Le nouvel âge d’or de l’archéologie grâce aux satellites

Elle et son équipe ont exploré le terrain depuis plus d’un an, à la recherche une structure qui découvre l’ancienne capitale de Tanis. Personne ne sait à quoi elle ressemble, mais Parcak a une idée. Et elle sent qu’elle est proche.Puis, soudain, dans la région nord-est du delta du Nil, des bâtiments administratifs, des rues, des palais et des maisons et toute une surface des tailles devant ses yeux. Parcak est excité. Elle a trouvé Tanis.

Mais elle n’est pas réellement en Egypte – elle est à des milliers de miles dans son laboratoire en Alabama, en regardant transformés, des images satellites en couleur. C’est une tendance émergente en archéologie qui permet aux gens de faire des découvertes archéologiques très importants – avant d’aller sur la zone.

Un homme au National Geographic et professeur agrégé d’anthropologie à l’Université d’Alabama à Birmingham, Parcak raconte souvent à ses élèves, «Une image vaut mille mots. Une image satellite vaut un million de dollars. » Elle est un archéologue de l’espace, qui fait partie d’une communauté grandissante de spécialistes qui utilisent l’imagerie par satellite et la technologie de télédétection pour trouver des sites antiques invisibles à l’œil nu.

Sarah Parcak, Ph.D., fait un zoom sur une image satellite de l'Egypte Image: Université d'Alabama à Birmingham

Sarah Parcak, Ph.D., fait un zoom sur une image satellite de l’Egypte Image: Université d’Alabama à Birmingham

Souvent décrite par les médias comme un Indiana Jones des temps modernes, Parcak insiste sur le fait que cette technologie de pointe permet de détecter plusieurs sites à la fois, et même créer des cartes 3D pour aider les chercheurs sur le terrain, le moment le plus excitant d’être un archéologue est en ce moment.

«Nous avons des milliers de sites à trouver à travers le monde, et de nouvelles techniques de test ».Le champ ne cesse d’évoluer avec la technologie, ce qui rend les choses passionnantes. »dit-elle.

Et il est vrai que les archéologues de l’espace comme Parcak sont rapidement en train de réinventer la façon dont nous étudions notre passé.

Pour trouver des traces archéologiques de Tanis, la capitale de l’Egypte entre 1000 – 1400 avant JC, elle a essayé combinant les ensembles de données satellitaires et l’exécution des techniques de traitement variées pour améliorer l’imagerie autour du Delta du Nil oriental.

Utilisation de l’imagerie satellite dans le proche infrarouge, ce qui reflète une parties du spectre électromagnétique que l’œil humain ne peut pas voir, elle suit les changements subtils de la densité de la surface de la Terre, avec des couleurs différentes correspondant à différentes densités. Les Égyptiens ont généralement construit leurs villes en brique de boue, plus dense que le sol autour d’elle, l’imagerie satellite a révélé ce qui semblait être le schéma de l’ancienne ville.

Une image filtrée de Tanis, l'une des plus importantes capitales de l'Egypte antique. Image: Université d'Alabama à Birmingham

Une image filtrée de Tanis, l’une des plus importantes capitales de l’Egypte antique. Image: Université d’Alabama à Birmingham

«Quand la carte est apparu, je ne savais pas ce que je cherchais, puisque j’avais décidé de tester différentes techniques sur un petit sous-ensemble de l’imagerie, pour un temps de traitement plus rapide», explique Parcak. « Ce n’est que lorsque j’ai appliqué les mêmes techniques à l’image entière que j’ai pu voir la carte de la ville pour la première fois. »

Quand elle s’est associée à une équipe française pour creuser et confirmer l’une des maisons qu’elle a trouvé via satellite, Parcak a réalisé que la carte était extrêmement précise.

« Maintenant, pour la première fois en 3000 ans, nous avons une carte d’un des plus importantes capitales de l’Egypte « , dit-elle.De l’esquisse d’une ville fantôme enfouis à des milliers de miles de là,  Parcak pourrait glaner des informations non seulement sur l’organisation et la structure de Tanis, mais aussi de sa classe dirigeante et le développement urbain.

La technologie derrière l’archéologie spatiale est, à bien des égards, semblable à la façon dont nous utilisons Google Earth . De centaines de miles dans l’espace, vous pouvez zoomer sur une zone spécifique – qu’il s’agisse de votre maison d’enfance ou de la Grande Pyramide de Gizeh. C’est une forme de télédétection: recueillir des informations sur un espace sans s’y rendre physiquement.

Mais Google Earth est vraiment juste une façon superficielle de l’observation. Avec l’archéologie, la télédétection devient beaucoup plus compliqué et fascinant.

« Si vous regardez sur Google Earth, vous avez accès à un produit de données satellite, mais vous n’avez pas accès à toutes les données», explique William Saturno, professeur adjoint d’archéologie à l’Université de Boston et ancien chercheur au Marshall Space Flight Center de la NASA. « Vous avez accès à des images qui ont été préparés pour vous. »

En revanche, les archéologues de l’espace utilisent différentes longueurs d’onde de la lumière sur les images à partir de données satellitaires à haute résolution commerciales de la NASA et de rendre l’invisible visible plus profonde et plus subtile des informations sur la géologie et la végétation sur la surface de la Terre. Cette information plus approfondie, selon Saturno, c’est là que réside l’importance.

L’archéologue Damian Evans, qui dirige l’Université de la base de recherche cambodgien de Sydney, dit qu’il y a une idée fausse très répandue que la technologie de la télédétection – spécifiquement LIDAR, ou « radar lumière » – peuvent « voir à travers » la végétation, ou qu’il peut pénétrer dans le sol et détecter caractéristiques du sous-sol.

« Il ne fait que bombarder le paysage avec des impulsions laser – environ un million tous les quatre ou cinq secondes, dans notre cas , il va heurter le sol et revenir au capteur fixé sur le satellite.
Le capteur mesure la distance entre le satellite et le sol par l’enregistrement de temps qu’il a fallu pour l’impulsion de rebondir à partir du sol. Données GPS permet au capteur pour calculer les coordonnées exactes sur le terrain en 3D.

Les chercheurs se retrouvent avec des milliards de points, Evans dit qu’un logiciel spécialisé peut les analyser, de les transformer en modèles altimétriques et plus encore.

La télédétection est particulièrement utile pour les zones trop dangereuses pour l’exploration physique ou fouilles traditionnelles. Par exemple, Evans et Saturno utilisés archéologie spatiale à l’enquête Lingapura , l’ancienne capitale de l’empire angkorien dans le nord-ouest du Cambodge, qui Pol Pot et les Khmers rouges parsemées de mines terrestres dans les années 1970. Evans et Saturno ont réussi à cartographier la géographie complexe de la région.

Jason Ur, un archéologue à l’Université de Harvard, a interrogé l’Irak et a trouvé ce qu’il appelle «la plus riche paysage archéologique dans le Moyen-Orient. » Dans une région avec une longue histoire de conflits, Ur et ses collègues ont trouvé environ 1.200 sites potentiels par le biais de 1960 satellites espions. Des traces de canaux d’irrigation complexes ornent le paysage souterrain, tandis que les routes et les pistes précédemment inconnus montrent des signes de l’ancienne piste. Ur et son équipe sont en train de tester leur hypothèse que les premiers habitants de cette ville au début prévu de sa construction avec beaucoup de détails.

L’archéologie spatiale peut même aider à expliquer l’inexplicable. Quand vous voyez l’île polynésienne de Rapa Nui, ou l’île de Pâques, c’est indubitable. Un total de 887 têtes de pierre colossales et torses sur les nombreuses collines verdoyantes et des côtes rocheuses. Certains atteignent jusqu’à 32 pieds de haut, d’autres sont enterrés jusqu’au cou dans la terre.

Ces emblématique moai , les avaient sculptés dans une seule carrière sur les pentes inférieures de l’île et qui détient une riche histoire dans leurs expressions. Ils sont des «visages de vie» de divinisés de Rapa Nui érigé pour veiller sur leurs descendants.

Bien que leur but peut être clair, le véritable mystère pour les historiens était de savoir comment les gens de Rapa Nui avaient déplacés ces monolithes, pesant jusqu’à 80 tonnes, à 11 miles de la carrière. Ils ont atteint tous les coins de l’île sans roue,  grue ou même de grands animaux pour les aider.

Puis en 2012, Carl Lipo de la California State University et Terry Hunt de l’Université d’Hawaii a utilisé la technologie satellite pour se rapprocher de la vérité, il pouvait voir les chemins préhistoriques à travers l’imagerie satellite, ce qui suggère que des équipes de personnes ont marché du moai en place en les tirant avec des cordes.

Iconic moai position sur le flanc de la colline de l'île polynésienne de Rapa Nui (île de Pâques). Image: Flickr, Nicolas de Camaret

Iconic moai position sur le flanc de la colline de l’île polynésienne de Rapa Nui (île de Pâques). Image: Flickr, Nicolas de Camaret


Au milieu de fascinantes découvertes, les archéologues utilisent également des satellites pour suivre et arrêter les pilleurs professionnels, qui trouvent habilement et qui  détruisent souvent des sites non protégés et de voler des artefacts importants à vendre aux collectionneurs et à des marchands. Au sein de la communauté archéologique, les chercheurs croient que ce pillage est au monde le troisième plus grand contributeur à l’insurrection et les activités criminelles, mais il n’existe pas de méthodes reconnues mondialement pour les suivre ou les freiner.

Selon Parcak, le pillage est particulièrement répandue en Egypte, en Syrie et en Libye après le printemps arabe au début de 2011, la détection par satellite peut aider à les trouver

« J’ai commencé à entendre des rumeurs de pillage du site à la fin de Janvier 2011 et a obtenu des images à haute résolution à la mi-Février, » dit-elle. « Je pouvais voir des centaines de fosses de pillage, et j’étais à un seul site. Maintenant, près de trois ans plus tard, nous avons compté près de 10.000 puits de pillages et vu une augmentation de près de 1000%. »

La valeur estimative des éléments tirés de ces puits se situe entre 1 milliard de $ et 2 milliard de $.Il est facile d’identifier les fosses de pillage avec des données satellitaires, cependant, car ils ne ressemblent en rien aux unités de fouilles précises prévues. Parcak et ses collègues ont partagé leurs résultats avec le  ministre égyptien, Zahi Hawass, et d’autres membres du gouvernement égyptien pour trouver des moyens pour protéger et préserver les sites archéologiques.

«Nous perdons notre passé plus vite que nous pouvons cartographier», dit Parcak. « L’imagerie satellitaire est la seule façon dont nous pouvons cartographier les habitudes de pillage efficacement. »

En Mars 2001, les jungles du nord-est du Guatemala, Saturno est allé à la recherche de l’emplacement présumé du Maya stèles , plaques magnifiquement ornementales de pierre présentant différentes figures et hiéroglyphes sculptés en relief. Au lieu de rester près de la frontière mexicaine, comme prévu, les guides de Saturno suggéré un autre emplacement: l’ancienne ville de San Bartolo, situé plus au sud.

Saturno pensait  être une simple journée de voyage, qui a pris 12 heures pour aller aussi loin que possible par Land Rover, lui et ses compagnons ont  encore fait huit heures de marche, à l’aide de machettes pour couper à travers la forêt dense.

Comme ils se tenaient au milieu de ce qui était autrefois la plaza de San Bartolo, maintenant envahi par une épaisse végétation, le groupe a réalisé qu’il avait largement sous-estimé ses fournitures nécessaires. Le fait éclipsé tout accomplissement d’accéder au site. Étouffé par la chaleur  et un voyage de deux jours à partir de la civilisation, ils étaient complètement à court d’eau et de nourriture.

Ils ont tout essayé, de l’extraction de l’eau des vignes désespérément, des eaux de pluie collectées, mais le groupe était seulement en mesure de recueillir environ un demi-gallon – pas assez pour un groupe de leur taille.

Fatigués et déshydratés, portant plus de 50 kilos de matériel photo, Saturno plongea dans une tranchée creusée à proximité par des pillards afin  d’échapper au cruel soleil. Il est entré dans une salle enterrée sous une pyramide Maya, et après qu’il a allumé sa lampe de poche, il ne put s’empêcher de rire. Là, sur les murs, au point culminant de son voyage cauchemardesque, Saturno a découvert une vierge murale vielle  2,000 ans.

 L'archéologue William Saturno, Ph.D., montre une ancienne peinture murale Maya à la NASA administrateur adjoint Shana Dale en 2007. Image: NASA / Getty Images


L’archéologue William Saturno, Ph.D., montre une ancienne peinture murale Maya à la NASA administrateur adjoint Shana Dale en 2007. Image: NASA / Getty Images

Ils voit d’abord un personnage rendu dans la magnifique peinture rouge, plus tard identifié comme le dieu du maïs Maya. La peinture murale, la plus ancienne qu’il ait jamais été trouvé, a près de 60 pieds de longueur. Stupéfait, Saturno photographié le tableau sans rien dire à ses guides, se méfiant de qui il pouvait avoir confiance.

Ils ont finalement en prenant une autre journée complète pour retourner à leurs véhicules. À ce moment, la fresque a quitté ses pensées, il voulait retourner avec sa femme et ses deux jeunes enfants.

Quelques mois plus tard, dans l’espoir de revenir pour voir la peinture murale, Saturno a travaillé avec Tom Sever, archéologue principal de la NASA à l’époque, et scientifique de la terre Dan Irwin pour essayer de trouver de l’eau dans la zone à l’aide des données du satellite IKONOS.

«Nous allions à l’exécution d’un projet archéologique à long terme là-bas, l’eau et l’identification allait être quelque chose d’important pour nous de trouver une chose facile à avec l’imagerie par satellite», explique Saturno. « Aussi longtemps que cela, les données commerciales à haute résolution allait être disponible, pourrait tout aussi bien tirer profit de cela. »

Sever et Irwin lui a envoyé des copies des impressions de IKONOS, et malgré le manque apparent d’eau à proximité, Saturno remarqué diverses colorations à côté de la silhouette de l’ensemble architectural. Vous vous demandez si c’étaient des structures supplémentaires, il est retourné sur le site avec le GPS et  avec des coordonnées de la NASA. Saturno a confirmé que les décolorations étaient en effet l’architecture maya après la vérification quatre ou cinq structures.

La région de Peten au Guatemala, où Saturno et la NASA ont utilisé les données de télédétection pour repérer et interpréter les vestiges d'une ancienne cité maya. Image: NASA / Getty Images

La région de Peten au Guatemala, où Saturno et la NASA ont utilisé les données de télédétection pour repérer et interpréter les vestiges d’une ancienne cité maya. Image: NASA / Getty Images

Saturno écrit à Sever et Irwin de son succès avec les images de ruines actuelles, en supposant qu’ils avaient changé les couleurs sur le but de trouver des structures. Cependant, ils avaient seulement tenté de rendre les images plus lumineuses, et ne pas croire Saturno quand il leur a d’abord dit. Lui et ses collègues sur le terrain avait recueilli des données GPS, qu’il a présenté à Sever et Irwin quand ils sont retournés aux États-Unis.

Cela a commencé avec une collaboration à long terme entre Saturno et Sever, qui continuent aujourd’hui à travailler ensemble.

« Mais c’est à ce moment-là que j’ai commencé à vraiment entrer dans la partie de l’analyse réelle de celui-ci – à passer par les processus que vous faites pour manipuler les données, et la compréhension, en fait, ce que je voyais, et pourquoi je voyais , et pourquoi je le voyais quand je voyais », dit-il.

D’une certaine manière, l’archéologie et la photographie aérienne a fonctionner dans la famille de Parcak. Quand elle et son frère ont grandi à Bangor, dans le Maine, leur grand-père, un professeur  forestier  à la retraite de l’Université du Maine était l’un des pionniers de la photographie aérienne pour les forêts  qu’il prenait pour son bureau de la firme d’ingénierie où il travaillait.

« Il avait son équipement de photographie aérienne , y compris un stéréoscope, qu’il pouvait placer deux photos aériennes l’une au-dessus de l’autre et de les visualiser en 3D, » dit-elle.

Parcak a appris plus tard que son grand-père avait participer à des opérations secrètes de la CIA pour l’interprétation des photographies prisent en Russie.

Ces visites au bureau de son grand-père a servie comme source d’inspiration pour le choix de carrière de Parcak plus tard dans sa vie, mais il était au tout début de sa carrière d’universitaire quand elle a trouvé son créneau pour l’archéologie.

La semaine avant que les classes ouvertes à Timothy Dwight College de l’Université de Yale, célèbre égyptologue et professeur William Kelly Simpson a invité toute les première année de prendre un bus à Katonah, NY pour voir sa succession.

Parcak a été la seule à accepter l’offre. Elle entra dans la maison de Simpson et a été immédiatement impressionné par sa collection d’art. Le mari de la nièce de John D. Rockefeller, Simpson est devenu un collectionneur d’art de renommée mondiale, décorer chaque pièce avec des antiquités et des murs avec Vuillards, Monet et Matisse.

Elle marche de chambre en chambre, Parcak se retrouve dans un coin et se trouvait le bureau de Simpson. Bibliothèques remplis à ras bord avec des livres d’égyptologie s’élèvent aussi haut que le plafond de 15 pieds, l’odeur de fumée de pipe et de la connaissance éternelle. Et soudain, comme un commutateur étant retournée, elle le savait.

« C’est tout. J’en ai fini. Je veux être un égyptologue. »

Comme avec n’importe quelle discipline de la technologie, l’archéologie spatiale progresse rapidement. Dans 35 ans, la résolution par satellite a augmenté, passant de 180 pieds à 1,5 pieds, et en 2014, DigitalGlobe publiera le WorldView-3 par satellite, avec une résolution d’environ 1 pied.

Selon Devin White, chercheur scientifique principal et chef de file évolutive et haute performance Geocomputation à Oak Ridge National Laboratory équipe, de nombreux archéologues mettent l’impact des technologies géospatiales, notamment LIDAR, à égalité avec la datation au radiocarbone.

Les progrès de la technologie géospatiale cours de la dernière décennie, dit-il, y compris l’acquisition, le traitement et la visualisation des données de télédétection, ont été «vraiment stupéfiant. »

« L’archéologie a directement bénéficié de ce bond en avant», dit-il. «Nous sommes passés d’une petite poignée de chercheurs, en collaboration  nous avons eu des données géospatiales de haute qualité et des logiciels qui sont rapidement et en constante évolution. »

Blanc voit trois tendances en particulier. La première est de créer plus immersive des expériences. Les chercheurs adoptent la fusion et de visualisation de données multi-échelle pour voir environnements analytiques. Pensez Rift Oculus et la navigation basée sur la gestuelle. « Les archéologues ont essayé de faire quelque chose comme cela pendant des années, mais je pense que la technologie, et notre compréhension de la meilleure façon de l’utiliser, commencent enfin à converger, » dit-il.

Il voit également l’émergence de cartographie en temps quasi réel, à la fois sur le sol et de l’air, pour orienter les travaux et prendre les mesures qui, selon lui sera aussi indispensable que le GPS.

Et enfin, il prévoit une plus grande inclusion généralisée de « machine learning », l’utilisation de systèmes informatiques capables d’analyser et de passer au crible les gros tas de données bruitées, en analysant automatiquement ce qui est significatif et utile.

Parcak pointe vers des images satellites sur place. Image: Université de l'Alabama à Birmingham

Parcak pointe vers des images satellites sur place. Image: Université de l’Alabama à Birmingham


Aujourd’hui, Parcak va revenir à son satellite pour l’Egypte, et de plonger plus profondément. En étudiant comment le Nil a changé de cap, elle essaie de voir si elle peut déterminer comment et pourquoi ces colonies ont évolué – et elle a beaucoup de données à analysées.

Dans un autre domaine de l’Egypte (elle ne peut pas révéler exactement où pour l’instant), elle a recueilli des données radar transmises par un capteur actif qui lui permet de voir sous le sable, dans certains cas, jusqu’à 10 mètres de profondeur (contrairement LIDAR, qui ne peuvait pas détecter les sous-sol caractéristiques), et elle est très excité de voir ce qui peut apparaître. Les nouvelles technologies, comme cela peut aider les archéologues à protéger les sites qu’ils ne réalisent même pas exister.

En plus de ses projets en cours, Parcak continue à enseigner toute une gamme de cours d’anthropologie à l’Université de l’Alabama à Birmingham.

«J’essaie de raconter l’histoires à mes élèves conscients que le monde est un endroit très cool avec de nombreux problèmes à résoudre, et qu’ils peuvent tous aider à les résoudre».

Un de ces problèmes, explique t-elle, est de ne pas comprendre les uns les autres. Mais l’histoire prouve que, même si le monde est diversifié, nous sommes vraiment pas si différent.

« Rien ne change jamais. Cela me donne de l’espoir pour notre avenir, et nous enseigne que nous avons beaucoup à apprendre de nos ancêtres. Nous n’avons pas évolué autant que nous le pensons sur 100.000 ans. »

(Source Mashable)

Image: Flickr, NASA Goddard Space Flight Center

6 réflexions sur “Le nouvel âge d’or de l’archéologie grâce aux satellites

  1. On arrête pas le progrès tout en restant bien au chaud chez soi 😉 , c’est fabuleux de vivre à l’époque des nouvelles technologies, sachant que dans 30 ans ça sera complétement dépassé

  2. Pingback: Le nouvel âge d’or de l’archéologie grâce aux satellites | Béréenne attitude

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