Magnetyczna i mineralogiczna charakterystyka technogenicznych cząstek magnetycznych obecnych w glebach i torfowiskach rejonów wielowiekowej działalności górniczo-hutniczej w zlewni Brynicy i Stoły

Rejon Tarnowskich Gór i Miasteczka Śląskiego w okresie od XIII do XVII w. był jednym z centrów eksploatacji rud srebra i ołowiu oraz eksploatacji darniowych rud żelaza. Śladów  tej eksploatacji można szukać w glebach i torfowiskach doliny Brynicy i Stoły. Możliwość zastosowania na terenie badań metody magnetometrii glebowej wiąże się z faktem, że w trakcie wszystkich procesów hutniczych (również tych prymitywnych) powstają „technogeniczne cząstki magnetyczne” (TMPs), które posiadają właściwości ferromagnetyczne i ich obecność w glebie, czy warstwie torfu może być wykryta poprzez zastosowanie prostych technik magnetometrii glebowej. Głównym celem projektu było określenie składu chemicznego, morfologii i form mineralnych oraz właściwości magnetycznych historycznych TMPs oraz porównanie ich z TMPs emitowanymi do atmosfery w ciągu ostatnich dziesięcioleci, a także rozpoznanie charakteru występujących w dolinie Brynicy i Stoły anomalii magnetycznych. Terenowe pomiary podatności magnetycznej (w górnej warstwie gleby do 10 cm) oraz pomiary gradiometryczne (do głębokości 1 m) pozwoliły precyzyjnie zlokalizować miejsca występowania glebowych anomalii magnetycznych, a analiza pionowego rozkładu wartości podatności magnetycznej mierzona w pobranych rdzeniach glebowych pozwoliła zlokalizować warstwę gleby, gdzie występują TMPs. Analizy morfologiczno-mineralogiczne i chemiczne około 100 TMPs wykazały, że są one w większości cząstkami żużli, rud, ceramiki, koksików i węgli drzewnych inkrustowanych powierzchniowo warstwą tlenków żelaza, naskorupień pokrywających fragmenty piaskowca. Analiza zawartości metali ciężkich oraz pionowego rozkładu podatności magnetycznej profili torfowych pobranych w rejonie badań wykazała wysokie korelacje pomiędzy obecnością takich metali jak Ag, Cd, Cu, Fe, Pb i Sn, rozkładem sygnału magnetycznego oraz obecnością węgla drzewnego, a datowaniami radiometrycznymi. Datowania wykazały ponadto, że pierwszy widoczny wzrost zawartości ołowiu widoczny był już w warstwach torfu datowanych na okres 1000 lat p.n.e., a  miedzi nawet w warstwach odpowiadających wiekowo 2500 lat p.n.e., co sugerować może znacznie wcześniejszą aktywność związaną z działalnością człowieka na tym obszarze. Dodatkowo, w oparciu o pomiary magnetyczne w rejonie badań została określona lokalizacja dwóch stanowisk archeologicznych, pochodzących z okresu mezolitu i średniowiecza, gdzie w oparciu o wyniki badań zostały przeprowadzone wstępne prace archeologiczne.