Archäologen bei der Arbeit: Aufspüren, ausgraben, analysieren

3-d-geländemodell Plateau jungseitzeit Abschnitswall . Michelsberger Kultur, ca. 3960 und später datiert anhand c 14 aus Hlzkohleproben - man erkennt Wallkronen und Höhenunterschied von 1,80 tiefne Grabe, eines der seltenen orberrdsch erhaltenen Erdwerke

Archäologen bei der Arbeit: Aufspüren, ausgraben, analysieren

Verrostetes Metall, Knochensplitter oder ein dunkler Fleck im Boden: Für Archäologen ein wahrer Schatz. Wir erklären, wie sie Funde aufspüren, ausgraben und analysieren.

Mit Hightech und Handarbeit: Moderne Archäologie ist hochspezialisiert, Experten ganz verschiedener Disziplinen arbeiten zusammen - vor, während und besonders nach der Grabung. Dabei setzen sie immer häufiger auf Methoden, die von Naturwissenschaftlern entwickelt wurden.

Im heutigen Nordrhein-Westfalen, einem seit Jahrtausenden dicht besiedelten Gebiet, haben viele Menschen ihre Spuren hinterlassen: Neanderthaler, Bauern aus der Jungsteinzeit, römische Soldaten und Frankenkrieger. Wie Experten diese Spuren aufspüren, ergraben und auswerten, zeigen wir in unserer dreiteiligen Serie.

Wie Archäologen Funde aufspüren

Von Marion Kretz-Mangold

Nichts für Einzelkämpfer: Archäologie heute ist Teamarbeit - und hochspezialisiert dazu. Das gilt schon für die Suche nach möglichen Grabungsstellen.

Schädelkallote des Neandertalers

Es war ein Fund, der die Geschichte der Menschheit revolutioniert hat: der Schädel des "Neandertalers", der im Sommer 1856 zusammen mit anderen Knochenstückchen in einem Steinbruch bei Düsseldorf geborgen wurde. Reiner Zufall, dass er nicht mit Schutt abgeräumt wurde.

Es war ein Fund, der die Geschichte der Menschheit revolutioniert hat: der Schädel des "Neandertalers", der im Sommer 1856 zusammen mit anderen Knochenstückchen in einem Steinbruch bei Düsseldorf geborgen wurde. Reiner Zufall, dass er nicht mit Schutt abgeräumt wurde.

Ohne den Zufall hätte es auch andere spektakuläre Funde nie gegeben: Im Kreis Soest blieb ein Bauer mit dem Pflug an Steinen hängen, die sich als Überreste einer jungsteinzeitlichen Grabanlage entpuppten. Und am Rhein bei Bonn-Oberkassel tauchten bei Sprengarbeiten die Knochen eines Paares auf, das vor rund 14.000 Jahren dort begraben wurde. Zufallsfunde gibt es bis heute. Aber Archäologen setzen auf die systematische Erkundung - zu Wasser, zu Lande und ganz besonders aus der Luft.

Stonehenge wurde Anfang des 20. Jahrhunderts aus einem Heißluftballon heraus eher zufällig entdeckt. Inzwischen hat sich die Luftbildarchäologie als eigene Erkundungsmethode etabliert, Tausende von Bodendenkmälern in NRW wurden aus der Luft ausgemacht. Viele davon hat Baoquan Song von der Ruhr-Universität Bochum entdeckt. Er hat sich darauf spezialisiert, das Land abzufliegen und jede Auffälligkeit im Boden auszumachen: ungewöhnlich nasse Stellen, Schneeverwehungen oder unterschiedliche Wuchshöhen in der Vegetation. Sie sind oft der erste Hinweis auf ein römisches Lager, einen aufgegebenen Friedhof oder einen vergessenen Hohlweg.

Wo der Laie nur Schatten und Verfärbungen im Ackerklee sieht, erkennen Experten wie Song Spuren menschlicher Bautätigkeit. Denn Pflanzen gedeihen besser oder schlechter, je nachdem, wie viele Nährstoffe die Erde enthält - und über Gräben voll lockerer Erde sind das mehr, über Mauerresten weniger. Deutlich sind die Unterschiede auf dieser Aufnahme zu sehen, die Luftbildarchäologe Song im November 2016 bei Alpen-Drüpt gemacht hat. Wie sich herausstellte, zeigt sie Gebäude und Lagergräben eines bis dahin völlig unbekannten Kastells, das einst am römischen Limes stand.

Noch schärfer ist der Blick, den LiDAR-Aufnahmen ermöglichen. Bei LiDAR (Light Detection and Radar) werden Laserstrahlen eingesetzt, die vom Flugzeug auf den Boden geschickt werden. Je nach Flughöhe und Geschwindigkeit entsteht ein dichtes Netz von Punkten, das in ein Bild mit hoher Auflösung und vielen Details umgewandelt wird. Das Land NRW setzt die Methode seit ein paar Jahren ein, um das Gelände flächendeckend zu kartographieren, und stellt die Daten dann online zur Verfügung. Der Laser durchdringt sogar dichte Vegetation. Damit können die Archäologen auch Wälder auf mögliche Fundstellen untersuchen - wie hier den Kottenforst bei Bonn: Zu sehen sind ein Bach, schnurgerade Straßen und viele kleine Kuhlen - möglicherweise Bombentrichter aus dem Zweiten Weltkrieg.

Mit Hilfe von LiDAR wurden Fundplätze sichtbar gemacht, die sonst verborgen geblieben wären: Ein Hobbyarchäologe etwa machte bei Kleve Spuren von Äckern in Schachbrettform aus - Hinweise auf "Celtic Fields" aus der Eisenzeit. Und im Kottenforst bei Bonn entdeckten Experten des LVR-Amtes für Bodendenkmalpflege römische Übungslager, auf dieser farbigen Karte gut an den typischen abgerundeten Ecken und den Toreingängen zu erkennen. Die Soldaten mussten sie anlegen, um für Märsche zu üben und "damit sie nicht auf dumme Gedanken kommen", wie es beim Amt für Rheinische Bodendenkmalpflege heißt.

Die klassische Feld-Begehung ist trotz aller technischen Fortschritte nicht überholt. Denn auf einem Acker, der seit vielen Jahren umgepflügt wurde, gibt es keine Unebenenheiten mehr, die ein Laserscan erfassen könnte. Dafür hat der Pflug vielleicht Scherben oder Münzen aus der Erde geholt, die jetzt offen an der Oberfläche liegen. Deswegen treten die Archäologen auf den Plan, wenn ein Landwirt einen Fund gemeldet hat oder der Acker bebaut werden soll.

Funde aus Metall, die noch in der Erde liegen, können mit einem Detektor aufgespürt werden. Darin befindet sich eine Suchspule, unter der sich ein elektromagnetisches Feld aufbaut. Macht es Eisen oder ein anderes Metall aus, verändert sich auch das Signal - eine relativ simple Methode. Das Problem: Das macht die Suche auch Nicht-Wissenschaftlern leicht. Eigentlich brauchen sie dafür eine offizielle Genehmigung. Aber nicht jeder aus der Sondengänger-Szene, der GPS und hocheffiziente Geräte einsetzt, ist im Namen der Wissenschaft unterwegs.

Archäologen profitieren von jeder technischen Weiterentwicklung und nutzen viele geophysikalische Methoden, die erst in den vergangenen Jahren entwickelt und immer weiter verfeinert wurden. Dazu gehört auch die Geoelektrik: Spezielle Geräte können Feuchtigkeit "erschnüffeln", indem sie den elektrischen Widerstand im Erdboden feststellen - je mehr Feuchtigkeit, desto geringer die Leitfähigkeit. So konnten die Experten zum Beispiel nachweisen, dass der Rhein bei Xanten in der Römerzeit weiter östlich verlief als heute.

Nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert die Geomagnetik. Sie macht sich die Erkenntnis zunutze, dass "gewachsene Erde" Mineralien mit Eisenatomen enthält, die sich nach dem Erdmagnetismus ausrichten. Wird in dieser Erde ein Graben gezogen und mit Erde von einer anderen Stelle aufgefüllt, eine Mauer gebaut oder ein Holzpfosten eingeschlagen, dann wird der Urzustand gestört. Diese Störungen können auch Jahrtausende später nachgewiesen werden - mit einem Magnetometer, der über den Acker geschoben wird. So lassen sich, wie per LiDAR aus der Luft, große Flächen erfassen, ohne dass mögliche Fundstellen zerstört werden.

Pro Hektar kann der Magnetometer 400.000 Messpunkte liefern, die später am Computer in Graustufen-Bilder umgewandelt werden - wie dieses eines bandkeramischen Erdwerks im Braunkohletagebau. Die Methode funktioniert zwar nicht überall: Kalkstein oder Kies, der in Nordrhein-Westfalen oft vorkommt, sind quasi metallfrei. Trotzdem gehört die Geomagnetik heute zu den Standardmethoden bei der Erkundung. Es gibt andere, hochspezialisierte Verfahren, wie Bodenradar, Infrarot- oder sogar Myonendetektor, bei dem Teilchen aus der Atmosphäre auf dem Weg durch Pyramiden oder Vulkane erfasst werden. Sie sind aber teuer, aufwändig und deswegen lange noch nicht so verbreitet.

Rot für die Luftbild-Linien, blau für Störungen im Boden: Geomagnetische Untersuchungen der Uni Köln rundeten das erste Bild ab, das sich die Archäologen des Landschaftsverbandes von Till-Kapitelshof (bei Bedburg-Hau am Niederrhein) machten. Ergebnis: Das Lager der Römer war 500 Meter lang und 370 Meter breit, bot auf 16 Hektar Platz für rund 5.000 Soldaten und war mit gleich drei Spitzgräben ungewöhnlich stark gesichert. Mehr noch: Es gab nicht nur dieses eine Lager, im Laufe der Zeit wurden mehrere große und kleine errichtet. Die Römer waren also gekommen, um länger zu bleiben.

Löss, Kalk, Kies - und Wasser: Auch in Flüssen und Seen können archäologische Schätze schlummern. Sie sind nicht so spektakulär wie die antiken Handelsschiffe mitsamt Ladung, die im Mittelmeer aufgespürt wurden. Mauerreste, am richtigen Ort gefunden, können aber genauso aufsehenerregend sein. Deswegen machte sich Unterwasserarchäologe Martin Mainberger 2009 im Auftrag des Landschaftsverbandes Rheinland (LVR) auf die Suche nach dem römischen Legionslager Vetera II, das in einer vollgelaufenen Kiesgrube bei Xanten vermutet wurde. Dabei setzte er ein Sedimentecholot ein, das akustische Wellen auf den Grund schickt, während es Bahn für Bahn hinter einem Boot hergezogen wird.

Eine mühsame Arbeit - und in diesem Fall ohne positives Ergebnis. Die Karte, die mit Mainbergers Daten erstellt wurde, zeigt sehr tiefe, ausgebaggerte Stellen in Dunkelblau, seichtere Stellen und kleine Farbtupfer, die Unebenheiten markieren. Mauerreste zeigt sie nicht. Entweder hat der Kiesbagger die Überreste des römischen Lagers zerstört, oder es gab sie nie. "Jetzt ist alles wieder offen", wie Mainberger sagt. Die Suche nach Vetera II, die die Archäologen im Rheinland so lange beschäftigt, geht weiter.

Daten-Gemälde: Wie LiDAR-Scans werden auch Messergebnisse aus dem Wasser am Computer in aufwändige Bilder umgewandelt. Dieses zeigt ein aus Sonardaten errechnetes 3-D-Modell einer Formation bei Königswinter, die heute meist vom Rhein überspült wird. Wissenschaftler fanden heraus: Der Rheinpegel am Drachenfels lag vor 2.000 Jahren viel niedriger als heute. Das Areal lag also trocken - ein natürlicher Hafen, bestens geeignet für Schiffe mit flachem Boden, die das begehrte Baumaterial rheinabwärts brachten.

Aber auch wenn High-Tech eine große Rolle spielt: Manchmal kommt es doch auf den richtigen Riecher an. Hier im Braunkohletagebau bei Merzenich (Kreis Düren) zum Beispiel, wo ein LVR-Team eine bandkeramische Siedlung ausgrub. Die feuchte Delle dort hinten im Boden? Darunter verbirgt sich bestimmt etwas, vermutete ein Teammitglied. Die Grabung wurde ausgeweitet - zutage kamen Reste eines Brunnens aus der Steinzeit, des tiefsten in ganz Europa und eine technische Meisterleistung dazu.

Wie Archäologen ihre Funde ausgraben

Von Marion Kretz-Mangold

Ein Mann, ein Spaten? Das Bild vom einsamen Archäologen hat nie gestimmt. Grabungen sind hochkomplexe Aktionen, bei denen Teamarbeit gefragt ist - und Hightech dazu.

Graustufenmessbild der Gräber in Schmerlecke

Als ein Bauer in den 50ern sein Feld bei Erwitte-Schmerlecke (Kreis Soest) pflügte, knirschte und ruckelte es - der Pflug hatte die Wandsteine einer Grabkammer erwischt. Archäologen begutachteten den Fund damals aber nur oberflächlich und hielten ihn in den Akten fest. Erst 50 Jahre später stieß eine Wissenschaftlerin auf die alten Aufzeichnungen - und zog mit dem Magnetometer über den Acker. Die Karte zeigt die genaue Lage: Das entdeckte Grab lag nordöstlich im Ackerboden, ein zweites, bereits stark zerstörtes im Westen.

Als ein Bauer in den 50ern sein Feld bei Erwitte-Schmerlecke (Kreis Soest) pflügte, knirschte und ruckelte es - der Pflug hatte die Wandsteine einer Grabkammer erwischt. Archäologen begutachteten den Fund damals aber nur oberflächlich und hielten ihn in den Akten fest. Erst 50 Jahre später stieß eine Wissenschaftlerin auf die alten Aufzeichnungen - und zog mit dem Magnetometer über den Acker. Die Karte zeigt die genaue Lage: Das entdeckte Grab lag nordöstlich im Ackerboden, ein zweites, bereits stark zerstörtes im Westen.

So stellt sich der Künstler Benoit Clarys den Blick in eines der Kollektivgräber vor, die später dort ausgegraben wurden. Große Grabanlagen aus der Jungsteinzeit, mehr als 20 Meter lang, bis zu vier Meter breit und letzte Ruhestätte für mehr als 750 Menschen, die vor über 5.000 Jahren in der Gegend gesiedelt, geackert und gejagt haben. Die Zeichnung ist kein Phantasieprodukt: Sie basiert auf den Schlussfolgerungen, die Wissenschaftler aus den Tausenden von Funden gezogen haben - Pfeile, verbrannter Kalkstein, Schmuck aus Tierzähnen und viele, viele Menschenknochen.

Die Forscher hätten das Grab unberührt lassen können - wie die weitaus meisten Fundstellen in NRW. Denn nicht jeder Fund wird ausgegraben. Oft belässt es das Team vor Ort bei einem vorsichtigen Blick: Wie alt ist das Pfostenloch, wie gut die Mauer erhalten? Nach diesen Suchschnitten wird das Bodendenkmal oft wieder abgedeckt: Erde ist der beste Schutz vor Verfall. Und je später gegraben wird, desto besser sind die Analyse- und Konservierungsmethoden - so zumindest die Hoffnung der Wissenschaftler.

Außerdem sind Grabungskampagnen aufwändig und teuer. Hier in Erwitte-Schmerlecke waren aber schon zu viele Knochen und Scherben an die Oberfläche gepflügt worden - ein Zeichen dafür, dass die Anlagen darunter nicht mehr abgedeckt und damit in Gefahr waren. 2009 begannen Experten des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe mit den Ausgrabungsarbeiten, die die Anlagen retten und zugleich neue Erkenntnisse darüber liefern sollten, wie die beiden Kollektivgräber gebaut wurden - und wer die Menschen waren, die dort begraben wurden. Archäologen vor Ort und Naturwissenschaftler im Labor arbeiteten dabei Hand in Hand.

Wie auf jeder Grabung rückt auch in Erwitte-Schmerlecke ein Spezialbagger an, der in kurzer Zeit mit größter Vorsicht riesige Erdmengen bewegen kann. Auf den ersten Blick wirkt die Fläche, die er aus der Erde schält, unscheinbar. Aber der Bagger muss oft nur ein wenig in die Tiefe gehen, um Bodenverfärbungen oder Spuren von Mauerresten ans Tageslicht zu holen - für die Spezialisten der erste Hinweis darauf, dass sich unter dem Planum etwas verbirgt. Danach machen sich die Helfer mit der Kelle an die Arbeit, graben sich Zentimeter für Zentimeter in den Boden.

Ihre Aufgabe: möglichst viele Funde aufspüren, sichern und dokumentieren - egal, ob es sich um Armknochen handelt oder um verfärbte Steine. Die Geländearbeit gilt als das A und O der Archäologie: Die Grabungsstelle mitsamt den Informationen, die im Erdreich schlummern, wird ja unwiederbringlich zerstört. Was jetzt übersehen wird, ist verloren.

Diese Mauer aus Kalksteinen etwa: für Laien unspektakulär, für die Archäologen in Erwitte-Schmerlecke hochspannend. Denn die Steine, die die Seitenwände und die Decke bildeten, stammen nicht aus der Umgebung. Wie haben die Menschen sie vor über 5.000 Jahren hierher geschleppt?

Mit Pinsel, kleinen Holzstäbchen und größter Akribie arbeiten sich die Grabungshelfer durch die Erde. Weil sie keine schriftlichen Quellen aus dieser Zeit haben, sind Archäologen auf Sachquellen angewiesen, wenn sie die Lebens- und Arbeitsbedingungen der Vorfahren erforschen wollen. Deswegen untersuchen sie sogar die Füllungen alter Latrinen - auf der Suche nach Speiseresten etwa, die Hinweise auf die damalige Ernährung geben können. Latrinen oder Brunnen gab es auf dieser Grabung allerdings nicht, dafür Hunderte von Menschenknochen, so viele wie auf keiner anderen Grabung der jüngsten Zeit.

Für die Wissenschaft ist das ein ganz besonderer Glücksfall. Denn bei anderen Grabungen sind die menschlichen Überreste oft nur als Schatten im Boden zu erahnen: Der Lössboden, in dem sie liegen, hat den Kalk aus den Knochen gezogen. Aber hier in Erwitte-Schmerlecke haben vermutlich gerade die Seitenwände aus Kalkstein den Zerfall gestoppt. Deswegen gibt es reichlich Material für anthropologische, paläopathologische und genetische Untersuchungen im Labor.

Die Arbeit der Naturwissenschaftler beginnt schon auf der Grabungsstelle: Während die Funde noch geborgen werden, halten sie zum Beispiel die Lage der Knochen zueinander fest und entnehmen Proben, die später im Labor untersucht werden. In Erwitte-Schmerlecke fiel auf, dass Skelettteile wie Oberarmknochen und Schädel sorgsam auf einen Haufen gelegt waren - ein erster Hinweis darauf, dass sie im Laufe der Zeit immer wieder zur Seite geschoben wurden, um Platz für neue Bestattungen zu schaffen.

Außerdem schienen die Knochen hier so gut erhalten, dass sich die Wissenschaftler Hoffnung auf DNA-Untersuchungen machten. Dafür durften die Proben aber nicht verunreinigt sein - das hätte das Ergebnis verfälscht. Deswegen waren Einmalanzug, Mundschutz und Handschuhe bei der Bergung Pflicht. Vergebens, wie sich später im Labor herausstellte: Der Kollagengehalt der Knochen war doch zu gering.

Auch Tierknochen wurden geborgen. Die stammten aber nicht von ganzen Tieren wie dem Hund, der im wesentlich älteren Oberkasseler Doppelgrab gefunden wurde und damit für eine wissenschaftliche Sensation sorgte. Hier tauchten "nur" durchlochte Tierzähne und bearbeitete Knochen auf, die zu Schmuckstücken und Werkzeugen umfunktioniert wurden. Für die Bergung kein Problem, weil Knochen sehr widerstandsfähig sind. Zerbrechlichere Funde wie Kupferröllchen mussten sorgfältig aus dem Boden gegraben und verpackt werden, damit sie auf dem Weg in die Restaurierungwerkstatt keinen Schaden nahmen. Anderswo werden Stücke, die an der Luft zu zerfallen drohen oder einfach zu stark beschädigt sind, sogar mitsamt Erdreich als Block verpackt, gut gesichert mit Metall und Zellophanpapier.

Selbst kleinste verbrannte Holzstückchen und Holzkohle wurden erfasst: Anthrokologen können dann bestimmen, welches Holz hier verbrannt wurde. Einige Reste aus dem Grab in Erwitte-Schmerlecke und die hier gezeigten verfärbten Kalksteine stammten vermutlich von einem Grabfeuer, wie sie der Künstler in seiner Rekonstruktion gezeigt hat.

Funde bergen, die Anlage erfassen: Das macht die Arbeit der Archäologen im klassischen Sinne aus. Genau so wichtig sind die Proben, die während der Ausgrabung genommen werden - auch vom Boden, der voller Informationen steckt. Deswegen müssen die Experten Hunderte von Proben ziehen und die Erde "vertüten", die später im Labor analysiert wird. Am Ende dieser "archäologischen Wertschöpfungskette" stehen Erkenntnisse darüber, wie alt der Boden ist, welche Pflanzen auf ihm wuchsen und welche Tiere auf ihm weideten.

Auch für die OSL-Datierung müssen Proben aus der Erde entnommen werden. Mit Hilfe der OSL, kurz für Optisch Stimulierte Luminiszenz, wird gemessen, wann ein Mineralkörnchen das letzte Mal belichtet wurde, ehe es im Dunkel der Erde verschwand. Um Bodenschichten datieren zu können, wird eine entsprechende Probe so "vertütet", dass kein Tageslicht auf sie fällt. Erst im Rotlicht-Labor wird sie kurzzeitig belichtet, kontrolliert auf Null gestellt und die dann entweichende Energie gemessen: je mehr, desto älter die Probe. Die Methode wurde erst vor 30 Jahren entwickelt, ist aber sehr präzise - eine wichtige Ergänzung zur klassischen C14-Datierung.

Noch aktueller ist die Archäomagnetik, die zurzeit intensiv auf rheinischen Grabungen getestet wird. Sobald Ton oder Lehm erhitzt werden, richten sich die mineralischen Stoffe darin nach dem Erdmagnetfeld aus. Weil dieses Feld im Laufe der Jahrhunderte wandert, ergeben sich messbare Abweichungen. Allerdings können bisher nur römische Öfen oder mittelalterliche Krüge so datiert werden - weiter zurück reichen die Vergleichskurven noch nicht.

Bergen und Beproben sind zwei Glieder am Anfang der archäologischen Wertschöpfungskette. Genau so wichtig ist die Dokumentation: Auf der Grabung muss jeder einzelne Arbeitsschritt, jeder Fund von Anfang bis Ende festgehalten werden. Nur so lässt sich später nachvollziehen, wo sich Tierzähne häuften, in welcher Schicht ein Schädel lag und wie tief die Schwarzerde reichte. Eine Millimeterarbeit, die die Arbeit im Labor später erst möglich macht.

Viele Funde werden ganz klassisch in einer Kiste einsortiert und als Zeichnung dokumentiert. Die genauen Maße von Mauern, Vertiefungen und Aussparungen werden mit dem Tachymeter, der mit elektromagnetischen Wellen arbeitet, oder einem 3-D-Scanner auf Laserbasis festgehalten. Für den großen Überblick werden aber immer öfter Drohnen eingesetzt, die mehr als 100 Fotos in zehn Minuten liefern. In Erwitte-Schmerlecke haben Studenten der Uni Münster sie über die Gräber fliegen lassen.

Auf den Drohnenaufnahmen präsentiert sich das Grab, das 1953 vom Bauer angepflügt wurde, als langgestreckte Kammer - ohne Knochen, aber mit Seitenwänden aus massiven Kalksteinplatten. An einigen Stellen ist eine Art erhöhter Steg zu erkennen: die originale Kammersohle aus festgestampftem Löss, auf der die Toten lagen. Dazwischen einige Gruben, die bei der Suche nach weiteren Bestattungsschichten ausgehoben wurden.

Die Grabungen bei Erwitte-Schmerlecke sind längst beendet, das Feld am Rand der Soester Straße wird wieder beackert. Aber die Tausenden von Informationen, die die Experten vor Ort gesammelt haben, werden immer noch in den Labors ausgewertet. Sie liefern Erkenntnisse, die Porträts wie dieses von Benoit Clarys möglich machen: das Gesicht einer gar nicht so alten Frau, die ein Leben voller Entbehrungen, Arbeit und Krankheiten führte, ehe sie im Kollektivgrab begraben wurde.

Archäologie und Analyse: Die Stunde der Laborexperten

Von Marion Kretz-Mangold

Die kostbaren Funde sind geborgen, die Grabung ist geschlossen. Nun schlägt die Stunde der Spezialisten: Kleinste Spuren genügen, um große Geheimnisse zu lüften.

Der Helm des Herrn von Morken

Goldene Kostbarkeit: Der Spangenhelm, der einst einem mächtigen Franken gehörte, ist nicht nur wunderschön - er steckt auch voller Informationen. Labore auf der ganzen Welt haben sich darauf spezialisiert, solche archäologische Funde zu analysieren. Mauern, Metallsplitter, Stückchen von Stoff und Knochen oder der Müll aus einer römischen Abfallgrube: Alles Material, das Erkenntnisse über unsere Vorfahren liefert. Und das in einem Detailreichtum, von dem Archäologen noch vor wenigen Jahrzehnten nicht zu träumen wagten.

Goldene Kostbarkeit: Der Spangenhelm, der einst einem mächtigen Franken gehörte, ist nicht nur wunderschön - er steckt auch voller Informationen. Labore auf der ganzen Welt haben sich darauf spezialisiert, solche archäologische Funde zu analysieren. Mauern, Metallsplitter, Stückchen von Stoff und Knochen oder der Müll aus einer römischen Abfallgrube: Alles Material, das Erkenntnisse über unsere Vorfahren liefert. Und das in einem Detailreichtum, von dem Archäologen noch vor wenigen Jahrzehnten nicht zu träumen wagten.

Auch der Herr von Morken, dem der Helm einst gehörte, barg Geheimnisse, die niemand entschlüsseln konnte. Als sein Grab 1955 auf dem Kirchberg des kleinen Ortes Morken (Rhein-Erft-Kreis) entdeckt wurde, ahnten die Archäologen zwar, dass sie einen ganz besonderen Fund gemacht hatten. Dafür sprachen die kostbaren Grabbeigaben, die Goldmünze in seinem Mund, die Waffen, Schmuckstücke und Stoffe. Sie konnten aber nicht viel mehr tun, als die wenigen Skelettreste mitsamt den Funden zu bergen, ehe die Braunkohlebagger anrückten, Fotos und Zeichnungen zu machen und alles im Bonner Landesmuseum gut zu verwahren.

Von den Knochen des Herrn von Morken, der vor 1.400 Jahren starb, war nur ein Schatten im Boden geblieben: Der Lössboden hatte ihnen den Kalk entzogen. Anders die Funde aus den jungsteinzeitlichen Kollektivgräbern bei Erwitte-Schmerlecke (Kreis Soest). Die Überreste von Hunderten von Toten waren so gut erhalten, dass sie schon auf den ersten Blick Aufschluss über Alter, Geschlecht und Veränderungen am Skelett gaben. Ein Glücksfall für die Experten, denn Knochen sind wichtige "Daten-Träger", die Informationen über Krankheiten, Ernährung und sogar über Reisen in andere Länder bergen.

Die Wissenschaft ermöglicht inzwischen auch Einblicke im Mikro- und Nanobereich. Röntgenstrahlen durchleuchten Knochen, Minisonden erkunden das Innere von Schädeln und Nasennebenhöhlen. Unter hochauflösenden Durchlicht- und Rasterelektronenmikroskopen lassen sich feinste Veränderungen am Knochen erkennen – wie hier am Oberarmknochen eines Kindes aus Erwitte-Schmerlecke, der Anzeichen einer Mangelernährung aufweist. Ergebnis: Mit der Gesundheit der Menschen war es vor 5.000 Jahren nicht weit her, sie litten an Skorbut, Rachitis, Hirnhautentzündungen und Nierenerkrankungen.

Experten der Uni Göttingen setzen auch auf biochemische Methoden, um in den Knochen Biomarker für Erkrankungen wie Krebs oder Tuberkulose nachzuweisen - hilfreich, wenn die DNA der Krankheitserreger selbst verschwunden ist. Die Methode hat sich allerdings noch nicht durchgesetzt. Anders die Untersuchungen an der menschlichen DNA selbst: Die ist längst etabliert und kann sensationelle Erkenntnisse bringen. Das Paradebeispiel schlechthin: die Untersuchungen am fossilen Erbgut des Neandertalers. Sie halfen, die Geschichte der Menschheit umzuschreiben.

Vier Prozent unserer Gene stammen vom Neandertaler – denn Neandertaler und moderner Mensch haben tatsächlich Nachkommen miteinander gezeugt. Zu verdanken sind Erkenntnisse wie diese der Paläogenetik, einem noch relativ jungen Forschungszweig. Sie befasst sich mit der Analyse genetischer Proben, die Knochen, Zähnen oder Zahnstein entnommen werden - winzige Mengen, wie sie etwa der Oberarmknochen aus dem Bonner Landesmuseum lieferte,  genügen. Entscheidend ist die darin enthaltene mitochondriale DNA, die von den Müttern weitergegeben wird: Die Erblinie ist damit klar zu verfolgen. Diese mt-DNA wird mit der Polymerasekettenreaktion geklont und in einzelne Sequenzen zerlegt. Ein aufwändiges Verfahren. Daher dauerte es 14 Jahre, bis das komplette Genom des Neandertalers mit mehreren Milliarden Basenpaaren entschlüsselt wurde.

Immer neue Fakten liefert auch die Analyse von Isotopen - also der Atome, deren Kerne zwar gleich viele Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen haben. Ein Beispiel: Das nicht radioaktive C13 ist ein anderes Isotop von Kohlenstoff als das bekannte radioaktive C14. Auch Sauerstoff, Strontium und viele andere Elemente haben mehrere Isotope. Was sie für die Forscher interessant macht: In Zähnen, Wasser, Steinen oder Metall kommen sie in ganz unterschiedlicher Zusammensetzung vor - je nach Region, die so eine Art Fingerabdruck bekommt. Damit lässt sich also anhand von Zähnen und Knochen nachweisen, wo ein Mensch als Kind lebte und ob er sich vielleicht später auf Wanderungen begab.

Und welche Erkenntnisse gab es beim Herrn von Morken, dem Franken, der seine letzte Ruhe um 600 n.Chr. auf dem Kirchberg fand? DNA-Analysen konnten nicht gemacht werden, da seine Knochen nicht mehr genug Kollagen enthielten. Daher ist unklar, ob er mit den Dorfbewohnern verwandt war, deren Überreste in den 80er Jahren auf einem nahegelegenen Friedhof geborgen wurden. Anthropologische Untersuchungen an seinen Knochen und Isotopenanalysen zeigten aber, dass er für den Kampf lebte: Er wurde von klein auf gemästet, um Muskeln für sein Kriegerdasein aufzubauen, und ernährte sich wie ein Bodybuilder, mit viel Fleisch und wenig pflanzlicher Kost - ganz anders als die anderen Morkener. Ein weiterer Beleg für die Sonderstellung, die er im Ort genoss.

Vom Mensch zum Tier: Auch die Überreste von Schafen, Hunden oder Gänsen können wichtige Details liefern. Deswegen werden sie genau so sorgfältig vermessen, katalogisiert und analysiert wie andere Grabungsfunde. Manche stammen schlicht aus Abfallgruben, wie in Münster. Um Rückschlüsse auf das Leben der mittelalterlichen Münsteraner ziehen zu können, untersuchten Archäozoologen die Knochen aus dem jahrhundertealten Müll. Ergebnis: In den Abfallgruben eines Männerstiftes vor den Toren der Stadt wurden fast nur Knochen vom Kalb ausgegraben - schon damals etwas besonders Feines. Das Volk innerhalb der Stadtmauern dagegen musste sich mit Fisch und Fleisch von alten Rindern zufrieden geben, die am Ende eines langen Arbeitslebens in die Suppe wanderten.

Selbst die ganz speziellen Hinterlassenschaften von Rindern, Schafen oder Ziegen werden ausgiebig erforscht - oder genauer: die molekularen Artefakte im Boden. Denn wie Pflanzen oder Knochen verändert auch Dung die chemische Zusammensetzung des Erdreichs. Das ist bekannt – was den Geoarchäologen fehlte, war ein handfester Nachweis. Schließlich wollen sie wissen, ab wann Bauern ihre Äcker gedüngt haben – vielleicht schon in der Jungsteinzeit? Die dunkle Erde aus dieser neolithischen Grube bei Merzenich, die chemisch untersucht wurde, legte die Vermutung nahe. Mehr aber noch nicht.

Um mehr zu erfahren, musste Grundlagenforschung an alten Nutztierrassen betrieben werden. Das Ziel: Die Tierarten an ihrem Kot unterscheiden zu können, indem das jeweilige Verhältnis von Biomarkern wie Stanole und Gallensäure bestimmt wurde. Damit wäre zwar nicht bewiesen, dass der Dung vor Jahrtausenden bewusst auf den Acker gebracht wurde – aber zumindest wüsste man, von welchen Tieren er stammte. Die anschließende Analyse der Bodenproben war langwierig: Sie wurden gefriergetrocknet, gemahlen, das Pulver immer wieder wie in einer Kaffeemaschine extrahiert und schließlich im Gaschromatographen-Massenspektrometer in winzige Bestandteile zerlegt und bestimmt. Die Proben aus der neolithischen Grube waren aber zu alt und damit wenig aussagekräftig. Immerhin war klar, dass der Ackerboden, der in die Grube geraten war, Dung enthielt - und zwar den eines Wirbeltieres. Vielleicht doch den einer Kuh – so wie heute auch noch? Ob die Bauern ihn auch kompostiert, vielleicht sogar Misthaufen angelegt haben, wird als Nächstes untersucht.

Auch wenn es nicht so aussieht: Was hier in einem Bergischen Bauernhof lagerte, ist ein wahrer Schatz. 40.000 Baum-Reste, geborgen aus Häusern, Brunnen, Brücken und Gräbern, die in Zukunft wissenschaftlich ausgewertet werden sollen. Inzwischen sind sie an einem Ort, der ihnen eher gebührt: Im Dendro-Archiv NRW in Köln werden sie sorgsam gelagert und erfasst. Denn Holz ist nicht nur einer der wichtigsten Werkstoffe der Menschen. Inzwischen ist es zu einer Fundgattung der Archäologie avanciert, deren Auswertungspotential noch lange nicht ausgeschöpft ist. Das Besondere daran: Alle Informationen, die man den Holzgewebe entlocken kann, sind auf das Kalenderjahr genau datiert.

Der Klassiker der Dendrowissenschaft: Jede Baumscheibe lässt sich wie ein Kalender lesen - dank der Jahresringe, die gute und schlechte Wachstumsphasen in ihrer Region genau abbilden. Viele solcher Jahresringfolgen können miteinander verzahnt werden und ergeben einen "ewigen Baum", der von der Gegenwart Jahrtausende zurückreicht, genauer: bis zum Beginn der Nacheiszeit um 9.600 v. Chr. So lassen sich Fundstücke auf das Jahr genau datieren.

Deswegen wussten die Wissenschaftler ziemlich schnell, wann der Brunnen von Erkelenz-Kückhoven gebaut wurde, der 1990 im Braunkohlentagebau entdeckt und als erstes prähistorisches Bauwerk umfassend dendrowissenschaftlich untersucht wurde: Sie legten mit Hilfe einer Eichenchronologie das Entstehungsdatum auf 5089 v. Chr. fest - das älteste Holzbauwerk in NRW und eine technische Meisterleistung dazu.

Am Boden des Brunnens fanden sich Reste von Ahorn und Mistel, wie Archäobotanikerinnen der Uni Köln feststellten. Die Bestimmung von Holzarten ist eine von vielen Teildisziplinen unter dem großen Dach der Archäobotanik und Dendrowissenschaften. Der Blick ins Mikroskop gibt Auskunft darüber, welche Holzarten für Waffen verwendet wurden - Pappel für Schilder und biegsame Buche für Pfeile, wie beim Herrn von Morken. Sie kann auch klären, welche Hölzer in der Gegend wuchsen und welche importiert wurden, so wie es die Römer taten: Über den Rhein schafften sie Eiche aus dem Rhein-Main-Gebiet nach Köln, aus den Vogesen schlichte Tanne für die Verschalung der Fundamente beim Bau der römischen Stadtmauern. Heimisches Holz war etwas für Menschen, die fernab schiffbarer Flüsse lebten.

Solche Details sind auch der Isotopie zu verdanken, die nicht nur die Herkunft eines Menschens oder des Metalls auf einem Bronzeschild klären können, sondern auch von antikem Obst und Getreide. Um nur eine von vielen Fragen zu nennen: Mussten die römischen Besatzer vielleicht auf Importware aus Italien zurückgreifen, weil die Einheimischen sich weigerten, Geschäfte mit ihnen zu machen? Die Spuren der typisch "italienischen" Isotope in Überresten von Birnen, Äpfeln und Weizen lassen sich heute noch nachweisen - und geben einen tiefen Einblick in den Alltag um die Zeitenwende.

Dass lokale Holzfunde global betrachtet werden können, ist eine relativ neue Entwicklung: Dendroklimatologen untersuchen die Jahresringe der Bäume und versuchen den Einfluss des Klimas zu rekonkonstrieren. War eine Maikäferplage Schuld am schlechten Wachstum oder hat sich das Wetter großräumig verschlechtert? Gab es einen Sonnensturm, der sich in den Isotopen niedergeschlagen hat? Die Antworten darauf sollen auch helfen, den aktuellen Klimawandel besser zu verstehen.

Vom Makrorest zur Mikrospur: Je stärker der Boden rund um Fundstellen in den Blickpunkt rückte, desto detaillierter wurde die Forschung. Blütenstaub zum Beispiel, der früher mitsamt Grabungserde entsorgt wurde, gilt heute zusammen mit Früchten oder kleinen Holzresten als wichtige Informationsquelle, die sorgfältig ausgewertet wird. Dafür ziehen Archäobotaniker vor Ort Proben, bereiten sie auf und zählen die Pollen unter dem hochauflösenden Mikroskop aus. Weil jede Pollenart anders aussieht, können sie genau bestimmen, welche Gehölze oder Pflanzen ihre Spuren in der Erde hinterlassen haben.

Anhand der Pollen lässt sich nicht nur feststellen, woher die Römer ihr Getreide bezogen. Damit lassen sich Befunde auch datieren: Wenn man weiß, dass erst die Römer die Kirschen ins Land gebracht haben, kann eine Probe mit Kirschpollen eben nicht aus der Jungsteinzeit stammen. Eine wichtige Hilfe, weil die klassische C14-Methode nicht immer weiterführt. Die basiert darauf, dass alle Lebewesen bis zu ihrem Tod das radioaktive C14 einlagern, das dann ständig zerfällt: je älter das Objekt, desto weniger C14. Zum Leidwesen der Wissenschaftler funktioniert sie bei Funden aus der Zeit zwischen 800 und 450 v.Chr. nicht, weil das C14 zeitweise aus der Atmosphäre verschwand - ein Phänomen mit dem Namen "Hallstatt-Plateau", inoffiziell auch als "Pearsons' Peril" bekannt.

Baumringe, Isotope, Pollen und Archäomagnetik: In den vergangenen Jahren wurde eine ganze Reihe von Datierungsmethoden verfeinert oder neu entwickelt. Dazu zählt auch die Thermoluminiszenz, bei der gebrannte Keramik erhitzt und die gespeicherte Energie gemessen wird. Bei der Optischen Thermoluminiszenz (OSL) zur Datierung von Sedimenten dagegen wird die Probe belichtet. Die Methode ist inzwischen so ausgefeilt, dass Spezialisten erkennen können, wie lange ein einzelnes Mineralkörnchen der Sonne ausgesetzt war. Damit können sie etwa bestimmen, ob Sand über Jahrhunderte in eine Grube rutschte oder bei einem Starkregen hineinfloss - wichtig, wenn das Aussehen einer Landschaft oder das Klima vor Jahrtausenden rekonstruiert werden soll.

Oberste Maxime bei den Arbeiten im Labor: Die Funde sollen möglichst wenig beschädigt werden – so wie diese Manica aus Messing, eine Armschiene aus beweglichen Metallteilen, die im römischen Lager Till-Steincheshof (Bedburg-Hau) am Niederrhein samt Erdreich ausgegraben und im Bonner Landesmuseum untersucht wurde. Röntgen- und Computertomografie-Bilder zeigten, was sich im Block verbarg. Weitere Untersuchungen Speziallabor ergaben, dass sie aus Blech und einer Messinglegierung mit viel Kupfer und wenig Zink bestand, möglicherweise sogar Altmetall verwendet wurde. Die Schiene, die wohl einem einfachen Soldaten gehörte, wäre dann ein frühes Recycling-Produkt.

Möglich sind solche Erkenntnisse dank spektrometrischer Untersuchungen, bei denen winzige Flächen einer Probe mit dem Laserstrahl bedampft und die austretende Strahlung gemessen wird. Inzwischen gibt es Dutzende solcher Methoden, der Herkunft und Zusammensetzung von Objekten mit höchster Präzision auf die Spur zu kommen, ohne sie zu beproben. So fanden die westfälischen Experten per Infrarotanalyse heraus, dass die stark verwitterte Bernsteinperle, die in einem der Kollektivgräber von Erwitte-Schmerlecke geborgen wurde, aus dem Baltikum stammte - ein Beleg für frühe Handelskontakte.

Auch die Grabbeigaben des Herrn von Morken sind Importgüter, wie es einem Mann von Stand gebührte. Almandine, eine Granatart, mit der Helm, Gürtel und Schwert geschmückt waren, waren in der Merowingerzeit begehrte Statussymbole. Dass der Franke sie mit ins Grab genommen hat, war also wenig überraschend. Dass sie nicht wie bei den anderen Bewohnern aus Indien oder Sri Lanka, sondern aus einer bisher unbekannten Lagerstätte stammten, das ergab die Untersuchung per Röntgenfluoreszenz-Analyse. Jetzt suchen die Wissenschaftler, die die Handelswege in einem großangelegten Projekt aufspüren wollten, nach der neuen Almandine-Quelle: ein neues Mosaiksteinchen im großen Puzzle.

Und der Helm des Herrn von Morken? Auch der ist ein Luxus-Objekt aus Eisen und vergoldetem Kupferblech aus byzantinischer Werkstatt, geschmiedet von einem Könner, der sich mit römischer Waffenschmiedekunst auskannte. Vielleicht hat der Herr von Morken den Helm erbeutet, vielleicht war er sogar selbst Soldat im byzantinischen Heer. Die Hiebspuren beweisen jedenfalls, dass der Helmträger ihn oft im Kampf getragen hat: Der hochgewachsene Franke, der mit eisernem Langschwert und in prächtigen Gewändern aus feinster Wolle und importierter Baumwolle zu Grabe gelegt wurde, war eindeutig ein Krieger. Vermutlich war er ein Anführer im fränkischen Heer und Verwalter - ein Vertreter des Merowinger-Königs auf einer kleinen Burg im Rheinland.

Die Durchblicker - Herr der Ringe Dendrochronologie

WDR 5 Leonardo Top Themen | 13.12.2017 | 05:47 Min.

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Stand: 19.12.2017, 14:07