Gesundheit : Topfgucker der Wissenschaft

Chemiker entwickeln Analyseverfahren für die Altersbestimmung von Tonscherben

Gideon Heimann

Archäologen gehen jetzt ans Eingemachte. Das gilt jedenfalls dann, wenn sie das Alter neuer Fundstellen besser bestimmen wollen. Denn jene Vorräte, die in antiken Töpferwaren eingelagert worden waren, bieten auch noch lange nach dem Verzehr der heutigen Technik gute Ansatzpunkte für die Untersuchung: Forscher der Universität von Bristol (England) haben eine Methode entwickelt, Fette aus tönernen Behälterscherben herauszulösen und das Alter mit der Radiocarbon-Methode zu bestimmen. Sie berichten darüber im aktuellen Heft der Fachzeitschrift „Analytical Chemistry“, im Journal der American Chemical Society.

Auf Töpferwaren richten die Altertumsforscher ihr ganz besonderes Augenmerk, wenn sie eine Fundstelle begutachten. Denn organische Gegenstände – etwa aus Holz – sind selten zu finden, meist zerfallen sie über die Jahrhunderte hinweg. Knochen werden oft von Tieren ausgebuddelt und an ganz andere Orte geschleppt. Keramikgefäße jedoch mögen zwar über die Jahrhunderte zerbrechen, die einzelnen Scherben erweisen sich aber als äußerst stabil, erläutert der Forschungsleiter, Richard Evershed aus Bristol.

Bei jüngeren Funden ist die Entstehungszeit oft schon an der äußerlichen Beschaffenheit zu erkennen: Glasur und Verzierungen ermöglichen in bestimmten Fällen sogar eine Zuordnung zu einer bestimmten Region. Bereits in der Jungsteinzeit, beginnend etwa vor 7500 Jahren, gab es Töpfereien, die ihre Arbeiten auf ganz charakteristische Weise schmückten (Linienbänder, später auch Stichbänder).

Anders ist das bei älteren Scherben, sie sind noch kaum bearbeitet, tragen oft keinerlei Zierwerk. Hinzu kommt, dass bisweilen ganz generell eine präzisere Eingrenzung des Entstehungszeitraums notwendig ist.

Bis jetzt jedoch gab es in der Chemie keine direkte Methode, solche Keramik zu datieren. Und damit wurden die Inhalte jener Töpfe und Amphoren interessant.

Freilich reicht es nicht, Rückstände zu analysieren, die sich womöglich noch an der Oberfläche der Scherben befinden. Sie sind durch den Kontakt mit dem Erdreich verunreinigt worden. Für die Zeitbestimmung sind sie somit völlig wertlos.

An dieser Stelle kommen die Fette ins Spiel. Sie konnten vor Jahrtausenden in die meisten Keramiken eindringen, weil die Oberflächen damals noch nicht glasiert worden sind. Solche Lipide finden sich allenthalben: So haben unsere Vorfahren schon vor 6000 Jahren begonnen, Milch zu verarbeiten. Und tierische Fette fanden eine weite Anwendung etwa als Schmierstoff, als Imprägniermittel für Kleidung und Zelte sowie in Kosmetika. Die Steinzeitmenschen setzten die Kohlenwasserstoffe überdies auch als Lösungsmittel für duftende Balsame und Firnisse ein.

Für die Untersuchung müssen die Wissenschaftler Scherbenteile zu Pulver zerstampfen, um die gesuchten Fette herauslösen zu können. Anschließend wird das so gewonnene Stoffgemisch durch die Kapillarspule eines Gaschromatografen gesandt. Das Innere dieses feinen Röhrchens wiederum ist mit einer dünnen Schicht eines Reaktionsmittels belegt – das kann Eis sein, aber auch Schwefelsäure.

Da die einzelnen Substanzen ganz verschieden auf die dünne Auskleidung im Röhrchen reagieren, brauchen die Bestandteile des Stoffgemisches unterschiedlich lange für die Passage – sie werden voneinander getrennt.

Wieder hilft der Kohlenstoff

Jetzt können die Forscher die Komponenten des Ursprungsstoffes im Massenspektrometer einzeln untersuchen. Bei der Radiocarbonmethode geht es um die Anteile des Kohlenstoffisotops C 14. Dieses Isotop entsteht durch die Einwirkung kosmischer Strahlen auf Stickstoffatome. C 14 ist instabil und zerfällt radioaktiv (Halbwertszeit 5730 Jahre).

Jeder Organismus, der Kohlenstoff aufnimmt, enthält also auch in winzigen Bruchteilen jenes C 14. Hört der Organismus auf zu leben, bleiben die Isotope darin erhalten und Neues kommt nicht mehr hinzu. Aus der Menge an C 14, die noch im Untersuchungsmaterial steckt und der Zerfallszeit des Isotops kann man auf den Zeitpunkt des Ablebens schließen.

Da die kosmische Strahlung Schwankungen unterworfen ist, verändert sich auch der Anteil an C 14 in der Luft über die Jahrhunderte hinweg. Diese Methode ist also auch nicht völlig unumstritten. Da sie aber an anderen Messwerten „justiert“ wird, zum Beispiel durch Paralleluntersuchungen von Baumringen, arbeitet sie für etwa 15 000 Jahre zurück recht genau.

Aber geben die Museen überhaupt genügend Material heraus, das für die Untersuchung zerstört werden kann? „Sicher“, sagt Evershed. „Schließlich handelt es sich um Scherben aus dem Fundus, deren Zustand für Ausstellungszwecke zu schlecht ist“. Außerdem wollen auch Museumsleiter wissen, ob ihre eigene Datierung stimmt.

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