Combining infrared thermography and UAV digital photogrammetry for the protection and conservation of rupestrian cultural heritage sites in Georgia: A methodological application

The rock-cut city of Vardzia is an example of the extraordinary rupestrian cultural heritage of Georgia. The site, Byzantine in age, was carved in the steep tuff slopes of the Erusheti mountains, and due to its peculiar geological characteristics, it is particularly vulnerable to weathering and degradation, as well as frequent instability phenomena. These problems determine serious constraints on the future conservation of the site, as well as the safety of the visitors. This paper focuses on the implementation of a site-specific methodology, based on the integration of advanced remote sensing techniques, such as InfraRed Thermography (IRT) and Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-based Digital Photogrammetry (DP), with traditional field surveys and laboratory analyses, with the aim of mapping the potential criticality of the rupestrian complex on a slope scale. The adopted methodology proved to be a useful tool for the detection of areas of weathering and degradation on the tuff cliffs, such as moisture and seepage sectors related to the ephemeral drainage network of the slope. These insights provided valuable support for the design and implementation of sustainable mitigation works, to be profitably used in the management plan of the site of Vardzia, and can be used for the protection and conservation of rupestrian cultural heritage sites characterized by similar geological contexts

Applying close range non‐destructive techniques for the detection of conservation problems in rock‐carved cultural heritage sites

Rock-carved cultural heritage sites are often developed in slopes formed by weak rocks, which due to their peculiar lithological, geotechnical, and morpho-structural features are characterized by excellent carvability, which at the same time makes them prone to weathering, deterioration, and slope instability issues. In this context the use of advanced close-range nondestructive techniques, such as Infrared Thermography (IRT) and Unmanned Aerial vehicle-based Digital Photogrammetry (UAV-DP) can be profitably used for the rapid detection of conservation issues (e.g., open fractures, unstable ledges-niches, water seepage and moisture) that can lead to slope instability phenomena. These techniques, when combined with traditional methods (e.g., field surveys, laboratory analysis), can provide fundamental data (such as 3D maps of the kinematic mechanisms) to implement a site-specific and interdisciplinary approach for the sustainable protection and conservation of such fragile cultural heritage sites. In this paper some examples of conservation problems in several rupestrian sites characterized by different geological contexts, from the mountainous regions of Georgia to the ancient city of Petra in Jordan, are presented, with the aim of evaluating the potential of the proposed integrated approach. The final aim is to provide conservators, practitioners, and local authorities with a useful, versatile, and low-cost methodology, to be profitably used in the protection and conservation strategies of rock-carved sites

Solution of some problems of geology by geophysical methods

სტატიაში განხილულია საქართველოს ტერიტორიის გეოფიზიკური შესწავლილობის მდგომარეობა პლიტური ტექტონიკის კონცეფციის ასპექტში. ნათქვამია, რომ ტერიტორიის გეოფიზიკური მეთოდებით შესწავლას ნახევარსაუკუნეზე მეტი ისტორია აქვს, დაგროვილია უნიკალური პირველადი გეოფიზიკური მასალა, რომლის ერთიანი დამუშავება და განზოგადოება ჯერაც არ მომხდარა, რაც უარყოფითად აისახება რეგიონის გეოლოგიურ-გეოფიზიკურ შესწავლილობაზე და ალპურ-ჰიმალაის ტექტონიკური სარტყლის რაობაზე, რადგან კავკასია (საქართველო) წარმოადგენს აღნიშნული სარტყლის ცენტრალურ საკვანძო ნაწილს. საფონდო გეოფიზიკური მასალის ხელახალი ინტერპრეტაცია გამოწვეულია აგრეთვე მობილისტური პლიტური ტექტონიკის თეორიით, რაც მნიშვნელოვნად ცვლის რეგიონის განვითარების ისტორიას და გენეზისს. მოკლედ გადმოცემულია ტერიტორიის გეოფიზიკური შესწავლილობის დონე და ნახშირწყალბადების ძებნა-ძიების თვალსაზრისით სიღრმული აგებულება. განიხილება გეოლოგიის ზოგიერთი პრობლემის გეოფიზიკური მონაცემებით გადაწყვეტის შესაძლებლობ

The depth geology and oil and gas content in the Rioni-Mtkvari Depression with the Black Sea section of Georgia according to geophysical data

მოცემულ ნაშრომში განხილულია საქართველოს ტერიტორიის გეოფიზიკური შესწავლილობის პრობლემები. პირველი პრობლმა შეეხება სამეცნიერო-გამოყენებით ამოცანებს, ხოლო მეორე - გამოყენებით-ეკონომიკურს. ნაშრომში მიმოხილულია გეოლოგო-გეოფიზიკური მეთოდოლოგიის საკითხები რის საფუძველზე გაანალიზირებულია და გამოკვლეული სავი ზღვის აღმოსავლეთ სექტორის სიღრმული აგებულება. ანალოგიური სამუსაო შესრულებულია კოლხეთის დაბლობისა და ძირულის მასივისათვის.Глубинная геология и нефтегазоносность Рионско-Куринской депрессии и Черноморского сектора Грузии по геофизическим данным Приведенные в заглавии определения представляют сегодняшние проблемы Грузии. Первая – касается решения научно-прикладных задач, вторая – прикладных-экономических. Предлагаемая работа после введения и обзора геолого-геофизических методологических вопросов обращается к исследованию и анализу глубинного строения Восточного сектора Черного моря, выполненному с использованием методов сейсморазведки (ОГТ и ГСЗ) и гравимагнитной разведки. Аналогичная работа выполнена по Колхидской низменности с Дзирульским массивом. Установлена корреляционная связь геофизических полей, наблюденных на площадях этих геоморфологических систем акватории и суши. Наблюдается, что в осадконакоплении между этими системами имеется определенная связь. Особенно, в части нижних горизонтов осадочного покрова. Однако, в тектоническом плане такой связи нет. Структуры геологических тел и гравимагнитные аномалии, наблюдаемые в Колхиде и Аджаро-Триалетской зоне, не имеют далекого продолжения в акваторию Чёрного моря. На основе исследований настоящей работы предполагается, что акватория Чёрного моря в структурно-тектонических и геофизических (гравимагнитные поля) отношениях является замкнутой системой, имеющей, вероятно, свои особенности и свою геологическую историю развития и формирования среды. Составлены структурные карты выше средней юры по всем стратиграфическим ярусам РионскоКуринской депрессии и карта фундамента складчатого основания ее Осадочного покрова. Сейсмотомографическому изучению подверглись материалы глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) двух профилей по пересечению Кавказа и одного вдоль Закавказского межгорного прогиба. По всем профилям получены сложные картины распределения скоростей, устанавливающие четырехслойное строение Консолидированной коры – трех «базальтовых» слоев и одного «гранитного» с взаимными «ксенолитовыми» включениями, со своеобразными структурированными скоростными неоднородностями и геометрическими формами.The depth geology and oil and gas content in the Rioni-Mtkvari Depression with the Black Sea section of Georgia according to geophysical data The definitions used in the title present one of the main problems of Georgian geology. The first one is closely connected with the solution of scientific-applied tasks and the second one with applied-economical ones. After making introduction and review of geological-geophysical methodological problems the monograph turns to study and analysis of deep structure of the eastern Black Sea, carried out with the use of methods of seismic survey (common deep point and deep seismic sounding) and gravitation magnetic survey. A similar work has been performed on the Colchis depression with Dzirula massif. Correlation between the geophysical waves, recorded over the geomorphological systems of water area and land was established. Certain connection of sedimentation in these systems was also established. Particularly in the lower horizons of the sedimentary cover. However, there such connection has not been found in the tectonic plan. The structures of geological bodies and gravitation magnetic anomalies observed in the Colchis and Adjara-Trialeti zone do not have long extensions into water area of the Black SeaIt is supposed on the ground of this work that the water area of the Black Sea in structural and geophysical respect represents a closed system which has its own specific characteristics and its geological history of development and formation of environment. Structural maps above Middle Jurassic have been made on all stratigraphic layers of the Rioni-Mtkvari Depression and a map of the basement of the folded foundation of its sedimentary cover. The materials of deep seismic sounding (DSS) of two profiles crossing the Caucasus and one profile running along the Caucasian Intermountainous Flexure were studied from seismic-tomographic point. Complex pictures of velocity distribution that established four-layer structure of consolidated crust – three “basalt” and one “granite” with mutual “xenolithic” inclusions and specific structured velocity heterogeneities and geometrical forms of layers were received