İstanbul Küçükçekmece Göl Havzası Antik Bathonea Kenti Arkeojeofizik Çalışmalarından İlk Sonuçlar Preliminary Results of Geophysical Application of an Ancient Settlement at Bathoneain Küçükçekmece Lake Basin Ertan Pekşen 1, Türker Yas 1, İsmail Kaplanvural 1, Hamdullah Livaoğlu 1, Şerif Barış 1, Şengül Aydıngün 2 1 Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fak. Jeofizik Müh. Böl. Umuttepe Yerleşkesi Kocaeli, (ertanpeksen@kocaeli.edu.tr) 2 Kocaeli Üniversitesi Fen Edebiyat Fak. Arkeoloji Böl. Umuttepe Yerleşkesi, Kocaeli Özet: İstanbul ili, Küçükçekmece de bulunan Bathonea antik kentinde jeofizik çalışmalar yapılmıştır. Jeofizik uygulamalar doğru akım özdirenç ve yer radarı yöntemleridir. Doğru akım özdirenç verileri çok elektrotlu sistem ile alınmıştır. Toplanan bu verileri yorumlamak için bir yazılım geliştirilmiştir. İki boyutlu yapıların modellenmesi için geliştirilen MATLAB programı Poisson denklemini sonlu farklar yöntemine göre çözmektedir. Yazılımın ters çözüm kısmı ridgeregression yöntemine göre çalışmaktadır. Veriler düz bir bölgede toplandığından değerlendirmelere topoğrafya etkisi katılmamıştır. Yer radarı verileri 300 MHz lik kapalı anten ile toplanmıştır. Yer radarı verileri ticari bir yazılım olan Prism2.59 yazılımı ile değerlendirilmiştir. Jeofizik verilerinin yorumuna göre kazı yerleri önerilmiştir. Kazılan bölgelerde jeofizik belirtilerle uyumlu antik yapı kalıntıları bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Bathonea, İki boyutlu sonlu farklar yöntemi, Doğru akım özdirenç yöntemi, Yer radarı Abstract: Geophysical studies have been conducted in the ancient city of Bathonea, in Küçükçekmece-İstanbul. Direct current resistivity and ground penetrating radar were applied. Direct current resistivity data were acquired with a multielectrode system. To interpret the acquired data, software has been developed. The developed program solves the Poisson equation based on finite difference method in two dimensions in MATLAB environment. Inversion part of the code uses 'ridge regression' method. Since the data were collected on a flat area, we did not consider topography as interpretation. Ground penetrating radar data were collected with a300 MHz shielded antenna. Ground penetrating radar data were evaluated with a commercial software Prism 2.59. According to the interpretation of geophysical data, we suggested some excavation sites. The ancient ruins were found in the suggested area successfully. Keywords: Bathonea, Two-dimensional finite difference method, Direct current resistivity method, GPR GİRİŞ Jeofizik yöntemler arkeolojik araştırmalarda uzun zamandan beri uygulanmaktadır ve başarılı sonuçlar alınmaktadır. Bu çalışmada Avcılar ve Küçükçekmece sınırları içinde kalan Bathonea antik kentinde uygulanan jeofizik araştırmalar ve sonuçları anlatılacaktır. Bu tarihi kentte çalışmalar 2007 yılından beri devam etmektedir. Bölgede 2013 yılında, Küçükçekmece gölünün kuzey kısmında doğru akım özdirenç ve yer radarı yöntemleri uygulanmıştır. Yapılan jeofizik çalışmalar sonucunda bazı bölgelere kazı önerilmiştir. Yapılan kazı çalışmalarında başarılı sonuçlar elde edilmiştir. BATHONEA Bathonea, İstanbul il sınırları içinde Küçükçekmece gölünün Avcılar-Firüzköy Mevkiinde bulunan antik bir yerleşimdir (Şekil1).Bathonea ile ilgili daha fazla bilgiye www.bathonea.org adresinden ulaşılabilir. İstabul da bulunan Yarımburgaz Mağarasına sadece 1,5 km uzaklıkta, Küçükçekmece göl kıyısında fener yapısına ait kalıntılar, kale-liman yapısı, yol, çeşitli yerleşim yerleri gölün muhtelif yerlerinde Helenistik-Roma-Bizans dönemlerine ait çok sayıda yapılar tespit edilmiştir. Antik kentte kazılar ve araştırmalar 2007 yılından beri Kocaeli Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, -9-
Arkeoloji Bölümü, Prehistorya ABD tarafından yürütülmektedir (Aydıngün ve Öniz, 2008; Aydıngün, 2009). Şekil 1 Marmara Bölgesi (sol üst köşe) ve Küçükçekmece gölü (Image Landsat Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO 2013 Basarsoft, Google Earth) JEOFİZİK YÖNTEMLER Doğru Akım Özdirenç Yöntemi Bathonea da çok elektrotlu doğru akım özdirenç yöntemi kullanılmıştır. Toplam 30 adet elektrot, 2 m elektrot aralığı ile Wenner, Schlumberger ve dipol-dipol elektrot dizilimlerine göre ölçüler alınmıştır. Toplanan veriler sonlu farklar yöntemine göre geliştirilen iki boyutlu ters çözüm yazılımı ile yorumlanmıştır. Geliştirilen programın düz çözümü Dey ve Morrison (1979) verdiği sonlu farklar yöntemine dayanmaktadır ve Poisson denkleminin sayısal çözümünü nokta kaynağa göre hesaplamaktadır. Fourier dönüşüm katsayıları Xu (2000) tarafından geliştirilen yöntem ile optimize edilmiştir. Geliştirilen algoritma sayısal sonuçları ve analitik çözüm karşılaştırılmıştır. Programın sonuçları ve analitik çözüm %0.2 hata ile benzerlik göstermektedir. Yazılımın ters çözüm kısmında Meju (1992) tarafından verilen ridgeregression yöntemi uygulanmıştır. Şekil 2 de yorumlanmış özdirenç kesitleri verilmiştir. Yorumlanmış özdirenç değerlerine göre seviye haritaları Şekil 3 a-d gösterilmiştir. Şekil 4 te kazı sonrası alanın fotoğrafı ve üzerine çizilmiş rezistiviteprofilleri görülmektedir. Yer Radarı Yöntemi Yer radarı yöntemi 300 MHz likkapalı anten ile uygulanmıştır. Alan, 9.5 m x 10 m boyutundadır. Ölçülerde kayıt süresi 50 ns tutulmuş, her bir iz ise 512 kere örneklenerek kayıt edilmiştir. Radargramlardaki hiperbollerden ortamın hızı 8.6 cm/ns olarak saptanmıştır. Yer radarı verileri Prism2.59 ticari yazılım ile gerçekleştirilmiştir. Her izde aynı derinlikte görülen yansımalar arka plan düzeltmesi ile giderilmiştir. Ayrıca antenin merkez frekansı göz önünde bulundurularak 50 MHz 900 MHz arası bir band geçişli süzgeç uygulanmış ve istenmeyen frekanslar sinyalden atılmıştır. Zaman-derinlik çevrimi yapılmış ve antenler arası mesafeden kaynaklanan hatayı düzeltmek için kayma (NMO) düzeltmesi 20 th The International Geophysical Congress & Exhibition of Turkey, 25-27 November, Antalya -10-
uygulanmıştır. Şekil 5 te örnek yorumlanmış bir radargram ve Şekil 6 da ise kazı sonrası alanın fotoğrafı görülmektedir. Şekil 2 DAÖ Profillerine ait ters çözüm sonuçları. (a) (b) (c) (d) Şekil 3 DAÖ profillerinin seviye haritaları a z=0.95 m, b z=1.34, c z=1.74 m ve d z=2.13 m. -11-
Şekil 4. Çalışma alanının kazı sonrası fotoğrafı. SONUÇLAR Bathonea antik kentinde yapılan jeofizik yöntemlerden doğru akım özdirenç ve yer radarı uygulamalarının sonuçlarına göre, arkeolojik yapı kalıntılarıiçin kazı yerleri önerilmiştir. Yapılan çalışmalarda önerilen yerlerde yapılan kazılar sonucunda antik kalıntılar bulunmuştur. Çalışmalar halen devam etmektedir. Teşekkür Arazi çalışmalarında bize yardım eden Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü öğrencilerinden Demirkan Baylar, Erdinç Duman, Fatma Kübra Kılıç, Güngör Doğan, Güven Aydemir ve Tulu Uygunel e çok teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Aydıngün, Ş. G.,Öniz, M., 2008, İstanbul-Küçükçekmece Kıyıları Arkeolojik Yüzey Araştırması, 12. Sualtı Bilim ve Teknolojileri Toplantısı, Ege Üniversitesi. Aydıngün, Ş. G., 2009, Dünden Bugüne Küçükçekmece: Küçükçekmece Gölü nde Arkeolojik Çalışmalar, 288-303. Dey, A., Morrison, H. F., 1979, Resistivity modelling for arbitrarily shaped two-dimensional structures, Geophys. Prosp., 27, 106-136. Meju, M. A., 1992, An effective ridge regression procedure for resistivity data inversion, Computers & Geoscience, 2, 99-118. Xu, S., B. Duan, and D. Zhang, 2000, Selection of the wavenumber k using an optimization method for the inverse Fourier transform in 2.5D electrical modeling, Geophys. Prosp., 48, 789-796. www.bathonea.org (erişim tarihi 20 Eylül 2013). 20 th The International Geophysical Congress & Exhibition of Turkey, 25-27 November, Antalya -12-
Şekil 5 Profillerden seçilmiş yorumlanmış bir radargram örneği. Şekil 6 Kazı sonrası bölgeden bir görüntü ve radargramlarda yansımaya neden olan antik duvarların görüntüsü. -13-