Som ett fingeravtryck, tänder är unika för varje individ. Tandjournaler är användbara för att identifiera mänskliga kvarlevor, men vad kan tandemaljen berätta om en individ – eller en hel civilisation – av 3, 000 år sedan i Nildalen?

"Ett sätt vi kan identifiera om en individ kommer från ett visst område är från element som finns i marken; växter och djur som vi konsumerar är inkorporerade i våra skelett- och tandvävnader, sa Michele Buzon, professor i antropologi vid Purdue University.

Buzon är en bioarkeolog som har grävt ut i den nubiska regionen i dagens Sudan, för att bättre förstå interaktioner mellan egyptier och nubier.

"Jag har använt grundämnet strontium i tandemaljen för att se om de individer som är begravda på platserna jag gräver upp är födda och uppvuxna i närområdet eller om de är invandrare som har vuxit upp någon annanstans, " Hon sa.

Buzon, som också är känd inom arkeologivärlden för att ha grävt ut begravningen av en gammal häst och avslöjat bevis på att egyptier och nubier skapar nya samhällen tillsammans, tillbringade januari och februari med att gräva ut på platsen för Tombos i norra Sudan med sitt forskarteam, med hjälp av ett anslag från College of Liberal Arts Exploratory Research in the Social Sciences anslag. Ett fotogalleri med nästan två dussin bilder från Buzons senaste utgrävning visas online.

Hon har grävt ut den här platsen i tio säsonger, och denna senaste resa fokuserade på att studera den alkaliska jordartsmetallen som kallas strontium. Grundämnet har liknande fysikaliska och kemiska egenskaper som kalcium.

Buzon undersöker hur elementet varierar beroende på geografisk plats. Sedan 2004, hon och hennes team har samlat in prover av strontium från jord, växter och djurrester för att fastställa elementets lokala signatur. De jämför sedan strontiumisotopvärdena i tandemaljen från gravarna de gräver ut med det lokala området för att se om individen växte upp i området.

"En del av det här projektet är att förstå variationen på olika platser i Nildalen eftersom vi skulle vilja kunna se om vi kan identifiera var någon kan ha kommit ifrån, om deras strontium inte matchar det lokala området, ", sa Buzon. "Vi använder dessa växtprover från olika platser i Nildalen för att få en bättre känsla av den lokala signaturen och se hur mycket de kan variera från plats till plats."

För att mäta grundämnet hos människor, ytan på tanden rengörs och mellan 10 och 20 milligram emalj extraheras. Emaljen mals sedan upp, löst och rengjort kemiskt innan det bearbetas för att mäta grundämnets isotopförhållande. Buzon har arbetat med Antonio Simonetti, en docent i teknik vid University of Notre Dame.

Buzons nuvarande strontiumprojekt, som startade 2019 och kommer att pågå till 2022, finansieras av National Science Foundation, en av de största federala myndigheterna som ger pengar till arkeologi och antropologi. Hon finansierades först av NSF som doktorand. student vid University of California, Santa Barbara. Det ursprungliga anslaget var från 2003-2004 och delades ut som ett hjälpmedel för hennes avhandling. Andra bidrag hon fick från NSF var för en studie 2009-2012 för att undersöka identiteter hos individer under utvecklingen av Napatan-staten och för 2014-2018 forskning för att titta på effekterna av det egyptiska Nya Rikets imperium i Nubien. Hon finansierades också av National Geographic Society Committee for Research and Exploration 2009.

Hennes arbete med isotopens variabilitet kan hjälpa till att förstå migration och hur klimatförändringar kan ha påverkat strontium över tid. Det finns många utmaningar som kommer med att studera forntida civilisationer, men nu måste forskare undersöka hur klimatförändringar kan påverka hur de studerar samhällen i det förflutna.

"Det har skett vissa förändringar i klimatet, temperatur och luftfuktighet och även hur mycket damm som kommer från Sahara och rör sig över öknen, ", sa Buzon. "Vissa forskare har antagit att när sediment kommer in från ett annat område, det kan ändra strontiumisotopsignaturen. Det här projektet är ett sätt vi kan se om det finns en förändring i strontiumisotopsignaturen för ett visst område på grund av faktorer som kan ha påverkat klimatet."

Medan Buzon har tillbringat 20 år med att gräva i Nildalen, hon samarbetar med ett nytt team av forskare för att berätta en mer komplett historia med hjälp av växter. Maha Kordofani, Sudanesisk botaniker och professor vid University of Khartoum, hjälper teamet att identifiera de typer av växter som samlas in. Att arbeta med lokala forskare är bara ett av sätten Buzon och hennes team engagerar sig i samhället.

"Som antropologer är det viktigt att tänka på andra kulturer som kommer in och dokumenterar historien som inte är deras egen och vad det betyder för att berätta någon annans historia, så jag tror att det är väldigt viktigt att involvera lokalsamhället – ättlingar till människor som vi forskar om i att berätta historien tillsammans, sa Buzon.

Forskargruppen involverar det lokala samhället genom att tillhandahålla information om sina senaste rön. Teamet har varit värd för säsongsavslutningar och damsamtal, och engagerade sig i samhället för att se vilka ämnen de skulle vara intresserade av att lära sig mer om. Buzon och hennes team har också arbetat med de lokala skolorna för att tillhandahålla undervisningsmaterial och informationsaffischer till eleverna. Den gångna säsongen, laget var värd för en turné för en klass i femte klass för att låta eleverna se arkeologiprocessen från första hand.

"För oss vill vi försöka sörja för samhället när det gäller utbildning och vad deras intressen är och verkligen få det här att kännas som ett partnerskap. Vi vill att detta ska vara ett gemensamt projekt när det gäller vad vi lär oss om det förflutna i Sudan och hur man skyddar dessa platser och kulturarv så att fler människor kan lära sig av denna information, sa Buzon.