Stabile Isotope

Stabile Strontiumisotope im Knochenmineral sind ausgezeichnete Anzeiger für die Herkunft einzelner Individuen und eigenen sich somit für die Rekonstruktion von Migrationsereignissen. Das Verhältnis der beiden Isotope ⁸⁷Sr zu ⁸⁶Sr im Knochen ist gesteinstypisch und wird unverändert durch die Biosphäre weitergegeben. Die Sr-Isotopensignatur des geologischen Standortes wird im Zahnschmelz und im Knochen archiviert. Bei hinreichender geologischer Zonierung des Untersuchungsgebietes können daher primär gebietsfremde Individuen erkannt und saisonale Wander- und Migrationsbewegungen (z. B. Fernhandel bei Haustieren) erkannt werden.

Stabile Kohlenstoff- und Stickstoffisotope aus dem Kollagen von tierischen und menschlichen Knochenfunden erlauben die Rekonstruktion von Wirbeltiernahrungsnetzen. Durch kinetische Isotopeneffekte und Diskriminierungen durch Enzyme wird das jeweils schwere Isotop (¹³C, ¹⁵N) in einer anderen Rate in die Gewebe eingebaut als das jeweils leichtere Isotop (¹²C, ¹⁴N). Das Isotopenverhältnis einer Probe wird als δ-Wert (δ¹³C, δ¹⁵N) in ‰ angegeben – je größer der δ-Wert, desto stärker ist die Probe mit dem jeweils schweren Isotop angereichert. Innerhalb eines Ökosystems bilden sich Kompartimente, welche durch ihre Isotopensignaturen gekennzeichnet sind. Es lässt sich zeigen, welche Nahrungsressourcen Menschen und Tiere vergangener Zeiträume bevorzugt nutzten, und welche Auswirkungen dies auf die Wild- und ggf. auch Haustierpopulationen hatte. Da δ¹³C im Knochenkarbonat mit δ¹³C aus dem Kollagen aus metabolischen Gründen korreliert, wird derzeit versucht, auch bei schlecht konservierten Funden ohne hinreichenden Kollagenerhalt Nahrungsnetze zu rekonstruieren. Die δ¹³C-Werte der Karbonatfraktion sind jedoch darüber hinaus abhängig von weiteren Umweltparametern, z.B. dem Salzgehalt der Gewässer.

Stabile Sauerstoffisotope (¹⁶O, ¹⁸O) aus der strukturellen Karbonatfraktion von Menschen- und Tierknochen sind überwiegend von paläoökologischer Relevanz. Die δ¹⁸O-Werte sind sehr gute Klimaanzeiger. Für terrestrische Systeme gilt, dass positivere δ-Werte für wärmere Durchschnittstemperaturen sprechen.

Literatur:

• Matthew Mike Schweissing, Gisela Grupe: Stable strontium isotopes in human teeth and bond: A key to migration events of the late Roman period in Bavaria. Journal of Archaeological Science 30, 1373-1383, 2003.
• Katja von Steinsdorff: Rekonstruktion eines Brackwasser-Nahrungsnetzes aus dem mittelalterlichen Norddeutschland anhand stabiler Isotope aus archäologischen Knochenfunden. Diplomarbeit München 2005.
• Sandra Lösch, Gisela Grupe, Joris Peters: Stable isotopes and dietary adaptations in humans and animals at Pre-Pottery Neolithic Nevalı Çori, SE-Anatolia. AmericanJournal of Physical Anthropology, 2005.