Wenn Forscher Grenzen überschreiten

Zu verdanken seien die neuen Erkenntnisse der guten Zusammenarbeit zwischen den Archäologen und Denkmalpflegern des Landes und dem Universitäts-Institut für anorganische Chemie. Denn die Wissenschaftler der anorganischen Chemie konnten im Falle der beiden Funde mehr oder weniger offene Fragen der Archäologie mit Laboruntersuchungen beantworten. Die Archäologie dagegen – verstanden als alleinige Wissenschaft zur Erforschung der Vergangenheit – ist damit ein Stück weit selber Geschichte.

Die Gegenwart erforscht die Vergangenheit inzwischen interdisziplinär. Archäometrie nennt sich die Wissenschaft, in der sowohl Archäologen als auch Chemiker an der Klärung offener Fragen arbeiten. Einerseits sind naturwissenschaftliche Disziplinen wie die Chemie, Physik oder Biologie eingebunden; andererseits liefern Gesellschaftswissenschaften wie Denkmalpflege, Archäologie und Kunstgeschichte Erkenntnisse aus einer anderen Blickrichtung. Die jeweilige Sicht auf die Dinge hat methodische Grenzen. Gemeinsam aber können alle beteiligten Disziplinen ein umfassendes Bild historischer Zusammenhänge rekonstruieren.

Am Beispiel der Funde aus dem Weserbergland wird es deutlicher: Das Beil aus Steinbergen besteht fast vollständig aus reinem Kupfer. Und Kupfer ist ein sehr weiches Metall. Hätte es irgendeiner unserer Ahnen zum Bäumefällen oder Jagen benutzt, dann würde der Fund von Steinbergen starke Gebrauchsspuren aufweisen müssen. Das Beil ist aber nahezu unbeschädigt. Keine Dellen, nicht einmal größere Kratzer sind auf dem archaischen Werkzeug zu finden. Die Archäologen können da nur vermuten und anhand der sichtbaren Spuren auf die einstige Funktion des Beils schließen. Ihr Schluss: Weil das Kupferbeil so unversehrt ist, wird es sein Besitzer wahrscheinlich nicht als Werkzeug, sondern als Prestigeobjekt besessen haben.

Dr. Robert Lehmann vom Institut für anorganische Chemie hat die Funde mit einem Massenspektrometer untersucht. Foto: Volker Minkus/NLD

An dieser Stelle kommen die Chemiker ins Spiel: Die Wissenschaftler am Institut für anorganische Chemie an der Leibniz-Universität haben an dem Beil aus Steinbergen anorganische Rückstände gefunden. Die Analyse im Labor gab Rückschlüsse darauf, dass es sich bei den Kleinstpartikeln um Leder gehandelt hat. Das ist auch nach über fünf Jahrtausenden dank moderner Labortechnik noch nachweisbar. Die Chemiker bestätigten die Vermutung der Archäologen: Das Kupferbeil war offenbar dauerhaft mit Leder umwickelt. Kein Werkzeug also, sondern ein Statussymbol zum Herzeigen.

Die Zusammenarbeit von Archäologie und Chemie aber bringt noch ganz andere Erkenntnisse: Die chemischen Analysen zeigen, dass das Steinberger Beil zwar aus fast reinem Kupfer gegossen wurde. Allerdings sind auch geringe Mengen von Blei und Arsen nachgewiesen worden – die Forscher konnten anhand der Materialzusammensetzung die Herkunft des Beils bestimmen. Es wurde eindeutig im Ostalpen-Raum angefertigt. Doch wieso taucht es dann Jahrtausende später in Steinbergen mitten in Niedersachsen auf?

Die Wissenschaftler gehen inzwischen davon aus, dass sich Eliten aus dem Norden Kupfer aus den Ostalpen beschafft haben und das Metall als Prestigeobjekt begehrt war.

Die Chemiker konnten darüber hinaus zum Fundort in Steinbergen feststellen, dass das Kupferbeil vor über 5000 Jahren an der Hirschkuppe schräg senkrecht niedergelegt worden sein muss. Die Phosphatanreicherungen an dem Beil sprächen für ein langes Anhaften tierischen Materials. Und wahrscheinlich ist auch, dass an dem Beil ein Holzschaft mithilfe einer Lederumwicklung angebracht war. Gefunden haben die Chemiker auch Spuren eines anderen Kupferobjekts mit einer etwas anderen chemischen Zusammensetzung. Dies spricht dafür, dass ein anderer Kupfergegenstand – vermutlich ebenfalls ein Beil – direkt neben dem Sensationsfund gelegen haben muss, offenbar Jahrtausende lang. Gefunden wurde das zweite Objekt in Steinbergen indes nicht.

Chemische Analysen von archäologischen Funden sind in der Vergangenheit nicht der Normalfall gewesen. Wenn kostbares Kulturgut gefunden wird, dann besteht das Bestreben, die Funde ohne größeren Substanzverlust untersuchen zu können. Bis vor Kurzem wurden chemische Analysen jedoch wegen des notwendigen Verbrauchs an Material abgelehnt. Moderne Analyseverfahren, über die die Chemiker am Institut für anorganische Chemie verfügen, machen mittlerweile aber Untersuchungen möglich, die Funde weitgehend ohne Zerstörung zu analysieren. Oft reicht schon ein Mikrogramm an Probenmaterial für eine Analyse. In einem Massenspektrometer können dann Spurenelemente und Isotopenverhältnisse bestimmt werden. Diese geben dann Aufschluss über den Herkunftsort der verarbeiteten Metalle, über Aussagen zur Produktionstechnologie oder über das Alter des Materials.

Im Falle des Kupferbeils von Steinbergen und des Ulfberht-Schwertes aus Großenwieden haben die Wissenschaftler die Fundstücke mit einem Laser beschossen. Durch die hohe Energie wird ein kleines Teil der Probe auf über 10 000 Grad Celsius erhitzt und zum Verdampfen gebracht. Es entsteht eine sogenannte Probewolke, die mit dem Massenspektrometer auf ihre Bestandteile untersucht werden kann. „Der Laser wird in die Oberfläche geschossen. Für das normale Auge ist dieser Vorgang nicht mehr sichtbar“, erklärt Chemikerin Prof. Carla Vogt. Der Verlust des Originalmaterials ist dabei äußerst gering: Der Abtrag am Fundstück habe oft nur einen Durchmesser von weniger als 50 Mikrometer. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat eine durchschnittliche Dicke von 100 Mikrometern.

Bei dem in Großenwieden gefundenen Ulfberht-Schwert konnte durch diese chemisch-analytische Methode die einstige Lagerstätte des Schwertes identifiziert werden. Sie liegt im Rheinischen Schiefergebirge zwischen Lahn, Rhein und Wetterau. Die Archäologen gehen nun davon aus, dass die Ulfberht-Schwerter in einem Kloster in Lorsch oder Fulda hergestellt worden sind. Für beide Klöster sei jedenfalls eine Waffenproduktion historisch belegt. 170 dieser Ulberht-Schwerter sind europaweit bislang aufgetaucht. Die Klinge des Großenwiedener Funds gehöre mit der Ulfberht-Signatur zu den geläufigsten dieses Typs, stellten die Archäologen fest. Doch die Gestaltung des Griffs sei von Schwert zu Schwert unterschiedlich. Die einzige Parallele zum niedersächsischen Schwert in dieser Kombination von Klinge und Griff wurde in der Ukraine gefunden. Die Forscher erhoffen sich so in Zukunft noch nähere Aufschlüsse über die Handelswege vor über 1000 Jahren. „Vielleicht kündigt sich da schon die nächste Sensation an“, meint Bezirksarchäologe Friedrich-Wilhelm Wulf.

Natur- und Gesellschaftswissenschaften könnten sich dann auch in dieser Frage gegenseitig offene Fragen stellen und passende Antworten liefern.

In Steinbergen ist das älteste je in Niedersachsen gefundene Stück Metall ausgegraben worden: ein rund 5500 Jahre altes Kupferbeil. Der Fund wird als Sensation gefeiert. Der Weg hin zu den historischen Erkenntnissen ist ebenso erstaunlich. Denn wo Archäologen methodisch an ihre Grenzen stoßen, greift die Chemie unter die Arme – und liefert neue Sichtweisen. Ein Blick in die interdisziplinäre Vergangenheitsforschung.