a análise isotópica é usada em uma variedade de campos das ciências, tais como Geologia, Biologia, Química orgânica e Ecologia. A arqueologia, situada entre as ciências naturais e as ciências sociais, adaptou as técnicas desenvolvidas nestes campos para responder tanto a questões arqueológicas como antropológicas que abrangem o globo, tanto no tempo como no espaço. As questões que são abordadas no campo da Arqueologia mais comumente se relacionam com o estudo da dieta e da mobilidade em populações passadas. Enquanto a maioria das pessoas está familiarizada com a análise isotópica relacionada com o estudo da datação por radiocarbono ou C-14, menos estão familiarizados com a análise de outros isótopos que estão presentes em material biológico, como o osso humano ou animal. Os isótopos mais estudados para abordar estas questões são o carbono-13 (13C), nitrogênio-15 (15N), oxigênio-18 (18O) e estrôncio (87Sr/86Sr). Os isótopos estáveis de 13C, 15N e 18O diferem da análise de 14C na medida em que eles não decaem de forma constante ao longo do tempo, portanto não há “meia-vida”. Em vez disso, eles permanecem constantes ao longo do tempo, daí o termo isótopos estáveis. A exploração do isotópica identificadores de mobilidade, meio ambiente, e da agricultura de subsistência, no passado, também tem relevância contemporânea em que ela pode ajudar na definição de políticas relativas à protecção do património, gestão de recursos e a sustentabilidade, e talvez a mais significativa, ajuda-nos a aprender mais sobre o notável capacidade de nossa própria espécie para se adaptar e sobreviver em qualquer número de ambiental e cultural.
Métodos de Análise de isótopos
a fim de investigar isótopos estáveis de ossos humanos e Animais, uma pequena amostra de osso é necessária para a análise. Devido a avanços na espectrometria de massa acelerada (AMS) uma pequena amostra que pode variar de 200 miligramas a 1grama de osso pode ser usado. Quando o material arqueológico ósseo está mal preservado, pode não restar material biológico suficiente para que a análise seja confiável. No entanto, nos casos em que os ossos estão bem preservados, as assinaturas isotópicas são consideradas representativas do espécime individual (humano ou animal) que está sendo estudado.
a pequena amostra óssea é então tratada através de um conjunto de procedimentos químicos, dependendo da análise em questão. Por exemplo, para a análise de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, o osso é lavado em ácido clorídrico (HCl) por um período de tempo adequado até que a amostra de osso esteja pronta para os próximos passos químicos. Estes processos são realizados para extrair o colagénio ósseo “puro” de componentes adicionais que compõem o osso, tais como lípidos e proteínas.Uma vez extraído o colagénio, este é preparado e pesado para análise no espectrómetro de massa. O espectrómetro de massa funciona medindo as massas e concentrações relativas de átomos e moléculas. Estas são comparadas utilizando materiais de referência normalizados estabelecidos pela Agência Internacional da Energia Atómica de Viena. A utilização de normas globais e nacionais (NIST) como material de referência significa que os resultados isotópicos podem ser comparados em todos os sítios arqueológicos. No entanto, é importante lembrar que os valores isotópicos de um determinado tempo e lugar também devem ser determinados a fim de compreender os vários processos locais (ambientais e culturais) que estão em constante trabalho.
Isotopes and the Study of Environment
Many scientific fields utilize isotopic analysis to study past climate and environment. A arqueologia não é excepção. É importante determinar o contexto ambiental de um determinado momento e lugar, a fim de obter uma melhor compreensão dos fatores que poderiam ter influenciado a forma como uma comunidade se desenvolveu. As alterações climáticas a longo e curto prazo podem ter um impacto dramático nas formas como as pessoas podem adquirir ou produzir os seus alimentos. Além disso, estes tipos de mudanças podem influenciar onde e/ou quando as pessoas podem se mover por toda a paisagem. Por exemplo, uma mudança no clima de um ambiente mais quente ou mais árido para um ambiente mais úmido e mais suave, pode ter permitido que as pessoas se mudassem para uma nova área para fazer uso de Recursos Terrestres que eram anteriormente inadequados para a agricultura ou a pastagem de animais.
os indicadores isotópicos do ambiente são mais frequentemente investigados através do estudo de isótopos de oxigênio. Diferentes valores de isótopos de oxigênio são representativos de climas mais quentes e mais secos, versus aqueles que eram mais frios e úmidos. Além disso, os isótopos de nitrogênio podem ser refletivos do clima, na medida em que plantas, animais e humanos que habitam ambientes mais áridos podem exibir valores enriquecidos de nitrogênio-15 quando comparados com os de ambientes mais amenos. Isto foi encontrado no caso do local do Buraco Do Texugo, onde a análise de vários dos ossos do bisonte exibiu valores significativamente enriquecidos de nitrogênio-15, indicando a habitação de um ambiente extremamente árido.
Isótopos e o Estudo da Dieta
O estudo da dieta dos povos pré-históricos é uma parte essencial de compreender como o passado, as comunidades foram capazes de sobreviver e se adaptar em qualquer ambiente e configurações sociais. A investigação da dieta passada ou paleodiet fornece pistas sobre como nossos ancestrais fizeram uso dos recursos naturais e até mesmo como eles modificaram seus próprios ambientes para produzir alimentos. Por exemplo, um dos aspectos mais estudados da dieta humana na América do Norte tem sido a investigação da introdução e desenvolvimento da agricultura de milho (agricultura) como uma forma importante de subsistência no Novo Mundo. Isótopos estáveis de carbono e nitrogênio são os mais usados para reconstruções dietéticas. Estes isótopos têm sido utilizados mais frequentemente para estudar dietas de animais marinhos versus terrestres (terrestres) e a ingestão de determinados tipos de recursos vegetais (por exemplo, milho e milho painço).
isótopos podem ser usados para avaliar a dieta porque existe uma relação direta entre o tipo de alimento que está sendo consumido e a correspondente “assinatura” isotópica encontrada no colágeno ósseo de humanos e animais. Por exemplo, quando um animal, como uma vaca ou uma ovelha, come um determinado tipo de erva ou planta, exibirá nos seus ossos ou dentes um valor isotópico que é representativo desse tipo específico de erva ou planta. Além disso, como os seres humanos consomem proteínas animais, a partir de recursos como animais terrestres (e.g., vacas, ovelhas ou cabras) e recursos aquáticos (por exemplo, peixes e moluscos) eles exibirão valores isotópicos que os colocam dentro de um determinado “nível trófico.”Um nível trófico é mais simplesmente explicado como onde um organismo (humano ou animal nestes casos) está situado dentro de uma cadeia alimentar particular.
a variação e adaptação na subsistência (ou dieta) pode ser estimulada pelos desenvolvimentos nas circunstâncias sócio-políticas e econômicas, bem como pelas transições climáticas e ecológicas e até mesmo pela escolha individual. Mudanças na dieta dentro de uma comunidade particular pode ocorrer em grandes e pequenas escalas, bem como rapidamente ou gradualmente ao longo do tempo. Ao contrário de outras vias para a reconstrução paleodietária, que são geralmente baseadas em evidências arqueológicas, etnográficas e históricas contextuais, a análise de isótopos estável fornece uma maneira de investigar diretamente a composição dietética através da análise dos próprios ossos.
Isótopos e o Estudo da Mobilidade
O estudo da mobilidade e da migração no passado pode ser abordado através de um número de diferentes métodos arqueológicos, tais como estudos de proveniência de vidro, cerâmica e metal artefatos e, em alguns casos, até mesmo através do estudo do DNA antigo (aDNA). Os humanos movem-se para muitos fins diferentes. Eles podem mover-se em busca de recursos mais ótimos, para o casamento, guerra, comércio, e uma série de outras razões. Isótopos de estrôncio (87Sr / 86Sr) e oxigênio (18O) são mais comumente usados para reconstruir movimentos passados de pessoas e animais em um determinado tempo e lugar. Ao investigar a mobilidade, estes isótopos são utilizados para determinar se uma pessoa ou animal é “local” para uma determinada área, comparando os valores isotópicos de osso e o esmalte dentário da amostra com local isotópica de valores que devem ser estabelecidas para uma determinada localização geográfica. Os valores” locais ” de um lugar específico são determinados estudando a geologia subjacente de um lugar particular, no caso do estrôncio, e através da análise dos recursos locais de água subterrânea e precipitação (Chuva e neve), no caso do oxigênio. Partindo deste pressuposto, considera-se que, se um indivíduo apresentar valores isotópicos iguais ou dentro do intervalo para a região em que foram descobertos (ou enterrados), pode ser possível sugerir que foram originalmente da área.
em seres humanos e Animais, as razões isotópicas do esmalte ósseo e dentário refletem os substratos geológicos sobre os quais a sua ingestão dietética (planta, animal e água) foram obtidos. Os valores do isótopo estrôncio do osso humano e dos dentes podem ser usados para determinar o possível local de residência infantil para um indivíduo quando a gama de valores locais foi amplamente estabelecida para uma determinada área. Por exemplo, alguns estudos investigaram o esmalte dentário dos indivíduos, que se forma na infância, e compararam os valores isotópicos com os valores ósseos do mesmo indivíduo. Quando os dois resultados variam muito, pode ser determinado que eles gastaram menos uma parte de sua infância em uma localização geográfica que variavam de onde eles foram enterrados e, eventualmente recuperados através de investigações arqueológicas.
escrito por Michelle Machicek, PhD (Investigador Pós-Doutorado), Cornell University, Department of Anthropology and Smithsonian Institution, National Museum of Natural History for Time Team America (2013).
Further Reading
Bentley, R. A., 2006. Isótopos de estrôncio da terra ao esqueleto arqueológico: a review. Journal of Archaeological Method and Theory 13: 135-187.
Price, D. T. 2008. Isotopes and human migration: case studies in biogeochemistry. In H. Schutkowski (Ed.) Entre biologia e Cultura. Lugar: Cambridge University Press.Schwarcz, H. P., White, C. D., and Longstaffe, F. J. 2010. Stable and Radiogenic Isotopes in Biological Archaeology: Some Applications. In J. B. West, G. J. Bowen, T. E. Dawson, and K. P. Tu (Eds.) Isoscapes: compreender o movimento, padrão e processo na terra através do mapeamento de isótopos. New York: Springer Science + Business Media B. V.