Die Anfänge
In den letzten Jahrzehnten hat sich der Werkzeugkasten enorm erweitert
Bereits im 18. und 19. Jahrhundert nutzten Universalgelehrte vereinzelt chemische und mineralogische Methoden, um die Zusammensetzung antiker Münzen oder die Herkunft von Gesteinen zu bestimmen. Der Fokus lag zu dieser Zeit primär auf der bloßen Beschreibung der Materialkomponenten. Nach dem Zweiten Weltkrieg erlebte die Archäometrie einen rasanten Aufschwung. Durchbrüche wie die Entwicklung der Radiokohlenstoffdatierung (C14-Methode) in der Physik revolutionierten die Archäologie grundlegend, da Funde nun erstmals absolut datiert werden konnten.
Disziplinen wie die Archäometallurgie gewannen an Bedeutung. Sie untersuchten die Gewinnung und Verbreitung von Metallen, um die technologische Entwicklung der Menschheit (wie den Übergang von der Bronze- zur Eisenzeit) zu rekonstruieren.
Erst in den letzten Jahrzehnten haben die Biowissenschaften das Feld im Sturm erobert. Mittels Paläogenetik (DNA-Analysen von Skelettresten) und der Analyse von organischen Rückständen in Keramiken (Lipidanalysen) lassen sich Migrationsbewegungen, Verwandtschaftsverhältnisse sowie Ernährungsgewohnheiten und die Anfänge der Landwirtschaft präzise rekonstruieren. Moderne Großgeräte wie Teilchenbeschleuniger oder mobile Röntgenfluoreszenzanalysatoren erlauben es heute, wertvolle Kulturgüter (wie die Himmelsscheibe von Nebra) minimal- oder gar zerstörungsfrei auf ihre atomare Zusammensetzung zu prüfen, um Herkunftsnachweise zu erbringen oder Fälschungen zu entlarven. Mittlerweile geht es sogar um die Erfassung ganzer Landschaften und Umweltbedingungen (Geoarchäologie) mittels Lumineszenzdatierungen oder lasergestützter Prospektion (LiDAR).
Die Werkzeuge der Archäometrie?
Die Isotopenanalyse ist eines der mächtigsten Werkzeuge in der modernen Archäometrie und Naturwissenschaft. Da Isotope (verschiedene Varianten desselben chemischen Elements mit unterschiedlicher Neutronenanzahl) wie ein chemischer Fingerabdruck in Gewebe, Knochen oder Gegenständen gespeichert sind, verraten sie uns unglaublich viel über das Leben und die Umwelt vergangener Epochen. Mit Isotopenuntersuchungen lassen sich im Wesentlichen vier große Bereiche erforschen:
- Herkunft, Migration und Mobilität
Eines der faszinierendsten Anwendungsgebiete ist die Frage, wo ein Mensch oder ein Tier aufgewachsen ist und ob er im Laufe seines Lebens umgezogen ist. Dabei sind Strontiumisotope sehr hilfreich: Strontium im Gestein wandert über den Boden in Pflanzen und Wasser und schließlich in unsere Nahrung und Zähne. Zahnschmelz wächst in der Kindheit und verändert sich danach lebenslang nicht mehr.Vergleicht man nun die Strontiumwerte im Zahnschmelz mit der lokalen Geologie am Fundort des Skeletts, zeigt sich sofort, ob die Person dort aufgewachsen oder zugewandert ist. Auch Sauerstoffisotope liefern interessante Hinweise: Diese hängen vom Trinkwasser ab, das man regional unterschiedlich zu sich nimmt (abhängig von Temperatur, Höhe und Entfernung zur Küste). Sie liefern weitere Hinweise auf Herkunft und Wanderungsbewegungen.
- Ernährung und Lebensweise
Anhand von Knochen und Zähnen lässt sich rekonstruieren, was Menschen vor Tausenden von Jahren gegessen haben. Kohlenstoffisotope unterscheiden zwischen verschiedenen Pflanzenarten (z. B. Weizen/Gerste vs. Hirse/Mais) oder ob sich jemand stark von Meeresfrüchten bzw. Landtieren ernährt hat. Stickstoffisotope zeigen an, auf welcher Stufe der Nahrungskette sich jemand befand. Ein hoher Wert deutet auf einen großen Anteil an Fleisch oder Fisch hin, während extrem niedrige Werte für eine rein vegetarische Ernährung sprechen. - Klima- und Umweltveränderungen
Isotope stecken nicht nur in Knochen, sondern auch in Archiven der Natur wie Eiskernen, Tropfsteinen (Stalagmiten), Baumringen oder Muscheln. Über Sauerstoff- und Wasserstoffisotope lässt sich exakt rekonstruieren, wie warm oder kalt es zu einer bestimmten Zeit war, ob es viel oder wenig geregnet hat oder ob es Dürreperioden gab, die vielleicht ganze Kulturen zum Zusammenbruch oder zur Abwanderung zwangen. - Rohstoff- und Handelswege
Auch bei unbelebten Objekten helfen Isotope weiter: Mit Hilfe von Blei- und Kupferisotopen kann man Metallobjekte (wie Bronzebeile oder Schmuck) direkt bestimmten historischen Bergwerken zuordnen. Das beweist, über welche Distanzen hinweg Rohstoffe in der Bronze- oder Eisenzeit gehandelt wurden.
Neben der Altersbestimmung, Materialanalysen, Prospektion und Isotopenuntersuchungen gibt es in der Archäometrie aber noch eine ganze Reihe weiterer hochspezialisierter Messmethoden. Sie machen sich physikalische, chemische und biologische Eigenschaften zunutze, um die Geheimnisse vergangener Kulturen zu entschlüsseln. Weitere wichtige Messmethoden im Überblick:
- Archäomagnetismus (Paläomagnetismus)
Das Magnetfeld der Erde verändert sich im Laufe der Jahrhunderte ständig in Richtung und Intensität. Bestimmte Materialien wie gebrannter Ton (Keramik, Ziegel, Öfen) oder Herdstellen enthalten eisenhaltige Minerale. Wenn Ton stark erhitzt wird und dann abkühlt, „frieren“ diese Minerale das zu diesem Zeitpunkt aktuelle Erdmagnetfeld dauerhaft ein. Durch den Vergleich mit einer bekannten Referenzkurve für das Erdmagnetfeld lässt sich exakt bestimmen, wann ein Ofen zuletzt befeuert oder eine Keramik gebrannt wurde. - Archäobotanik (DNA & Biomarker)
Die Analyse alter Erbsubstanz aus Knochen, Zähnen oder sogar aus versteinertem Kot (Coprolithen) und Sedimenten erlaubt es, Verwandtschaftsverhältnisse, Seuchenerreger (z. B. Pestbakterien) oder die Genetik ausgestorbener Menschenformen (wie Neandertaler) zu erforschen. Mit Lipid- und Proteinanalysen (Proteomics) von organischen Rückstände wie Fette, Wachse oder Proteine, die in alten Gefäßen oder Zahnstein erhalten geblieben sind, lässt sich nachweisen, ob in einer Tonscherbe einst Milch, Bier, Wein oder Fleisch aufbewahrt wurde, selbst wenn das Gefäß äußerlich leer ist. - Spektroskopische Verfahren
Licht oder Infrarotstrahlung wird auf eine Probe gerichtet, und die Art und Weise, wie die Probe das Licht reflektiert oder absorbiert, lieft ein einzigartiges Spektrum. Diese Methoden arbeiten extrem schnell und zerstörungsfrei. Sie werden genutzt, um die genaue Zusammensetzung von antiken Pigmenten (auf Wandmalereien oder Manuskripten), Klebstoffen (z. B. Teer oder Harz an steinzeitlichen Werkzeugen) oder Glasuren zu bestimmen. - Computertomographie (CT) und Röntgen
Bekannt aus der Medizin, aber in der Archäometrie essenziell, um Objekte zerstörungsfrei ins Innerste zu blicken. So kann man mürbe Tongefäße durchleuchten, um zu sehen, ob sich darin unsichtbare Grabbeigaben befinden, Mumien untersuchen, ohne sie auszuwickeln, oder die Herstellungsweise von metallischen Artefakten (z.B. Schwertern mit verborgenen Mustern im Stahl) analysieren. Während die Archäologie früher vor allem auf das sichtbare Fundstück angewiesen war, blickt die moderne Archäometrie dank dieser Methoden buchstäblich in die Moleküle, das magnetische Gedächtnis von Ziegeln und die DNA vergangener Epochen.
Auf der nächsten Seite: Archäometrie klärt auch moderne Kriminalfälle!
Alle ArtikelDiese Kategorie
