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Elemental and isotopic analysis by (multiple collector) - inductively coupled plasma mass spectrometry in human teeth from the Early Bronze Age excavation site Franzhausen I ( Lower Austria) for the investigation of population dynamics and dietary patterns

Dominique Kreutz

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Betreuer*in

Thomas Prohaska

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DOI

10.25365/thesis.16872

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29726.82570.521753-9

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die im Gräberfeld Franzhausen I im Unteren Traisental (Niederösterreich) entdeckte Population lebte während der frühen Bronzezeit (~2300/2200 – 1600 v. Chr.), einer Zeit, in der es zu starken sozialen Umstrukturierungen kam. Damals kreuzten sich in dieser Gegend der Nord-Süd- und der West-Ost-Handelsweg, was den dort ansässigen Menschen vermehrte Handelsbeziehungen und damit auch Wohlstand brachte. Bisher durchgeführte archäologische und anthropologische Untersuchungen weisen auf eine intensive Besiedlung entlang des Traisentals hin und lassen des Weiteren die Vermutung zu, dass es sich um eine relativ sichere Gegend handelte, da die Skelette nur wenige Knochenfrakturen und -verletzungen aufwiesen. Im Zuge dieser Arbeit soll der mögliche Zusammenhang beziehungsweise Einfluss zwischen den lokalen geographischen, klimatischen und landschaftlichen Vorteilen dieser Ansiedlung auf das Migrationsverhalten im Unteren Traisental untersucht werden. Hierfür wurden 87Sr/86Sr Verhältnisse in Zahnschmelz (Enamel) und -bein (Dentin) von 103 aus dem Gräberfeld Franzhausen I ausgehobenen Individuen mittels Multi-Kollektor induktiv gekoppeltem Plasma Sektorfeld Massenspektrometrie (MC-ICP-SFMS) bestimmt. Zur Unterscheidung von lokalen und nicht lokalen Individuen wurde die lokal bioverfügbare Sr-Isotopensignatur auf zwei Arten evaluiert: (i) mit der Sr Isotopensignatur in Dentin- und (ii) mit Bodenextrakten. Umweltproben aus der Umgebung der Ausgrabungsstätte und damit des bronzezeitlichen Siedlungsgebiets selbst wurden herangezogen, um mögliche Herkunftsgebiete der nicht-lokalen Individuen zu identifizieren. Besonders die Gebiete um Unterwölbling und Gemeinlebarn waren von Interesse, da vorangegangene biologische Untersuchungen der Skelette auf das Vorhandensein von Heiratskreisen zwischen diesen beiden und Franzhausen hinwiesen. Die Ergebnisse wurden mit Untersuchungen der Population von Franzhausen aus dem Endneolithikum sowie der frühbronzezeitlichen Bevölkerung, die in Hainburg/Donau freigelegt wurde, verglichen. Dadurch sollten einerseits mögliche Veränderungen im Migrationsverhalten in dieser Gegend im Vergleich zu früheren Zeiten (Franzhausen II) erkannt werden und andererseits eventuell vorhandene Unterschiede der Mobilität einer vermutlich eher bäuerlichen, aber zeitgleichen Population (Hainburg) determiniert werden. Des Weiteren wurde ein Fokus auf die Untersuchung der Ernährungsmuster der in Franzhausen I begrabenen Population gesetzt. Dafür wurden Multielementanalysen der Proben mittels eines ICP Quadrupol-MS-Geräts durchgeführt, auch um mögliche diagenetische Veränderungen von Dentin und Enamel zu detektieren. Mg, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb, Sr, Ba, und Pb dienten der Etablierung von Element-Fingerabdrücken im Zahnschmelz, wobei Auffälligkeiten einzelner Proben im Detail evaluiert wurden. Die Ergebnisse wurden auch den 87Sr/86Sr Verhältnissen gegenübergestellt um zusätzliche Informationen zu potentiellen postmortalen Veränderungen zu erhalten.

Abstract

(Englisch)

The population recovered from the grave field Franzhausen I in the Lower Traisen Valley (Lower Austria) lived during the Early Bronze Age (~2300/2200 – 1600 B.C.), a time of extensive social changes. The north-south and the west-east trading routes met in this area, bringing business and with it wealth to the people. Archaeological and anthropological investigations conducted so far indicated an active settlement of the Traisen Valley and showed that it was probably a rather secure place as well during that time since only few bone fractures and injuries were observed on the skeletons. The ambition of this study was to investigate whether the geographic, climatic and scenic benefits of the location had an influence on migration in the Lower Traisen Valley. 87Sr/86Sr ratios in enamel and dentine of 103 individuals excavated at the burial ground Franzhausen I were determined via multi collector inductively coupled plasma sector field mass spectrometry (MC-ICP-SFMS). To distinguish between locals and non-locals the bioavailable Sr isotopic signal of Franzhausen was evaluated in two ways: (i) using the 87Sr/86Sr ratios analyzed in tooth dentine and (ii) by doing soil extracts representing the bioavailable Sr fraction. Environmental samples of the surroundings of the excavation site presenting the settlement area of the Early Bronze Age were taken to identify possible origins of immigrants. Of special interest were the areas around Unterwölbling and Gemeinlebarn since previous biological investigations of the skeletons indicated the existence of marriage circles between those two and Franzhausen. Results were compared to investigations of the population living in Franzhausen during the Late Neolithic period and the Early Bronze Age population recovered in Hainburg/Donau. A possible change of migration behavior in this area in relation to earlier times (Franzhausen II) should be examined and potential differences in mobility of a supposedly more rural population (Hainburg) living at the same time as the population excavated from the burial ground Franzhausen I were investigated. Furthermore investigations of dietary patterns were of interest for the populations buried at the necropolis Franzhausen I. Multielemental analysis of the samples were conducted using an ICP quadrupole-MS instrument, to determine also possible diagenetic alterations of dentine as well as of enamel. Elemental fingerprints in enamel with Mg, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb, Sr, Ba, and Pb were evaluated and conspicuous cases were looked at in more details. The results were combined with the 87Sr/86Sr ratios to gain further information about potential post-mortem alterations as well.

Autor*innen

Dominique Kreutz

Haupttitel (Englisch)

Paralleltitel (Deutsch)

Element- und Isotopenanalyse mittels (MC) ICP-MS in menschlichen Zähnen der Ausgrabungsstätte Franzhausen I (Niederösterreich) zur Untersuchung von Populationsbewegungen und Ernährungsmustern

Publikationsjahr

2011

Umfangsangabe

145 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Thomas Prohaska

Klassifikation

35 Chemie > 35.26 Massenspektrometrie

AC Nummer

AC08924032

Utheses ID

15122

Studienkennzahl

UA | 419 | | |

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