Nyt geokemisk danmarkskort opklarer uløste mysterier
Danske forskere lægger sidste hånd på et helt særligt geokemisk landkort, som kan give arkæologer, kriminalpoliti og fødevareindustrien svar på en lang række gåder om både fortid og nutid.

Hele Danmarks strontium-isotopværdier er netop blevet kortlagt. Her er det Kortlægningen af 87Sr/86Sr værdier i overfladevand og jord på store dele af Bornholm. Robert og Karin Margarita Frei har også undersøgt tænder og knogler fra lig, der i 1100-tallet blev begravet fra Ndr. Grødbygård kirkegård (GC) for at finde ud af, om de afdøde har boet i lokalområdet eller er migreret dertil. (Grafik: Frei)

Landkort, som kan opklare, hvor nedgravede lig kommer fra, hvordan mennesker har rejst for tusindvis af år siden og hvor den appelsin, du køber i supermarkedet, er dyrket, lyder som noget, der kun findes i Anders And-blade.

Men de findes faktisk i virkeligheden, landkortene, som kan give arkæologer svar på, hvor vikingerne har rejst, og som kan hjælpe politiet med at opklare mordgåder. Kortene er dog ikke helt almindelige, for de viser ikke, hvor i verden man befinder sig. Derimod viser de noget så komplekst som lokale områders geokemiske fingeraftryk.

Fødested sætter aftryk i vores tænder

De geokemiske aftryk bliver sat af grundstoffet strontium, som findes i vand, planter, sten og i alle mulige andre biologiske materialer. 

»Jordbunden i ethvert geografisk område er karakteriseret af dets fordeling af strontium-isotoper,« forklarer Robert Frei, der er professor på København Universitets Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning samt på grundforskningscentret Nordic Center for Earth Evolution (NordCEE).

»Mennesker optager strontium gennem mad og vand, så gennem hele livet og efter vores død bærer vi de samme strontium-signaturer, som de geografiske områder, vi har opholdt os i.«

Robert Frei og hans kone Karin Margarita Frei, der er geolog og arkæolog på Nationalmuseet og Center for tekstilforskning (CTR), har netop kortlagt og analyseret de biotilgængelige strontium-isotopværdier på Bornholm. Studiet er publiceret i det seneste nummer af det anerkendte videnskabelige tidsskrift Applied Geochemistry.

Fakta

Kriminalpolitiet fik i 2010 Robert Freis hjælp til at opklare, hvor et lig, der året forinden var blevet gravet ned i en skov ved Albertslund, stammede fra.

Politiet kunne ikke identificere den afdøde og slemt medtagne mand ved hjælp af almindelige obduktioner. Antropologiske undersøgelse pegede på, at han nok var af asiatisk afstamning, men Robert Freis strontium-isotopanalyser af mandens tænder og knogler viste, at han højst sandsynligt havde levet de første ti år af sit liv i Nordskandinavien eller Grønland og de sidste syv til ti år i Danmark.

Ved at lave strontium-isotopanalyser af uld fra oldtiden har Karin Margarita Frei blandt andet fundet ud af, at Danmark allerede for 2.000 år siden handlede med uld også uden for landets grænser.

I 2011 kortlagde ægteparret strontium-isotopsammensætningen i Jylland samt på Sjælland og Fyn. Med Bornholmerstudiet er deres geokemiske kort over den danske jordbunds strontium-isotopværdier fuldendt. 

Strontiumisotoper kan afsløre fødevarefup

Ægteparrets kortlægning kan bruges til at spore, hvor lig, mumier, dyr, fødevarer, arkæologiske tekstiler og andet biologisk materiale stammer fra, for strontium indgår som et led i fødekæden. Mennesker og dyrs tænder og knogler optager for eksempel strontium gennem mad og vand. Derfor kan man sammenligne strontium-isotopværdierne i et ligs knogler og tænder med strontium-isotopværdierne på forskellige geografiske steder og dermed opklare, hvor den afdøde er født og har opholdt sig i løbet af livet:

  • Tandemaljen bliver dannet i barndommen, så ved at analysere emaljens strontium-isotopforhold kan fagfolk som arkæologer, geologer og antropologer afgøre, hvor et lig eller en mumie er født og vokset op.
     
  • Knoglerne bliver ved med at optage strontium gennem hele livet, så ved at undersøge knoglerne, kan de afsløre, hvordan et menneske eller et dyr har migreret indtil dets død.

»Kortlægningerne kan også bruges til en lang række andre formål. Man kan for eksempel afsløre fødevarefup ved at måle importerede fødevarers strontium-isotopværdier og sammenligne dem med de værdier, der er i det område, hvor producenten siger, de er dyrket. Politiet kan bruge målingerne til at finde ud af, hvor narko er produceret, eller til at identificere et mordoffer,« siger Robert Frei.

Resterne af oldnordiske vikingelig, moselig og mumier har stadig strontium-isotoper i tænder og knogler, så de geokemiske landkort bliver i øjeblikket flittigt brugt til at finde ud af, hvordan de – vores forfædre - rejste og migrerede.

Bornholm er noget særligt

Der er altså mange gode grunde til, at en geokemiker som Robert Frei sammen med arkæolog og geolog Karin Margarita Frei har analyseret isotopværdier i hundredvis af vand og jordprøver for at kortlægge hele det danske landskabs strontiumisotop-signaturer (Se faktaboks for detaljeret information om grundstoffet strontium (Sr)).

Deres seneste kortlægning af Bornholm har været noget andet end det, de er vant til.  

Karin Margarita Frei samler vandprøver fra en å på Bornholm. (Foto: Robert Frei)

»Bornholm er meget speciel, fordi øen består af meget gamle klipper, som er over 1.400 millioner år gamle. En så kompleks geologi finder man ikke andre steder i Danmark, så øens strontium-isotopværdier er meget anderledes og mere varierede end i resten af landet,« siger Robert Frei.

I andre lande har forskere blandt andet brugt sneglehuse, planter og tænder fra små dyr til at måle de lokale biotilgængelige strontium-isotopværdier, men det er besværligt og tidskrævende.

»Vi konkluderer, at det er mest effektivt at måle et områdes biotilgængelige strontium-isotopværdier ved at samle jord og overfladevand fra søer og åer, fordi jorden og vandet afspejler de isotopværdier, som mennesker optager. Det er også mindre besværligt end de andre metoder: Jord- og vandprøver kan man jo samle overalt i verden, og de er nemme at analysere,« siger Robert Frei.   

Havvand forstyrrer strontium-isotopværdierne

Når man skal finde frem til jordens oprindelige sammensætning af biotilgænglige strontium-isotoper, kan en række forhold forstyrre målingerne, forklarer geokemikeren.
På Bornholm har han og kollegerne for eksempel skullet tage højde for, at den lille klippeø er omgivet af havvand.  

»Strontium findes også i havvand, men med en anderledes isotopsammensætning end i det meste overfladevand og de fleste jordtyper på Bornholm. Ved hård vind bliver små dråber havvand spredt ud over markerne og ændrer derved det oprindelige strontium-isotopforhold,« siger Robert Frei.

»For at adskille de mængder af strontium, som stammer fra havvandet, fra dem, der stammer fra jordbunden, benytter vi et andet grundstof nemlig natrium, som er karakteristisk for havvand. Jordens indhold af natrium kan vise, hvor stor betydning havvandets indhold af strontium har i forhold til jordens oprindelige indhold.«

Fakta

Grundstoffet strontium (Sr) har fire naturlige forekommende isotoper (84Sr , 86Sr , 87Sr og 88Sr ). 87Sr er delvis et henfaldsprodukt af det radioaktive 87Rb (Rb=rubidium). Geokemikere er interesserede i variationen af 87Sr/86Sr værdien, for de bruger variationen som en sportingsmetode.

Værdien af 87Sr/86Sr afhænger af alder og Rb/Sr-forholdet for et geologisk materiale. Gamle bjergarter producerer høje 87Sr/86Sr værdier, mens unge bjergarter vil have relativ lave værdier. 87Sr/86Sr værdien afhænger også af bjergartens type. Jordbunden, som er et forvitringsprodukt af grundfjeldet, vil afspejle 87Sr/86Sr værdien af de oprindelige bjergarter.

Den biotilgængelige del af Sr i jordbunden (den del af Sr, som overføres til mennesker og dyr gennem fødekæden), bliver optaget f.eks. i tandemaljen, knogler og hår uden at 87Sr/86Sr værdien ændres. Derfor kan denne værdi relateres direkte til et bestemt område karakteriseret af en bestemt geologi.

Gødning fra landbruget har også været mistænkt for at kunne forstyrre jordens sammensætning af strontiumisotoper.

»Men vores undersøgelse viser, at de typer gødning, som for tiden anvendes i Danmark, faktisk ikke rigtigt forstyrrer, fordi der er meget lidt strontium i det,« siger Robert Frei.

Hele verden bør kortlægges

Robert Frei og hans kone håber, at forskere fra andre lande vil bruge deres erfaringer fra Bornholm og resten af Danmark som inspiration til at kaste sig ud i lignende projekter, for når flere lande bliver kortlagte, kan strontiumanalyserne føre til virkeligt interessante fund.

»Vi har brug for at få målt strontium-isotopværdierne overalt i Europa og i resten af verden, for ellers kan man ikke fuldt ud analysere, hvor arkæologiske fund kommer fra. Hvis flere lande laver sådan en kortlægning, som den vi har lavet, kan man få flere svar på, hvor folk rejste og handlede i fortiden,« siger Robert Frei.

»Men det er mere enkelt at lave analyserne i Danmark end i de fleste andre lande, hvor strontium-isotopværdierne varierer meget mere end her. I Alperne, hvor geologien er meget kompleks, skal man bruge en ekstremt stor database for at kunne lave en kortlægning, som den vi har lavet.«

Kortlægningen og analyserne af Danmarks strontium-isotopværdier er blevet til gennem tæt samarbejde mellem geokemikere, geologer og arkæologer fra de to grundforskningscentre CTR og NordCEE. Ifølge Robert Frei er studiet et eksempel på, at naturvidenskabelige forskere og humanister kan få store resultater ud af at bruge hinandens viden og erfaringer.