Per Röntgenstrahl in die Bronzezeit

Moderne medizinisch-diagnostische Methoden sind längst Teil der ­Archäologie, so bei der Untersuchung von Mumien. Wissenschaftler der Universität Zagreb gehen neue Wege und kooperieren mit der Radiologie des Universitätsklinikums, um das Innere von Urnen aus der Bronzezeit unter die Lupe zu nehmen.

Von Mislav Čavka und Hrvoje Kalafatić; übersetzt von Jörg Fündling und Annine Fuchs

Während der Bronzezeit vom 15. bis 12. Jh. v. Chr. besiedelten zwei eng miteinander verwandte Kulturgruppen Teile Kroatiens und des nördlichen Bosnien-Herzegowina. Sie werden als Virovitica- und Barice-Gređani-Gruppe bezeichnet. Beide gehören der am weitesten verbreiteten Kultur der Spätbronzezeit in Mitteleuropa an, nämlich der Urnenfelderkultur, deren Benennung auf die allgemein ausgeübte Sitte zurückgeht, die Toten zu verbrennen und anschließend den Leichenbrand in Urnen beizusetzen. Es herrscht große Ähnlichkeit im Stil von Metallfunden und Keramik, doch unterscheiden sich die Gruppen bei Details im Bestattungsritual. Besonders sticht hier die Barice-Gređani-Gruppe hervor, wo man die Urnen kopfüber in die Grabgrube zu legen pflegte.

Der harte, trockene Lehmboden des Gräberfelds von Mačkovac verhinderte eine adäquate Ausgrabung an Ort und Stelle.
Der harte, trockene Lehmboden des Gräberfelds von Mačkovac verhinderte eine adäquate Ausgrabung an Ort und Stelle. (c) Hrvoje Kalafatić

Schichten feiner als ein Millimeter

Im Rahmen der Untersuchung des Gräberfelds aus der Bronzezeit von Mačkovac in Kroatien wurde der systematische Einsatz der Computertomografie und der Magnet­resonanztomografie vor der Öffnung und anschließenden Mikrograbung jeder einzelnen Urne unter Laborbedingungen eingeführt.
Am Anfang dieser Studien standen konventionelle Röntgenaufnahmen. Da die Gefäße mit Erde gefüllt sind, konnten die Strahlen allerdings nicht durchdringen. Aus diesem Grund wurde das CT-Verfahren herangezogen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Verfahrensweise ist dies eine Röntgentechnik, mit der man Schichten im Submillimeterbereich scannen und anschließend Bilder virtuell auf verschiedenen Ebenen oder in dreidimensionaler Darstellung rekonstruieren kann. So konnte auf dem Boden der Urnen das Knochenmaterial erfasst werden.

Obwohl das CT-Verfahren eine gute räumliche Auflösung bietet, können bei diesem Vorgehen Objekte mit ähnlicher Dichte leider nicht gut unterschieden werden. Daher setzten die Forscher erstmals in der Geschichte der Paläopathologie das MRT ein zur Darstellung von menschlichen Überresten aus in der Bronzezeit üblichen Feuerbestattungen, um ein Signal aus dem Leichenbrand aufzeichnen zu können. Mit diesem Schritt ergaben sich gänzlich neue Einblicke in das Innere der Urnen und somit auch in die Anordnung des Leichenbrandes. Während man bislang annahm, dass der Leichenbrand in den Grabgruben angehäuft und anschließend die Urnen kopfüber darüber gestülpt wurden, konnte nun mithilfe der Ergebnisse der gewonnenen CT- und MRT-Scans ein gänzlich anderes Bild gezeichnet werden. Es zeigte sich, dass bestimmte zusammengehörende Bestandteile Leichenbrands innerhalb der Urnen in Gruppen angeordnet waren. Dies lässt darauf schließen, dass die menschlichen Überreste nach der Verbrennung in einem organischen Behälter gesammelt wurden, dieser dann in die Urne gelegt und schließlich zusammen mit derselben umgedreht und bestattet wurde. Auch wenn bislang noch keine Spuren von organischem Material nachgewiesen werden konnten, lassen sich durch eine Reihe von radiologischen Scans eindeutige Ablagerungsmuster erkennen, die auf die beschriebene Art von Behälter hindeuten.

Cover der AiD 1/22 "Neanderthaler des Nordens"

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53 Zähne aus fünf Gräbern der Bronzezeit

Neben der Analyse von Skelettbestandteilen erwies sich das CT-Verfahren insbesondere zur Vorbereitung der im Labor stattfindenden Mikrograbung als nützliche Hilfe. Denn so konnte bereits vor Öffnung der Urne und Freilegung ihres Inhalts die Position von Metallobjekten bestimmt werden, die man ansonsten mit großer Wahrscheinlichkeit übersehen hätte und die möglicherweise verloren gegangen wären. In diesem konkreten Fall konnte man stark verbrannte Bronzeobjekte konservieren, die bei der Brandbestattung beschädigt wurden und anschließend mit dem Leichenbrand in die Urnen gelangt waren. Tatsächlich waren Beigaben aus Metall bislang bei der Barice-Gređani-Gruppe nicht bekannt.

Im Anschluss an die Mikrograbungen erfolgten anthropologische Untersuchungen. Ihr Hauptaugenmerk lag bislang auf den Zähnen. Je nach Temperatur bei der Feuerbestattung verändert sich die Zahnstruktur. Mithilfe sogenannter Mikro-CTs konnten 53 Zähne aus insgesamt fünf Gräbern untersucht werden; dabei ließen sich Schmelz, Dentin, Wurzelkanal, aber auch Mikrorisse unterscheiden. Bei Letzteren handelt es sich um eine Vielzahl von Veränderungen, die bei Brandbestattungen vorkommen, darunter Verkohlung, Dehydrierung und Pyrolyse, also die durch Hitze verursachte Spaltung chemischer Verbindungen. Auch die Porosität der Zähne ist nach der Verbrennung verändert.

Künftig sollten daher weitere Forschungen und Vergleiche mit Zähnen aus demselben Zeitraum unternommen werden, die keiner Brandeinwirkung unterlagen. Obgleich die radiologische Untersuchung von Zähnen aus Brandbestattungen noch in den Kinderschuhen steckt, ist es ohne jeden Zweifel eine vielversprechende Methode, die künftig dabei helfen kann, Erkenntnisse über den Prozess der Einäscherung, aber auch über die Zahngesundheit historischer Bevölkerungen zu gewinnen. Das Besondere an dieser Methode ist es, dass die Proben dabei nicht zerstört werden müssen.
Am Beispiel der Untersuchungen des Gräberfelds von Mačkovac zeigt sich ein deutlicher Zugewinn durch die Anwendung moderner medizinisch-diagnostischer Verfahren. Der Einsatz radiologischer Techniken erlaubt ungeahnte Einblicke in das Bestattungsritual der Barice-Gređani-Gruppe und eröffnete den Weg für weitere Möglichkeiten, das komplexe Leben in den bronzezeitlichen Gemeinschaften zu erforschen.

Der harte, trockene Lehmboden des Gräberfelds von Mačkovac verhinderte eine adäquate Ausgrabung an Ort und Stelle. Daher wurden die Urnen intakt und samt Füllung geborgen und für weitere Untersuchungen nach Zagreb gebracht. Um während der anschließenden Mikrograbungen im Labor keine unbeabsichtigten Schäden am Inhalt zu verursachen, wurden konventionelle Röntgenaufnahmen gemacht. Zu sehen war darauf nichts, denn die Strahlen drangen nicht durch die dichte Erde. Schärfere Bilder erhoffte man sich daher vom ­Computertomo­grafen.

Dem Leichenbrand buchstäblich auf den Zahn ­gefühlt wurde im Anschluss an die Mikrograbungen mittels radiologischer Untersuchungen. Mikro-CTs gewährten ­Einblicke, die vom Zahnschmelz über Dentin und Wurzelkanal bis hin zu kleinsten Mikrorissen reichten. Zukünftig werden somit neue Erkenntnisse über den Prozess der Einäscherung, aber auch die Zahngesundheit der Bevölkerung möglich.

Dank der vielen im Submillimeterbereich gescannten Aufnahmen des CTs konnten unter anderem 3D-Rekonstruktionen erstellt werden. Trotz guter räumlicher Auflösung ließen sich Objekte mit ähnlicher Dichte jedoch nicht gut unterscheiden. Ungeahnte Einblicke erbrachten daher die im Anschluss erfolgenden MRT-Scans. Die Kombination der Methoden zeigte, dass der Leichenbrand gezielt und in organischen Behältnissen gebündelt am Urnen­boden deponiert wurde. Auch kleinste ­Metall­objekte konnten geortet und zerstörungsfrei geborgen werden.

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