Raivo Suni
2016. aasta suvel avaldati kaks Eesti arheoloogide osalusel valminud teadustööd, mis tähistasid uut ajajärku meie muinasmaterjali uurimises. Mõlemas on esimest korda kasutatud strontsiumi isotoopide analüüsi, mis võimaldab heita täpsema pilgu muinasaegsete inimeste päritolule.
Esimene artikkel on ilmunud ajakirjas Antiquity ja keskendunud 2008. aastal teetööde käigus päevavalgele tulnud Salme I laevmatusele. 7. sajandi esimesse poolde dateeritud paat oli peaaegu täielikult kõdunenud: selle kujust ja suurusest andsid aimu vaid paadineetide read. Paat sisaldas seitsme mehe luustikke, mis olid segamini paisatud. Ühe küsimusena huvitas arheolooge meeste päritolu. Selle selgitamiseks võeti viie mehe hambaemailist strontsiumi isotoopproovid, mis võimaldasid mehi seostada Skandinaaviaga.
Eestis kasutati strontsiumi istoopide analüüsi esimest korda 2008. aastal Saaremaal Salmel avastatud esimese muinasaegse laevmatuse uurimisel. 7. sajandi esimesest poolest pärinevasse paati maetud meeste hambaemailist võetud isotoopproovid on aidanud nende päritolu seostada Skandinaaviaga. 2010. aastal avastati Salmel veel teinegi laevmatus (piltidel), millest leiti ühtekokku 34 sõdalase säilmed. Ühe maetu hammaste vahele oli pandud viikingite maleks kutsutud lauamängu hnefatafl’i kuninganupp. FOTOD: GAREL PÜÜA
Teine artikkel on avaldatud Estonian Journal of Archaeology lehekülgedel. Selles uurimuses on rakendatud strontsiumi isotoope, et selgitada pronksi- ja eelroomarauaaegsete inimeste rändeid. Analüüsitav materjal pärines Ilmandu ja Kunda tarandkalmetest ning Jõelähtme ja Muuksi kivikirstkalmetest. Kokku uuriti kaheksat luustikku. Ilmandu, Jõelähtme ja Muuksi kalmetesse maetud inimesed olid tõenäoliselt kohaliku päritoluga. Kundasse maetud isikud paistsid aga olevat mujalt sinna rännanud.
Kõik algab toidu päritolust
Strontsium (Sr) jõuab organismi toidu ja vee kaudu. Kuna Sr keemilised omadused sarnanevad kaltsiumi omadega, võib see organismis – sealhulgas hüdroksüülapatiidis, luukude moodustavas mineraalis – asendada kaltsiumi. Strontsiumil on neli stabiilset isotoopi, mille omavaheline vahekord maakoort moodustavates kivimites oleneb nende päritolust ja vanusest. Niisiis võivad Sr-isotoopide suhted kajastada eri piirkondade geoloogilist ehitust. Mullast ja veest omandatud strontsiumi isotoopide suhe toiduahelas märkimisväärselt ei muutu, see jääb enam-vähem samaks kui aluskivimites ja mullas, millest toiduahela kõige alumisel astmel olevad taimed toitaineid omastavad. Seega saab Sr-isotoopide suhteid kasutada organismide, sh inimeste päritoluuuringutes, kus sisuliselt analüüsitakse eluajal tarbitud toidu päritolu. Sajandite- ja aastatuhandetetagust elu uurides eeldame, et inimesed tarbisid valdavalt kohalikku toitu ja vett.
Maailmas rakendati strontsiumi isotoope arheoloogilise materjali päritolu määramiseks esimest korda 1985. aastal, kuid tõeliselt populaarseks on see meetod muutunud viimastel aastakümnetel. Tinglikult võib öelda, et strontsium on muutnud arheoloogia varasemast dünaamilisemaks. Traditsiooniline arheoloogia keskendub valdavalt kaevamistelt leitud ainelisele kultuurile, mille inimesed on maha jätnud, kuid strontsium aitab uurida ka nende inimeste päritolu ja liikumiste radu.
Arheoloogilise materjali puhul analüüsitakse isotoopide vahekorda peamiselt hambaemailis. Hambad toimivad omamoodi ajakapslitena: nende keemiline koostis kajastab toitumist ja aega, kui hammas arenes. Emaili väärtus peitub selle stabiilsuses, see ei muutu matmise järel. Sama ei saa öelda luude kohta. Poorse struktuuri tõttu kipub luudes talletunud nn biogeenne strontsium segunema pinnasest luudesse imbunud strontsiumiga. Seetõttu on meile olulisi bioloogilisi signaale väga keeruline või lausa võimatu kindlaks teha ja rekonstrueerida.
Neljast stabiilsest strontsiumi isotoobist on 87Sr radiogeenne ja tekib rubiidiumi (Rb) radioaktiivse isotoobi 87Rb lagunemisel. Arheolooge huvitab eeskätt 87Sr/86Sr suhe, sest just see kajastab piirkondlikku geokeemilist tausta. Suhe oleneb mineraalide vanusest ja nende algsest Rb/Sr suhtest: kivimite tekke aegsest rubiidiumisisaldusest, mis võib geoloogiliselt varieeruda.
Kust me teame, milline isotoopide suhe iseloomustab teatud piirkonda?
Selleks koostatakse aluskaarte, mis kajastavad kindlatele kivimitüüpidele omast bioomastatava strontsiumi 87Sr/86Sr suhet. Bioomastatava strontsiumina mõistetakse strontsiumi, mis on jõudnud taimede ja loomade organismi ning ringleb nende ainevahetuses. Aluskaartide koostamisel annab lähtematerjalina parimaid tulemusi arheoloogiline luumaterjal, eriti väikese levikuulatusega pisiimetajate hambad, mis on leitud väljakaevamistel. Arheoloogiline materjal on vähem mõjutatud praegusest keskkonnareostusest ja ka näiteks väetiste või tööstuskemikaalide mõjust. Kui hambaid napib, kasutatakse tänapäevaseid taimi. Sel juhul püütakse proovid võtta võimalikult puutumatutest kasvukohtadest. Samuti on kasutatud siseveekogude vett ja põhjavett.