungit erottuvat varsin hyvin tutkausaineistossa ja menetelmien kautta laajastakin alueesta saa nopeasti tarkan kokonaiskuvan ilman yhtäkään lapion heilautusta. Esimerkiksi Italiassa Aeclanumin roomalaiskaupungin alue on tutkittu maatutkalla lähes kauttaaltaan ja tuloksista piirtyy varsin kirkas kuva alueen rakennuskannan maanalaisista jäänteistä forumeineen ja basilikoineen. Muutaman kesän aikana kerrytettyä maatutkausaineistoa käytetään vuosittaisten kaivauskohteiden valintaan ja aineiston perusteella alueen kaivaustutkimuksille riittää kohteita vielä vuosikausiksi (Strapazzon et al. 2017: 242).

Pohjoismaissa yhteen viime vuosien näyttävimmistä tutkaustuloksista lukeutuu puolestaan Norwegian Institute for Cultural Heritage Research NIKU:n maatutkaus, joissa hautakummun sisältä havaittiin viikinkilaivan jäänteet. Tämä 20 metriä pitkä laiva paikannettiin noin 50 cm:n syvyydestä ja tutkaustulosten perusteella sen köli sekä pohjalankut näyttävät säilyneen. Laivahautauksen läheisyydestä paikannettiin myös muita hautauksia sekä viiden pitkätalon jäänteet. Kohdetta tullaan tutkimaan tarkemmin kajoamattomin menetelmin ennen mahdollisten arkeologisten kaivausten aloittamista. (Norwegian Institute for Cultural Heritage Research 2018).

Geofysikaaliset menetelmät Suomessa

Mika Lavento on kirjoittanut teoksessa Kentältä poimittua: Kirjoitelmia arkeologian alalta (1992) arkeologiassa käytettyjen sovelletun geofysiikan menetelmien alkuvaiheista Suomessa. Lavennon mukaan geofysikaalisia menetelmiä sovellettiin tiettävästi ensimmäisen kerran suomalaisessa arkeologisessa tutkimuksissa Oulun yliopiston arkeologian laitoksen kaivauksilla Lopen kylämäessä Paimiossa vuonna 1983. Tutkimuksissa hyödynnettiin magnetometriä, omapotentiaalimenetelmää, sähköistä maavastusmittausta sekä IP-mittausta. Geofysikaalisista mittauksista ei kuitenkaan tehty varsinaista arkeologista tulkintaa kaivauskertomuksen yhteyteen eikä tutkimuksesta siten ole säilynyt tarkempaa kirjallista tietoa.

Menetelmien hyödyntäminen jatkui lähinnä erilaisilla kokeiluilla. Lavennon mukaan maatutkaa hyödynnettiin ensimmäisen kerran vuonna 1987 Oulun keskiaikaisen linnan kastellin sijainnin selvittämiseksi. Tutkimusalueelta saatiin näkyviin merkkejä anomalioista, eli muusta tutkausaineistosta erottuvista poikkeamista, mutta näiden todellista luonnetta ei selvitetty kaivauksilla tai kairaamalla (Lavento 1992: 11).

Vuonna 1988 geofysikaalisten menetelmien hyödyntämistä tutkittiin laajemmin Hämeenlinnan Varikkoniemen rautakautisella asuinpaikalla. Kohteella käytettyihin menetelmiin kuuluivat sähköinen maavastusmittaus, magneettinen gradienttikartoitus ja maatutka, joista etenkin maavastausmittaus osoittautui hyödylliseksi menetelmäksi. Sen avulla onnistuttiin paikantamaan muun muassa kiveyksiä, tienkohtia ja puurakenteita (Lavento 1992: 12).

1990-luvun edetessä geofysikaalisten menetelmien käyttö kuitenkin väheni ja menetelmien kehittäminen suomalaisen arkeologian tarpeisiin jäi kesken (Lavento 2011). Pientä elpymistä oli nähtävissä 2000-luvun taitteesta alkaen, jolloin tietyt suomalaiset arkeologit käyttivät menetelmiä niin kotimaassa kuin ulkomaillakin (Vaara 2005). Erityisesti Kari Uotilan johtamassa, Alisen Satakunnan alueen viljelyä ja asutushistoriaa tutkineessa hankkeessa geofysikaalisia menetelmiä hyödynnettiin laajasti. Hankkeen puitteissa Rauno Vaaran toimesta toteutettuihin prospektointeihin kuului muun muassa pyrkimys testata ja kehittää maatutkan käyttöä ruumishautojen paikannuksessa Eurassa Pappilanmäellä ja Köyliön Yttilänotassa. Molemmilta kohteilta saaduissa maatutkaustuloksissa havaittiin mahdollisia hautauksia, minkä lisäksi Yttilänotan tulokset viittasivat myös mahdolliseen taloon tai vastaavaan rakennukseen (Vaara 2007).

Huolimatta 2000-luvun taitteen lyhyestä piristyruiskeesta, menetelmien käyttö on pysynyt Suomessa pääosin vähäisenä ja satunnaisena (Viberg 2012). Erinäisistä tietokannoista löydettävien julkaisujen perusteella näyttäisi siltä, että viime vuosikymmenen suomalaiset tutkimukset geofysikaalisten menetelmien osalta rajautuvat pitkälti opinnäytetöihin (esim. Knuutinen 2011; Heikkinen 2014; Gustafsson 2014; Väisänen 2018). Lisäksi erilaisten menetelmien soveltuvuutta on pyritty tutkimaan esimerkiksi suoarkeologian osalta (Koivisto et al. 2012).

Toisaalta on myös huomattava, että monet geofysikaalisia menetelmiä hyödyntävät tutkimukset ovat liittyneet tiiviisti arkeologisiin kaivaustutkimuksiin ja siten geofysikaalisten tutkimusten tuloksia ei välttämättä ole nähty tarpeellisena julkaista erikseen. Voi siis hyvin olla, että moni tutkausraportti on hautautunut varsinaisten kenttätyöraporttien joukkoon tai arkeologien omiin työhuoneisiin, joten tutkimusten tosiasiallista määrää on vaikea varmuudella todeta. Osa aiheesta opinnäytetyön jättäneistä opiskelijoista on kuitenkin jatkanut tutkimuksiaan työelämässä tai jatko-opinnoissa, ja nyt he ovat avainasemassa menetelmien käyttöönotossa ja kehittämisessä.

Menetelmien uusi suunta

Huolimatta geofysikaalisten menetelmien käyttöönoton vaihtelevasta historiasta, menetelmille on selkeästi kysyntää ja tarvetta. Niiden myötä 7.2.2020 Turussa järjestettiin aihetta käsittelevä tilaisuus. Tämän kulttuuriteon taustalla olevaan järjestelytiimiin kuuluivat arkeologit Satu Koivisto, Tarja Knuutinen, Jussi Kinnunen ja Wesa Perttola. Tilaisuuden ohjelma koostui esitelmistä niin aiemmin mainittujen varhaisten tutkimusten kuin lähivuosien kokeilujen osalta.

Päivän avasi Turun yliopiston professori Visa Immonen, joka korosti avauspuheenvuorossaan geofysikaalisten menetelmien tärkeyttä ja huomautti aiheelle olevan selvää tilausta jo senkin perusteella, että tilaisuus itsessään oli viimeistä tuolia myöten täynnä innostuneita kuuntelijoita.

Tilaisuuden ensimmäiset kaksi sessiota sulautuivat sujuvasti yhteen, kun Helsingin yliopiston professori Mika Lavento aloitti kertomalla geofysikaalisten menetelmien käytön alkuvaiheista Suomessa 1980- ja 1990-luvuilla, ja pioneeritutkimuksissa mukana ollut Arto Julkunen jatkoi syventyen geofysikaalisten menetelmien perusteisiin ja tutkimustuloksiin.

Esitelmistä nousi esiin erityisesti pioneeritutkimusten yhteydessä koettu innostus ja todettu tarve kehittää kajoamattomia prospektointimenetelmiä arkeologian tarpeeseen. Mahdollisuudet menetelmien kehittämiseen kuitenkin hiipuivat vähitellen, kun siinä keskiössä olleet henkilöt siirtyivät toisiin tehtäviin ja rahoitushakemukset tulivat bumerangina takaisin. Geofysikaalisten menetelmien soveltaminen siirtyikin siis yksittäisten toimijoiden haltuun. Kari Uotila jatkoi historiaosuutta Muuritutkimuksen näkökulmasta paneutuen erityisesti 2000-luvulta alkaen tehtyihin tutkimuksiin. Esiteltyihin tutkimushankkeisiin lukeutui muun muassa Ala-Satakunnan alueella tehdyt tutkimukset vuosina 2005–2015 ja toisaalta lähivuosien kokeilut esimerkiksi kaivausten kanssa samanaikaisesti toteutettujen avustavien tutkausten osalta.

Aamun viimeisessä sessiossa Aki Hakonen kertoi puolestaan Oulun yliopiston kokeiluista 2010-luvulla. Neljä esiteltyä tutkimushanketta kohdistuivat hautoihin ja hautausmaihin. Näistä yksi sijoittuu Simon Tainiaron oletetulle varhaisneoliittiselle (n. 4900–4400 eaa.) kalmistolle. Tainiaroa on tutkittu arkeologisesti jo 1980- ja 1990-lukujen taitteessa, mutta kohde oli jäänyt vähälle huomiolle ja ilman kirjallista julkaisua, joten se päätettiin nostaa tutkimuksen kohteeksi jälleen vuonna 2018. Tällöin käyttöön otettiin myös hieman uudemmat tutkimusmenetelmät. Kohdetta tutkittiin maatutkalla ja magnetometrillä, joiden avulla saatuja tuloksia käytettiin kaivaustutkimusten kohdentamisessa tietylle alueelle. Tutkimushankkeesta voi lukea tarkemmin Hakosen artikkelista Simon Tainiaron kivikautisen kalmiston arkeologiset tutkimukset.

Lounastauon jälkeen seminaariohjelma jatkui open stage -mallilla, jonka myötä osallistujia oli kannustettu tuomaan omia tutkimustuloksiaan näytille. Esitellyt kohteet ulottuivat Espoon Trsäkandan kartanon maavastusmittauksista Turun Koroisten pohjoispellon maatutkaukseen. Lisäksi keskustelua herätti erityisesti yhteistyö Helsingin yliopiston käytännön geofysiikan opetuksen kanssa sekä geofysikaalisten menetelmien kohtaamat haasteet kaupunkiarkeologisilla kohteilla vaikeasti läpäistävien purkukerrosten osalta.

Iltapäivän sessiot jatkuivat makupalalla tulevaan, kun Wesa Perttola esitteli yhteistyössä norjalaisten ja ruotsalaisten arkeogeofyysikkojen kanssa suunniteltavia tutkimuksia, jotka toteutetaan COST Action SAGA -verkoston rahoituksella. Yhteistyön ensimmäisessä vaiheessa arkeogeofyysikko Arne Anderson Stamnes saapuu Suomeen mukanaan Norwegian University of Science and Technology NTNU:n monikanavainen, mönkijällä vedettävä maatutkalaitteisto. Laitteistolla suoritetaan tutkauksia maaliskuussa 2020 Karjaan Lepinjärven rantapeltojen arkeologisten kohteiden läheisyydessä. Jatkoa seuraa toistaiseksi haussa olevalla vastaavalla peltokohteella.

Tarja Knuutinen jatkoi esimerkeillä rautakautisten kohteiden maatutkauksesta perehtyen erityisesti Euran Luistarin kaivamattomilla alueilla tehtyihin tuoreisiin tutkimuksiin. Näiltä alueilta oltiin havaittu lukuisia maanalaisia ilmiöitä, jotka viittaavat muun muassa mahdolliseen tulisijaan ja hautoihin. Esitellyssä, ja myöhemmin julkaistavassa, tutkimuksessa korostui erityisesti geofysikaalisten menetelmien tuottaman aineiston rinnastettavuus arkeologisista kaivauksista saatuun tietoon. Luistarin tapauksessa tämä tarkoittaa esimerkiksi hautojen sijaintikarttojen yhdistämistä maatutkauksesta muodostettuihin amplituditasokarttoihin, jolloin havaittuja poikkeamia voi verrata hautojen levittäytymiseen.

Lopuksi Jussi Kinnunen esitteli COST Action SAGA:n järjestämää kenttäkurssia vuodelta 2019. Kyseessä on maaperätutkimukseen ja geofysikaaliseen menetelmiin erikoistuneita arkeologeja yhdistävä verkosto, joka pyrkii kehittämään menetelmien käyttöönottoa ja soveltamista yhteistyön kautta. Verkoston ensimmäinen kenttäkurssi järjestettiin vuonna 2019 Auritzissa, Espanjassa. Sen ohjelmaan kuului laaja kattaus geofysikaalisten menetelmien soveltamista arkeologisilla kohteilla, kuten kenttäkoulun läheisyydessä sijaitsevalla Iturissan roomalaiskaupungissa. Seuraava kenttäkurssi järjestetään Aberdeenissa, Skotlannissa maaliskuussa 2020.

Lopuksi

Geofysikaalisia menetelmiä käsittelevä työpaja toi hieman toivoa sille, että menetelmien soveltamiseen ja kehittämiseen riittäisi tekijöitä myös Suomessa. Kuitenkin aktiivisesti menetelmiä soveltavien suomalaisten arkeologien määrä on edelleen hyvin pieni, mikä vastaa pitkälti Lavennon esittelemää tilannetta 1990-luvun taitteessa.

Jos menetelmien hyödyntämiseen ei panosteta tarpeeksi lähivuosien aikana, on mahdollista, että hyvät työtarjoukset Norjasta tai Keski-Euroopasta vievät vähäisetkin osaajat mennessään ja joudumme keksimään pyörän taas uudestaan, kun uusille opiskelijoille ei enää löydykään Suomesta sitä tukea ja ohjausta, jota menetelmien soveltaminen arkeologian tarkoituksiin vaatii.

Olisi myös tärkeää, että geofysikaalisin menetelmin tehdyistä tutkimuksista ilmestyisi julkaisuja eikä tutkimustulosten annettaisi hautautua arkistojen uumeniin. Tuomalla esiin menetelmien käyttökelpoisuuden ja korostamalla niiden hyödyntämistä osana arkeologisia kenttätutkimuksia voimme osaltamme vaikuttaa menetelmien vakiintumiseen suomalaisessa arkeologiassa. Mitä olemme oppineet muista maista – sekä tietyistä suomalaisista pioneeritutkimuksista – on se, että geofysikaalisilla menetelmillä on paljon annettavaa, kunhan niille riittää käyttäjiä.

Lähteet:

Gaffney, Chris, Gater, John 2003. Revealing the buried past: Geophysics for archaeologists. Tempus, Stround.

Gustafsson, Eva 2014. Maatutkamittaus arkeologisen tutkimuksen apuna. Kohteena historiallisen ajan hautausmaat. Pro gradu -tutkielma. Helsingin yliopisto, arkeologian oppiaine.

Heikkinen, Mikko 2014. Häivehautaus havaittu: tutkaluotaus Iin Illinsaaren Suutarinniemen kalmistossa. Pro gradu -tutkielma. Oulun yliopisto, humanistinen tiedekunta.

Knuutinen, Tarja 2011. Monimenetelmäinen prospektointi kohdetason arkeologisessa tutkimuksessa. – Yhdistetty ilmakuvatulkinta ja maatutkaus Raseborgin Slottsmalmenin tutkimuksissa 2008–2009. Pro gradu -tutkielma. Helsingin yliopisto, arkeologian oppiaine.

Koivisto, Satu, Latvakoski, Niko, Perttola, Wesa 2012. Haapajärvi, Lamminoja. Puisen kalastusvälineen suoarkeologinen ja geofysikaalinen tutkimus 19. –21.7.2012. Tutkimusraportti. Helsingin yliopisto, arkeologian oppiaine.

Lavento, Mika 1992. Arkeologiassa käytettyjen sovelletun geofysiikan menetelmien alkuvaiheista Suomessa. M. Huurre, P. Halinen, M. Lavento & J. Moisanen (toim.) Kentältä poimittua: Kirjoitelmia arkeologian alalta: 10–20. Museovirasto, Helsinki.

Lavento, Mika 2011. Kalmiston etsiminen ja koon arviointi kajoamattomilla menetelmillä. K. Salo & M. Niukkanen (toim.) Arkeologisten hautakaivausten tutkimusmenetelmät: 24–35. Museovirasto, rakennushistorian osasto.

Norwegian Institute for Cultural Heritage Research 2018: Georadar detects a Viking ship in Norway.

Strapazzon, Guglielmo, Russel, Ben, De Simone, Girolamo Ferdinando 2017. B. Jennings, C. Gaffney, T. Sparrow & S. Gaffney (toim.) 12^th International Conference of Archaeological Prospection: 240–242. Archaeopress Publishing, Oxford.

Vaara, Rauno 2005. Geofysiska metoder vid fornlämningsprospektering – presentation av två metoder och en case study. P. Pesonen & T. Mökkönen (toim.) Arkeologipäivät 2004: 35–40.

Vaara, Rauna 2007. Geofysikaalinen prospektointi: Eura Pappilanmäki, Eura Kauttua, Köyliö Yttilän otta, 8.-10.9.2006. Tutkimusraportti.

Viberg, Andreas 2012. Remnant echoes of the past. Archaeological geophysical prospection in Sweden. Stockholms universitet.

Väisänen, T. 2018. Geofysikaaliset menetelmät suomalaisessa konfliktiarkeologiassa – tapaustutkimuksena jatkosodan aikainen komentokorsu Hangossa. Proseminaari-tutkielma. Helsingin yliopisto, Kulttuurien osasto.

Witten, Alan 2006. Handbook of geophysics and archaeology. Equinox Publishing, London.