Freund oder Feind? - Wiener Chemiker optimieren Knochenanalyse auf 7.000 Jahre altem Schlachtfeld

Freund und Feind auf Schlachtfeldern der Neusteinzeit zu unterscheiden, ist durch die präzise Bestimmung des Elements Strontium im Knochenmaterial möglich. Einem Team von Forscherinnen und Forschern der Universität für Bodenkultur in Wien gelang es nun mit dieser anspruchsvollen Methode, Skelettfunde genau zu analysieren. Damit ermöglicht das vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützte interdisziplinäre Projekt die faszinierende Rekonstruktion prähistorischer Ereignisse.

Archäologisches Kopfzerbrechen: Die hochpräzise Analyse der Strontiumisotopen 87Sr und 86Sr in Knochen hilft prähistorische Rätsel zu lösen. © Für redaktionelle Zwecke bei Nennung der Quelle kostenfrei: Maria Teschler-Nicola

Strontium (Sr) ist ein chemisches Element, das über den Stoffwechsel in Knochen und Zahnschmelz eingelagert wird. In der Natur kommt Sr in verschiedenen Formen (Isotopen) vor, die sich durch die Anzahl der Teilchen im Atomkern unterscheiden. Für die Charakterisierung von Knochenmaterial sind die Isotope 87Sr und 86Sr von Bedeutung. Deren Verhältnis zueinander unterscheidet und ändert sich in Abhängigkeit von den geologischen Gegebenheiten. Da Sr in den Knochen kontinuierlich mit dem über die Nahrung gelieferten Sr ausgetauscht wird, spiegelt das Isotopen-Verhältnis im Knochenmaterial jenes der jeweiligen Umgebung wider. Aus diesem Grund kann die Bestimmung des Sr-Isotopen-Verhältnisses im Knochen Auskunft geben, aus welchem Gebiet ein Mensch stammte. Doch die genaue Bestimmung ist eine technische Herausforderung. Dem Team des Instituts für Chemie an der Universität für Bodenkultur in Wien um Prof. Thomas Prohaska gelang diese Analyse nun mit bisher unerreichter Genauigkeit.

Wie dabei das entscheidende Problem der Trennung des Sr vom chemisch sehr ähnlichen Rubidium gelöst wurde, erläutert Prof. Prohaska wie folgt: "Rubidium zerfällt auf natürliche Weise in 87Sr. Um das 87Sr präzise zu bestimmen, müssen wir daher Sr von Rubidium trennen. Mittels eines chromatographischen Verfahrens - der HPLC - konnten wir diese Trennung erzielen. Entscheidend ist dabei auch, dass wir die so gereinigte Probe direkt an das Analysegerät für das Sr - ein Plasma-Massenspektrometer - weiterleiten."


Bewährungsprobe im Feld

Der wissenschaftliche Wert dieser Methode konnte in Kooperation mit dem Team um Prof. Maria Teschler-Nicola vom Naturhistorischen Museum Wien an einer Grabungsstätte in Asparn/Niederösterreich belegt werden. Hier wurden mehr als 100 menschliche Skelette auf engstem Raum in einem Dorf aus der Neusteinzeit gefunden. Den ArchäologInnen stellte sich die Frage, was dort vor 7.000 Jahren vorgefallen war.

Zur Klärung der Frage, ob eine kriegerische Auseinandersetzung stattgefunden hatte, konnte die traditionelle Methode der Anthropologie nicht angewendet werden. Diese beruht auf dem Vergleich morphologischer Merkmale und setzt einen guten Erhaltungszustand der Skelette voraus. Erst die Ergänzung anthropologischer Forschungsergebnisse mit der Bestimmung des Sr-Isotopen-Verhältnisses erlaubte die Identifizierung einer Gruppe von Skeletten als eindeutig von Eindringlingen besiegte Siedler.


Zusatzinformation aus dem Zahn

Im Rahmen eines weiteren FWF-Projekts wird die Methode von Prof. Prohaska noch verfeinert. Ziel dieser Arbeit ist es, das Wanderverhalten von Einzelpersonen bestimmen zu können. Dazu wird das Sr-Isotopen-Verhältnis in den Knochen mit dem in den Kauzähnen verglichen. Anders als in den Knochen wird das Sr im Zahnschmelz nach dem vierten Lebensjahr nicht mehr ausgetauscht, und so bleibt das Isotopen-Verhältnis identisch mit dem am Lebensort des Kindes. Ein unterschiedliches Verhältnis in Knochen und Zahn ist damit ein Beleg für eine nach dem vierten Lebensjahr erfolgte Wanderbewegung.

Dieses vom FWF bereits über mehrere Jahre geförderte Forschungsprojekt verbindet in beeindruckender Weise analytische Chemie, Archäologie und Anthropologie. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse demonstrieren überzeugend den Wert multidisziplinarer Forschung.


Wissenschaftlicher Kontakt

A.o. Univ.-Prof. Dr. DI. Thomas Prohaska
Institut für Chemie - Universität für Bodenkultur
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T +43/1/36006-6092
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Wien, am 7. Juli 2003