Geoarchaeological Case Studies in the Bakırçay Valley: Paleogeography and Human-environmental Interactions in the Chora of Pergamon in Western Turkey

Abstract

The Bakırçay valley is one of the large east-west trending graben landscapes in western Anatolia. The ruins of Pergamon (modern Bergama), situated at the northern fringe of the valley, are the most outstanding example of the numerous archaeological sites within this old cultural landscape. The Bakırçay valley has not yet been studied from the paleogeographical and geoarchaeological points of view. This study aims at the reconstruction of the middle to late Holocene landscape development in the western hinterland of Pergamon and thus of the western Bakırçay valley. Furthermore, interactions between landscape changes, human settlement and land use activity are investigated. Geomorphological, sedimentological, and geophysical investigations are coupled with archaeological research with close cooperation between the DFG (German Research Foundation) cluster of Excellence Topoi, the Pergamon excavation of the German Archaeological Institute and the DFG Priority Programme 1209 ‘The Hellenistic polis as a living space’. Three select landscape compartments of the western Bakırçay valley were investigated in detailed case studies: (i) The surroundings of the ancient polis of Atarneus, a hilltop settlement near the Aegean coast. (ii) The valley of the Geyikli, the westernmost perennial tributary of the Bakırçay. (iii) The environs of the archaeological site ‘Teut114’ with buried wall structures of unknown function in the central Bakırçay valley. These case studies revealed approximately four millennia of the landscape and settlement history of the Bakırçay valley. The landscape was remarkably stable during this period. (i) The sedimentary plains surrounding the settlement hill of Atarneus were aggraded by braided and meandering rivers. Colluviation and alluvial fan deposition occurred at the foot-slopes. Sedimentation totalled approximately 5 to 7 m, showing evidence of a “drowning” of the landscape in terrestrial sediments. In general, the depositional system did not change. This striking resistance to the changing settlement and land use intensity is an effect of the modification of the slopes through terracing that countervailed erosion and likewise increased the buffering capacity of sediment storage on the slopes. There is no evidence that landscape deterioration contributed to the abandonment of Atarneus. Rather, socio-economic factors were crucial for the rise and fall. (ii) The Lower Geyikli Valley was inhabited by a braided river with a highly dynamic depositional system. Sedimentation totalled approximately 4 to 6 m. Only in recent times, gravel mining has led to a deformation of the valley floor, and the Geyikli’s fluvial terrace has become inactive. (iii) In the middle Holocene, the site ‘Teut114’ was situated on a depositional piedmont plain, which was protected from the annual Bakırçay floods. Over the past two millennia, the Bakırçay flood plain was continuously aggraded, and the site became prone to flooding.

Das Bakırçaytal zählt zu den großen Grabenlandschaften Westanatoliens. Die Ruinen von Pergamon am nördlichen Talrand sind das prominenteste Beispiel der zahlreichen archäologischen Stätten dieser alten Kulturlandschaft. Die vorliegende paläogeographisch-geoarchäologische Studie widmet sich der Rekonstruktion der mittel- bis spätholozänen Landschaftsgeschichte im westlichen Hinterland von Pergamon, sowie der Erforschungen der Interaktionen zwischen Landschaftswandel, menschlicher Besiedlung und Landnutzungsintensität. In enger Zusammenarbeit des DFG Exzellenzclusters Topoi mit der Pergamon-Grabung des DAI Istanbul und dem DFG Schwerpunktprogramm 1209 werden geomorphologische, sedimentologische und geophysikalische Untersuchungen mit archäologischer Forschung kombiniert. Drei Landschaftsteilräume des westlichen Bakırçaytals sind Gegenstand detaillierter Fallstudien. (i) Die erste Fallstudie widmet sich der antiken Polis Atarneus, einer Höhensiedlung nahe der Ägäisküste. Die Studie zeigt, dass das Umland von Atarneus in den vergangenen 3500 Jahren von verflochtenen und mäandrierenden Flüssen aufsedimentiert wurde, während an den Hangfüßen Schwemmfächerschüttung und Kolluvienbildung dominierten. Dies führte zum „Ertrinken“ der Landschaft in bis zu sieben Metern terrestrischen Sedimenten, jedoch ohne dass sich das Ablagerungssystem generell veränderte. Die erstaunliche Widerstandskraft der Landschaft gegenüber Siedlungs- und Nutzungswandel resultiert aus der Terrassierung des Siedlungshügels, die zur Erhöhung der Sedimentspeicherkapazität der Hänge führte und zugleich Erosion entgegenwirkte. Anzeichen für eine Aufgabe von Atarneus vor ca. 2000 Jahren aufgrund einer Landschaftsdegradation, wie antike Quellen vermuten lassen, wurden nicht gefunden, vielmehr waren sozio-ökonomische Faktoren ausschlaggebend. (ii) Fallstudie zwei beschäftigt sich mit dem Tal des Geyikli, dem westlichsten perennierenden Tributär des Bakırçay. Der Talauslass befindet sich in einer Geländeposition, die laut antiquer Quellen ehemals einen Meeresbusen beinhaltete. Sedimentologische Untersuchungen zeigen, dass der Talauslass in den letzten beiden Jahrtausenden von einem verwilderten Fluss eingenommen und aufgeschottert wurde. Die Paläo- Meeresarmhypothese konnte somit für diesen Zeitraum widerlegt werden. (iii) Die archäologische Stätte „Teut114“, eine begrabener Gebäudekomplex unbekannter Funktion, ist im zentralen Bakırçaytal gelegen, dessen Landschaftsgeschichte weitgehend unerforscht ist. Die Fallstudie zeigt, dass „Teut114“ im Übergangsbereich eines pleistozänen Piedmonts und der Überschwemmungsebene des Bakırçay errichtet wurde. Im Verlauf der letzten 2000 Jahre wurde die Bakırçay- Schwemmebene kontinuierlich aufgeschottert, und das ehemals geschützt liegende „Teut114“ wurde anfällig für Überflutungen.