Spurenelementuntersuchungen an bodengelagertem Skelettmaterial

Abstract

Im Rahmen der Ernährungsrekonstruktion von historischen Bevölkerungen sind Auswertungen von Spurenelementgehalten bodengelagerten Knochenmaterials etabliert. Voraussetzung für die Interpretation nahrungsanzeigender Elementkonzentrationen ist, daß die gemessenen Elementgehalte in vivo bedingt sind. Konzentrationsveränderungen infolge diagenetischer Prozesse unter der Liegezeit können jedoch nicht ausgeschlossen werden.Es konnten für die nahrungsanzeigenden Elemente Barium und Strontium im Knochenmineral diagenetisch bedingte systematische Konzentrationserhöhungen nachgewiesen werden.In der Literatur als etabliert bewertete Methoden zur Entfernung von Elementeinträgen in das Knochenmineral unter der Liegezeit wurden überprüft. Für diese Aufreinigungsmethoden wurden keine bzw. nur unzureichende Aufreinigungseffekte festgestellt. Insbesondere muß die allgemein akzeptierte chemische Aufreinigung als ineffizient bewertet werden.Die Evidenz diagenetischer Konzentrationserhöhungen für die nahrungsanzeigenden Elemente sowie die Irreversibilität dieser das Nahrungssignal verfälschenden Veränderungen wurde zum Anlaß einer erweiterten Diagenesecharakterisierung genommen. Eine Diagnose diagenetischer Veränderungen des Knochenminerals erfolgte anhand chemischer Eigenschaften des nativen Knochenminerals, die als Kontrollkriterien verwendet werden können. Nach den Resultaten dieser Untersuchungen ermöglichen die Kontrollvariablen nur eine Abschätzung des Vorhandenseins diagenetischer Veränderungen. Eine Quantifizierung diagenetischer Konzentrationsveränderungen für eine rechnerische Rekonstruktion der Elementgehalte in vivo ist infolge der Komplexität und Variabilität der Wechselwirkungen zwischen Knochenmineral und Bodenchemie fraglich.Für ein erweitertes Verständnis diagenetischer Veränderungen des Knochenminerals wurden die pauschalanalytischen Konzentrationsvergleiche zwischen verschiedenen Knochenproben durch mikroanalytische Untersuchungen einer Einzelprobe ergänzt. Für eine Knochenprobe konnten vom variablen Erhaltungszustand der Knochenbinnenstruktur abhängige Elementverteilungsmuster dargestellt werden. Diese Ergebnisse der Mikroanalysen werden kombiniert mit den Auswertungen der pauschalanalytischen Untersuchungen interpretiert. Es erfolgt eine Diskussion im Kontext der in der Literatur vorhandenen Erklärungsansätze zu diagenetischen Konzentrationsveränderungen. Im Vordergrund steht hierbei die Frage nach der Ursache der Ineffizienz der wissenschaftlich akzeptierten chemischen Aufreinigung.Als eigenständiger, von der Diageneseproblematik unabhängiger, Untersuchungsteil wurde die intraossäre Variabilität des ernährungsanzeigenden Elementes Strontium untersucht. Es konnte für dieses Element eine systematische Verteilung innerhalb einer Femurdiaphyse festgestellt werden. Hieraus kann auf eine knochenphysiologisch lokal beeinflußte Inkorporation von Strontium geschlossen werden. Dies wird als ein weiteres Problem für Interpretationen der Knochenkonzentrationen von Strontium als Ernährungssignal diskutiert.