Isotopanalyse brukes i En rekke felt på tvers av vitenskapene, Som Geologi, Biologi, Organisk Kjemi og Økologi. Arkeologi, som ligger mellom de harde naturvitenskap og samfunnsvitenskap, har tilpasset teknikker utviklet i disse feltene for å svare på både arkeologiske og antropologiske spørsmål som spenner over hele verden over både tid og rom. Spørsmålene som tas opp Innen Arkeologi oftest forholde seg til studiet av kosthold og mobilitet i tidligere populasjoner. Mens de fleste er kjent med isotopisk analyse knyttet til studiet av radiokarbon dating Eller C-14, færre er kjent med analysen av andre isotoper som er til stede i biologisk materiale som menneske eller dyr bein. Isotoper mest studert for å løse disse spørsmålene Er Karbon-13 (13c), Nitrogen-15 (15n), Oksygen-18 (18o) Og Strontium (87Sr/86Sr). De stabile isotoper AV 13C, 15N OG 18O avvike fra analysen AV 14C i at de ikke jevnt forfall over tid, dermed er det ingen » halveringstid.»Snarere forblir de konstante over tid, derav begrepet stabile isotoper. Utforskningen av isotop identifikatorer av mobilitet, miljø, og livsopphold i det siste har også moderne relevans i at det kan bidra til å informere politikk knyttet til arv beskyttelse, ressursforvaltning og, bærekraft og kanskje viktigst, hjelpe oss å lære mer om den bemerkelsesverdige evne til vår egen art til å tilpasse seg og overleve i en rekke miljømessige og kulturelle forhold.
Isotopanalysemetoder
for å undersøke stabile isotoper fra bein fra mennesker og dyr, er det nødvendig med en svært liten prøve av bein for analysen. På grunn av fremskritt i akselerert massespektrometri (AMS) kan en liten prøve som kan variere fra 200 milligram til 1gram bein brukes. Når arkeologisk benmateriale er dårlig bevart, kan det ikke være nok overlevende biologisk materiale igjen for at analysen skal være pålitelig. Men i tilfeller der beinene er godt bevart, anses isotopiske signaturer å være representative for det enkelte prøven (enten menneske eller dyr) som blir studert.
den lille benprøven behandles deretter gjennom et sett med kjemiske prosedyrer, avhengig av den aktuelle analysen. For eksempel, for analyse av karbon-og nitrogenstabile isotoper, blir benet vasket i saltsyre (HCl) i en passende tidsperiode til benprøven er klar for de neste kjemitrinnene. Disse prosessene utføres for å trekke ut det «rene» benkollagenet fra ekstra komponenter som utgjør bein, som lipider og proteiner.
når kollagenet er ekstrahert, blir dette forberedt og veid for analyse i massespektrometeret. Massespektrometeret fungerer ved å måle massene og relative konsentrasjoner av atomer og molekyler. Disse sammenlignes ved hjelp av standard referansematerialer som er satt av Det Internasjonale Atomenergibyrået I Wien. Bruk av globale og nasjonale (nist) standarder som referansemateriale betyr at isotopresultater kan sammenlignes på tvers av arkeologiske steder. Det er imidlertid viktig å huske at isotopverdiene til en bestemt tid og sted også må bestemmes for å forstå de ulike lokale prosessene (miljø og kultur) som stadig er på jobb.
Isotoper Og Studiet Av Miljø
mange vitenskapelige felt benytter isotopanalyse for å studere tidligere klima og miljø. Arkeologi er intet unntak. Det er viktig å bestemme miljøinnstillingen til en bestemt tid og sted for å få en bedre forståelse av faktorene som kunne ha påvirket måten et samfunn utviklet seg på. Langsiktige og kortsiktige endringer i klimaet kan ha en dramatisk innvirkning på hvordan folk kan skaffe eller produsere maten. I tillegg kan disse typer endringer påvirke hvor og/eller når folk kan bevege seg gjennom landskapet. For eksempel kan et skifte i klima fra et varmere eller mer tørt miljø til en som er våtere og mildere, ha tillatt folk å flytte inn i et nytt område for å gjøre bruk av arealressurser som tidligere var uegnet for oppdrett eller herding av dyr.
Isotopiske indikatorer for miljø undersøkes oftest gjennom studiet av oksygenisotoper. Ulike oksygenisotopverdier er representative for varmere og tørrere klima, versus de som var kaldere og våtere. I tillegg kan nitrogenisotoper reflektere klimaet, ved at planter, dyr og mennesker som bor i mer tørre miljøer, kan vise berikede nitrogen-15-verdier sammenlignet med de fra mildere miljøer. Dette ble funnet i Tilfelle Av Badger Hole-området, hvor analyse av flere av bisonbenene viste signifikant beriket nitrogen-15-verdier, noe som indikerer beboelsen av et ekstremt tørt miljø.
Isotoper Og Studiet Av Diett
studiet av diett av forhistoriske folk er en viktig del av å forstå hvordan tidligere samfunn var i stand til å overleve og tilpasse seg innenfor bestemte miljømessige og sosiale innstillinger. Undersøkelsen av tidligere diett eller paleodiet gir ledetråder om hvordan våre forfedre brukte naturressurser og til og med hvordan de endret sine egne miljøer for å produsere mat. For Eksempel har En Av De mest studerte aspektene av menneskelig diett i Nord-Amerika vært undersøkelsen av innføring og utvikling av mais landbruk (oppdrett) som en viktig form for livsopphold i Den Nye Verden. Karbon og nitrogen stabile isotoper er de mest brukte for kosttilskudd rekonstruksjoner. Disse isotoper har blitt brukt mest til å studere dietter av marine versus terrestriske (landbaserte) dyr og inntak av bestemte typer planteressurser (for eksempel mais og hirse).
Isotoper kan brukes til å vurdere diett fordi et direkte forhold eksisterer mellom typen mat som forbrukes og den tilsvarende isotopiske «signaturen» som finnes i benkollagen hos både mennesker og dyr. For eksempel, når et dyr som en ku eller sau spiser en bestemt type gress eller plante, vil de vise en isotopisk verdi i deres bein eller tenner som er representativ for den aktuelle typen gress eller plante. I tillegg, som mennesker forbruker animalsk protein, fra ressurser som terrestriske dyr (f. eks. fisk og skalldyr) de vil vise isotopiske verdier som plasserer dem innenfor et bestemt «trofisk nivå».»Et trofisk nivå er mest enkelt forklart som hvor en organisme (menneske eller dyr i disse tilfellene) ligger innenfor en bestemt næringskjede.
Variasjon og tilpasning i livsopphold (eller diett) kan stimuleres av utviklingen i sosiopolitiske og økonomiske forhold, samt av klima-og økologiske overganger og til og med ved individuelle valg. Endringer i kostholdet i et bestemt samfunn kan forekomme i både store og små skalaer, så vel som raskt eller gradvis over tid. I motsetning til andre veier for paleodietary rekonstruksjon, som er generelt basert på kontekstuelle arkeologiske, etnografisk og historisk bevis, stabil isotop analyse gir en måte å direkte undersøke kosten sammensetning gjennom analyse av bein selv.
Isotoper Og Studiet Av Mobilitet
studiet av mobilitet og migrasjon i det siste kan bli kontaktet gjennom en rekke ulike arkeologiske metoder, slik som proveniens studier av glass, keramikk og metall gjenstander og i noen tilfeller selv gjennom studiet av gamle DNA (aDNA). Mennesker beveger seg for mange forskjellige formål. De kan bevege seg på jakt etter mer optimale ressurser, for ekteskap, krigføring, handel, og en rekke andre grunner. Strontium (87sr / 86Sr) og oksygen (18o) isotoper er oftest brukt til å rekonstruere tidligere bevegelser av både mennesker og dyr innenfor en bestemt tid og sted. Ved undersøkelse av mobilitet, disse isotoper brukes til å avgjøre om en person eller dyr er «lokal» til et bestemt område ved å sammenligne de isotopiske verdier fra bein og tannemaljen av prøven med lokale isotopverdier som må etableres for den spesifikke geografiske plassering. De» lokale » verdiene til et bestemt sted bestemmes ved å studere den underliggende geologien til et bestemt sted, når det gjelder strontium, og gjennom analyse av lokale grunnvannsressurser og nedbør (nedbør og snø), når det gjelder oksygen. Under denne antagelsen er det tatt at hvis et individ viser isotopiske verdier som er de samme eller innenfor området for regionen der de ble oppdaget (eller begravet), kan det være mulig å foreslå at de var fra området opprinnelig.
hos mennesker og dyr reflekterer isotopforholdene mellom bein og tannemalje de geologiske substratene som deres diettinntak (plante, dyr og vann) ble hentet fra. Strontium isotop verdier fra menneskelig bein og tenner kan brukes til å bestemme mulig sted for barndom bosted for en person når omfanget av lokale verdier har blitt grundig etablert for et bestemt område. For eksempel har noen studier undersøkt tannemaljen av individer, som dannes i tidlig barndom, og sammenlignet isotopverdiene med beinverdiene til samme person. Når de to resultatene varierer sterkt, kan det fastslås at de tilbrakte minst en del av barndommen på et geografisk sted som avvek fra hvor de ble begravet og til slutt gjenopprettet gjennom arkeologiske undersøkelser.
Skrevet Av Michelle Machicek, PhD (Postdoktoral Forsker), Cornell University, Institutt For Antropologi og Smithsonian Institution, National Museum Of Natural History For Time Team America (2013).
Videre Lesing
Bentley, Ra, 2006. Strontium isotoper fra jorden til det arkeologiske skjelettet: en gjennomgang. Tidsskrift For Arkeologisk Metode og Teori 13: 135-187.
Pris, D. T. 2008. Isotoper og menneskelig migrasjon: case-studier i biogeokjemi. I H. Schutkowski (Red. Mellom Biologi Og Kultur. Cambridge: Cambridge University Press.S.
Schwarcz, H. P., Hvit, C. D., Og Longstaffe, F. J. 2010. Stabile Og Radiogene Isotoper I Biologisk Arkeologi: Noen Anvendelser. I J. B. West, G. J. Bowen, T. E. Dawson, Og K. P. Tu (Red. Isoscapes: Forstå bevegelse, mønster og prosess på Jorden gjennom isotop kartlegging. New York: Springer Science + Business Media B. V.