Přírodovědné analýzy v archeologii

Kontakt: RNDr. Miriam Nývltová Fišáková, Ph.D.

Přírodovědné metody obecně pomáhají v archeologii již několik desetiletí při analýzách artefaktů, ekofaktů i nálezových situací. V rámci Archeologického ústavu AV ČR, Brno, v. v. i. jsou na specializovaném pracovišti realizovány zejména metody vycházející z oborů geologie, geochemie, biologie a chemie. Pomocí vybraných metod, jaké představují např. analýza poměrů stabilních a radiogenních izotopů, analýza přírůstků zubního cementu nebo paleogenetické či multiprvkové analýzy, lze zjistit mnohé o původu, migracích, výživě, loveckých a hospodářských strategiích a fyzické kondici zkoumané populace.

Do skupiny základních a dlouhodobě realizovaných metod patří zooarcheologické a paleontologické analýzy, které popisují kosterní pozůstatky zvířat objevených při archeologických výzkumech, a to zejména jejich elementární anatomické určení a druhové zařazení. Vyhodnocen byl například kosterní soubor fauny z mladopaleolitické lokality Přerova-Předmostí, který poskytl klasický vzorek zástupců chladnomilnější fauny, a to mamuta, jeskynního medvěda, vlka, pratura (zubra) a soba. Zooarcheologie ale doplňuje výzkum také mladších kulturních období člověka. Příkladem může být nejstarší průkazné zachycení chrta na území České republiky, jehož kosterní pozůstatky pocházejí z hradiště Chotěbuz-Podobora. Ve výzkumné sezoně roku 2005 byly ve shromážděném osteologickém materiálu identifikovány dvě vřetenní kosti psa. Srovnávací osteometrickou analýzou a analýzou mitochondriální DNA se ukázalo, že se jednalo o chrta. Analýzou stabilních a radiogenních izotopů (Sr, C, O, N) z chrtí vřetenní kosti se dále podařilo zjistit, že chrt byl na hradisko dovezen z přímořských oblastí, pravděpodobně z prostoru Baltského moře. Chrt se tedy zřejmě dostal ze severu na hradisko v 9. století jako dar, kořist nebo vzácný obchodní artikl.

Další aplikovanou přírodovědnou metodikou je analýza přírustků zubního cementu. Zubní cement, se ukládá v průběhu celého života jedince s rozdílnou intenzitou v letních a zimních měsících, podobně jako letokruhy u stromů. Důvodem je různá aktivita cementoblastů, která je ovlivněna relativním procentem minerální a organické složky. Lze tedy vysledovat nejen stáří jedince, ale také určit dobu, ve které zemřel (činnost cementoblastů, a tedy růst cementu byl předčasně ukončen). Díky výzkumu zubů velkých savců objevených na gravettských paleolitických lokalitách bylo potvrzeno, že tato zvířata byla lovena také v zimních měsících, a tedy že byly tyto velké sídelní aglomerace v Česku (např. areál Dolní Věstonice – Pavlov, Přerov – Předmostí, aj.) osídleny celoročně, na rozdíl od malých sezonních lokalit (např. Boršice, Jarošov či Spytihněv).

Z dalších metod jsou na pracovišti využívány analýzy poměrů izotopů stroncia, kyslíku, dusíku, uhlíku a síry (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁸O/¹⁶O, ¹⁵N/¹⁴N,¹³C/¹²C a ³⁴S/³²S) v kostech živočichů i lidí, díky kterým lze stanovit výživu a migrace za života těchto jedinců. Izotopy stroncia se dostávají do biosféry a do potravinového řetězce zvětráváním krystalických vyvřelých hornin a jejich nejvyšší koncentrace je v rostlinách, které je přijímají kořenovým systémem z vody. Prostřednictvím poměru izotopů stroncia můžeme tedy sledovat výživu člověka či zvířat, protože v tělech býložravců je poměr tohoto prvku vyšší. Dále lze sledovat také migraci v průběhu života daného jedince vzhledem k proměnné hodnotě stroncia v biosféře v závislosti na skladbě geologického podloží. Konkrétní analýzy poměru stronciových izotopů byly využity při studiu migrací paleolitické fauny. Ukázaly, že koně migrovali na středně velké vzdálenosti, tzn. stovky kilometrů, a ne tisíce, jak se dosud předpokládalo. Podobně byla vyvrácena hypotéza migrace sobů během období vrcholného gravettienu, kdy se jednalo spíše o místní vertikální přesun z nížin do hor (k větším územním přesunům docházelo až v souvislosti se změnou klimatu v období mladého gravettienu). U mamutů se prokázaly velké migrace severojižním směrem v období vrcholného gravettienu a migrace západovýchodním směrem (podél Dunaje) v mladém gravettienu (willendorf-kostěnkovská fáze).

Další metodou, která nabízí široké interpretační uplatnění, je rozbor spálených kosterních pozůstatků. Unikátní situace byla odkryta opět na lokalitě Chotěbuz – Podobora v rámci výzkumné sezony 2009. Jednalo se o objekt s uhořelými zvířaty „in situ“. Byly zde nalezeny pozůstatky těl tří ovcí, jednoho psa, prasete a březí krávy. Pomocí infračervené spektrometrie (analýza byla provedena ve spolupráci s Ing. Lubošem Prokešem z Ústavu chemie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity Brno) byla určena přesná teplota spalování, jejíž intenzita je proměnlivá v závislosti na druhu spalovaných tkání (např. zvýšený obsah tělesného tuku hoření usnadňuje, proto byly nejlépe spálené pozůstatky prasete domácího). Tento nález spáleného „chléva“ je unikátní tafonomickou situací. Zároveň jsou nálezové okolnosti dokladem dramatických důsledků pravděpodobně vojenského útoku na lokalitu, ke kterému došlo na sklonku 9. či na samém počátku 10. století.

Novým perspektivním mezinárodním projektem je výzkum jeskyně Stajnia v Polsku, na kterém se podílí kromě brněnského Archeologického ústavu také Uniwersytet Szczecin a Štátny geologický ústav Dionýza Štúra v Bratislavě. Jedná se o unikátní naleziště pozůstatků neandrtálců, prvních nalezených severně od Karpat.

Přírodovědné laboratorní pracoviště v rámci ARÚ AV ČR Brno je vybavené odpovídající technikou pro odběr vzorků, pro realizaci části expertiz a závěrečná hodnocení. Ze specializovaných zařízení se zde nachází stereomikroskop a polarizační mikroskop s CCD kamerou s vysokým rozlišením, jejichž výstupy jsou zpracovávány speciálním softwarem NIS-Elements, analyzujícím obraz.