Bodem-micromorfologie

Micromorfologie is de tak binnen de bodemkunde die zich bezig houdt met de beschrijving en interpretatie van de samenstelling van de bodem op microscopisch niveau. Dit is van fundamenteel belang voor het begrip van de processen die van invloed zijn bij bodemvorming, of deze nu worden veroorzaakt door de normale krachten van de natuur of kunstmatig zijn teweeggebracht door het effect van mensen.

Hierdoor is deze vorm van onderzoek uitermate geschikt om toe te passen binnen het archeologisch werkveld. Op het moment dat er vragen zijn die niet meer met het blote oog in het veld beantwoord kunnen worden, kan micromorfologie uitkomst bieden.

Indien u benieuwd bent of dit type onderzoek van toegevoegde waarde kan zijn voor uw project, neem dan gerust contact met ons op. Wij denken graag met u mee. Vanwege onze kennis en ervaring op het gebied van zowel bodemkunde als archeologie kunnen wij een inschatting maken of dit type onderzoek voor u de juiste is en welke vragen er beantwoord kunnen worden.

Specialisten Kirsten van Kappel en Richard Exaltus zijn beiden praktiserend micromorfoloog. Micromorfologie was onderdeel van hun opleiding aan de Wageningen University & Research (WUR). Kirsten heeft daar bodemvorming en ecopedologie gestudeerd en heeft zich tijdens haar afstuderen gericht op de micromorfologische bestudering van het effect van kunstmatige ophogingen op archeologische vindplaatsen in het Noordelijk mariene gebied van Nederland. Richard heeft aan de Rijks Universiteit Leiden prehistorie gestudeerd met een afstudeervak aan de WUR waarbij hij micromorfologisch onderzoek heeft gedaan naar Site Formation Processes. Samen doen ze inmiddels al 20 jaar onderzoek naar allerlei bodemkundige-, en archeologische verschijnselen die zijn aangetroffen bij prospectieve onderzoeken, opgravingen, begeleidingen, proefsleuven onderzoek, monitoringstrajecten en natuurherstel projecten.

Tarieven bodem-micromorfologisch onderzoek?

Hieronder volgt een tabel met algemene tarieven per (afzonderlijk) profiel. Deze tarieven zijn exclusief BTW en inclusief; monstername (in het lab), vervaardigen van slijpplaten, analyse, rapportage en foto's. De standaard maatvoering voor een slijpplaat is 9 cm hoog en 6 cm breed (kubiëna-size). Afhankelijk van de monsterstrategie en/of vraagstelling kan gekozen worden om monsters te nemen van 9 x 6 cm of monsters van 9 x 3 cm, waarvan er twee naast elkaar op één slijpplaat worden geplaatst.

Tarieven (9 x 3 cm met een minimum van 18 cm lengteprofiel)

Voor elke 18 cm meer, bedragen de kosten € 900,-- euro excl. BTW.

Tarieven (9 x 6 cm)

Voor elke 9 cm meer, bedragen de kosten € 700,-- euro excl. BTW.

Bij analyse van meerdere profielen die van dezelfde locatie komen en min of meer dezelfde materialen/verschijnselen beslaan en dezelfde vraagstelling hebben, mag het totaal als één profiel worden gezien. Dit is bijvoorbeeld het geval als tijdens een booronderzoek van meerdere boringen de top van het pleistocene zand wordt bemonsterd of als binnen een opgraving op meerdere plaatsen dezelfde vondstlaag wordt bemonsterd. Voor een specifiek op uw vraagstelling toegesneden offerte verzoeken wij u contact op te nemen met ons (zie tabblad contact).

De doorlooptijd vanaf monstername tot en met oplevering conceptrapport bedraagt momenteel tussen de 11 en 15 maanden. Dit heeft te maken met het secuur laten drogen van het genomen monstermateriaal (zie beschrijving tijdspad) maar ook met het beperkte aantal labs in Europa. Er zijn er maar een paar die beschikken over de juiste kennis, kunde en faciliteiten om onze type bodems tot kwalitatief goede slijpplaten te verwerken.

Hoe gaan we te werk en welk tijdspad hoort daarbij?

In het veld kan het beste bemonsterd worden met pollenbakken van 50 cm hoogte en 10 cm breedte en 10 cm diepte. Op deze manier kunnen lagen en sporen bemonsterd worden met delen van de onder- boven- en eventueel naastliggende lagen. Voor een dergelijke bemonstering hoeft in het veld geen bodem-micromorfoloog aanwezig te zijn. Aan het einde van de opgraving kan in samenwerking met de bodem-micromorfoloog een selectie worden gemaakt van de te analyseren verschijnselen.

Monsters kunnen ook uit boorkernen genomen worden (aanbevolen diameter van de boorkernen is minimaal 5 cm). Eventueel kunnen boorkernen in hun geheel worden aangeleverd.

Pollenbakken en/of boorkernen, kunnen naar ArcheoPro worden gestuurd. In overleg worden hieruit met behulp van kleinere monsterblikken deelmonsters genomen van 9 cm hoogte en 3 cm breedte of 9 cm hoogte en 6 cm breedte. Het is belangrijk om op de pollenbakken goed te markeren wat de bovenkant is en om met de pollenbakken foto's mee te leveren van het profiel met daarin de pollenbak(ken) alsmede een profieltekening met laagaanduidingen en de posities van de te nemen monsters.

De genomen monsters worden gedurende drie tot zes maanden onder geconditioneerde omstandigheden gedroogd of in de aceton geplaatst om de monsters watervrij te krijgen. De droogtijd is afhankelijk van het type sediment. Zand droogt bijvoorbeeld sneller dan klei of veen. Vanwege het overwegend 'zachte' sediment waaruit de Nederlandse bodems bestaan is het noodzakelijk om de monsters rustig te drogen zodat geen vervorming van het bemonsterde materiaal optreed en microstructuren intact blijven. Tevens is dit langzame droogproces essentieel om het bemonsterde materiaal volledig te ontdoen van water. Het in aceton opgeloste polyester, waar de monsters mee geïmpregneerd worden, kan namelijk pas alle poriën binnendringen als het water volledig verdwenen is. Nadat de monsters volledig watervrij zijn, worden ze geïmpregneerd met een kleurloze onverzadigde polyesteroplossing en onder vacuüm geplaatst. Door het meerdere malen onder vacuüm plaatsen van de monsters, verdampt de aceton en raakt het monster volledig doortrokken met polyester. Dit proces duurt ongeveer een maand. Na verdamping van het grootste gedeelte van de aceton harden de monsters uit door middel van blootstelling aan de lucht. Dit duurt circa twee weken tot zes weken.

Vervolgens worden van de uitgeharde blokken slijplaten gemaakt. Een slijpplaat heeft een grootte van 9 x 6 cm (kubiëna-formaat) en een dikte van 25 micrometer. De plaat wordt gemaakt uit de kern van het verharde blok om verstoringen zoveel mogelijk uit te sluiten. Vervolgens kunnen de slijpplaten worden geanalyseerd. Dit gebeurt met een polarisatie lichtmicroscoop met vergrotingen tot 500 maal. Analyseren en rapporteren duurt gemiddeld 2 weken (tot maximaal 6 slijpplaten). Naarmate de hoeveelheid slijpplaten groter wordt zal de doorlooptijd van de rapportage ook toenemen.

Bodem-micromorfologie, wat kun je ermee?

Bodem-micromorfologisch onderzoek maakt het mogelijk om (on)verstoorde bodem-/profieldelen door middel van slijpplaten microscopisch te bestuderen en kan antwoord geven op onder andere de volgende vragen:

• Uit wat voor sediment bestaat het bemonsterde materiaal?
• Wat is de genese van het sediment?
• Heeft bodemvorming plaatsgevonden?
• Zijn afwijkende lagen van natuurlijke of antropogene oorsprong?
• Liggen artefacten op hun oorspronkelijke plek of zijn deze verplaatst?
• Vormt een bepaalde laag een oud oppervlak?
• Heeft een laag aan bodembewerking blootgesteld gestaan?
• Is er sprake van ophoging (grafheuvel, terplichaam, plaggen, vloer, esdek, dijk e.d.)?
• Heeft ophoging gefaseerd plaatsgevonden of in één keer?
• Wat onderscheidt grondsporen van het natuurlijke bodemmateriaal?
• Hoe is een grondspoor opgevuld geraakt?
• Waarvoor is een kuil gebruikt en zijn er meerdere gebruiksfasen?
• Hebben overstromingen plaatsgevonden?
• Is een archeologisch pakket in één keer of gefaseerd gevormd?
• Heeft erosie plaatsgevonden?
• Heeft betreding plaatsgevonden?
• Is er gestookt, zo ja: wat en hoe vaak?

Werkplekken voor de microscopische analyse van slijpplaten.

Om een antwoord te kunnen geven op bovenstaande vragen, worden micromorfologische verschijnselen (die in de slijpplaten onder de microscoop kunnen worden waargenomen) beschreven. Dit zijn onder meer:

• aanwezige bodemmaterialen (matrix of moedermateriaal);
• aanwezige artefacten (onnatuurlijke insluitsels in het natuurlijke bodemmateriaal);
• (micro)sedimentatie (gelaagdheid tot op het niveau van tienden van millimeters);
• grootteverdeling/sortering (afmetingen van deeltjes en eventuele verloop daarin);
• rangschikking van grof materiaal ten opzichte van fijn materiaal;
• oriëntatie van deeltjes, in- en uitspoeling (podzolvorming en vorming Bt-horizont);
• humusvormen (ruwe humus, moderhumus, stofhumus);
• mate van ontkalking (klei, silt en zand);
• mate van veraarding (veen);
• mate van bioturbatie (graaf- en wortelgangen e.d.);
• aanwezigheid van as en overige stookresten;
• rangschikking van as t.o.v. overige stookresten;
• fragmentatie (houtskool, bot en aardewerk);
• oriëntatie van lagen;
• overgangen tussen lagen (geleidelijk, abrupt of erosief?);
• vulling van poriën en de mate van afronding (zandkorrels, houtskooldeeltjes en aardewerkkruimels).

Hieronder volgen voorbeelden van een aantal verschijnselen:

Midden op dit microscoopbeeld is een, voor het blote oog onzichtbaar, verbrand botdeeltje te zien. In dit geval maakt het duidelijk dat de hier onderzochte kuilvulling is ontstaan tijdens de bereiding van dierlijk materiaal.	Op deze foto is de afbraak van organisch materiaal onder invloed van moderne processen zichtbaar. In dit geval betreft het uitdroging van een plantenweefsel door bodemontwatering. In een slijpplaat is dit fenomeen uitstekend zichtbaar en eventueel zelfs van jaar tot jaar te volgen.
Op deze foto is te zien hoe betreding leidt tot vermenging van bodemmateriaal zoals in dit geval verbrand bot met houtskool en klei. Bovendien is een kenmerkende vorm van fragmentatie van houtskooldeeltjes zichtbaar die veroorzaakt wordt door betreding.

Hieronder een korte samenvatting van enkel van deze projecten.

Samenvattingen

O2
Tijdens opgravingen in het kader van de Dijkteruglegging te Lent zijn diverse gracht-, sloot- en greppelvullingen aangetroffen die onderdeel uitmaken van een nederzettingsterrein uit de Middeleeuwen en de nieuwe tijd. Om inzicht te krijgen in de aard van de opvullingen (natuurlijk of antropogeen) en het al dan niet watervoerend zijn van de watergangen, zijn monsters ten behoeve van bodem-micromorfologisch onderzoek genomen. Op basis van dit onderzoek kon inzichtelijk worden gemaakt welke delen in watergangen door natuurlijke processen zijn opgevuld en welke door antropogene invloeden. Tevens konden uitspraken worden gedaan over het al dan niet watervoerend zijn van watergangen en of het stilstaand of stromend water betrof.

Het domein van boer en de ambachtsman
Tijdens een opgraving op het voormalig veilingterrein van Wijk bij Duurstede is in een restgeul een aslaag aangetroffen. Om meer inzicht te krijgen in de aard van deze aslaag en de afzettingsomstandigheden die tijdens de vorming ervan heersten, zijn monsters genomen ten behoeve van bodem-micromorfologisch onderzoek. Op basis van dit onderzoek is gebleken dat de aslaag bestaat uit verbrandde kruidachtige vegetatie die zowel door in- als ex-situ activiteiten is ontstaan. Tevens zijn in de slijpplaten twee kleilagen aangetroffen waaruit blijkt dat de geul ten tijde van de vorming van de aslaag tenminste twee keer watervoerend is geweest.

Twintig meter diep!
Tijdens karterend inventariserend veldonderzoek, uitgevoerd in het plangebied Yangtzehaven te Rotterdam, zijn op ca. 20 meter beneden het maaiveld Mesolithische resten aangetroffen. Om meer inzicht te krijgen in de aard van de bodem en eventuele aanwezigheid van archeologische indicatoren op deze diepte, zijn monsters uit Begemann boringen genomen ten behoeve van bodem-micromorfologisch onderzoek. Op basis van dit onderzoek is gebleken dat er sprake is geweest van bodemvorming. Deze uit zich in een lichte mate van doorworteling en wortels die deels zijn afgebroken (door bodemfauna) tot stofhumus dat vervolgens is neergeslagen als huidjes rond zandkorrels. Op diverse niveaus in het bemonsterde profiel zijn tevens verkoolde resten van in situ verbrandde vegetatie aangetroffen die duidden op menselijke stookactiviteiten die naar alle waarschijnlijkheid dienden om het betreffende gebied geschikter te maken voor begrazing door vee.

Markt, Vlaardingen
Bij booronderzoek aan de Markt, onder de Grote kerk, in Vlaardingen werden lagen aangetroffen waarvan met het blote oog niet was vast te stellen of het om een natuurlijke afzettingen ging of om een ophogingspakket. Om hier meer inzicht in te krijgen zijn uit gutsboringen monsters genomen ten behoeven van bodemmicromorfologisch onderzoek. Op basis van dit onderzoek kon vastgesteld worden dat er sprake is van natuurlijke afzettingen die enige tijd aan het oppervlak hebben gelegen waardoor bodemvorming is opgetreden. Tevens zijn indicatoren aangetroffen in de vorm van bot, houtskool en asresten, die duidden op menselijke activiteit ten tijde van de vorming de bemonsterde lagen.

Lijst van recente publicaties:

• Bodem-micromorfologisch onderzoek De Grift Noord (DGN1). De Meern (Kirsten van Kappel en BAMN).
• Schans Knodsenburg (NLD8) gemeente Nijmegen een bodem-micromorfologisch onderzoek. Eijsden (ArcheoPro rapportnr. 15044).
• O2 (NLD16) gemeente Nijmegen een bodem-micromorfologisch onderzoek. Eijsden (ArcheoPro rapportnr. 15045).
• The reconstruction of a buried Maas river landscape near Lomm (Limburg, The Netherlands) Using a multi-disciplinary approach; Human adaption to landscape changes. Berlin (eTopoi Journal for Ancient studies, special volume 3, pp. 31-38).
• Location, location, location: the construction and preservation of Roman buriel mounds in the Dutch river delta. Berlin (eTopoi Journal for Ancient studies, special volume 3, pp. 155-159).
• Ondergedekt Verleden (het effect van kunstmatige ophogingen op archeologische vindplaatsen in het Noordelijk marine gebied van Nederland). Wageningen. (WUR).
• Mesolithisch gebruik van een duin ten zuiden van Swifterbant (8300-5000 v.Chr.). Een archeologische opgraving in het tracé van de N23/N307, Provincie Flevoland. (Archol rapport 174 & ADC rapport 3250).
• The Green, gemeente Almere een nulmeting zetting. Amersfoort (ADC rapport 2690).
• Onvoltooid verleden, sporen van meer dan 10.000 jaar menselijke activiteiten langs de Regge bij Nijverdal. Amersfoort (ADC monografie 13).
• Twintig meter diep! Mesolithicum in de Yangtzehaven-Maasvlakte te Rotterdam (BOORrapporten523).
• Tijd in centimeters, een kijkje in het landschap van een dekzandrug te Almere. Amersfoort (ADC rapport 2662). Bronstijdboeren op de kwelders. Amersfoort (ADC monografie 11).
• Keizershoeve I, archeologisch onderzoek op 'de grote Aalst' te Ewijk. Amersfoort (ADC rapport 2000). Grafheuvels in IJsselstein. Amersfoort (ADC rapport 3012).
• Cananefaten en Friezen aan de monding van de Rijn. Tien jaar archeologisch onderzoek op de Zanderij-Westerbaan te Katwijk. Amersfoort (ADC monografie 5).
• Bijzondere kuilen tussen de kolen. Amersfoort (ADC rapport 2376).
• Rituelen aan de Maas. Een archeologische opgraving te Lomm. Amersfoort (ADC rapport 2333).
• Komfoor op terp 5 archeologisch onderzoek rond veenterp te Peize. Amersfoort (ADC rapport 3133).
• Boeren, Romeinen en Edelen in het Westlandse kustgebied. Amersfoort (ADC rapport 2153).
• Veraste en begraasde kwelders te Schagen. Amersfoort (ADC rapport 3264).
• Wonen en werken in de Late IJzertijd in Spijkenisse. Amersfoort (ADC rapport 2665).
• Vlaardingen Geert Grootelaan. Amersfoort (ADC rapport 2317).
• Het domein van boer en de ambachtsman. Een opgraving op voormalig veilingterrein te Wijk bij Duurstede. Amersfoort (ADC monografie 12).
• Wergea Terp Groot Palma. Amersfoort (ADC rapport 2053).
• Zijdepark te Leidschendam. Amersfoort (ADC rapport 2616).
• Landschapsontwikkeling en bewoningsgeschiedenis in de wijk Holy te Vlaardingen. Amersfoort (ADC rapport 2694).
• De motte van Breust. Een opgraving van een middeleeuwse kasteelheuvel en zijn omgeving in Eijsden-Breust. Amersfoort (ADC monografie 15).
• Toerit N207 naar de N11 te Alphen aan den Rijn. Amersfoort (ADC rapport 2843).
• Tunnel door verdronken landschappen. Amersfoort (ADC rapport 3445).
• Bedrijvigheid in de Bronstijd. Amersfoort (ADC rapport 3411).
• Tienduizend jaar landschaps- en bewoningsgeschiedenis tussen Well en Aaijen. Amersfoort (ADC rapport 3472).
• Ede Kernhem Vlek B. Amersfoort (ADC rapport 3757).
• Flevoland kennisontwikkeling programma archeologie Hanzelijn (TUDelft, ADC ArcheoProjecten en Deltares).
• Maassluis, Weverskade 60 een Opgraving. Amersfoort (ADC rapport 2742)
• Westland Naaldwijk, Naaldwijk Hogeland een proefsleuvenonderzoek. Amersfoort (ADC rapport 2799)
• Micro-milieu op Wartena-Noord, in concept (Rijks Universiteit Groningen)
• Bodem-micromorfologische onderzoek Castellum Hoge Woerd, in concept. (afdeling Erfgoed gemeente Utrecht).
• Bodem-micromorfologische onderzoek Museum Nunspeet, in concept. (RAAP).
• Bodem-micromorfologische onderzoek Aardgastransportleiding Beverwijk en Wijngaarden, in concept. (ADC).
• Bodem-micromorfologische onderzoek Plechelmusplein te Oldenzaal, in concept. (ADC).
• Bodem-micromorfologische onderzoek Visweg te Limmen, in concept. (ADC).
• Bodem-micromorfologische onderzoek vindplaats 41 te Spaarndam, in concept. (ADC).
• Bodem-micromorfologische onderzoek Grote Markt Oostzijde te Groningen, in concept. (RAAP).