Geokjemisk danmarkskart oppklarer uløste mysterier

Danske forskere legger nå siste hånd på et kart som kan gi arkeologer, politi og matvareindustri svar på en lang rekke gåter om både fortid og nåtid.

Publisert
Hele Danmarks strontiumisotopverdier er nettopp blitt kartlagt. Her er det kartlegningen av 87Sr/86Sr-verdier i overflatevann og jord på store deler av Bornholm. Robert og Karin Margarita Frei har også undersøkt tenner og knokler fra lik som på 1100-tallet ble begravet fra Ndr. Grødbygård kirkegård (GC) for å finne ut om de avdøde har bodd i lokalområdet eller har migrert dit. (Foto: (Grafikk: Frei))
Hele Danmarks strontiumisotopverdier er nettopp blitt kartlagt. Her er det kartlegningen av 87Sr/86Sr-verdier i overflatevann og jord på store deler av Bornholm. Robert og Karin Margarita Frei har også undersøkt tenner og knokler fra lik som på 1100-tallet ble begravet fra Ndr. Grødbygård kirkegård (GC) for å finne ut om de avdøde har bodd i lokalområdet eller har migrert dit. (Foto: (Grafikk: Frei))

Fakta

Kriminalpolitiet fikk i 2010 Robert Freis hjelp til å spore et lik som året før var blitt gravd ned i en skog ved Albertslund.

Politiet kunne ikke identifisere den avdøde ved hjelp av vanlige obduksjoner. Antropologiske undersøkelse pekte på at han nok var av asiatisk avstamming, men Robert Freis analyser av mannens tenner og knokler viste at han høyst sannsynlig hadde levd de første ti år av livet sitt i Nord-Skandinavia eller Grønland og de siste syv til ti årene i Danmark.

Ved å analysere gamle ullprøver har Karin Margarita Frei blant annet funnet ut at Danmark allerede for 2000 år siden handlet med ull utenfor landets grenser.

Fakta

Grunnstoffet strontium (Sr) har fire isotoper som forekommer i naturen: 84Sr, 86Sr, 87Sr og 88Sr. 87Sr er delvis et nedbrytingsprodukt av det radioaktive 87Rb (Rb rubidium). Geokjemikere er interesserte i variasjonen mellom 87Sr og 86Sr.

Verdien av 87Sr/86Sr avhenger av alder og Rb/Sr-forholdet for et geologisk materiale. Gamle bergarter produserer høye 87Sr/86Sr-verdier. 87Sr/86Sr-verdien avhenger også av bergartens type. Jordbunnen, som er et forvitringsprodukt av grunnfjellet, vil avspeile 87Sr/86Sr-verdien av de opprinnelige bergartene.

Den biotilgjengelige delen av Sr i jordbunnen (det som overføres til mennesker og dyr gjennom næringskjeden), blir tatt opp i tannemaljen, knokler og hår uten at 87Sr/86Sr-verdien endres. Derfor kan denne verdien relateres direkte til et bestemt område karakterisert av en bestemt geologi.

Det nye kartet kan oppklare hvor nedgravde lik kommer fra, hvordan mennesker har reist for tusenvis av år siden og hvor den appelsinen du kjøper i supermarkedet, er dyrket.

Kartene viser lokale områders geokjemiske fingeravtrykk.

Fødested setter avtrykk i tennene

De geokjemiske avtrykkene blir satt av grunnstoffet strontium, som finnes i vann, planter, steiner og i alle mulige andre biologiske materialer.

– Jordbunnen i ethvert geografisk område er karakterisert av fordelingen av strontiumisotoper, forklarer Robert Frei, som er professor på Københavns Universitet, Institutt for Geovidenskab og Naturforvaltning.

– Mennesker tar opp strontium gjennom mat og vann, så vi bærer på signaturer fra de områdene vi har oppholdt oss i.

Robert Frei og hans kone Karin Margarita Frei, som er geolog og arkeolog på Nationalmuseet og Center for tekstilforskning (CTR), har nettopp kartlagt og analysert de biotilgjengelige strontiumisotopverdiene på Bornholm.

I 2011 kartla ekteparet Jylland, Sjælland og Fyn. Med Bornholm-studien er det geokjemiske kartet over Danmark fullført.

Kan avsløre matvaresvindel

Ekteparets kartlegging kan brukes til å spore lik, mumier, dyr, matvarer, arkeologiske tekstiler og annet biologisk materiale. Tenner og skjeletter fra mennesker og dyr tar opp strontium gjennom mat og vann. Derfor kan man spore et lik til bestemte geografiske steder der den avdøde er født og har oppholdt seg i løpet av livet:

Tannemaljen blir dannet i barndommen, så arkeologer, geologer og antropologer kan avgjøre hvor en person er vokst opp.

Knoklene fortsetter med å ta opp strontium gjennom hele livet, så de kan vise om et menneske eller et dyr har migrert i løpet av livet.

– Kartlegningene kan også brukes til en lang rekke andre formål. Man kan for eksempel avsløre matvaresvindel. Politiet kan finne ut hvor narkotika er produsert, eller til å identifisere et mordoffer, sier Robert Frei.

Karin Margarita Frei samler vannprøver fra en elv på Bornholm. (Foto: Frei)
Karin Margarita Frei samler vannprøver fra en elv på Bornholm. (Foto: Frei)

Restene av norrøne vikinglik, moselik og mumier kan brukes til å finne ut hvordan de reiste og migrerte.

Bornholm er spesielt

Arbeidet på Bornholm har vært noe annet enn det ekteparet Frei har vært vant til.

– Bornholm er svært spesiell fordi øya består av mineraler som er over 1400 millioner år gamle. En så kompleks geologi finner man ikke andre steder i Danmark, så øyas strontiumverdier er helt annerledes og mer variert enn i resten av landet, sier Robert Frei.

I andre land har forskere blant annet brukt sneglehus, planter og tenner fra små dyr til å måle de lokale verdiene, men det er vanskelig og tidkrevende.

– Det mest effektive er jord og overflatevann fra sjøer og elver. Jorden og vannet avspeiler de strontiumverdiene som mennesker tar opp. Det er også mye enklere enn de andre metodene. Jord- og vannprøver kan man jo samle overalt i verden, og det er enkelt å analysere dem, sier han.

Sjøvann forstyrrer verdiene

Det er en rekke forhold som kan forstyrre målingene, forklarer geokjemikeren. På Bornholm måtte forskeren for eksempel ta høyde for at den lille øya er omgitt av havvann.

– Strontium finnes også i sjøvann, men med en annerledes isotopsammensetning. Når det blåser, blir små dråper sjøvann spredt utover øya og endrer dermed det opprinnelige isotopforholdet, sier Robert Frei.

– For å identifisere strontiumet fra havvannet, bruker vi et annet grunnstoff, nemlig natrium, som er karakteristisk for sjøvann. 

Gjødsel fra landbruket har også vært mistenkt for å kunne forstyrre sammensetningen av strontiumisotoper.

– Men undersøkelsen vår viser at de typene av gjødsel som for tiden brukes i Danmark, inneholder svært lite strontium, sier Robert Frei.

Hele verden bør kartlegges

Robert Frei og hans kone håper at forskere fra andre land vil bruke erfaringene fra Bornholm og resten av Danmark som inspirasjon til lignende prosjekter, for når flere land blir kartlagt, kan det føre til virkelig interessante funn.

– Vi trenger målinger fra overalt i Europa og i resten av verden, for ellers kan man ikke finne ut hvor arkeologiske funn kommer fra. En full kartlegging kan gi svar på hvor folk reiste og handlet før i tiden, sier Frei.

– Men det er enklere å utføre målingene i Danmark enn i de fleste andre land, hvor isotopverdiene varierer mye mer. I Alpene, hvor geologien er svært kompleks, må man bruke en ekstremt stor database.

Referanse:

Applied Geochemistry 2013; The geographic distribution of Sr isotopes from surface waters and soil extracts over the island of Bornholm (Denmark) – A base for provenance studies in archaeology and agriculture. Doi: 10.1016

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.