Bachelorscriptie archeologie, richting Science Based Archaeology, Universiteit Leiden

Transcriptie

1 Bachelorscriptie archeologie, richting Science Based Archaeology, Universiteit Leiden DE STABIELE ISOTOPEN 13 C EN 15 N IN GEDATEERD BOTMATERIAAL Inventarisatie en analyse van de stabiele isotopen uit de database van het CIO te Groningen Margot Kuitems studentnummer: begeleider: Prof.dr. J. van der Plicht Leiden, december 2007

2 Bachelorscriptie archeologie, richting Science Based Archaeology, Universiteit Leiden DE STABIELE ISOTOPEN 13 C EN 15 N IN GEDATEERD BOTMATERIAAL Inventarisatie en analyse van de stabiele isotopen uit de database van het CIO te Groningen Margot Kuitems studentnummer: begeleider: Prof.dr. J. van der Plicht Leiden, december

3 Inhoud Hoofdstuk 1 Inleiding 1.1 Huidige toepassing van stabiele isotopen in de archeologie Doel van dit onderzoek De wijze waarop men informatie uit de isotopen uit botcollageen verkrijgt De soort informatie die men over het dieet kan verkrijgen Koolstof Stikstof De invloed van omgeving en tijd op de spreiding van de stabiele isotopenwaarden Algemeen Koolstof Stikstof Opbouw van de scriptie Belang van dit onderzoek 12 Hoofdstuk 2 Materiaal en methoden 2.1 Totstandkoming van de selectie van deze gegevens uit de totale database van het CIO De manier waarop de gegevens zijn gesorteerd 15 Hoofdstuk 3 Inventarisatie en beschrijving van de gegevens 3.1 Algemeen Dieren Mensen 22 Hoofdstuk 4 Spreiding van de isotopenwaarden 4.1 Bespreking van de spreiding van δ 13 C en δ 15 N van menselijk botmateriaal Bespreking van de spreiding van δ 13 C en δ 15 N van dierlijk botmateriaal 3

4 4.2.1 Gemiddelde isotopenwaarden Isotopenwaarden van enkele diersoorten Mammoeten 27 Cervidae 29 Paarden 30 Hoofdstuk 5 δ 13 C en δ 15 N als controlemiddel bij determinatie 5.1 Inleiding Ontdekken en herkennen van een foutieve determinatie Holenberen Schapen en geiten Bovinae Bespreking van de resultaten met betrekking tot het herkennen van een foutieve determinatie Onzekere determinaties Schaap Wolharige mammoet Mens Rund Bespreking van de resultaten met betrekking tot het verwerpen of behouden van onzekere determinaties 45 Hoofdstuk 6 Conclusie Database in het algemeen 46 Invloed van dieet op de isotopenwaarden 46 Invloeden van andere factoren dan dieet op de isotopenwaarden 47 Stabiele isotopen als controlemiddel bij determinatie 48 Aanbevelingen voor vervolgonderzoek 49 Bibliografie 51 Appendix 53 4

5 Hoofdstuk 1 Inleiding 1.1 Huidige toepassing van stabiele isotopen in de archeologie Stabiele isotopen van koolstof en stikstof uit lichamelijk materiaal van een mens of dier kunnen informatie verschaffen over verschillende aspecten uit het leven van het betreffende individu. Zo kan de isotoopverhouding 13 C/ 12 C inzicht geven in dieet, migratie en gebruik van de leefomgeving en verschaft de isotoopverhouding 15 N / 14 N informatie over onder andere het trofische niveau waartoe het individu behoort, dieet, gebruik van de leefomgeving, migratie en voortplanting (Koch 2007, 101). Sinds enkele jaren worden stabiele isotopen gebruikt bij het oplossen van archeologische vraagstukken (Dincauze 2000, 427-8; Schoeninger et al. 1992, 247-8; Sealy 2001, 269). Een belangrijke toepassing van 13 C en 15 N binnen de archeologie is klimaat-, landschap- en dieetreconstructie (Schoeninger et al. 1992, 247-9). Bij de studie van stabiele isotopen in gewervelde dieren uit het verleden is reconstructie van het paleodieet de meest gebruikte toepassing (Koch 2007, 123). Hiervoor heeft men koolstof en stikstof nodig dat afkomstig is uit botcollageen. De isotopen geven informatie over het gemiddelde voedselpatroon van een individu over een periode van de laatste acht jaar voor overlijden (Schoeninger et al. 1992, 247-9). 1.2 Doel van dit onderzoek In Groningen is het Centrum voor Isotopenonderzoek (CIO) van de Rijksuniversiteit Groningen gevestigd. Het CIO is gespecialiseerd in het nauwkeurig meten van (de variaties in) het voorkomen van natuurlijke, zeldzame isotopen. Het isotopenonderzoek wordt ingezet bij een veelheid van onderzoeksgebieden, waaronder de archeologie ( Het CIO wordt door archeologen vooral benaderd voor het maken van 14 C-dateringen van monsters, die van over de hele wereld worden ingezonden. Sinds 1997 is binnen het CIO van alle archeologische monsters die waren ingezonden om de ouderdom te bepalen eveneens de δ 15 N-waarden gemeten en gedocumenteerd. De 13 C-waarden zijn al sinds 1960 gemeten, omdat die nodig zijn voor de fractioneringcorrectie bij 14 C-dateringen en zodoende altijd mee gemeten zijn. De 5

6 waarden van de stabiele isotopen zijn opgenomen in een uitgebreide database waarin alle informatie is opgeslagen over de monsters. De database wordt met de dag groter, maar er was nog nauwelijks gekeken naar de waarde van de 15N stabiele isotopen die erin staan. Deze scriptie vormt een overzicht en een beschouwing van de stabiele isotoopgegevens van botten die tot september 2007 in de database van het CIO, die inmiddels een flinke omvang heeft bereikt, zijn opgenomen. De gegevens zijn afkomstig van monsters van verschillende soorten (mens en dieren) uit diverse leefgebieden en met een zeer uiteenlopende ouderdom, waardoor verschillende factoren die invloed hebben op de waarden van de stabiele isotopen kunnen worden onderzocht en met elkaar worden vergeleken. Bovendien wordt beschouwd hoe met stabiele isotopen de determinatie van een botmonster gecontroleerd kan worden. 1.3 De wijze waarop men informatie uit de isotopen uit botcollageen verkrijgt Voor het meten van de isotoopverhoudingen 13 C/ 12 C en 15 N/ 14 N in het monster maakt men gebruik van een massaspectrometer. Van het archeologische botmonster wordt eerst zuiver collageen bereid. Dit botcollageen wordt vervolgens omgezet in een gas (CO 2 voor 13 C, en N 2 voor 15 N). Tijdens het proces in de massaspectrometer wordt de isotoopverhouding van een element dat in het gas aanwezig is gemeten. Deze hoeveelheid in het gas van het monster wordt vergeleken met dat van een internationale standaard. Voor koolstof is dat de marine PeeDee Belemnite Carbonate (PDB) 1 en de standaard voor stikstof is atmosferische stikstof, namelijk ambient inhalable reservoir (AIR). Deze vergelijkingen worden genoteerd in deltawaarden (δ) in promille en zijn respectievelijk voor koolstof en stikstof als volgt gedefinieerd: δ C/ C monster C = C/ C standaard N/ N monster δ N = N/ N. standaard 1 Aangezien PDB tegenwoordig niet meer beschikbaar is, is er inmiddels een nieuwe standaard voor 13 C vastgesteld, namelijk Vienna Pee Dee Belemnite (VPDB) (Sulzman 2007, 4-5). 6

7 De meeste biologische materialen hebben in vergelijking met PDB een lagere 13 C/ 12 C-ratio, waardoor zij een negatieve δ 13 C-waarde hebben. Daarentegen hebben de meeste biologische materialen een hogere 15 N/ 14 N-ratio dan de atmosfeer en hebben dus een positieve δ 15 N-waarde (Schoeninger et al ; Sealy 2001, 270, Sulzman 2007, 6). 1.4 De soort informatie die men over het dieet kan verkrijgen Koolstof De stabiele isotopen van koolstof 12 C en 13 C hebben een natuurlijke concentratie in de atmosfeer van respectievelijk 98,9% en 1,1% (Sulzman 2007, 4). In de oceaan is de hoeveelheid 13 C enigszins hoger. De atmosferische CO 2 heeft een δ 13 C-waarde van ongeveer -8 (Bocherens 2003, 58, Marshall 2007, 23), maar planten bevatten minder 13 C dan de atmosfeer waarin ze groeien door massa-afhankelijke effecten bij de fotosynthese. Wanneer koolstofdioxide uit de atmosfeer wordt opgenomen door planten door middel van fotosynthese gebruiken planten relatief meer 12 C dan 13 C en is de verhouding veranderd. Bij planten zijn drie typen fotosyntheseprocessen te onderscheiden, de zogenaamde C3-, C4- en CAM-planten (Marshall 2007, 22-23). Planten waarbij koolstofdioxide via tussenproducten met drie koolstofatomen wordt vastgelegd (C3- planten), om uiteindelijk in glucose te worden omgezet, nemen veel minder 13 C in hun weefsel op dan planten die gebruik maken van een verbinding met vier koolstofatomen (C4-planten). De CAM-planten maken, afhankelijk van omstandigheden in de omgeving als het aantal licht en vocht dat beschikbaar is en temperatuur, gebruik van de fotosynthese via het C3- of C4-proces. Over het algemeen zijn bomen, gematigde grassen en heesters C3-planten. Tropische en savanne grassen, inclusief maïs en gierst zijn C4-planten. De CAM-planten zijn typische vetplanten uit de woestijn, zoals de ananas en de cactus (Dincauze 2000, 365; Schoeninger et al.1992, 255; Marshall 2007, 24). Marine planten leggen koolstof fotosynthetisch gezien op een andere manier vast dan de meeste terrestrische planten en hebben een hogere 13 C/ 12 C-ratio (Schoeninger et al.1992, 256). 7

8 De gemiddelde δ 13 C-waarde voor C3-planten is ongeveer -26, en voor C4- planten -12. De δ 13 C-waarde van een plant wordt gereflecteerd in het botcollageen van de plantconsument. Bij herbivoren is de δ 13 C-waarde in het botcollageen verrijkt met ongeveer 5 ten opzichte van de waarde van de geconsumeerde plant (Bocherens 2003, 59) Stikstof 15 N en 14 N hebben een natuurlijke concentratie van respectievelijk 0,37% en 99,63% (Sulzman 2007, 4). δ 15 N neemt toe per trofisch niveau met ongeveer 3. 2 Als een herbivoor eet, is de hoeveelheid 15 N ten opzichte van 14 N dus verrijkt in het botcollageen in vergelijking met de hoeveelheid 15 N die oorspronkelijk in de plant aanwezig was. Op hun beurt hebben carnivoren een positievere 15 N/ 14 N-ratio dan herbivoren (Schoeninger et al. 1992, 258; Sealy 2001, 272; Richards et al. 2000, 7663). Naast een indicatie voor de plaats in de voedselketen kan δ 15 N ook informatie geven over het feit of het voedsel hoofdzakelijk afkomstig is van marine of terrestrische bronnen. Marine organismen die aan de basis van de voedselketen staan, hebben meestal hogere δ 15 N-waarden dan terrestrische planten. Gewervelde dieren met een marien leefgebied hebben ook een hogere 15 N/ 14 N-ratio dan terrestrische gewervelde dieren. Carnivoren met een visrijk dieet hebben dus een hogere δ 15 N-waarde dan carnivoren die voornamelijk vlees eten van dieren die op het land leven (Schoeninger et al. 1992, 256-8). In figuur 1 is de algemene uitwerking van verschillende voedselbronnen op het dieet schematisch weergegeven. Er is te zien dat de δ 13 C-waarde voornamelijk wordt beïnvloed door het eten van planten met die verschillende manieren van fotosynthese hebben en door het eten van marien voedsel. Een individu met een dieet dat voornamelijk is gebaseerd op C3-planten heeft lagere een δ 13 C-waarde dan iemand die C4-planten eet. Een dieet dat hoofdzakelijk uit CAM-planten bestaat, heeft een δ 13 C-waarde die tussen die van bovengenoemde diëten in ligt. De δ 15 N-waarde wordt hoger naarmate de 2 δ 13 C neemt evenals δ 15 N toe naarmate het individu waarvan het wordt gemeten hoger in de voedselketen behoort. Het verschil is echter te klein (namelijk 1 ) om aan de hand van δ 13 C een uitspraak te kunnen doen over het trofische niveau (Schoeninger & Moore 1992,). 8

9 consument hoger in de voedselketen staat. Een dieet met veel vis zorgt voor de hoogste δ 15 N-waarde. Het eten van marien voedsel draagt ook bij aan hogere δ 13 C-waarden. Figuur 1 Schematische weergave van de invloed van dieet op isotopenwaarden 1.5 De invloed van omgeving en tijd op de spreiding van de stabiele isotopenwaarden Algemeen Het reconstrueren van paleodieet aan de hand van stabiele isotopenwaarden is minder eenvoudig dan het op grond van bovenstaande lijkt. Naast dieet zijn immers andere factoren van invloed op de 13 C/ 12 C- en 15 N/ 14 N-verhouding. In tropische gebieden als in Amerika, Azië en Afrika zijn de variaties in isotopenverhoudingen meestal groot, omdat de voedselbronnen zelf een grote spreiding in isotoopwaarden hebben. C4-planten en mariene bronnen nemen in dergelijke gebieden een belangrijke plaats in het dieet in. In een gematigd klimaat als dat van Europa spelen C4-planten en mariene bronnen slechts een kleine rol in het dieet. Hierdoor zijn de variaties van de waarden van stabiele isotopen in botcollageen uit gebieden met een gematigd klimaat relatief klein (Van Klinken et al. 2000, 39-41; Koch 2007, 123). 9

10 In Europa bestaat de vegetatie hoofdzakelijk uit C3-planten. Bij deze planten kunnen bepaalde omstandigheden uit de omgeving leiden tot verschillende verhoudingen van de koolstofisotopen (Bocherens 2003, 58; Koch 2007, 123). Door de tijd heen kunnen dergelijke omgevingsomstandigheden veranderen Koolstof Dergelijke variaties worden onder andere veroorzaakt door processen in de atmosfeer. Verschillen in δ 13 C en δ 15 N in de atmosfeer hebben meerdere oorzaken, waaronder het fossil fuel-effect. Dit effect ontstaat door het mengen van CO 2 in de atmosfeer door de mens sinds de industriële revolutie, ongeveer 150 jaar geleden, waardoor de 13 C/ 12 C-ratio lager is geworden (er is relatief minder 13 C dan 12 C). Men dient rekening te houden met dit effect wanneer men fossiele δ 13 C-waarden vergelijkt met moderne. Een ander voorbeeld dat van invloed is op de 13 C/ 12 C-ratio is dichte bebossing, het zogenaamde canopy-effect. Dit is de voornaamste oorzaak voor een lage δ 13 C-waarde in planten. Mensen of dieren die voedsel eten uit dichte bossen krijgen door dit effect negatievere δ 13 C-waarden dan wanneer ze hun voedsel uit een open omgeving zouden hebben gehaald. (Van Klinken et al. 2000, 41-42; Bocherens 2003, 58; Richards et al. 2000, 7663). Klimaatsverschillen (zoals temperatuur en vochtigheid) beïnvloeden de fotosynthese. In een periode van hoge temperatuur en een lage vochtigheidsgraad gebruiken planten relatief meer 13 C dan in koude tijden en is de δ 13 C-waarde van een plant dus relatief hoger. Ook in gebieden met een hoog zoutgehalte is de vegetatie in 13 C verrijkt. Het verschil in de δ 13 C-waarde van planten komt terug in het botcollageen van herbivoren (Van Klinken et al. 2000, 41-42; Bocherens 2003, 58) Stikstof Ook de 15 N/ 14 N-ratio kan plaatselijk verschillen. De planten met de laagste δ 15 N-waarden groeien op zure grond of maken deel uit van pioniervegetatie (Bocherens 2003, 60). Zeer lage stikstofverhoudingen zijn te zien in de bomen en bodem van bossen. Deze lage waarden worden gereflecteerd in de botten van de dieren die in het bos leven. 10

11 Herbivoren die zich aangepast hebben aan extreme droogte hebben een hogere δ 15 N-waarde dan herbivoren die meer afhankelijk zijn van water. Ondanks het feit dat deze dieren tot hetzelfde trofische niveau behoren, verschillen zij sterk in δ 15 N-waarde (Van Klinken et al. 2000, 43-46). Door menselijke veranderingen aan de bodem door bijvoorbeeld agricultuur, neemt de δ 15 N-waarde van de bodem en van de planten toe. Gecultiveerde planten hebben hogere δ 15 N-waarden ten opzicht van pioniervegetatie. Ook zoute omgevingen leiden tot hogere stikstofwaarden (Van Klinken et al. 2000, 49; Bocherens 2003, 60). Het eten van zoetwatervissen ten opzichte van zoutwatervissen zorgt ook voor verandering in isotopenwaarden, zowel voor δ 15 N als voor δ 13 C. De δ 13 C-waarde van zoetwatervissen zijn soms lager dan terrestrische dieren. δ 15 N-waarden zijn daarentegen meestal hoger dan die van terrestrische dieren. Beide waarden van zoetwatervissen zijn wel vergelijkbaar met die van zoutwatervissen. De meeste vissen die door mensen worden gegeten zijn meestal carnivoor en hebben daarom hoge δ 15 N-waarden. Tussen vissen uit rivieren en meren is een verschil in δ 15 N-waarde: de riviervissen hebben relatief lagere waarden. De δ 13 C-waarde is zeer variabel door uiteenlopende chemische condities zoals zuurgraad en kalkgehalte (Van Klinken et al. 2000, 49-50). 1.6 Opbouw van de scriptie Op deze inleiding volgt een beknopte uiteenzetting van het materiaal en de methoden die voor deze scriptie zijn gebruikt. Het tweede hoofdstuk is een inventarisatie en een korte beschrijving van de gegevens die de database bevat. In het derde hoofdstuk wordt beschouwd wat de verschillende waarden van de isotopen ons vertellen over het dieet van de betreffende mensen en dieren. Er wordt ingegaan op de mogelijkheden en moeilijkheden die het doen van uitspraken over het dieet aan de hand van de stabiele isotopen met zich meebrengt. Naast het dieet zijn namelijk andere factoren bepalend voor de hoogte van de waarde van δ 13 C en δ 15 N. In dit hoofdstuk wordt daarom onderzocht in welke mate geografie invloed heeft op de isotoopwaarden en in hoeverre hiermee rekening moet worden gehouden bij de interpretatie van de stabiele isotopenwaarden. 11

12 Het vijfde hoofdstuk gaat in op de vraag in hoeverre stabiele isotopen kunnen fungeren als controlemiddel voor soortdeterminaties. Dit is een geheel nieuwe toepassing. Hierbij wordt gekeken naar de mogelijkheid van het ontdekken en herkennen van foutieve determinaties aan de hand van stabiele isotoopwaarden. Bovendien wordt onderzocht of stabiele isotopen kunnen bijdragen aan verheldering van onzekere determinaties die in de database zijn opgenomen. De scriptie wordt afgesloten met een conclusie en aanbeveling voor vervolgonderzoek. 1.7 Belang van dit onderzoek Deze scriptie geeft een overzicht van het gedeelte van de database van het CIO dat betrekking heeft op botmonsters waarvan de waarde van δ 13 C en δ 15 N bekend is. Het is een betrekkelijk unieke dataset, waaraan nog nauwelijks onderzoek is verricht. Omdat de data in de verschillende hoofdstukken op verschillende manieren wordt belicht, kunnen toekomstige onderzoekers van de stabiele isotopenwaarden van het CIO deze scriptie gebruiken als basis. Dit schrijven biedt inzicht in de mogelijkheden en moeilijkheden die de waarden van stabiele isotopen van het CIO met zich meebrengen. Zo biedt het de mogelijkheid tot controle en aanvulling op bevindingen uit de literatuur op allerlei terreinen, zoals de spreiding van isotoopwaarden van verschillende diersoorten, dieet van diersoorten en de mate van invloed die dieet, geografische ligging en ouderdom op de isotoopwaarden heeft. Dieetonderzoek speelt een grote rol binnen de archeologie. Food is the fundamental ecological link between an organism and its environment. Diet, the choice and consumption of food, is a principal component of niche behavior (Dincauze 2000, 397). Dit is een van de vele redenen dat onderzoek naar het dieet van mensen en dieren uit het verleden van groot belang is voor archeologen (Dincauze 2000, 397). Het dieet van mens en dier is door de tijd heen extreem veranderd en uitgebreid (Schoeninger et al. 1992, 249). Bij dieetonderzoek is het van belang om de verschillende voedselsoorten te bepalen waaruit het dieet is samengesteld, maar ook in welke hoeveelheden deze voorkwamen (Schoeninger et al. 1992, 251). 12

13 Het is echter onmogelijk om te achterhalen in welk percentage een bepaalde voedselbron innam in een dieet aan de hand van voedselresiduen die zijn aangetroffen tijdens een archeologische opgraving. Er zijn allerlei factoren die dit belemmeren. De belangrijkste daarvan is het feit dat niet alle soorten voedselresten evenredig bewaard blijven in de bodem. Afhankelijk van omstandigheden als klimaat en bodemsoort, blijft de ene soort langer bewaard dan de andere (Schoeninger et al. 1992, 249). De samenstelling van stabiele isotopen uit botcollageen verschaft daarentegen direct informatie over het voedsel dat mens en dier in het verleden tot zich hebben genomen (Sealy 2001, 269; Richards et al. 2000, 7663). In tegenstelling tot veel andere bekende archeologische methoden om dieet te reconstrueren, reconstrueert men met isotopenwaarden het dieet van een individu. De rol die een bepaalde voedselbron had in een dieet is met stabiele isotopen goed te bepalen (Schoeninger et al. 1992, 248). Bij de reconstructie van het paleodieet moet rekening worden gehouden met allerlei factoren die eventueel bepalend zijn geweest voor de hoogte van de waarde van de isotopenverhoudingen. Welke factoren dit zijn, op welke manier zij uitwerking hebben op de isotopenverhoudingen, bij welke diersoorten hier sterk op moet worden gelet en hoe de invloed van andere factoren dan dieet kunnen worden herkend, wordt in deze scriptie beschouwd. Tenslotte wordt een geheel nieuwe toepassing van δ 13 C en δ 15 N besproken, namelijk op welke manieren zij kunnen fungeren als hulpmiddel bij de controle op de determinatie van soorten. Deze toepassing voorkomt frustraties en tijdverspilling als gevolg van onderzoek aan een andere diersoort dan men voor ogen heeft. Daarnaast kunnen de isotopenwaarden van botmonsters waarvan de diersoort niet met zekerheid is vastgesteld, toch worden meegenomen in onderzoek, zij het met een relatief grote onzekerheidsmarge. Op deze manier kan voorkomen worden dat unieke diersoorten niet kunnen worden bestudeerd op isotopenverhoudingen. 13

14 Hoofdstuk 2 Materiaal en methoden 2.1 Totstandkoming van de selectie van deze gegevens uit de totale database van het CIO Iedereen die monsters opstuurt naar het CIO is verplicht om per monster het formulier Radiocarbon sample information in te vullen. Op dit formulier moeten allerlei gegevens worden ingevoerd die te maken hebben met het desbetreffende monster, zoals informatie over de inzender, de locatie waar het monster is gevonden, de materiaalsoort en de vondstcontext. Deze gegevens worden in Groningen samen met de meetresultaten in de database verwerkt. De gegevens die in deze scriptie worden behandeld, vormen slechts een gedeelte van alle informatie die in de database is opgenomen. Voor de doeleinden van deze scriptie is namelijk niet alle informatie uit de database van belang. Daarentegen zijn enkele gegevens essentieel. De gegevens zijn op basis van een aantal criteria geselecteerd. Noodzakelijk voor de gegevens in deze scriptie is dat het monstermateriaal uit bot bestaat en voldoende collageen bevat om naast de 14 C-, 13 C-waarden, ook de 15 N-waarde te meten. De 14 C-, δ 13 C- en δ 15 N-waarden moeten gemeten en bekend zijn. Sinds maart 1997 is een begin gemaakt met het toevoegen van 15 N-waarden. De metingen die voor maart 1997 zijn gedaan, zijn dus niet bruikbaar voor deze scriptie. Bovendien moet er informatie beschikbaar zijn over de locatie. Helaas zijn niet alle Radiocarbon sample information-formulieren volledig ingevuld, waardoor niet van alle monsters gedetailleerde informatie is over de vondstplek. Regelmatig is helaas slechts de naam van het land genoteerd. Het aantal files dat aan de bovenstaande criteria voldoet is Een gegeven dat voor deze scriptie noodzakelijk is, maar waar op het formulier niet naar wordt gevraagd en zodoende meestal niet gedocumenteerd is, betreft de determinatie van de soort waarvan het bot afkomstig is. In enkele gevallen is de determinatie toch genoteerd op het 14

15 formulier, maar deze is nooit opgenomen in de database, omdat deze voor de datering op zich niet van belang was. Voordat het onderzoek dat vooraf ging aan het schrijven van deze scriptie van start kon gaan, moest eerst van de 1125 files in het archief worden opgezocht of er een determinatie was gegeven op het formulier. Uiteindelijk komt het aantal monsters dat is geselecteerd voor het onderzoek voor deze scriptie neer op De manier waarop de gegevens zijn gesorteerd Per monster zijn de volgende gegevens van nodig en/of handig voor de analyses die worden gedaan in deze scriptie: - naam van de inzender - monsternummer - GrA-nummer - locatie/land/provincie/plaats/lengte- en breedtegraad - technische opmerkingen - δ 13 C-waarde - δ 15 N-waarde - C% na verbranding (koolstofgehalte van het collageen) - datering (BP) - meetfout in datering - soortdeterminatie (indien bekend) Deze gegevens zijn opgenomen in een Microsoft Excel-bestand. Op deze manier konden de gegevens op de manier die voor iedere afzonderlijke onderzoeksvraag gewenst was worden geordend. Met Microsoft Excel zijn ook de grafieken en berekeningen gemaakt. 15

16 Hoofdstuk 3 Inventarisatie en beschrijving van de gegevens 3.1 Algemeen Onder de ruim 63 inzenders van de 458 geanalyseerde monsters zijn personen die binnen de archeologie meer of minder grote bekendheid hebben. Sommigen van hen maken met flinke regelmaat gebruik van het laboratorium in Groningen, anderen hebben hier slechts bij uitzondering een monster door middel van 14 C laten dateren. In figuur 2 is te zien dat de ouderdom van de monsters sterk uiteenloopt. Zo behoort tot de monsters een rendier die waarschijnlijk tijdens de vorige eeuw heeft geleefd, maar ook een steppe wisent met een datering van meer dan BP > Figuur 2 Frequentie van de verschillende dateringen 16

17 In figuur 2 is de frequentie van de verschillende dateringen in de database te zien. De meeste monsters (138) hebben een datering tussen 3000 en 5000 BP. De monsters zijn vanuit de hele wereld ingestuurd. Van enkele monsters is de vondstlocatie tot in de details vermeld, bij andere monsters zullen we het moeten stellen met slechts de naam van een provincie of is slechts de naam van het land genoemd. 85% van de monsters is afkomstig uit Europa. Verder komen veel monsters (52) uit Azië. De monsters uit Noord- en Zuid-Amerika en Afrika vormen samen slechts 4% (figuur 3) Europa Azië Noord-Am erika Afrika Zuid-Am erika 384 Figuur 3 Verdeling van de monsters over de verschillende continenten De Europese monsters komen uit verschillende landen en uit de Noordzee. De groep uit de Noordzee vormt 14% van het aantal Europese monsters. De spreiding van de monsters over Europa is in onderstaand diagram te zien (figuur 4). De meerderheid is afkomstig uit Nederland, Ierland en Frankrijk. Onder de monsters komen mensen en dieren in bijna dezelfde verhouding voor. De groep dieren bestaat namelijk uit 232 monsters en de mensen uit

18 Nederland Ierland Frankrijk Noordzee Verenigd Koninkrijk Griekenland Zweden Portugal 52 Oekraïne België Duitsland Ts jechië Kroatië Roem enië Figuur 4 Verdeling van de monsters over Europese landen 3.2 Dieren De groep dieren is samengesteld uit 53 verschillende soorten en ondersoorten. In het diagram hieronder (figuur 5) is te zien in welke aantallen de soorten voorkomen. De runderen, elanden, rendieren, schapen en geiten en mammoeten komen het meeste voor en vormen samen meer dan de helft van het aantal dieren. Voor het overzicht zijn in figuur 5 enkele diersoorten samengebracht onder één noemer. Onder bijvoorbeeld de groep beren vallen zowel de beer, de bruine beer en de holenbeer. Enkele diersoorten komen slechts een of twee keer voor in de gehele database en vallen niet echt onder een van de groepen. Zij zijn ondergebracht onder het kopje overigen en vormen samen 9% van de dieren. In tabel 1 is de verdeling van diersoorten in de groepen te zien die in figuur 5 zijn gebruikt. Bovendien is bij elke diersoort in tabel 1 tevens de gemiddelde δ 13 C- en δ 15 N- waarde per soort aangegeven met de daarbij horende standaarddeviatie. De waarden die zijn gebruikt om tot de gemiddelden en de standaarddeviaties te komen zijn weergegeven in het appendix. 18

19 runderen geit en schaap eland rendier m am m oet beer paard edelhert 10 hond en wolf varken walvis en dolfijn bizon dwergolifant 13 hert holenleeuw overigen Figuur 5 Frequentie van de diersoorten De database bevat vele monsters van allerlei uitgestorven diersoorten. Hieronder vallen de holenbeer, de (wolharige) mammoet, het elasmotherium, holenleeuw, dwergolifant, wolharige neushoorn, oeros, reuzenhert, Canarische reuzenrat, dodo, mastodont en de steppenwisent. 19

20 Groep Soorten behorende tot de groep Aantal per soort Beer Bizon Runderen -beer (Ursus species) -bruine beer (Ursus arctos) -holenbeer (Ursus spelaeus) -bizon (Bison bison) -wisent (Bison bonasus) -steppenwisent (Bison priscus) -rund (Bos species) -oeros (Bos primigenius) Aantal δ13 δ15 totaal average st. dev. average st. dev Holenleeuw holenleeuw (Panthera leo spelaea) Hert hert (Cervus species) Hond en wolf -hond (Canis familiaris) -wolf (Canis lupus) -hond/wolf Dwergolifant -dwergolifant (Elaphus antiquus) Geit en schaap -geit (Capra species) -schaap (Ovis species) -steppe geit (Soergelia species) -schaap/geit -Dall schaap (Ovis dalli) -alpensteenbok (Capra ibex) -muskusos (Ovibos moschatus) Paard -paard (Equus caballus) -paard (Equus argentinus) -paard (Onohippidion saldiasi) -paard (Equus species) Mammoet -mammoet (Mammuthus species)

21 -wolharige mammoet (Mammuthus primigenius) 15 Eland eland (Alces alces) Varken -varken (Sus domesticus) wild zwijn (Sus scrofa) 2 Edelhert edelhert (Cervus elaphus) Rendier rendier (Rangifer tarandus) Walvis en dolfijn -witte dolfijn (Delphinapterus leucas) -walvis -tuimelaar (Tursiops truncatus) -witsnuitdolfijn (Lagenorhynchus albirostris) -orka (Orcinus orca) -Groenlandse walvis (Balaena mysticetus) Overigen -bever (Castor fiber) -Canarische reuzenrat (Canariomys tamarani) -dodo (Raphus cucullatus) -reuzenhert (Megaloceros giganteus) -ree (Capreolus capreolus) -landschildpad (Testudo species) -elasmotherium (Rhinocerotidae) -hyena (Hyenidae) -lemming (Dicrostonyx species) -mastodont (Mammut americanum) -snoek (Esox lucius) -neushoorn (Rhinocerotidae) -walrus (Odobenus rosmarus) -ooievaar (Ciconia ciconia) -wolharige neushoorn (Coelodonta antiquitatis) Tabel 1 De indeling van de dieren in groepen met de gemiddelde isotoopwaarden en standaarddeviatie per groep n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. 21

22 3.3 Mensen De grootste groep in de database is met een aantal van 226 de mens. In figuur 6 is de spreiding van de menselijke botmonsters over Europa te zien. Het jongste heeft een ouderdom van 135 ± 40 BP en is afkomstig uit Giessen Oudekerk. Met een datering van ± 990 BP is het monster uit de Peştera cu Oase in Roemenië het oudste monster van een mens. De vondst van deze mens speelt een belangrijke rol in de morfologische evolutie en de verspreiding van vroege moderne mensen in Europa (Trinkaus et al. 2003, 11231). Ierland Frankrijk Nederland Verenigd Koninkrijk Zw eden Portugal Mexico 20 Noordzee Rusland Tsjechië Duitsland Spanje Kroatië Roemenië Figuur 6 De spreiding van menselijke monsters door Europa 22

23 Hoofdstuk 4 Spreiding van de isotopenwaarden 4.1 Bespreking van de spreiding van δ 13 C en δ 15 N van menselijk botmateriaal In figuur 7 zijn de waarden van de stabiele isotopen uit menselijk botcollageen uitgezet in een grafiek. Op de y-as zijn de δ 15 N-waarden uitgezet en op de x-as de δ 13 C. Aan de grote verticale spreiding van punten in de grafiek is te zien dat de mens een omnivoor is. In de grafiek vallen enkele opmerkelijke waarden op. Zo is te zien dat de punten die rood omlijnd zijn door hun lage koolstofwaarden een aparte groep vormen. Met δ 13 C- waarden tussen -8,04 en -5,93 zou men een dieet verwachten waarin C4-planten een belangrijke plaats innemen. Deze aanname wordt bevestigd doordat deze monsters allen afkomstig zijn uit Mexico en een datering hebben tussen 2330 ±30 en 1245 ± 40 BP hebben. In die tijd maakte maïs een belangrijk deel uit van het dieet (Fritz 1994, 306). De met groen omlijnde punten hebben hoge δ 15 N-waarden, namelijk 15,1 en zijn afkomstig uit Rusland, Nederland, Roemenië, Frankrijk en Ierland en de Noordzee. Van deze monsters mag men verwachten dat marien voedsel een hoofdbestanddeel vormde van het dieet. De monsters uit Nederland zijn afkomstig van de sites Polderweg (16,4 en 16,5 ), De Bruin (16,4 ; 17,1 en 17,2 ) en Schipluiden-Harnaschpolder (16,73 ;15,96 ;15,7 en 15,66 ). Van deze sites (Leidse opgravingen) is bekend dat de bewoners regelmatig vis aten. In de grafiek is te zien dat één van de monsters uit Roemenië komt. Dit is een onderkaak die gedateerd is op ± 990 BP en is daarmee het oudste menselijke monster uit deze database. Deze vondst uit 2002 uit de Peştera cu Oase speelt een belangrijke rol betreffende de verspreiding en evolutie van de moderne mens in Europa (Trinkaus 2003, 11231). De δ 13 C-waarde en δ 15 N-waarde van dit monster zijn respectievelijk -18,95 en 15,1. Een ander land dat genoemd is in de grafiek is Syrië. In dit land tijdens een recente (april 2007) opgraving in Tell Sabi Abyad een 7 maanden oude foetus in een pot gevonden met 14 C gedateerd op 7145 ± 45 BP ( BC). Aangezien een foetus zich louter voedt met nutriënten die afkomstig zijn uit het lichaam van de moeder, plaatst de foetus zich een trofisch niveau hoger dan de moeder en heeft aldus een hogere δ 15 N- waarde dan zij. De δ 15 N-waarde van deze foetus is 12,24. 23

24 Figuur 7 De δ 13 C- en δ 15 N-waarden in van de mens 4.2 Bespreking van de spreiding van δ 13 C en δ 15 N van dierlijk botmateriaal Gemiddelde isotopenwaarden De gemiddelde δ 13 C- en δ 15 N-waarde van de verschillende diersoorten die in tabel 1 zijn weergegeven, zijn uitgezet in een grafiek (figuur 8). In deze grafiek is goed te zien hoe de verschillende diersoorten zich ten opzichte van elkaar verhouden betreffende de isotopenwaarden. De waarde van de groep walvissen en dolfijnen (-13,759; 14,969) en van de walrus (-12,54; 11,46) is rechtsboven in de grafiek gelegen. Dit is te wijten aan het grote component aan marien voedsel in het dieet van de walvis, dolfijn en walrus, waardoor zowel de δ 13 C- als de δ 15 N-waarde positiever wordt. Ook de isotopenwaarden van de snoek (16,54; 14,95) en de ooievaar (-18,59; 14,2) liggen hoog in de grafiek, maar zijn meer naar links geconcentreerd ten opzichte van die van de walrus en de walvissen en dolfijnen. De snoek en de ooievaar eten, evenals de walrus, walvissen en dolfijnen, vis. Het verschil in de hoogte van de δ 13 C-waarde wordt 24

25 16 snoek walvis en dolfijn ooievaar 14 hond/wolf elasm otherium walrus 12 dwergolifant holenleeuw 10 m am m oet 8 runderen lem ning bever hyena wolharige neushoorn varken neushoorn geit en schaap dodo bizon Canarische reuzenrat beer hert landschildpad paard edelhert rendier eland reuzenhert d15n 6 4 ree m astodont d13c 0 Figuur 8 De gemiddelden isotoopverhoudingen in per diersoort 25

26 veroorzaakt door het feit dat de walrus, walvissen en dolfijnen in een marien milieu leven en zich voeden met zoutwaterdieren. De ooievaar en de snoek eten zoetwaterdieren en hebben zodoende een lagere δ 13 C-waarde. Omdat de snoek en de ooievaar carnivoren zijn, hebben beiden een hoge δ 15 N-waarde. Deze is echter hoger dan die van carnivoren met een terrestrisch leefgebied, omdat de δ 15 N-waarden van zoetwatervissen meestal hoger liggen dan die van terrestrische dieren. De carnivoren in de database worden vertegenwoordigd door de groep hond/wolf 3, de holenleeuw en de hyena 4. De gemiddelde δ 15 N-waarde van deze diersoorten is respectievelijk 11,259, 10,355 en 7,12. De waarde van de hyena is opmerkelijk laag voor een carnivoor. Deze hyena is gevonden in de grot Scladina in België. Deze grot is een Neanderthaler site (Bocherens et al. 1999, 600), maar er zijn tevens zeer veel botvondsten van verschillende zoogdiersoorten gedaan van tot jaar oud (Bocherens et al. 1997, 370). De hyena is gedateerd op ± 950 BP. Eerder gedocumenteerde δ 15 N-waarden van 11 hyena s uit de Scladina grot met een ouderdom van ongeveer jaar hebben δ 15 N- waarden tussen 8,2 en 11,5 (met een gemiddelde waarde van 9,864 en een standaarddeviatie van 0,905) (Bocherens et al. 1997, ). Ook in vergelijking met deze gegevens is de δ 15 N-waarde van de hyena uit de database dus laag. In de grafiek is een concentratie van diergroepen waarneembaar met gemiddelde δ 15 N-waarden tussen 4 en 8. Onder deze categorie vallen 18 van de 30 diergroepen. Zij zijn voornamelijk herbivoren, maar enkele zijn omnivoor. Als carnivoor vormt de hyena hierop als enige een uitzondering. Van deze diergroepen heeft de lemming de meest negatieve δ 13 C-waarde (-21,86 ) en de Canarische reuzenrat de meest positieve (- 19,075). De mammoeten, dwergolifanten en de elasmotherium zijn allen herbivoren, maar hebben opvallend hoge (gemiddelde) δ 15 N-waarden van respectievelijk 8,972, 9,759 en zelfs 10,96. Deze waarden vormen vooral een schril contrast met die van herbivoren als het reuzenhert (3,983 ), de ree (2,71 ), de eland (4,073 ) en de mastodont (2,39 ). De elasmotherium ligt in de grafiek bovendien veel meer naar rechts in 3 Ofschoon de wolf een carnivoor is, kan de hond bij de omnivoren worden onderverdeeld, aangezien het vlees in zijn dieet wordt aangevuld met andere voedselbronnen. 4 Deze hyena is waarschijnlijk een grottenhyena (Crocuta crocuta of Crocuta crocuta spelaea), evenals andere hyena s die afkomstig zijn uit de Scladina grot. 26

27 vergelijking met de andere herbivoren. De δ 13 C-waarde van de elasmotherium is namelijk -15,75. Dit is een erg opvallende getalswaarde wat nadere studie behoeft Isotopenwaarden van enkele diersoorten Mammoeten d15n d13c Rusland Canada Duitsland Figuur 9 De δ 13 C- en δ 15 N-waarden van mammoeten uit Rusland, Canada en Duitsland in De groep mammoeten bestaat uit 15 wolharige mammoeten en 3 mammoeten die niet nader gespecificeerd zijn. Bij de analyse van de isotoopverhoudingen worden de mammoeten en de wolharige mammoeten voor het gemak samengenomen. In deze paragraaf wordt daarom vanaf nu alleen gesproken over mammoeten. Van de 18 mammoeten die de database rijk is, is de meerderheid afkomstig uit Rusland (namelijk 16). 1 Mammoet komt uit Canada en 1 komt uit Duitsland. De 27

28 Canadese mammoet staat in de grafiek tweemaal weergegeven, omdat het botmonster ervan twee keer is gemeten. 5 De isotopenwaarden van de mammoeten zijn uitgezet in een grafiek (figuur 9). Zoals te zien is in figuur 9 hebben de Russische mammoeten lagere δ 13 C-waarden dan de mammoet uit Canada. De meeste van hen hebben tevens hogere δ 15 N-waarden dan de mammoet uit Canada. Alleen één mammoet uit Taimyr (met δ 15 N = 5,96 ) is lager gelegen in de grafiek dan de Canadese mammoet. De mammoet uit Duitsland heeft een zeer lage δ 15 N-waarde van 4,095. Wanneer men de waarden van de mammoeten uit de database vergelijkt met eerder gepubliceerde waarden van mammoeten (Bocherens 2003, 76) blijken de waarden een vrij grote overeenkomst te hebben (figuur 10) d15n d13c B. Alaska B. Rusland D. Rusland D. Canada 5 De mammoet stond eerst tentoongesteld in een museum als een mammoet die, gebaseerd op een Amerikaanse datering, leefde in het Midden-Holcoceen. Dick Mol, amateur paleontoloog, geloofde de datering niet en heeft namens de conservator een botmonster laten dateren in Groningen. Vanwege het belang (en omdat er voldoende collageen was) is het monster in Groningen twee keer gemeten. Met de uitkomst van een ouderdom van ca ±80 BP behoort de mammoet tot het Laat-Glaciaal. 28

29 Figuur 10Isotopenwaarden van mammoeten uit de database en van mammoeten die eerder zijn gepubliceerd door Bocherens (2003) in. B. Alaska= mammoeten uit Alaska, gepubliceerd door Bocherens, B. Rusland= mammoeten uit Rusland, gepubliceerd door Bocherens, D. Rusland= mammoeten uit Rusland in de database, en D. Canada= mammoet uit Canada uit de database Cervidae De dieren uit de database die tot de familie Cervidae behoren, zijn de eland, het edelhert, het rendier, de ree, het reuzenhert en hertachtigen die niet nader gespecificeerd zijn (Cervidae species). De isotopenwaarden van deze Cervidae zijn in onderstaande grafiek weergegeven (figuur 11) d15n d13c eland rendier edelhert ree reuzenhert hertachtigen Figuur 11Isotopenwaarden van Cervidae in. 29

30 De database bevat 24 rendieren, waarvan 6 afkomstig uit Rusland en de rest uit de Noordzee. Ofschoon de rendieren een flinke spreiding in δ 13 C-waarden hebben, is in de grafiek een concentratie van rendieren aan de rechterkant te zien. 19 Rendieren hebben namelijk een δ 13 C-waarde tussen -19,77 en -18,87. Opvallend is dat edelherten (met δ 13 C-waarden tussen -23,21 en -19,78 ) en elanden (met δ 13 C-waarden tussen -22,95 en -20,34) meer naar links geconcentreerd zijn in de grafiek. Verder is het opmerkelijk dat de rendieren van de Cervidae zowel de laagste δ 15 N-waarde (0,29 ) als de één na hoogste (6,8 ) hebben en tegelijkertijd de één na laagste δ 13 C-waarde (-23,26 ) en de hoogste (-18,87 ). Paarden d15n d13c paard Equus caballus Equus argentinus Onohippidion saldiasi Equus species Figuur 12Isotopenwaarden van paarden in 30

31 In de database zijn verschillende soorten paarden opgenomen: Equus caballus (9), Equus argentinus (1) en Onohippidion saldiasi (1). Daarnaast zijn enkele soorten niet nader gespecificeerd en zijn opgenomen als paard (zonder wetenschappelijke naam) of als Equus species als wel bekend is dat het genus Equus betreft (Figuur 12). De Equus caballus heeft een vrij grote spreiding betreffende δ 13 C-waarden, namelijk van -24,85 tot -19,55. De δ 15 N- waarden liggen tussen 5,33 en 9,4, waarbij wel moet worden opgemerkt dat 9,4 een hoge waarde is voor een paard. Deze waarde zou afkomstig kunnen zijn van een veulen, die vanwege de verkregen borstvoeding de δ 15 N-waarde heeft van een omnivoor. Als men deze waarde even buiten beschouwing laat, is de spreiding van δ 15 N van de Equus caballus tussen 5,33 en 6,92. Het is opvallend dat de waarden van de niet-gespecificeerde paarden en de waarde van Onohippidion saldiasi daar flink onder liggen met een spreiding tussen 1,36 en 2,995. Op één uitzondering na (namelijk de Equus species uit de Eurogeul) zijn deze monsters afkomstig uit Chili en hebben een ouderdom tussen ±60 en 10650±60 BP. Het verschil in geografische ligging tussen de paarden met hoge δ 15 N-waarden in de grafiek (Uquus caballus uit Rusland en Eruopa) en de paarden met lagere δ 15 N-waarden uit Chili (één paard uit de Eurogeul uitgezonderd) ligt wellicht ten grondslag aan de tweedeling van δ 15 N-waarden. Een ander opmerkelijk fenomeen is de Equus argentinus. Dit paard is weliswaar ook afkomstig uit Chili, maar heeft een te lage δ 15 N-waarde (-0,495 ). Een paard kan onmogelijk een negatieve δ 15 N-waarde hebben, aangezien de standaard voor stikstof lucht is (0 ) en de waarden steeds positiever worden naarmate men hoger komt in de voedselketen. De meting zelf is hoogstwaarschijnlijk correct uitgevoerd en is dus niet de oorzaak van de negatieve waarde. Het monster is zelfs twee maal gemeten en -0,495 is de gemiddelde waarde van deze metingen. De onzekerheid van de δ 15 N-waarde is een 1- sigma fout van 0,3. Met 2 sigma is de waarde van de Equus argentinus positief, maar zit nog zeer dicht bij de 0. Het botmateriaal was behandeld met conserveringsmiddel. Dit is voordat de meting is uitgevoerd verwijderd, maar wellicht niet goed genoeg. De chemische samenstelling van het middel zorgde er misschien voor dat de δ 15 N-waarde negatief is geworden. 31

32 Hoofdstuk 5 δ 13 C en δ 15 N als controlemiddel bij determinatie 5.1 Inleiding Zoals uit de data is gebleken, hebben verschillende diersoorten meestal een vrij karakteristieke spreiding van δ 13 C- en δ 15 N-waarden. Deze spreiding is voornamelijk afhankelijk van het dieet en omgevingsfactoren. Als men kijkt naar een grafiek waarin de spreiding van isotopenwaarden van een bepaalde diersoort is weergegeven, is vaak een concentratie van waarden waar te nemen. Er zijn echter ook waarden die zich duidelijk distantiëren van de concentratie, omdat de δ 13 C- of δ 15 N-waarde opmerkelijk hoger of lager is dan de waarden in de concentratie. In enkele gevallen vertoont zelfs zowel de δ 13 C- als de δ 15 N-waarde een sterke afwijking. Er zijn meerdere factoren die ten grondslag kunnen liggen aan een dergelijke uitzondering. Ten eerste moet men zover mogelijk nagaan of er fouten zijn opgetreden tijdens het verrichten van de meting. Bovendien kunnen conserveringsmiddelen waarmee botmonsters regelmatig worden behandeld een vertekend beeld geven van de isotopenverhoudingen in het botcollageen, doordat de chemische samenstelling ervan de waarde beïnvloedt. Ook kan er een verschil in tijd zijn, waardoor omgevingsomstandigheden verschillen. Het klimaat zou in de tijd waarin de uitzondering leefde anders kunnen zijn geweest, 32

33 waardoor deze over ander voedselbronnen beschikte dan de dieren die in een andere tijd leefden. Ook kan neerslag of juist droogte invloed hebben op de isotopenwaarden. In hoofdstuk 1 zijn de voornaamste invloeden die dieet en omgeving hebben weergegeven. Een andere mogelijkheid is dat de waarde niet van de diersoort is die men denkt, doordat het botmonster onjuist is gedetermineerd. In dit geval is men dus onbewust appels met peren aan het vergelijken. Als men de isotopenwaarde van een bepaalde diersoort wil analyseren, is het natuurlijk van groot belang om er zeker van te zijn dat men de waarde van de juiste soort voor zich heeft. Bij een uitzondering in een grafiek is het dus nodig om na te gaan wat de oorzaak is van de afwijkende waarde(n) en dus ook of men wellicht te maken heeft met een onjuist gedetermineerd botmonster. Het omgekeerde komt ook voor, namelijk het feit dat een bepaalde isotopenwaarde niet kan worden meegenomen in een analyse, omdat de determinatie van het betreffende botmonster onzeker is. Door de isotopenwaarden van dergelijke botmonsters te plotten in een grafiek met de waarden van de diersoort waartoe men denkt dat het botmonster behoort, kan men zien of de determinatie mogelijk is of moeten verworpen. Als de waarden van het botmonster sterk afwijken van de anderen uit de grafiek, is het logischer om de determinatie te verwerpen en eventueel opnieuw te determineren. Daarentegen is het plausibel dat een determinatie juist is, als de waarden van het botmonster sterk overeenkomt met die van de anderen uit de grafiek. In dit hoofdstuk zal worden onderzocht in welke mate stabiele isotopen als controlemiddel kunnen fungeren voor soortdeterminatie. 5.2 Ontdekken en herkennen van een foutieve determinatie Onder de gegevens die voor deze scriptie aan analyse zijn onderworpen, zijn enkele isotopenwaarden die in de grafiek afwijken van de isotopenwaarden van andere dieren die hetzelfde gedetermineerd zijn. Hieronder worden enkele van die grafieken weergegeven en besproken op mogelijke oorzaken van de afwijking. Door middel van een rode omlijning is steeds de concentratie weergegeven Holenberen 33

34 In figuur 13 zijn de δ 13 C- en δ 15 N-waarden van de holenberen uitgezet. Deze vormen een concentratie rechtsonder in de grafiek met δ 15 N-waarden tussen 2,2 en 5,095 en δ 13 C-waarden tussen -21,2 en -20,25. Deze beren zijn allen afkomstig uit de Chauvet grot 6 en hebben een ouderdom tussen ±160 en ±650 BP. De gegevens van de holenberen in de concentratie zijn weergegeven in tabel 2. Figuur 13Isotopenwaarden van de holenberen in de concentratie ten opzichte van holenberen buiten de concentratie Criterium Resultaat δ 13 C in tussen -21,2 en -20,25 6 Deze grot ontleent zijn bekendheid aan de grotschilderingen die een datering hebben van ongeveer BP. Hervé Bocherens doet al jaren onderzoek naar de relatie tussen holenberen en mensen in de grot Chauvet. Het lijkt er op dat tussen BP en BP zowel de mensen als de beren gebruik hebben gemaakt van de grot, maar het is nog onduidelijk of er interactie tussen de holenbeer en de mens heeft plaatsgevonden. (Bocherens et al. 2006, 370-5). 34

35 δ 15 N in tussen 2,2 en 5,095 datering BP tussen ±160 en ±650 leefgebied Chauvet grot, Frankrijk Tabel 2 Gegevens van de holenberen in de concentratie In grafiek 13 is te zien dat er 3 holenberen zijn die buiten de concentratie liggen. Deze hebben willekeurig de letter A, B of C gekregen en worden hieronder besproken. De onderlinge verschillen tussen A, B en C zijn erg groot. De oorzaak hiervoor is vooralsnog onbekend en vereist meer studie; er kan nu slechts over gespeculeerd worden. A: Deze holenbeer onderscheidt zich van de andere holenberen door de opvallend hoge δ 15 N-waarde van 10,52. De δ 13 C-waarde van -20,49 verschilt daarentegen niet van die in de concentratie, noch de ouderdom (31280 ±190 BP) en het leefgebied (Chauvet grot). De gegevens van holenbeer A staan weergegeven in tabel 3 ter vergelijking met die van de concentratie. leefgebied Frankrijk (Chauvet grot) Niet Tabel 3 Vergelijking van holenbeer A met de holenberen in de concentratie Wel of niet afwijkend van concentratie? B en C: In de grafiek zijn twee holenberen waarneembaar die zich distantiëren van de concentratie in de grafiek door hun lage δ 13 C- waarden. Deze holenberen zijn afkomstig uit een andere grot, namelijk de Scladina grot in België en hebben bovendien een andere ouderdom van ±400 en >45000 BC. De δ 15 N-waarden zijn ook betrekkelijk hoog, namelijk 6,06 en 9,605. Deze gegevens zijn schematisch weergegeven in tabel 4 en 5. Vergelijkings- Resultaat Criterium δ 13 C in -20,49 Niet δ 15 N in 10,52 Wel datering BP ±190 Niet Vergelijkings- Resultaat Wel of niet afwijkend van Criterium concentratie? δ 13 C in -22,39 Wel 35

36 δ 15 N in 6,06 Enigszins datering BP >45000 Wel leefgebied België (Scladina grot) Wel Tabel 4 Vergelijking van holenbeer B met de holenberen in de concentratie Vergelijkings- Resultaat Criterium δ 13 C in -23,21 Wel δ 15 N in 9,605 Wel datering BP ±400 Wel leefgebied België (Scladina grot) Wel Tabel 5 Vergelijking van holenbeer C met de holenberen in de concentratie Wel of niet afwijkend van concentratie? Schapen en geiten 36

37 Figuur 14Isotopenwaarden van de schapen en geiten in de concentratie ten opzichte van schapen en geiten buiten de concentratie In grafiek 14 is een concentratie van schapen en geiten te zien in het midden van de linkerkant. De gegevens van deze dieren zijn weergegeven in tabel 6. Criterium Resultaat δ 13 C in tussen -22,22 en -18,6 δ 15 N in tussen 3,78 en 8,245 datering BP tussen 2520 ±35 en >45000 leefgebied België, Canada, Frankrijk, Griekenland, Tunesië en Rusland Tabel 6 Gegevens van de schapen en geiten in de concentratie 37

38 De dieren in de concentratie zijn van zeer uiteenlopende afkomst. De alpensteenbok komt uit België (Namur), het Dall schaap uit Canada (Yukon), de geiten uit Frankrijk (Gard) evenals twee van de schapen. De twee andere schapen zijn afkomstig uit Rusland (Burul), de geiten/schapen uit Griekenland (Kreta) en de steppegeit Rusland (Jakoetië). Ondanks de diverse leefgebieden, liggen de isotopenwaarden van de dieren dus dicht bij elkaar. Bovendien verschillen de dateringen sterk van elkaar. De meeste (14) hebben een ouderdom tussen 3220 en 6230 BP. Daarnaast is er een geit/schaap die gedateerd is op 2520 ±35 BP en zijn de Alpensteenbok (25580 ±170 BP), het Dall schaap (24960 ±130 BP) en de steppegeit (>45000 BP) veel ouder. leefgebied Georgië (Tqisbolu Gora) Wel Tabel 8 Vergelijking van geit/schaap A met de schapen en geiten in de concentratie Wel of niet afwijkend van concentratie? Vergelijkings- Resultaat Criterium δ 13 C in -16,5 Wel δ 15 N in 8,34 Nauwelijks datering BP 3710 ±45 Niet Vergelijkings- Resultaat Criterium δ 13 C in -16,37 Wel δ 15 N in 12,3 Wel datering BP 3740 ±35 Niet leefgebied Rusland (Burul) Niet Tabel 9 Vergelijking van schaap B met de schapen en geiten in de concentratie Wel of niet afwijkend van concentratie? In de grafiek zijn 2 dieren te zien die buiten de concentratie liggen, weergegeven met willekeurig A (geit/schaap) en B(schaap). Het betreffen dieren die in de Bronstijd leefden in het Kaukasische steppegebied. Dier A heeft een afwijkende δ 13 C-waarde van -16,5. Dier B heeft een afwijking in zowel de δ 13 C-waarde (-16,37 ) als in de δ 15 N-waarde (12,3 ). In tabel 8 en 9 zijn de gegevens van respectievelijk dier A en B uiteengezet en vergeleken met die van de concentratie. 38

39 5.2.3 Bovinae De groep Bovinae bestaat uit runderen die niet nader gespecificeerd zijn (Bos species), de oeros (Bos primigenius), de bizon (Bison bison), de wisent (bison bonasus) en de steppewisent (Bison priscus). In figuur 15 zijn de isotopenwaarden van deze groep uiteengezet. De meeste dieren vormen een concentratie in het midden van de grafiek. Alleen een Bos species uit Groningen vormt hier een uitzondering op, met een opvallend hoge δ 15 N-waarde van 12. Deze waarde is bijna even hoog als die van schaap B met een δ 15 N-waarde van 12,3 dat in paragraaf is besproken. Figuur 15Isotopenwaarden in van runderen en bizons uitgezet in een grafiek 39