Editorial

The publication at hand are the proceedings of the 15th International Conference on Archaeological Prospection held between March 28 and April 1, 2023, in Kiel, Germany. The content of the articles ranges from local to large-scale case studies all over the world and from various archaeological times, over methodological improvements, new processing and visualization techniques to a special session on marine and wetland prospection. Thus, the collection of articles summarizes the state of the art of prospection methods for on- and offshore archaeological investigations

Olympia’s Harbour Site Pheia (Elis, Western Peloponnese, Greece) Destroyed by Tsunami Impact

It is well known from historic catalogues that the Greek coast has repeatedly been struck by large earthquakes and associated tsunami events during the past millennia. The seismically highly active Hellenic Arc, where the African plate is being subducted by the Aegean microplate, is considered to be the most significant tsunami source in the wider region. The study presented in this paper focuses on sedimentary and geomorphological tsunami traces encountered at Pheia, western Peloponnese (Greece), one of the harbours of the nearby cult site Olympia. Sedimentological, pedological, geoarchaeological and geochemical analyses revealed tsunami sand and gravel of mostly marine origin reaching far inland. Wave refraction and channeling effects seem to have steepened tsunami waters up to 18-20 m above present sea level and induced tsunami water passage across the narrow Katakolo Pass into adjacent coastal plains. Tsunami deposits that were accumulated onshore were partly cemented and later exposed in the form of beachrock. By radiocarbon dating and archaeological age estimation of ceramic fragments, three distinct tsunami events were found, namely for the 6th millennium BC, for the time around 4300 ± 200 cal BC and for the Byzantine to post-Byzantine period. Olympia’s harbour site Pheia was finally destroyed by tsunami landfall, most probably in the 6th century AD and accompanied by co-seismic submergence

Combining teaching and research: a BIP on geophysical and archaeological prospection of North Frisian medieval settlement patterns

We performed a research-oriented EU Erasmus+ Blended Intensive Program (BIP) with participants from four countries focused on North Frisian terp settlements from Roman Iron Age and medieval times. We show that the complex terp structure and environment can be efficiently prospected using combined magnetic and EMI mapping, and seismic and geoelectric profiling and drilling. We found evidence of multiple terp phases and a harbor at the Roman Iron Age terp of Tofting. In contrast, the medieval terp of Stolthusen is more simply constructed, probably uni-phase. The BIP proved to be a suitable tool for high-level hands-on education adding value to the research conducted in on-going projects

Ancient Greek harbours used as geo-archives for palaeotsunami research : case studies from Krane (Cefalonia), Lechaion (Gulf of Corinth) and Kyllini (Peloponnese)

Since historical times, coastal areas throughout the eastern Mediterranean are exposed to tsunami hazard. For many decades the knowledge about palaeotsunamis was solely based on historical accounts. However, results from timeline analyses reveal different characteristics affecting the quality of the dataset (i.e. distribution of data, temporal thinning backward of events, local periodization phenomena) that emphasize the fragmentary character of the historical data. As an increasing number of geo-scientific studies give convincing examples of well dated tsunami signatures not reported in catalogues, the non-existing record is a major problem to palaeotsunami research. While the compilation of historical data allows a first approach in the identification of areas vulnerable to tsunamis, it must not be regarded as reliable for hazard assessment. Considering the increasing economic significance of coastal regions (e.g. for mass tourism) and the constantly growing coastal population, our knowledge on the local, regional and supraregional tsunami hazard along Mediterranean coasts has to be improved. For setting up a reliable tsunami risk assessment and developing risk mitigation strategies, it is of major importance (i) to identify areas under risk and (ii) to estimate the intensity and frequency of potential events. This approach is most promising when based on the analysis of palaeotsunami research seeking to detect areas of high palaeotsunami hazard, to calculate recurrence intervals and to document palaeotsunami destructiveness in terms of wave run-up, inundation and long-term coastal change. Within the past few years, geo-scientific studies on palaeotsunami events provided convincing evidence that throughout the Mediterranean ancient harbours were subject to strong tsunami-related disturbance or destruction. Constructed to protect ships from storm and wave activity, harbours provide especially sheltered and quiescent environments and thus turned out to be valuable geo-archives for tsunamigenic high-energy impacts on coastal areas. Directly exposed to the Hellenic Trench and extensive local fault systems, coastal areas in the Ionian Sea and the Gulf of Corinth hold a considerably high risk for tsunami events, respectively.Geo-scientific and geoarcheaological studies carried out in the environs of the ancient harbours of Krane (Cefalonia Island), Lechaion (Corinth, Gulf of Corinth) and Kyllini (western Peloponnese) comprised on-shore and near-shore vibracoring and subsequent sedimentological, geochemical and microfossil analyses of the recovered sediments. Geophysical methods like electrical resistivity tomography and ground penetrating radar were applied in order to detect subsurface structures and to verify stratigraphical patterns derived from vibracores over long distances. The overall geochronological framework of each study area is based on radiocarbon dating of biogenic material and age determination of diagnostic ceramic fragments. Results presented within this study provide distinct evidence of multiple palaeotsunami landfalls for the investigated areas. Tsunami signatures encountered in the environs of Krane, Lechaion and Kyllini include (i) coarse-grained allochthonous marine sediments intersecting silt-dominated quiescent harbour deposits and/or shallow marine environments, (ii) disturbed microfaunal assemblages and/or (iii) distinct geochemical fingerprints as well as (iv) geo-archaeological destruction layers and (v) extensive units of beachrock-type calcarenitic tsunamites. For Krane, geochronological data yielded termini ad or post quem (maximum ages) for tsunami event generations dated to 4150 ± 60 cal BC, ~ 3200 ± 110 cal BC, ~ 650 ± 110 cal BC, and ~ 930 ± 40 cal AD, respectively. Results for Lechaion suggest that the harbour was hit by strong tsunami impacts in the 8th-6th century BC, the 1st-2nd century AD and in the 6th century AD. At Kyllini, the harbour site was affected by tsunami impact in between the late 7th and early 4th cent. BC and between the 4th and 6th cent. AD. In case of Lechaion and Kyllini, the final destruction of the harbour facilities also seems to be related to the tsunami impact. Comparing the tsunami signals obtained for each study areas with geo-scientific data from palaeotsunami events from other sites indicates that the investigated harbour sites represent excellent geo-archives for supra-regional mega-tsunamis.Bereits seit historischer Zeit sind die Küstengebiete im östlichen Mittelmeerraum der Gefährdung durch Tsunamis ausgesetzt. Viele Jahrzehnte basierte das Wissen über Paläotsunamis ausschließlich auf historischen Berichten. Die Analyse von Zeitreihen zeigt jedoch, dass verfügbare Daten verschiedenen Faktoren unterliegen (z.B. raumzeitliche Verteilung, Periodisierungseffekte), die die Qualität deutlich beeinflussen und den lückenhafte Charakter der Aufzeichnungen hervorheben. Durch eine steigende Anzahl geowissenschaftlich belegter und datierter, historisch aber nicht überlieferter Tsunami-Ereignisse, wird die nicht existente Überlieferung als ein großer Problem in der Paläotsunami-Forschung erkannt. Zwar bieten historische Daten einen ersten Ansatz zur Identifikation tsunamigefährdeter Küstenregionen, die historische Berichterstattung stellt jedoch keine belastbare Basis für eine verlässliche Risikoprävention dar. Vor dem Hintergrund einer zunehmenden wirtschaftlichen Bedeutung (z.B. Massentourismus) sowie der stetig wachsenden Bevölkerung von Küstenregionen, muss unser Wissen über die lokale wie auch (über-)regionale Tsunami-Gefährdung mediterraner Küsten verbessert werden. Um eine verlässliche Einschätzung des Tsunamirisikos geben und Strategien für eine Risikominderung entwickeln zu können, ist es von größter Bedeutung (i) gefährdete Regionen zu identifizieren sowie (ii) die Intensität und Frequenz möglicher Ereignisse abzuschätzen. Ein solcher Ansatz ist insbesondere vielversprechend, wenn auf Basis einer Analyse von Paläotsunami-Ereignissen Regionen hoher Gefährdung erkannt, Wiederkehrintervalle berechnet und Auswirkungen in Bezug auf Überflutungshöhe und -reichweite abgeschätzt werden können. In den letzten Jahren haben geowissenschaftliche Studien wiederholt Belege dafür geliefert, dass antike Häfen im Mittelmeerraum von Tsunami-Ereignissen getroffen oder sogar zerstört wurden. Als Schutz vor Sturm- und Wellenwirkung konstruiert, weisen Häfen ruhige Sedimentationsbedingungen auf und bieten daher ein optimales Geoarchiv für tsunamigene Hochenergie-Ereignisse in Küstenregionen. Bedingt durch die Nähe des Hellenischen Bogens sowie ausgedehnte lokale Störungszonen, besitzen die Küstenregionen des Ionischen Meeres wie auch des Golfs von Korinth ein hohes Tsunami-Risiko. Geowissenschaftliche und geoarchäologische Untersuchungen der antiken Hafenanlagen von Krane (Kefalonia), Lechaion (Korinth, Golf von Korinth) und Kyllini (westl. Peloponnes) umfassen terrestrische und küstennahe Rammkernsondierungen sowie anschließende sedimentologische, geochemische und mikrofaunistische Untersuchungen von Sedimentproben. Ebenfalls wurden geophysikalische Methoden (Geoelektrische Tomographie, Georadar) angewandt, um Strukturen des oberflächennahen Untergrunds zu erkennen und stratigraphische Abfolgen über weite Strecken nachzuverfolgen. Die zeitliche Einordnung von Ereignissen basiert auf Radiokohlenstoffdatierung sowie der Altersbestimmung diagnostischer Keramikfragmente. Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Untersuchungen liefern deutliche Belege für Paläotsunami-Ereignisse in den jeweiligen Untersuchungsgebieten. Befunde für den tsunamigenen Einfluss auf Krane, Lechaion und Kyllini umfassen (i) Einschaltungen grobkörniger allochthoner mariner Sedimente in schluff-dominierte ruhige Hafensedimente und/oder flachmarine Fazies, (ii) gestörte Zusammensetzungen der Mikrofauna und/oder (iii) deutliche geochemische Signale sowie (iv) geoarchäologische Zerstörungslagen und (v) ausgedehnte Vorkommen beachrockartig verfestigter Tsunamite. Für Krane liefert die Datierung der Ereignislagen jeweils Maximalalter, die die unterschiedlichen Tsunamigenerationen auf 4150 ± 60 cal v. Chr., ~ 3200 ± 110 cal v. Chr., ~ 650 ± 110 cal v. Chr. und ~ 930 ± 40 cal n. Chr. datieren. Datierungsergebnisse für Lechaion zeigen, dass der Hafen im 8. - 6. Jhd. v. Chr., im 1. - 2. Jhd. n. Chr. sowie im 6. Jhd. n. Chr. von starken Tsunami-Ereignissen betroffen war, während der antike Hafen von Kyllini zwischen dem späten 7. und frühen 4. Jhd. v. Chr. sowie zwischen dem 4. und 6. Jhd. n. Chr. von Tsunamis getroffen wurde. In beiden Fällen scheint die endgültige Zerstörung der Hafenanlagen die direkte Folge eines Paläotsunami-Ereignissen zu sein.Ein Vergleich der Tsunami-Signale eines jeden Untersuchungsgebiets mit geowisschenschaftlichen Befunden anderer Regionen ergibt, dass die untersuchten Hafenanlagen ausgezeichnete Geoarchive für überregionale Mega-Tsunamis darstellen

Ancient Greek harbours used as geo-archives for palaeotsunami research : case studies from Krane (Cefalonia), Lechaion (Gulf of Corinth) and Kyllini (Peloponnese)

Since historical times, coastal areas throughout the eastern Mediterranean are exposed to tsunami hazard. For many decades the knowledge about palaeotsunamis was solely based on historical accounts. However, results from timeline analyses reveal different characteristics affecting the quality of the dataset (i.e. distribution of data, temporal thinning backward of events, local periodization phenomena) that emphasize the fragmentary character of the historical data. As an increasing number of geo-scientific studies give convincing examples of well dated tsunami signatures not reported in catalogues, the non-existing record is a major problem to palaeotsunami research. While the compilation of historical data allows a first approach in the identification of areas vulnerable to tsunamis, it must not be regarded as reliable for hazard assessment. Considering the increasing economic significance of coastal regions (e.g. for mass tourism) and the constantly growing coastal population, our knowledge on the local, regional and supraregional tsunami hazard along Mediterranean coasts has to be improved. For setting up a reliable tsunami risk assessment and developing risk mitigation strategies, it is of major importance (i) to identify areas under risk and (ii) to estimate the intensity and frequency of potential events. This approach is most promising when based on the analysis of palaeotsunami research seeking to detect areas of high palaeotsunami hazard, to calculate recurrence intervals and to document palaeotsunami destructiveness in terms of wave run-up, inundation and long-term coastal change. Within the past few years, geo-scientific studies on palaeotsunami events provided convincing evidence that throughout the Mediterranean ancient harbours were subject to strong tsunami-related disturbance or destruction. Constructed to protect ships from storm and wave activity, harbours provide especially sheltered and quiescent environments and thus turned out to be valuable geo-archives for tsunamigenic high-energy impacts on coastal areas. Directly exposed to the Hellenic Trench and extensive local fault systems, coastal areas in the Ionian Sea and the Gulf of Corinth hold a considerably high risk for tsunami events, respectively.Geo-scientific and geoarcheaological studies carried out in the environs of the ancient harbours of Krane (Cefalonia Island), Lechaion (Corinth, Gulf of Corinth) and Kyllini (western Peloponnese) comprised on-shore and near-shore vibracoring and subsequent sedimentological, geochemical and microfossil analyses of the recovered sediments. Geophysical methods like electrical resistivity tomography and ground penetrating radar were applied in order to detect subsurface structures and to verify stratigraphical patterns derived from vibracores over long distances. The overall geochronological framework of each study area is based on radiocarbon dating of biogenic material and age determination of diagnostic ceramic fragments. Results presented within this study provide distinct evidence of multiple palaeotsunami landfalls for the investigated areas. Tsunami signatures encountered in the environs of Krane, Lechaion and Kyllini include (i) coarse-grained allochthonous marine sediments intersecting silt-dominated quiescent harbour deposits and/or shallow marine environments, (ii) disturbed microfaunal assemblages and/or (iii) distinct geochemical fingerprints as well as (iv) geo-archaeological destruction layers and (v) extensive units of beachrock-type calcarenitic tsunamites. For Krane, geochronological data yielded termini ad or post quem (maximum ages) for tsunami event generations dated to 4150 ± 60 cal BC, ~ 3200 ± 110 cal BC, ~ 650 ± 110 cal BC, and ~ 930 ± 40 cal AD, respectively. Results for Lechaion suggest that the harbour was hit by strong tsunami impacts in the 8th-6th century BC, the 1st-2nd century AD and in the 6th century AD. At Kyllini, the harbour site was affected by tsunami impact in between the late 7th and early 4th cent. BC and between the 4th and 6th cent. AD. In case of Lechaion and Kyllini, the final destruction of the harbour facilities also seems to be related to the tsunami impact. Comparing the tsunami signals obtained for each study areas with geo-scientific data from palaeotsunami events from other sites indicates that the investigated harbour sites represent excellent geo-archives for supra-regional mega-tsunamis.Bereits seit historischer Zeit sind die Küstengebiete im östlichen Mittelmeerraum der Gefährdung durch Tsunamis ausgesetzt. Viele Jahrzehnte basierte das Wissen über Paläotsunamis ausschließlich auf historischen Berichten. Die Analyse von Zeitreihen zeigt jedoch, dass verfügbare Daten verschiedenen Faktoren unterliegen (z.B. raumzeitliche Verteilung, Periodisierungseffekte), die die Qualität deutlich beeinflussen und den lückenhafte Charakter der Aufzeichnungen hervorheben. Durch eine steigende Anzahl geowissenschaftlich belegter und datierter, historisch aber nicht überlieferter Tsunami-Ereignisse, wird die nicht existente Überlieferung als ein großer Problem in der Paläotsunami-Forschung erkannt. Zwar bieten historische Daten einen ersten Ansatz zur Identifikation tsunamigefährdeter Küstenregionen, die historische Berichterstattung stellt jedoch keine belastbare Basis für eine verlässliche Risikoprävention dar. Vor dem Hintergrund einer zunehmenden wirtschaftlichen Bedeutung (z.B. Massentourismus) sowie der stetig wachsenden Bevölkerung von Küstenregionen, muss unser Wissen über die lokale wie auch (über-)regionale Tsunami-Gefährdung mediterraner Küsten verbessert werden. Um eine verlässliche Einschätzung des Tsunamirisikos geben und Strategien für eine Risikominderung entwickeln zu können, ist es von größter Bedeutung (i) gefährdete Regionen zu identifizieren sowie (ii) die Intensität und Frequenz möglicher Ereignisse abzuschätzen. Ein solcher Ansatz ist insbesondere vielversprechend, wenn auf Basis einer Analyse von Paläotsunami-Ereignissen Regionen hoher Gefährdung erkannt, Wiederkehrintervalle berechnet und Auswirkungen in Bezug auf Überflutungshöhe und -reichweite abgeschätzt werden können. In den letzten Jahren haben geowissenschaftliche Studien wiederholt Belege dafür geliefert, dass antike Häfen im Mittelmeerraum von Tsunami-Ereignissen getroffen oder sogar zerstört wurden. Als Schutz vor Sturm- und Wellenwirkung konstruiert, weisen Häfen ruhige Sedimentationsbedingungen auf und bieten daher ein optimales Geoarchiv für tsunamigene Hochenergie-Ereignisse in Küstenregionen. Bedingt durch die Nähe des Hellenischen Bogens sowie ausgedehnte lokale Störungszonen, besitzen die Küstenregionen des Ionischen Meeres wie auch des Golfs von Korinth ein hohes Tsunami-Risiko. Geowissenschaftliche und geoarchäologische Untersuchungen der antiken Hafenanlagen von Krane (Kefalonia), Lechaion (Korinth, Golf von Korinth) und Kyllini (westl. Peloponnes) umfassen terrestrische und küstennahe Rammkernsondierungen sowie anschließende sedimentologische, geochemische und mikrofaunistische Untersuchungen von Sedimentproben. Ebenfalls wurden geophysikalische Methoden (Geoelektrische Tomographie, Georadar) angewandt, um Strukturen des oberflächennahen Untergrunds zu erkennen und stratigraphische Abfolgen über weite Strecken nachzuverfolgen. Die zeitliche Einordnung von Ereignissen basiert auf Radiokohlenstoffdatierung sowie der Altersbestimmung diagnostischer Keramikfragmente. Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Untersuchungen liefern deutliche Belege für Paläotsunami-Ereignisse in den jeweiligen Untersuchungsgebieten. Befunde für den tsunamigenen Einfluss auf Krane, Lechaion und Kyllini umfassen (i) Einschaltungen grobkörniger allochthoner mariner Sedimente in schluff-dominierte ruhige Hafensedimente und/oder flachmarine Fazies, (ii) gestörte Zusammensetzungen der Mikrofauna und/oder (iii) deutliche geochemische Signale sowie (iv) geoarchäologische Zerstörungslagen und (v) ausgedehnte Vorkommen beachrockartig verfestigter Tsunamite. Für Krane liefert die Datierung der Ereignislagen jeweils Maximalalter, die die unterschiedlichen Tsunamigenerationen auf 4150 ± 60 cal v. Chr., ~ 3200 ± 110 cal v. Chr., ~ 650 ± 110 cal v. Chr. und ~ 930 ± 40 cal n. Chr. datieren. Datierungsergebnisse für Lechaion zeigen, dass der Hafen im 8. - 6. Jhd. v. Chr., im 1. - 2. Jhd. n. Chr. sowie im 6. Jhd. n. Chr. von starken Tsunami-Ereignissen betroffen war, während der antike Hafen von Kyllini zwischen dem späten 7. und frühen 4. Jhd. v. Chr. sowie zwischen dem 4. und 6. Jhd. n. Chr. von Tsunamis getroffen wurde. In beiden Fällen scheint die endgültige Zerstörung der Hafenanlagen die direkte Folge eines Paläotsunami-Ereignissen zu sein.Ein Vergleich der Tsunami-Signale eines jeden Untersuchungsgebiets mit geowisschenschaftlichen Befunden anderer Regionen ergibt, dass die untersuchten Hafenanlagen ausgezeichnete Geoarchive für überregionale Mega-Tsunamis darstellen