引言
在当今加纳（历史上称为金海岸）的海岸沿线，欧洲列强建造了一个密集的堡垒和城堡网络，以支持商品贸易（DeCorse, 2018）。随着时间的推移，许多这些沿海堡垒，包括埃尔米纳城堡、卡布科斯特城堡和坦图姆奎里堡垒，被改作关押待送往美洲的俘虏的设施（Ghee, 2015）。如今，这些遗址作为重要的文化遗产地标，保存着跨大西洋贸易的记忆；然而，它们大部分的地下物质历史仍未被记录。
与该时期相关的物质遗存，如子弹、枪支、火枪弹丸和大炮，对于重建这些殖民地遗址中的生活经历至关重要。这些文物提供了实证证据，可以补充或挑战从档案和口述来源中得出的历史叙事，而后者往往缺乏考古验证（Lane, 2021）。然而，由于环境退化、有限的挖掘资源以及加纳海岸沿线日益增长的城市发展压力，此类材料的鉴定和保护仍然具有挑战性（Walsham, 2010, Zeidler, 1995）。
考古调查传统上依赖挖掘来发掘和记录物质文化。虽然有效，但挖掘费力、耗时且具有侵入性，通常对脆弱的遗产环境构成风险（Kvamme, 2003, Magnavita, 2016）。因此，地球物理方法在考古研究中变得越来越重要，提供了探索埋藏文化沉积物的非侵入性手段。诸如ERI、磁法和探地雷达（GPR）等技术，利用考古特征与周围沉积物之间物理属性的差异来绘制地下结构，同时最大限度地减少扰动（Martorana et al., 2023, Sala et al., 2012）。
在这些方法中，电阻率技术在考古学中的应用有着悠久的历史，可追溯到20世纪40年代，并已发展成为强大的工具，能够生成地下电阻率变化的二维（2D）和三维（3D）模型（Bevan, 1998, Wynn, 1986）。特别是ERI，已证明在探测各种考古特征（包括墙壁、空洞、沟渠和墓葬）方面非常有效，这得益于其对含水量、孔隙率和材料成分变化的敏感性（Berge and Drahor, 2011, Sarris et al., 2018）。Getaneh和Haile（2018）证明了ERT作为一种独立的考古勘探技术在埃塞俄比亚北部前阿克苏姆遗址的有效性。他们的2D和3D ERT模型成功地界定了地下坑墓。
后续研究强调了整合多种地球物理技术以提高探测精度和减少解释模糊性的优势。Cardarelli等人（2010）证明，将ERI与地震折射层析成像相结合，通过联合分析电性和力学属性对比，可以增强空洞探测效果。同样，Abbas等人（2012）采用了整合极低频电磁（VLF-EM）和ERI的多方法方法，在埃及的Tap-Osiris Magna识别出深部地下异常（25-45米），被解释为潜在的大型埋藏结构。Yilmaz等人（2019）进一步表明，整合GPR与ERI可以改进浅层考古特征的探测和特征描述，其中GPR提供高分辨率成像，而ERI提供更大的深度穿透和结构背景信息。
最近的发展通过纳入遥感技术扩展了这些方法。例如，Giannini等人（2025）整合了ERI、GPR和干涉合成孔径雷达（InSAR）来探测火山城市环境中的浅层空洞及相关地面变形。总体而言，这些研究清楚地展示了从单一方法向集成多传感器框架的方法论进展，增强了地下成像的可靠性和分辨率。
尽管取得了这些进展，地球物理方法在考古探测中的应用仍存在显著局限性，特别是在撒哈拉以南非洲地区。现有的许多研究是在欧洲和其他技术先进地区进行的，那里的环境条件通常更有利。相比之下，加纳海岸沿线的热带沿海环境呈现出复杂的挑战，包括高粘土含量、高含水量、盐分影响和强烈的风化作用。这些条件可能会显著降低常用技术的有效性，例如GPR因导电介质中的信号衰减，以及磁法因磁对比弱和环境噪声（Peixoto et al., 2014, Yamasaki et al., 2013）。虽然集成多方法方法已被证明有效，但它们通常资源密集，在数据有限或后勤受限的环境中可能不可行。这突出了文献中关于在挑战性环境条件下（特别是在热带非洲，考古勘探仍未得到充分探索的区域，Magnavita, 2016）单一地球物理技术的性能和优化的关键空白。
在这种情况下，电阻率成像（ERI）呈现出一个有前景的替代方案，因为其在导电、粘土丰富和高含水量环境中具有相对稳健性。与对信号衰减高度敏感的GPR不同，与依赖有利磁对比的磁法不同，ERI依赖于受这些约束影响较小的电阻率变化，使其特别适合热带沿海环境。
本研究通过应用浅层ERI调查位于加纳Otuam的坦图姆奎里堡垒的地下考古特征来解决这些空白。本研究的目的是：(i) 设计和实施适用于热带沿海条件的ERI调查；(ii) 识别和绘制指示文化特征的地下异常，(iii) 通过有针对性的挖掘和正向建模验证地球物理解释；以及(iv) 确定与跨大西洋贸易相关的材料的深度分布。通过将地球物理成像与考古实地验证相结合，本研究为考古勘探的发展做出了贡献，证明了ERI在探测和解释具有挑战性的热带环境中的埋藏文化遗存方面的有效性。
Dorcas Yeboah Asiedu|Cyril D. Boateng|Thomas Dwomoh|Seyram Amenyo-Xa|Gideon Agyare|Kennedy Atsutse|Akwasi Acheampong Aning
