Arbeta med blyisotoper tagna från tandemalj från förhistoriska djur, forskare vid University of Arkansas har utvecklat en ny metod för att bedöma forntida människors geografiska ursprung.

John Samuelsen, doktorand i antropologi och forskningsassistent vid Arkansas Archeological Survey, analyserade linjära mönster av blyisotoper på tänder från en 600- till 800-årig dödskalle- och underkäkekyrkogård vid Crenshaw-platsen i sydvästra Arkansas. Den nya metoden gjorde det möjligt för forskarna att jämföra de gamla mänskliga tänderna med de hos förhistoriska djur, samt sten- och jordprover, tagna från samma område.

Forskningen, sponsrad delvis av National Science Foundation, publicerades i Journal of Archaeological Science .

Crenshaw-platsen längs Red River är ett kulturellt betydelsefullt ceremoniellt centrum med flera högar för Caddo-indianerna. Tidigare studier har gett motstridiga tolkningar av vad människans skallar och mandibler reflekterar. Viss forskning tyder på att kvarlevorna tillhörde våldsoffer som kom från utanför regionen, medan annan forskning tyder på att kvarlevorna representerar en lokal Caddo-indiansk begravningsmetod av deras egna förfäder.

Samuelsen betonade att en fullständig utvärdering av de mänskliga kvarlevorna kommer att tas upp i en framtida studie, men han och Potra fann att tänderna hos fem av de 352 individer som testades med den nya metoden innehöll isotopiska signaturer som överensstämde med de som finns i tänderna på förhistoriska djur från flera platser i området. Dessutom, deras isotopsignaturer var oförenliga med isotoper från människor och djur från andra regioner.

"Medan vårt fokus i den här artikeln är att etablera en metod för att använda blyisotoper för att utvärdera forntida mänskliga geografiska ursprung, Samuelsen sa, "Detta tyder på att åtminstone dessa fem individer var från sydvästra Arkansas."

Bly är en giftig spårmetall som påverkar hälsan hos biologiska organismer, men det är användbart för att bestämma geografiskt ursprung. Dess isotopinnehåll i tandemalj hos människor och djur, via näringskedjans vägar, speglar geologin i regionen där en organism växte upp. Medan blyisotoperna från djurtänder lyckades identifiera lokala mänskliga kvarlevor, jämfört med de från andra geografiska områden, dessa isotoper tagna från närliggande bergarter var alldeles för varierande för att vara användbara för samma ändamål, sa Samuelsen. Berganalys gjordes av Adriana Potra, docent i geovetenskap, som var medförfattare till tidningen.

Ett stort forskningsproblem med blyisotopstudier är modern, mänskligt orsakad blyförorening påträffad i marken, stenar och rester av människor och djur. Om modernt bly från gas, gruvor eller industriella källor har förorenat kvarlevorna, då kommer blyisotoperna inte att återspegla sina ursprungliga platser. Även om de är oförorenade av modernt bly, den naturliga jorden innehåller bly som kan påverka resultaten på liknande sätt. Av dessa anledningar, forskarnas studie använde tre olika metoder för att bedöma kontaminering och gav rekommendationer för framtida forskning.

Med dessa farhågor i åtanke, forskarna utförde isotoparbete inom det metallfria, modulärt radiogena isotoplaboratorium, ett "rum inuti ett rum" rent labb vid University of Arkansas. Isotop- och spårelementdata samlades in vid spårelement- och radiogenisotoplaboratoriet, med hjälp av Erik Pollock, vetenskaplig forskningstekniker vid Institutionen för biologiska vetenskaper, och Barry Shaulis, forskarassistent vid institutionen för geovetenskap. Isotopdata med hög noggrannhet samlades in på en multisamlare, induktivt kopplad plasmamasspektrometer. Borrning av tänder utfördes med ett Leica M80 binokulärt mikroskop, inhyst av Celina Suarez, docent i geovetenskap.

Forskningsprojektet leds av George Sabo, chef för Arkansas Archeological Survey. Sabo är Samuelsens examensrådgivare. Forskningen finansierades av Institutionen för antropologi och Arkansas Archeological Society, förutom National Science Foundation. Studien genomförs i samarbete med Caddo Nation of Oklahoma för att hjälpa till att svara på frågor som stammen har om lämningarnas kulturella tillhörighet och ursprung.