Binnen de archeologie zijn er diverse manieren om onderzoek te doen naar antiek genetisch materiaal. Vaak wordt er gezocht naar DNA-materiaal om zoveel mogelijk te kunnen zeggen over de eigenschappen van de mens of het dier waarvan stoffelijk overschot is gevonden. Het zou iets kunnen zeggen over eventuele familiebanden of ziektes die iemand had. Deze techniek is bijvoorbeeld toegepast op mummies van diverse farao’s van het oude Egypte. Het zegt echter niet veel over iemands leefomgeving. Met isotopenonderzoek wordt de verandering van een bepaald soort atomen onderzocht. De uitkomsten hiervan kunnen inzicht geven in sociale verhoudingen, migratiestromingen en voedingsgewoonten.

Isotopen in de grond

Dergelijk isotopenonderzoek gebeurt met atomen van meerdere scheikundige elementen. Hierbij wordt onderzocht hoe de samenstelling van atomen verandert. Bij deze verandering, genaamd verval, komt radioactieve straling vrij. Een atoomsoort dat vaak wordt onderzocht is strontium, in het bijzonder de isotoop strontium-87. Dit isotoop is in de grond te vinden en komt sterk overeen met calciumatomen. De hoeveelheid strontium-87 in de grond is per gebied verschillend. Aangezien calcium een belangrijke voedingsstof is voor planten, kan het voorkomen dat planten naast calcium ook strontium opnemen. Mensen of dieren die planten eten in een streek waar veel strontium-87 in de grond zit, krijgen dit dan ook binnen.

---

Archeologie Online is van de makers van Archeologie Magazine. Meer weten over dit prachtige magazine? JA GRAAG!

---

De botten van een mens of dier worden gedurende de hele levensduur gevormd. Als iemand veel strontium-87 heeft binnengekregen, is dat ook terug te vinden in de botten. Het is te zien dat de persoon een migrant is als het strontium-87-gehalte in zijn botten relatief gezien anders is dan in de grond waarin de botten gevonden zijn.

Ontdekking van Marie Curie

De ontdekking van isotopen is nauw verbonden met het baanbrekende werk van de Pools-Franse scheikundige Marie Curie. In het begin van de 20e eeuw ontdekte Curie dat bepaalde elementen verschillende vormen van zichzelf konden hebben, elk met een uniek aantal neutronen. Deze onthulling was cruciaal voor het begrip van atoomstructuren en legde de basis voor het isotopenonderzoek. Met Curies ontdekking ontstond er een compleet nieuw onderzoeksgebied, waarin isotopen een belangrijke rol gingen spelen.
 

Vanaf de beginjaren van de twintigste eeuw maakte het isotopenonderzoek een opmars in de archeologie. Aanvankelijk werd het isotopenonderzoek vooral ingezet om geologische processen in het verleden te kunnen traceren. Vanaf de jaren 1950 werd de onderzoeksmethode ingezet om onder meer migratiepatronen en voedingsgewoonten te onderzoeken.

Bekende voorbeelden in de archeologie

Er zijn drie bekende archeologische vondsten waarbij het onderzoek naar isotopen een belangrijke rol heeft gespeeld. In de uitgestrekte woestijn van het Tarim-bekken in West-China zijn mummies ontdekt die dateren uit het tweede millennium voor Christus. Isotopenonderzoek heeft een cruciale rol gespeeld bij het ontrafelen van het mysterie rond de afkomst van deze oude bevolking. Analyse van strontiumisotopen in hun tanden en botten bracht aan het licht dat sommige individuen, ondanks hun locatie, sporen van een niet-lokale oorsprong vertoonden. De mummies zouden afkomstig zijn uit de regio ten noorden van de Zwarte Zee. Ze zouden via Anatolië naar het westen van China zijn getrokken. Dit suggereert dat er duizenden jaren geleden verrassende migratiepatronen waren in het afgelegen westen van China, waar verschillende culturen elkaar ontmoetten en vermengden.
 

Een tweede voorbeeld is het Maya-stadje Copán, gelegen in het huidige Honduras. Archeologen hebben isotopenonderzoek gebruikt om inzicht te krijgen in de voedingsgewoonten en sociale structuur van de Maya’s. Door de analyse van koolstof- en stikstofisotopen in menselijke botten, konden onderzoekers bepalen wat de Maya's aten en hoe hun voedselbronnen evolueerden over de tijd. Zo consumeerden de Maya’s relatief veel maïs, chilipeper en cacao. Deze studie bracht niet alleen nieuwe informatie over de Maya-landbouwpraktijken aan het licht, maar onthulde ook details over de handelsstromen binnen de stad Copán.
 

De beroemde ijsmummie Ötzi, gevonden in de Alpen op de grens van Italië en Oostenrijk, heeft veel geheimen prijsgegeven dankzij isotopenonderzoek. Analyse van zijn tanden en botten heeft wetenschappers geholpen te reconstrueren wat Ötzi at en waar hij leefde voordat hij stierf, ongeveer 5.300 jaar geleden. Zo at hij veel vlees, vooral van herten en geiten, maar zijn er ook sporen van graan teruggevonden. Dat wijst erop dat Ötzi waarschijnlijk de eerste vormen van landbouw in Europa heeft meegemaakt. Isotopen van zuurstof en strontium leverden aanwijzingen over zijn herkomst en migratiepatronen. Hoogstwaarschijnlijk komt Ötzi oorspronkelijk uit de zuidelijke Alpen, in de buurt van de stad Bozen in Italië.
 

Beperkingen van isotopenonderzoek

Hoewel isotopenonderzoek waardevolle inzichten biedt, heeft het ook enkele beperkingen in de archeologische context. De variabiliteit in isotopen binnen een regio of tijdperk kan de interpretatie bemoeilijken. Factoren zoals bodemgesteldheid, lokale geologie en klimatologische omstandigheden kunnen de isotopenratio’s beïnvloeden. Hierdoor is het bijvoorbeeld lastig om nauwkeurige conclusies te trekken over migratiestromen.

Bovendien heeft isotopenonderzoek zijn limieten bij het dateren van specifieke gebeurtenissen. Het is nuttig voor het vaststellen van algemene patronen en trends, maar het kan minder precies zijn bij het bepalen van exacte tijden.

Ondanks deze uitdagingen blijft isotopenonderzoek een waardevol instrument in de archeologie. De samenhang tussen de archeologie en scheikunde helpt om een meer samenhangend beeld van het verleden te construeren en is dus een belangrijke aanvulling op de geschiedschrijving.