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Isotopenanalyse

Teilprojekt Isotopenanalyse (Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie, München)

Verbundprojekt 'Anden-Transekt'

Rekonstruktion von Umwelt und Ernährung mit Hilfe von Isotopenanalysen

Objectives

Abb. 1: Isotopenanalysen erfordern aufwendige Messapparate ©DAIDer Mensch steht in ständigem Kontakt und Stoffaustausch mit seiner Umwelt. In beiden finden sich materielle Spuren des jeweilig anderen "Substrates", die diese Interaktion objektiv belegen. Stofflicher Transfer von der Umwelt in den Menschen findet unspektakulär im normalen Alltag statt. Der Mensch bezieht Elemente und Verbindungen, die er für sein Wachstum und Überleben benötigt, aus seiner Umwelt, - über feste und flüssige Nahrung - letztlich aus dem Boden und zu einem kleinen Teil auch aus der Atmosphäre. Der Mensch ist also stofflich ein Produkt seiner jeweiligen Umwelt. Mit den Elementen und deren - von Ort zu Ort - meist unterschiedlichen spezifischen Isotopenzusammensetzungen, welche er in seinen Geweben während unterschiedlicher Lebensabschnitten speichert, werden Informationen gespeichert. Kurz: "Der Mensch ist, was er isst...."(DeNiro & Epstein,1978). Die Analyse solcher Isotopenparameter erlaubt in der Umkehrung Rückschlüsse auf das Lebensumfeld und etwaige Ortsveränderungen heutiger wie früher lebender Menschen. Im Projekt soll damit die Mobilität präkolumbischer Menschen unterschiedlicher Zeiten (Archaikum bis später Horizont), welche entlang des "Anden-Transektes" gelebt haben, nachgewiesen und deren Ausmaß und Reichweite ermittelt werden.

Methoden

In archäologischen Materialien einerseits und rezenten biologischen Geweben sowie Gesteinen, Böden und Wässern andererseits, werden zwei Typen von Isotopensignaturen analysiert und verglichen, nämlich die der Geoisotope und Bioisotope. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen vor allem auf das Element Strontium bzw. auf Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Die beprobten archäologischen Gewebe und Materialien sind hauptsächlich Zahnschmelz und Haut und Haare von Tieren und Menschen - aber auch Nahrungsmittel und Textilien.

Previous Activities

Im Rahmen der Feldkampagnen 2008 und 2009 wurden bei Geländebegehung Proben von archäologischen Objekten und lokalen Referenzmaterialien genommen und z. T. bereits analysiert.

Recent Activities

Zur Zeit wird untersucht, welche lokalen Faktoren die ermittelten Isotopensignaturen beeinflusst haben. Dabei soll festgestellt werden, aus welchen Quellen das vorgefundene Strontium stammt und aus welchen Gebieten die Nahrung von Menschen und Tieren kommt. Untersucht wird auch, inwieweit sich verschiedene pflanzliche Gewebe eignen, um einen möglichst guten Näherungswert für bioverfügbares Strontium zu ermitteln.

Results

Abb. 2: Arbeiten im Labor ©DAIDie bisherigen Arbeiten zeigen, dass die Variation der Strontium-Isotopenverhälnisse in Hölzern und Flechten zwar relativ gering ist, sich die gegebenen Unterschiede aber analytisch gut auflösen lassen. Die Isotopensignaturen in den Flechten liegen im erwarteten Rahmen des geologischen Untergrundes und es wird deshalb angenommen, dass ihr Strontiuminventar wesentlich von Aerosolen bestimmt wird, und sie daher über größere geographisch / geologische Bereiche integrieren. Die Variation der Strontium-Isotopensignaturen in den analysierten Hölzern liegt deutlich höher (0,7055- 0,7085), der Mittelwert entspricht etwa dem der Flechten. Die Lage der Mittelwerte sowie die Übereinstimmung in beiden Materialien zeigt, dass der "seaspray"-Effekt die lithologischen Signaturen - zumindest in den bisher analysierten Proben - nicht verfälscht hat. Die an rezenten Wasserproben ermittelten Wasserstoff- und Sauerstoff-Isotopenwerte ergeben insgesamt eine lokale meteorische Niederschlagslinie, welche weitgehend (aber nicht genau) der globalen Niederschlagslinie entspricht und damit die Höhenlage (mittlere Temperatur) der unterschiedlichen Wassereinzugsgebiete gut widerspiegelt. Ebenso lassen die Isotopenwerte der Nahrungspflanzen und -tiere (für die Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel Rückschlüsse darauf zu, wo sie wuchsen, bzw. kultiviert und gehalten wurden (im Pazifik, küstennahe, oder küstenfern im Hochland), so dass Anbau- und Zuchtgebiete, bzw. die Lebensräume der Menschen in unterschiedlichen Lebensphasen anhand von Isotopensignaturen in Zähnen und Haaren ermittelt werden können.

Externe Ansprechpartner

Stefan Hölzl, Peter Horn, Susanne Rummel, Christian Dekant
Bayerische Staatssammlung für Paläontologie & Geologie
Richard-Wagner-Strasse 10
D-80333 Muenchen
phone: ++49-89-2180-6566 fax: -6601
e-mail: s.h@lmu.de

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