Strontium: Natuurlijke gps herschrijft geschiedenis
Analyses van het element strontium uit tanden en haar hebben onze kijk op de bronstijd danig veranderd. Dankzij strontium kunnen wetenschappers het levensverhaal van individuen reconstrueren – en ze zijn nog maar net begonnen.
Professor Karin Frei dwong historici de geschiedenis te herschrijven met haar strontiumanalyses.
Op een zomerdag in 1370 v.Chr. wordt een vrouw van ongeveer 17 jaar begraven in het zuiden van het Deense Jutland, waar nu de plaats Egtved ligt.
Het is de woonplaats van een belangrijk geslacht in de bronstijd, en dat is te zien: het lichaam wordt te ruste gelegd op koeienhuiden in een kist die uit één eikenstam is gehakt. Het meisje draagt een wollen rok en een wollen riem met een bronzen gesp die schittert als de zon.
Bij haar hoofd zetten de nabestaanden een kistje met de verbrande resten van een baby en bij haar voeten een emmer met bier.
Ook sieraden en een kam krijgt ze mee. Het lichaam wordt toegedekt met een kleed, en als laatste gebaar legt haar familie een bloeiend duizendblad neer bij de dode.
Dan wordt de kist ingegraven in een grafheuvel van turf. Het zijn stuk voor stuk tekenen van rijkdom.
Toen het graf in 1921 werd ontdekt, werd het Meisje van Egtved gekoesterd door de Denen, die aannamen dat ze Deens was. Ze zaten ernaast.
Element geeft woonplaatsen prijs
In het Deense nationale museum werkt de vrouw die met behulp van de nieuwste archeologische technieken achter de waarheid over het Meisje van Egtved wist te komen.
Professor Karin Frei is een vooraanstaand expert op het gebied van de strontiumanalyse, die het verleden van skeletten aan het licht brengt.
‘Strontiumisotoopanalyse dient als uitsluitingsmethode, waarmee je vast kunt stellen waar mensen níét hebben geleefd,’ zegt Karin Frei als Historia haar spreekt op haar werkplek in het lab van het Kopenhaagse museum.
Frei is deskundig in de archeometrie, een interdisciplinair onderzoeksgebied op het snijvlak van archeologie en natuurwetenschappen. In haar kantoor hangen posters met de strontiumniveaus in Groot-Brittannië en Denemarken, de landen die het verst zijn met deze techniek.
Met een strontiumisotoopanalyse kon Frei met haar internationale team van wetenschappers bewijzen dat het Meisje van Egtved niet in Denemarken is opgegroeid: de zogeheten strontiumisotoop-signatuur komt niet overeen met het strontium in de Deense bodem.
Met behulp van de techniek kan een cirkel om Egtved getrokken worden, die in het zuiden en westen door Midden-Duitsland en Engeland loopt en in het oosten door de Oostzee en het zuiden van Zweden.
Het meisje is afkomstig van buiten die cirkel, maar waar precies is niet te zeggen met deze analyse.
De strontium-signatuur van haar geeft informatie over de laatste levensmaanden.
Bronstijdmens was mobiel
Archeologisch onderzoek wijst op een bloeiende handel tussen Scandinavië en Centraal- en Zuid-Europa, en het lijkt dan ook waarschijnlijk dat het meisje uit Zuid-Duitsland komt.
‘Het Meisje van Egtved vormt het eerste bewijs dat één persoon zich in de bronstijd ver en snel heeft verplaatst,’ aldus Frei.
Onderzoekers weten al lang dat goederen als barnsteen en metaal door heel Europa werden vervoerd. Scandinavisch barnsteen is helemaal tot in de Myceense koningsgraven van
Griekenland gevonden, maar het was tot nu toe niet bekend hoe vaak deze waren onderweg van eigenaar wisselden.
Het Meisje van Egtved toont nu aan dat een individu in de bronstijd internationaal gericht was en in staat was om ver te reizen. De ontdekking gaat in tegen de eerder gangbare opvatting dat mensen in de bronstijd veelal op hun plek bleven.
‘Dit is een geweldige tijd om met het verleden bezig te zijn – er komt zo veel kennis bij als we archeologie en natuurwetenschappen combineren. Ik vind het boeiend om op individueel niveau naar mensen te kijken: één persoon zegt heel wat over een gemeenschap,’ zegt Frei.
Uit haar analyse blijkt ook dat het meisje een aantal keer naar Denemarken is gereisd en terug, voordat ze door een onbekende oorzaak, vermoedelijk een ziekte, overleed.
Ze was al verzwakt door de verre reis, die ze mogelijk met de verbrande resten van de baby maakte, zo denken de onderzoekers. De bloemen in het graf wijzen erop dat ze op een zomerdag begraven werd.
Haar brengt hele reis in kaart
Strontiumisotoopanalyse wordt al 20 jaar gebruikt voor tanden, maar Karin Frei heeft de methode de afgelopen jaren verfijnd om er ook haar, stoffen en nagels mee te kunnen analyseren. En de Deense grafheuvels werkten mee, want dankzij het zure, vochtige milieu onder de turf zijn de doden er goed geconserveerd.
‘Bronstijdgraven met eiken kisten zijn uniek omdat we het geluk hebben dat we aan haar, tanden en stoffen kunnen komen,’ legt Frei uit.
En vooral dat haar is belangrijk om dicht op de huid van een bronstijdmens te komen. Om het belang van haar te doorgronden moeten we weten hoe een strontiumisotoopanalyse ongeveer werkt.
Strontium (Sr) is een element dat aan kalk doet denken, wat inhoudt dat het de plaats van kalk kan innemen in de grond en in het skelet van mens en dier.
Omdat het grondgesteente van plek tot plek verschilt, heeft elke streek op aarde zijn eigen strontiumintervallen. Dit noemen we de signatuur. Wanneer het grondgesteente wordt afgebroken, komt het strontium mee naar de hogere bodemlagen – de aarde die je tegenkomt als je een schep in de grond steekt.
Alles wat leeft, neemt strontium op. Grondwater, rivieren en zeeën bevatten strontium, net als planten. Als dieren en mensen water drinken of planten eten, krijgen ze strontium binnen.
De signatuur van de streek waar ze zich op dat moment bevinden, nestelt zich in de delen van het menselijk lichaam die kalk bevatten: botten, tanden, haar en nagels.
De strontiumisotopen komen terecht in het glazuur van de eerste volwassen kies, die in de eerste drie levensjaren gevormd wordt. En later, tussen het 6e en 16e levensjaar, belanden ze ook in de verstandskiezen. Daarnaast hopen zich strontiumisotopen op in het haar, dat een heel leven blijft groeien.
Omdat strontium in het haar wordt opgeslagen, kunnen we aan het haar van het Meisje van Egtved haar laatste 23 maanden aflezen.
Haar groeit gemiddeld een centimeter per maand, en zo kan voor elke maand het gehalte strontium bepaald worden, waarmee eventuele verplaatsingen aan het licht komen. Het haar verraadt dat het meisje in haarlaatste twee levensjaren ver heeft gereisd met tussenpozen van een paar maanden.
Wie was het Meisje van Egtved?
De vraag is nu wat het doel van de verre en vele reizen van het meisje was. Trok ze mee met een handelskaravaan die goederen door heel Europa vervoerde? Barnsteen van de Scandinavische kusten was in Zuid-Europa bijna even kostbaar als goud.
Het werd er geruild tegen exotische glazen kralen of geweven stof van wol, een nieuw en eveneens waardevol materiaal in de bronstijd. Barnsteen kon ook worden ingewisseld voor hét internationale betaalmiddel van deze tijd, dat zijn naam er zelfs aan gaf: brons.
Anders dan materialen als vuursteen en bot kon je brons omsmeden tot fraaie zwaarden, die veel langer waren dan stenen dolken. Van brons waren ook schitterende sieraden, rituele figuren of scheermessen te maken, allemaal statussymbolen van de bronstijdelite.
‘Voor het eerst in de geschiedenis zien we dat mensen zich graag van elkaar wilden onderscheiden. Er ontstond voor het eerst een elite,’ aldus Karin Frei.
Met sieraden, kleding en symbolen van rijkdom en macht als kammen, scheermessen en zwaarden wilden de mensen van de bronstijd aan anderen tonen dat ze vermogend waren.
Brons is een legering van 90 procent koper, dat in deze periode vooral uit Centraal- en Zuid-Europa kwam. De benodigde 10 procent tin kwam uit Engeland. Voor het vervaardigen van brons was dus een internationale handel vereist.
Volgens de onderzoekers kan het Meisje van Egtved daarom heel goed bij een groep reizende handelaren gehoord hebben. Maar haar kleren vertellen een ander verhaal. De rok die ze droeg is
bekend van Deense bronstijdbeelden van rituele danseressen – vrouwen die tijdens religieuze rituelen allerlei wilde bewegingen maakten ter ere van de meest goddelijke kracht van het heelal: de zon.
Als ze zo’n danseres was en bovendien begraven is als een koningin, moest ze wel heel bijzonder zijn geweest – mogelijk een hogepriesteres.
Sommige archeologen denken dat jonge vrouwen werden gebruikt voor het smeden van bondgenootschappen tussen hoofdmannen, maar de vele reizen die ze vlak voor haar dood maakte spreken dat tegen.
Als ze als bruid naar Denemarken was gehaald, hoefde ze niet meer terug. Het is dus nog steeds een raadsel wat ze in Denemarken deed.
Uit de strontiumanalyse bleek dat het Meisje van Egtved in de 24 maanden voor haar dood meerdere verre reizen maakte en dat ze uit een aantal gebieden in Europa afkomstig kan zijn geweest. Het meisje had haar tot op de schouders en droeg een wollen trui en een rok. De strontiumsignatuur toont aan dat ze mogelijk uit Centraal-Europa, Engeland of Zweden kwam. Volgens de archeologen is het het waarschijnlijkst dat ze in of rond het Zwarte Woud in het huidige Duitsland is geboren.
Meer buitenlandse meisjes
Een paar eeuwen na de dood van het Meisje van Egtved arriveerde er een andere vrouw in de huwbare leeftijd in het zuiden van Jutland. Dit Meisje van Skrydstrup, zoals ze is genoemd, was te ruste gelegd in een grafheuvel op maar een paar honderd meter van de resten van een indrukwekkend gebouw uit de bronstijd: een langhuis van 500 vierkante meter groot.
Het graf werd in 1935 geopend en het meisje is sindsdien herhaaldelijk onderzocht. Nu de techniek verder is voortgeschreden kwam ze weer in het laboratorium terecht.
Slechts twee jaar nadat Karin Frei met haar team had bewezen dat het Meisje van Egtved niet Deens was, toonde ze met behulp van strontiumanalyses aan dat ook het Meisje van Skrydstrup buitenlandse was. Frei voerde een isotoopanalyse uit van tanden en haar van het meisje. Alle botten en tanden zijn bewaard.
De onderzoekers kregen iets heel bijzonders in de schoot geworpen: het 60 centimeter lange haar van het Meisje van Skrydstrup, dat fraai gevlochten was onder een net van paardenhaar.
Hierdoor had Frei een unieke mogelijkheid: ze kon de verblijfplaats van het meisje maand voor maand tot 60 maanden voor haar dood in kaart brengen: maar liefst vijf jaar.
Een botanalyse wees uit dat het meisje rond de 17 was toen ze stierf, en uit de strontiumisotoopanalyse bleek dat ze een kleine vier jaar voor haar dood een lange reis maakte.
Waar ze vandaan kwam durft Karin Frei niet te zeggen. Mogelijk was het Noord-Tsjechië, West-
Engeland, Midden-Duitsland, Zweden of het Deense eiland Bornholm. Dit was de enige reis die ze maakte.
‘Ze kwam hier niet vandaan, maar werd begraven als lid van de plaatselijke elite. De mix van culturen is spannend, en het geeft te denken hoe snel ze lijkt te zijn geïntegreerd,’ zegt Frei.
Vikingkrijgers kwamen uit Polen
Strontiumanalyse bracht ook nieuws aan het licht over de strijders van de Vikingkoning Harald Blauwtand.
Onderzoek van 48 skeletten van mannen uit de ringburcht van Trelleborg liet zien dat de strontiumisotoopwaarde van 32 van de skeletten niet strookte met de Deense bodem.
Waar de mannen precies vandaan kwamen is niet bekend, maar het type aardewerk en wapens in het graf wijzen op Noorwegen of Polen. De koning had dus buitenlandse huurlingen in dienst.
Ook op andere plaatsen ter wereld is het beeld van het verleden met behulp van strontiumisotoopanalyse bijgesteld. Duitse onderzoekers stelden met een strontiumanalyse vast dat een van de vrouwen uit een steentijdgraf dat in 2005 werd ontdekt bij de plaats Eulau uit het buitenland kwam.
Uit het DNA bleek dat alle mensen in het 4600 jaar oude graf verwant waren, maar alleen de mannen en kinderen waren lokaal.
Ook de geschiedenis van de Inca’s uit Zuid-Amerika werd iets duidelijker na een strontiumisotoopanalyse. In 2004 groeven onderzoekers in de Cuzcovallei, het middelpunt van het Incarijk, zeven skeletten op van kinderen van drie tot zeven jaar oud.
Schriftelijke bronnen melden dat de mooiste kinderen uit het hele rijk geofferd werden aan de zonnegod, en een strontiumisotoopanalyse liet zien dat twee van de zeven inderdaad heel ergens anders vandaan kwamen.
Mogelijk kunnen onderzoekers met behulp van strontiumisotoopanalyses ook meer te weten komen over de oude Egyptenaren of Grieken, maar dan moeten er wel resten van botten, gebitten, haar en stoffen voorhanden zijn.
Daarnaast zijn tijd en geld nodig om de wereld opnieuw in kaart te brengen.
Ook de beroemde steentijdman Ötzi, die in 1991 in de Alpen is gevonden, is onderzocht met behulp van een strontiumisotoopanalyse. Daaruit bleek dat hij waarschijnlijk zijn hele leven heeft doorgebracht in een straal van 60 kilometer rond de vindplaats. Het onderzoek toonde bovendien aan dat Ötzi zijn jeugd vooral doorbracht in het dal Valle Isarco ten zuiden van de plek waar hij lag.
Europese strontiumkaart
Om erachter te komen waar mensen van vroeger geboren zijn, naartoe trokken en zich vestigden, kunnen onderzoekers niet volstaan met het analyseren van resten.
De methode vereist ook kennis van de strontiumsignatuur van bepaalde gebieden, en eigenlijk moet er dus een ‘strontiumkaart’ van de hele wereld komen.
Zo kan Karin Frei uitsluiten dat de meisjes van Egtved en Skrydstrup uit Denemarken komen (afgezien van het eiland Bornholm, waar de signatuur heel anders is dan in de rest van het land) omdat de strontiumisotoopintervallen in heel Denemarken in kaart zijn gebracht – als een van de eerste landen ter wereld.
Ook in Groot-Brittannië wordt er aan zo’n kaart gewerkt, maar de rest van de wereld is nog grotendeels een witte vlek als het om strontiumisotopen gaat.
Om nog meer puzzelstukjes op hun plaats te krijgen en de gemeenschappen van de bronstijd hun geheimen te ontfutselen, moeten onderzoekers de wereld op een nieuwe manier in kaart brengen. Een groot internationaal wetenschapsproject waar ook Karin Frei bij betrokken is, werkt op dit moment druk aan een strontiumkaart van heel Europa.
Hiervoor moeten er monsters van bodem, grondwater, oppervlaktewater en planten worden genomen, wat nogal een onderneming is. De onderzoekers dienen ook rekening te houden met stofdeeltjes die met de wind aangevoerd worden.
Zo komen er zandkorrels uit de Sahara helemaal tot in Scandinavië terecht, en die kunnen de strontium-signatuur van een gebied vervuilen. Maar het project is veelbelovend en zal een hoop kennis opleveren over de mensen van de bronstijd, zo denkt Frei: ‘Het is gewoon fantastisch.
We hadden nooit kunnen vermoeden dat de bronstijd zo’n complexe maatschappij kende. De wetenschap neemt vaak aan dat ontwikkelingen lineair zijn – dat de geschiedenis in een rechte lijn vooruit gaat.
Maar nu weten we dat culturele ontwikkeling voor- en achteruit kan gaan. De bronstijd was een dynamisch, globaal tijdperk, terwijl deijzertijd die erop volgde waarschijnlijk geslotener was. Over 10 jaar weten we veel meer over onze geschiedenis.’