3 Metody

W celu dokumentacji cmentarzysk kurhanowych opisywanych w niniejszym katalogu użyto szeregu metod geodezyjnych, geoinformacyjnych i geofizycznych. Zakładały one wykorzystanie różnego rodzaju sprzętu pomiarowego oraz specjalistycznych programów komputerowych (systemów informacji geograficznej GIS), które były niezbędne podczas wizualizacji wyników oraz ich ewaluacji.

3.1 Metody geodezyjne i geoinformacyjne

Z uwagi na znaczny udział terenów leśnych na obszarze badań podstawowym sprzętem mierniczym były konwencjonalne pomiary za pomocą tachimetrów laserowych. Użyto w tym celu tachimetrów Total Station (Leica TCR-407 oraz TCR-407 Power). W przypadku stanowisk położonych na terenach odlesionych lub o świetlistej pokrywie drzew używano również geodezyjnego odbiornika GNSS RTK (Real Time Kinematics).

Całość pomiarów wykonanych tachimetrycznie pobierana była z urządzeń za pomocą programu Leica GeoOffice Tools do pliku formatu .idx. Po jego adjustacji i przekonwertowaniu do formatu .xls w postaci tabeli ze współrzędnymi i wysokościami punktów w oprogramowaniu ArcGIS (ArcMAP) wyświetlany był rozkład pikiet. Interpolacji dokonywano w tym samym programie za pomocą różnych metod interpolacji, co było zależne od rozkładu i gęstości siatki pomiarowej poszczególnych kurhanów lub cmentarzysk. Zastosowanie miały przede wszystkim narzędzia TopoToRaster i Triangulated Irregular Network dla normalnego rozkładu punktów.

Większość pomiarów przeprowadzonych na stanowiskach dokumentowanych w projekcie prowadzana była w arbitralnych układach współrzędnych wyznaczanych na miejscu według osi rzędnych (geodezyjne X) zgodnie z kierunkiem północy geograficznej, zaś oś odciętych (Y) prostopadle do poprzedniej z wartościami rosnącymi w kierunku wschodnim. Po dokonaniu pomiarów na podstawie założonej osnowy punktów stałych co najmniej trzy z nich pozycjonowane były w ramach układu współrzędnych Pulkovo 1942 Zona V za pomocą odbiornika RTK. W ten sposób dokonywano późniejszego przekształcania i georeferencji poszczególnych punktów pomiarowych z układu lokalnego do geodezyjnego.

W zależności od zróżnicowania morfologicznego zarówno samych obiektów funeralnych, jak i otaczającej je powierzchni terenu stosowano różne zagęszczenie rozkładu punktów pomiarowych. Niemniej jednak każdorazowo starano się dokumentować geodezyjnie kontekst o promieniu ok. 15 m od kurhanu. W ten sposób możliwe było określenie dokładnych rozmiarów kopców względem dwuwymiarowej osi współrzędnych oraz ich granice oraz wysokość. Próbkowanie pomiarowe samych kurhanów ustalane było w zależności od ich rozmiarów, a także ewentualnych struktur lub obiektów związanych ze zniszczeniami zarówno antropogenicznymi, jak i naturalnymi. W przypadku wkopów rabunkowych lub śladów wcześniejszych wykopalisk zwiększano gęstość pomiarową w celu dokładnego odwzorowania charakteru zniszczeń. W dominujących sytuacjach, w których kurhany prezentowały nienaruszoną strukturę, próbkowanie wynosiło około 4 pomiarów na 1 m2. Pomiary prowadzono wówczas wzdłuż prostopadłych transektów od podnóża przez wierzchowinę kurhanu, a także kilku, prostopadłych do poprzednich, kontrtransketów w celu uszczegółowienia. W przypadku kurhanu słabo widocznego (niskiego) w terenie dodatkowo pobierano pomiary dookoła jego podnóża w celu zakreślenia granicy. Kontekst kurhanów w zależności od zróżnicowania morfologicznego dokumentowany był odpowiednio dla obszarów płaskich – 1 pomiar na 1 m², a dla urozmaiconej rzeźby zagęszczano pomiary elementów odstających od naturalnego trendu powierzchni. Poza tradycyjnymi metodami opartymi na instrumentach tachimetrycznych stosowano również pomiary w trybie RTK. Użyto ich podczas badań stanowisk w Tłumaczu, Stopczatowie oraz Bukównej. Pomiary te charakteryzowały się regularną siatką rozkładu o zagęszczeniu 4 pikiet na 1 m². Pozycjonowanie i zapis punktów odbywał się wg kryterium odległości co 25 cm (ustawienia odbiornika RTK zdefiniowane na pomiary wg interwału odległości).

Dla wszystkich stanowisk opisywanych w niniejszym katalogu stworzono cyfrowe modele wysokościowe ich otoczenia w skali makro. Polegało to na digitalizowaniu informacji wysokościowej z arkuszy map topograficznych 1:10 000 Ukraińskiej Służby Geodezyjnej. Całość zabiegów wektoryzacji izohips i punktów wysokościowych odbywała się w oprogramowaniu ArcGIS (ArcMap), w którym to też tworzone i zapisywane były obrazy geotiff oraz TIN. Poza informacją wysokościową digitalizacji poddano również obiekty hydrologiczne, takie jak strumienie, rzeki czy jeziora. Na ich podstawie dokonywano interpretacji prawidłowości lokacyjnych (lub preferencji krajobrazowych) cmentarzysk ze środkowej epoki brązu. W zależności od rozmiarów cmentarzyska i dyspersji kurhanów w terenie wektoryzowano różną liczbę arkuszy map topograficznych. I tak przykładowo dla Komarowa czy Krasowa było to sześć arkuszy, zaś dla stanowisk mniejszych jak Bratkowce – jeden.

Zastosowano selektywne digitalizowanie informacji wysokościowej, które zależało również od zastosowanego cięcia warstwicowego na danym arkuszu mapy topograficznej. W regionach położonych wysoko (powyżej 400 m n.p.m.) wektoryzowano warstwice odpowiadające dziesięciometrowej zmianie wysokości. Dokładniejszą digitalizację przeprowadzono w sytuacjach, kiedy np. nachylenie stoku nie było regularne. Obszary położone poniżej 400 m n.p.m. digitalizowano dokładniej, z reguły na podstawie warstwic 1,25 m lub 2 m, co było uwarunkowane oryginalnym cięciem warstwicowym mapy.

Położenie kurhanów w terenie znane było dzięki rejestracji kopców odbiornikami GPS. Pomiary przeprowadzone zostały w układzie WGS84, którego współrzędne geograficzne przeliczane były na etapie gabinetowym na lokalne układy geodezyjne (Pulkovo 1942, Zone V) i następnie nanoszone na cyfrowy model wysokościowy. Z kolei kurhany archiwalne, których położenie znane było jedynie z ręcznych planów lub starych map topograficznych, wymagały georeferencji porównawczej. Stare plany i mapy rejestrowano w układzie Pulkovo 1942 na podstawie przebiegu trakcji kolejowych, skrzyżowań głównych dróg lub niekiedy dystynktywnych budynków (np. kościołów czy cerkwi). W ten sposób otrzymywano przybliżone lokalizacje, które w większych skalach (powyżej 1:50 000) można traktować jako precyzyjne.

3.2 Metody geofizyczne

W badaniach geofizycznych ukraińskich cmentarzysk kurhanowych, ujętych w ramach projektu, zastosowano metodę magnetometryczną. Obecnie jest ona jedną z najczęściej używanych przez archeologów technik nieinwazyjnych w prospekcjach stanowisk pradziejowych. Powody jej aplikowania w badaniach archeologicznych są ściśle powiązane z pojęciem archeomagnetyzmu, tj. dziedziną nauki wykorzystującą magnetyzm obiektów i struktur podziemnych pochodzących z różnych epok w celu uzyskania ważnych informacji dotyczących ich pochodzenia oraz chronologii (Schmidt 2007, 23; Tarling 2007, 31). W głównej mierze opiera się ona na pomiarach gradientu zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego, spowodowanych nagromadzeniami w przypowierzchniowych warstwach gruntu materiałów o silnej magnetyczności endogennej lub charakteryzujących się wysoką podatnością magnetyczną (Weymouth, Huggins 1985, 192; Schmidt 2007, 25; Pospieszny 2011, 72).

Cechą odróżniającą magnetometrię od innych metod geofizycznych jest jej pasywność. Podczas gdy instrumenty stosowane w badaniach np. oporności elektrycznej lub przy użyciu georadaru, generują sztuczne sygnały w celu pomiaru właściwości gruntu, magnetometry wykorzystują w tym celu ziemskie pole magnetyczne (Kvamme 2006, 206). Jednostką pomiaru indukcji pola magnetycznego, innymi słowy jego natężenia wewnątrz ciała, jest nanoTesla [nT] (1 nanoTesla [nT] = 10-9 Tesla [T]).

Właściwości chemiczne oraz fizyczne różnych materiałów wpływają na zróżnicowanie zjawiska magnetyczności. Dzięki temu możliwe jest wykrycie kontrastu (anomalii) pomiędzy obiektami zdeponowanymi w ziemi, a ich naturalnym otoczeniem. Anomalie te powstają w wyniku magnetyzacji szczątkowej (remanentnej) lub indukowanej.

Pierwsze z nich ma charakter stały i endogeniczny, wynikający z naturalnych właściwości pewnych materiałów, zawierających minerały ferromagnetyczne, do których zaliczane są niektóre skały wulkaniczne, np. głazy narzutowe na obszarach polodowcowych (Sala et al. 2012, 137; por. Clark et al. 1992). Chociaż większość gleb oraz skał zawiera od 1 do 10 procent tlenków żelaza, które tworzą małe domeny skierowane w różnych kierunkach, ich łączony dipolowy moment magnetyczny jest niewielki z powodu wzajemnego anulowania się domen (Kvamme 2006, 207). Na skutek wystawienia obiektu na działanie wysokiej temperatury, osiągającej charakterystyczny dla danego materiału punkt Curie, domeny te zostają uporządkowane, konsekwentnie emitując silniejsze i długotrwałe pole magnetyczne, tym samym produkując zjawisko termo-magnetyzacji. Poziom namagnetyzowania, który materiał osiągnął w ten sposób, nie zmieni się do momentu ponownego podgrzania. Uszeregowane domeny namagnetyzowanego obiektu odpowiadają orientacji i natężeniu ziemskiego pola magnetycznego w momencie zachodzenia omawianego zjawiska (Schmidt 2007, 23; Sala et al. 2012, 139).

Przykładem takiej magnetyzacji są przedmioty wykonane z metali, które często, ze względu na ich współczesne pochodzenie, są niechcianymi obiektami pojawiającymi się na stanowiskach archeologicznych (Pospieszny 2011, 72; Sala et al. 2012, 139). Termo-magnetyzacji poddawane są także pozostałości antropogeniczne w typie palenisk lub pieców, które niejednokrotnie stanowią cel prospekcji geofizycznych na osadach prehistorycznych. Struktury te, zbudowane z gliny zawierającej takie związki żelaza, jak magnetyt (Fe₃O₄) lub maghemit (ɣ-Fe₂O₃), w toku podgrzewania i ochładzania mogą osiągać właściwą im temperaturę Curie (odpowiednio 578˚C i 578-675˚C) (Gaffney, Gater 2003, 37; Schmidt 2007, 23; por. Henry 2007). Ten sam proces dotyczy także wypalanych cegieł oraz naczyń ceramicznych, które – jeżeli zostały nagromadzone płytko pod wierzchnią warstwą gruntu – mogą być czytelne na obrazie magnetometrii (Sala et al. 2012, 139). Nawet w przypadku gdy ich budulec zawiera jedynie słabo magnetyczny hematyt (α-Fe₂O₃), wystawienie go na działanie wystarczająco wysokiej temperatury może spowodować przemianę powyższego minerału w ferrimagnetyczny tlenek żelaza. W odróżnieniu od wypalonej gliny, ta jedynie osuszona może być również wyróżniona na obrazie prezentującym wyniki pomiarów, na zasadzie jej kontrastu z otoczeniem o wyższej podatności magnetycznej (Pospieszny 2011, 72). Innym przejawem magnetyzacji szczątkowej jest detrytus – produkt wietrzenia skał, który gromadzi się m.in. w jamach odpadowych lub grobach (Pospieszny 2011, 72), a także w postaci siarczku żelaza na dnie zbiorników wodnych o niewielkim przepływie (Schmidt 2007, 24; por. Kosterov 2007, 519). W efekcie oddziaływania pola magnetycznego Ziemi, podatne magnetycznie cząsteczki zostają uszeregowane względem tego pierwszego, co skutkuje słabą, lecz rozpoznawalną anomalią.

W przeciwieństwie do magnetyzacji szczątkowej, magnetyzacja indukcyjna jest zjawiskiem egzogenicznym, które pojawia się w materiałach o podwyższonej podatności magnetycznej, gdy znajdą się one w zasięgu oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego np. ziemskiego (Weymouth/Huggins 1985, 194; Schmidt 2007, 24). W ten sposób wywołana magnetyzacja nie jest permanentna, gdyż zanika wraz z usunięciem jego źródła z obszaru oddziaływania pola wzmagającego. Do komponentów gleb odpowiedzialnych za wzmocnienie magnetyzacji należą przede wszystkim tlenki żelaza w postaci minerałów hematytu (α-Fe₂O₃), magnetytu (Fe₃O₄) oraz maghemitu (ɣ-Fe₂O₃), jakkolwiek tylko dwa ostatnie z nich są istotnie magnetyczne (Clark 2000, 100).

Zarówno naturalne, jak i antropogeniczne czynniki mogą doprowadzić do wzmocnienia podatności magnetycznej gleby, lecz ich rozróżnienie może być możliwe tylko, gdy znamy historię aktywności ludzkiej na badanym stanowisku. Proces ten jest wytłumaczalny w oparciu o „efekt Le Borgne’a” (1955; 1960), wedle którego w wyniku spalenia materii organicznej (np. w trakcie wypalania roślinności lub ognisk) i tym samym upływu tlenu, następuje redukcja słabo magnetycznego hematytu (anty-ferromagnetyk) do magnetytu (ferrimagnetyk). Później w toku ochładzania dochodzi do reoksydacji tego ostatniego w ferrimagnetyczny maghemit, dzięki czemu silne właściwości magnetyczne zostają zachowane (Schmidt 2007, 24; Pospieszny 2011, 72). Konsekwentnie wierzchnia warstwa gleby odznacza się z reguły wyższą podatnością niż podglebie, co może ułatwić wykrycie obiektów, które po okresie użytkowania zostały w całości wypełnione ziemią wystawioną na działanie procesów pedogenetycznych, czynników antropogenicznych, czy nawet promieni słonecznych (Weymouth/Huggins 1985, 195; Sala et al. 2012, 137-139). Z drugiej strony, przestrzenie wypełnione podglebiem lub wymieszanym materiałem mogą mieć niższą podatność magnetyczną niż otaczający je humus, przez co będą również widoczne na otrzymanym obrazie wynikowym magnetometrii.

Podobne reakcje redukowania i utleniania mają miejsce na skutek obecności bakterii beztlenowych w rozkładającej się materii organicznej, pozostawionej np. w jamach odpadowych lub grobach (Schmidt 2007, 24; Pospieszny 2011, 72). W ramach „efektu fermentacji” hematyt przeistacza się w magnetyt, czemu towarzyszy zmiana odczynu pH i wzrost podatności magnetycznej (por. Linford 2004). Detrytus, rozumiany tym razem jako drobnoszczątkowa, martwa materia organiczna, stanowi także pożywienie tzw. bakterii magnetotaktycznych, które w rezultacie produkują kryształy magnetytu wewnątrz swoich ciał (Fassbinder et al. 1990; Fuller/Dobson 2007, 50).

Podczas prospekcji geofizycznych przeprowadzonych w ramach projektu były używane dwa rodzaje magnetometrów. Pierwsze badanie geofizyczne prowadzone na cmentarzysku w Bukiwnie w 2013 r. wykorzystywały magnetometr cezowy.

W trakcie kolejnych ekspedycji stosowano magnetometr transduktorowy. W odróżnieniu od magnetometrów protonowych lub cezowych, magnetometry transduktorowe (ang. fluxgate), nie mierzą całkowitej wartości pola magnetycznego w danym miejscu, lecz jego składową poziomą obliczaną wzdłuż osi cewki elektromagnetycznej (gradient) (Schmidt 2007, 27; David et al. 2008, 21; Pospieszny 2011, 73). Ponieważ instrumenty takie są silnie zależne od kierunku, stosuje się w nich pionowo zamontowane nad sobą sensory oddzielone od siebie od 0,5 do 1m (Weymouth/Huggins 1985, 195; David et al. 2008, 21; Sala et al. 2012, 139). Konsekwentnie można uznać, że w toku prospekcji między dwoma cewkami mierzony jest gradient natężenia pola magnetycznego (nT m^-1), aczkolwiek bardziej słusznym wydaje się stwierdzenie, że właściwie jest to różnica w indukcji pola magnetycznego (nT) pomiędzy sensorami (Schmidt 2007, 27). Ziemskie pole magnetyczne oddziałuje w równym stopniu na oba sensory, natomiast źródła emisji pól magnetycznych znajdujące się w przypowierzchniowych warstwach są silniej rejestrowane przez dolny sensor (Pospieszny 2011, 73). Ostatecznie wartość zapisana w pamięci instrumentu jest różnicą odczytów górnego i dolnego sensora (Sala et al. 2012, 139).

Magnetometry transduktorowe są podatne na tzw. dryft (zmiany punktu zerowego gradientu przyjętego przez instrument), spowodowany zmianami temperatury i w związku z tym muszą być często kalibrowane (Kvamme 2006, 212-213). Ze względu na wahania dzienne wartości pola magnetycznego, kalibrację gradientometru należy powtarzać niekiedy parokrotnie, mając na uwadze to, że w trakcie popołudnia spada ono średnio o 20 do 30 gamma w stosunku do wyższych porannych i wieczornych odczytów (Weymouth/Huggins 1985, 194).

Większość gradientometrów będących obecnie w użyciu przez archeologów osiąga dokładność pomiarów od 0,3 do 0,1nT (Schmidt 2007, 26; David et al. 2008, 21). Dzięki temu możliwa jest rejestracja obiektów takich jak rowy czy jamy, które przeważnie odznaczają się anomalią o wartości 4,8nT, lecz jednocześnie są one podatne na wychwytywanie sygnałów emitowanych przez wszelkie przejawy magnetyzacji szczątkowej. Nagromadzenie obiektów i konstrukcji metalowych znacznie ogranicza zastosowanie magnetometrii na obszarach zabudowanych i przemysłowych (Pospieszny 2011, 72). Z drugiej strony magnetometry te mogą być jednak za słabe do detekcji magnetyzacji indukcyjnej, związanej z obecnością bakterii magnetotaktycznych, która może osiągać zaledwie 0,3nT (por. Fassbinder/Irlinger 1994). Odczyty powyżej 50nT przeważnie oznaczają obecność przedmiotów metalowych, lecz mogą także pochodzić od obiektów poddanych termomagnetyzacji, np. palenisk (Schmidt 2007, 26). Należy jednak pamiętać o tym, że siła odczytu zależy w dużej mierze od głębokości pod powierzchnią gruntu, na jakiej zostało zagrzebane źródło pola magnetycznego.

Rozpatrywany wertykalnie zasięg maksymalny, w ramach którego gradientometry mogą rejestrować anomalie magnetyczne, jest oceniany różnie. W literaturze przedmiotu podawane są głębokości od około 2m, w przypadku obiektów wziemnych wypełnionych glebą w typie jam czy rowów, nawet do 5m gdy chodzi o przedmioty metalowe (Schmidt 2007, 27). Wynik pomiaru uzależniony jest jeszcze od dokładności urządzenia pomiarowego, czy wreszcie siły namagnetyzowania obiektu, stąd trudno jest ustalić głębokość zalegania tego ostatniego. W ocenie lokalizacji źródeł pól magnetycznych bardziej informatywna jest horyzontalna dystrybucja anomalii, gdyż głębiej położone obiekt wykazują tendencję do emitowania szerszych sygnałów (Schmidt 2007, 26).

W końcu należy także pamiętać o tym, że polaryzacja pola magnetycznego, a tym samym jego przedstawienie na wizualizacji prospekcji magnetometrycznej, będzie się różnić w zależności od położenia obszaru badań na kuli ziemskiej (Kvamme 2006, 209). Na większości obszarów zlokalizowanych na północnej półkuli kąt nachylenia, przy którym linie ziemskiego pola magnetycznego przecinają powierzchnię globu, waha się od 55 do 75 stopni (Mussett/Kahn 2000, 139–142). W przypadku magnetyzacji indukcyjnej, pole magnetyczne wytwarzane przez dany obiekt jest zawsze spolaryzowane równolegle do współczesnej mu osi ziemskiego pola magnetycznego. Skutkuje to normalnym uszeregowaniu dipoli, gdzie maksimum dodatnie jest położone na południe od prawdziwego umiejscowienia obiektu, a ujemne po jego stronie północnej (Weymouth/Huggins 1985, 196; Kvamme 2006, 209).

Z drugiej strony magnetyzacja szczątkowa, zwłaszcza w odniesieniu do minerałów ferromagnetycznych wewnątrz skał, może przybierać odmienne sposoby polaryzacji. Wynika to z różnej orientacji ziemskiego pola magnetycznego w momencie ich tworzenia – tzw. wiekowych migracji biegunów magnetycznych (Kvamme 2006, 209). Także, w przypadku żelaznych wyrobów nie powinno się oczekiwać, że dipole będą uszeregowane zawsze w zgodzie z obecnym położeniem biegunów. Polaryzacja pól magnetycznych emitowanych przez nie zależy m.in. od ich kształtu, co powoduje, że nieokrągłe, a silnie wydłużone przedmioty często wykazują odstępstwa od normalnego rozkładu maksimów (Kvamme 2006, 221). Gdy nie są one zorientowane względem osi północ-południe, tak jak to opisano powyżej, mówimy o anormalnej anomalii dipolowej.

Warto również zaznaczyć, że w zdecydowanej większości stanowiska badane w toku realizacji projektu położone są na obszarach zalesionych, co często oznaczało komplikacje, zwłaszcza w przypadku kurhanów gęsto porośniętych roślinnością. Chociaż czas prowadzenia prospekcji był, w miarę możliwości, wybierany tak, aby uniknąć okresu wegetacyjnego, nie zawsze udawało się wyeliminować problemy wynikające z czynników naturalnych. Należy zrozumieć, że gęsta pokrywa roślinna utrudnia operowanie sprzętem pomiarowym i, co za tym idzie, spowalnia przebieg prospekcji (Kvamme 2006, 224). Pomimo starań mających na celu oczyszczenie areału badań z opadłych gałęzi i niewielkich roślin, drzewa oraz krzewy często stanowiły poważne przeszkody, których usunięcie nie było możliwe z powodu ich rozmiarów, jak i przyczyn prawnych. Co więcej, tego typu utrudnienia mogą wpłynąć na dokładność pomiarów, jeżeli operator magnetometru nie będzie kontrował i ewentualnie regulował pozycji sondy oraz tempa kroku. W przypadku, gdy drzewo znajduje się dokładnie na linii transektu, koniecznym jest pominięcie pewnej liczby pomiarów, czy też zrezygnować z całej części transektu, jeżeli pokrywa roślinna jest zbyt gęsta. Pomimo tych zabiegów, trudno jest całkowicie uniknąć błędów powstałych przy pracy, stąd obrazy wynikowe magnetometrii czasem ujawniają niedoskonałości, takie jak puste przestrzenie, czy też ostre kontrasty na styku transektów. Do pewnego stopnia mogą one zostać poprawione w trakcie obróbki danych, niemniej jednak ich całkowite wyeliminowanie jest w zasadzie niemożliwe.

Także sama forma krajobrazowa kurhanu powoduje pewne trudności w toku pomiarów. Generalną zasadą jest, że im wyższy i bardziej stromy jest nasyp mogiły, tym więcej błędów należy się spodziewać. Podchodzenie po zboczu dużych kurhanów jest często związane z przypadkowym przesunięciem rzeczywistych pomiarów względem wytyczonych transektów, co skutkuje brakiem kontynuacji anomalii na łączeniu poligonów pomiarowych. Ponadto, mogiły wytypowane do badań geofizycznych były często rozkopane w wyniku starszych amatorskich, bądź profesjonalnych badań wykopaliskowych, po których pozostawiono wkopy lub jamy. Te pozostałości aktywności ludzkiej, niezwiązanej z pierwotnym użytkowaniem kurhanów, mogą znacząco zaburzyć rezultaty pomiarów, zwłaszcza jeżeli zawierały w swoim wnętrzu „śmieci” wykonane z żelaza. Konsekwentnie, wiele z rycin ukazuje silne anomalie dipolowe, przysłaniające swoim zasięgiem wszelkie słabsze sygnały, potencjalnie emitowane przez obiekty pradziejowe. Nawet, gdy kurhan nie wykazywał widocznych oznak wykopalisk, należało brać po uwagę możliwość wystąpienia współczesnych przedmiotów metalowych bogatych w tlenki żelaza, zagrzebanych płytko pod powierzchnią gruntu.

Magnetometr cezowy użyty w trakcie pierwszej prospekcji geofizycznej na stanowisku w Bukiwnie to PKM-1 (Geologorazwiedka, Federacja Rosyjska). Indukcja ziemskiego pola magnetycznego była mierzona z dokładnością do 0,001nT. Pomiary wykonywano w ruchu. Odstępy pomiędzy profilami pomiarowymi (transektami) wynosiły 1m. Próbkowanie wzdłuż transektów, ustawione w trybie automatycznym, wynosiło 10 pomiarów na sekundę, podczas gdy dystans dzielący kolejne pomiary mierzył 15cm.

W trakcie późniejszych badań geofizycznych wykorzystywano magnetometr transduktorowy Bartington Fluxgate Grad601 z jedną sondą, zawierającą dwa sensory oddzielone od siebie o 1m. Badania przeprowadzono z dokładnością 0,1nT (nanotesli), każdorazowo pobierając pomiar co 0,25m, wzdłuż profili pomiarowych oddalonych o 1 m. W przypadku kilku kurhanów, rzadka pokrywa roślinna pozwoliła na zawężenie interwałów oddzielających transekty do 0,5m. W przeważającej mierze pomiary prowadzono wzdłuż profili zorientowanych na osi północ-południe, kierując przy tym sondę w kierunku północnym. Niemniej jednak, kilkakrotnie trzeba było zrezygnować z owej zasady, ze względu na panujące lokalnie warunki terenowe. Na każdym ze stanowisk magnetometr był kalibrowany w jednym uprzednio wyznaczonym do tego celu miejscu, które odznaczało się wartością pola magnetycznego nieprzekraczającą -1 – 1nT.

W celu podniesienia jakości pomiaru odczyty wartości natężenia pola magnetycznego prowadzono w tzw. trybie równoległym (instrument przenoszony był w trakcie rejestracji pomiarów wyłącznie w jednym kierunku). W odróżnieniu od rejestracji systemem „zygzak" (rejestracja pomiarów w dwóch kierunkach), system równoległy wymusza przejście podwójnej odległości (powrót do początkowej taśmy). Niemniej jednak, to drugie rozwiązanie pozwala uniknąć błędów wynikających z przypadkowych zmian tempa lub pozycji prowadzenia gradientometru, które objawiają się przesunięciem trawersów względem siebie na geodezyjnej osi x.

Badane powierzchnie dzielono na jednakowe poligony pomiarowe (gridy), będące kwadratami o wymiarach 10x10 lub 20x20 m. Razem połączone bokami gridy tworzyły siatki obejmujące kurhany lub całe fragmenty stanowisk. Szczegółowy opis siatek pomiarowych oraz rozmiarów przebadanych powierzchni cmentarzysk został zamieszczony każdorazowo przy okazji omawiania poszczególnych stanowisk.

Obróbka danych pobranych poprzez magnetometr cezowy odbyła się w specjalistycznym programie komputerowym. Normalna składowa pola magnetycznego została ustalona przy pomocy uśrednienia wartości natężenia z oryginalnych danych dla każdego z profilów. Ten zabieg pozwala uniknąć wpływu wariacji geomagnetycznej. W rezultacie uzyskano mapę rozmieszczenia anomalii pola magnetycznego dla wyselekcjonowanych do badań kurhanów.

Do obróbki i analizy danych oraz zmapowania wyników, uzyskanych przy użyciu magnetometru transduktorowego, wykorzystano aplikację Geoplot 3.0. W celu zwizualizowania rezultatów wykorzystano tryb shaded relief plot, a do poprawienia rozdzielczości obrazu i uwydatnienia kontrastów pomiędzy anomaliami użyto następujących funkcji: zero mean traverse, despike, clip, low pass filter, high pass filter i interpolate.

Wszystkie załączone ryciny wizualizujące wyniki pomiarów magnetometrycznych zostały utworzone w programie Surfer ver. 11. Na wszystkich rycinach, poza kilkoma przypadkami, realne wartości natężenia pola magnetycznego zostały skompresowane do zakresu od 5 do -5nT, czemu odpowiadają załączone skale. Zabieg ten spowodował, że wszystkie odczyty o wartości 5 nT lub wyższej oraz -5nT lub niższej są oznaczone odpowiednio kolorem czarnym w pierwszym przypadku oraz białym w drugim. W razie, gdy zakres 5 – -5nT okazał się niewystarczający do odzwierciedlenia zróżnicowania anomalii, skalę zawężano do niższych wartości.