Archäologen nutzen Spitzentechnologie, um die Große Mauer mithilfe von Fernerkundung wiederherzustellen und die Menschen der Antike mithilfe von DNA-Technologie zum „Sprechen“ zu bringen

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Chen Dian (Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Im Nebel der Geschichte ist die Archäologie wie ein Suchscheinwerfer, dessen schwaches Licht die vagen Umrisse antiker Ruinen und geheimnisvoller Zivilisationen erhellt. Früher glich der archäologische Pfad einer Wildnis, in der die Forscher auf Schaufeln und Notizbücher angewiesen waren, schwitzend an antiken Stätten arbeiteten und Stück für Stück Hinweise auf die Vergangenheit freilegten.

Eine Schaufel, eine Bürste, ein Mikroskop ...

Bei archäologischen Ausgrabungen verwendete Werkzeuge (Bildquelle: Veer Gallery)

Heute hat die rasante Entwicklung von Wissenschaft und Technologie der Archäologie neue Flügel verliehen. Die technologische Archäologie ist wie ein riesiger Werkzeugkasten, gefüllt mit verschiedenen Spitzentechnologien – Computersimulation und -rekonstruktion, biologisch-genetische Analyse, physikalische Spektraldetektion, chemische Materialanalyse, geologische stratigraphische Forschung … Diese magischen Fähigkeiten sind wie Magie, die durch Zeit und Raum reisen kann und es uns ermöglicht, den Puls der Antike zu fühlen und ein tiefes Verständnis für die verschiedenen Lebensbedingungen unserer Vorfahren zu gewinnen.

Fernerkundungsarchäologie: Eine „Gottesperspektive“ mit Blick auf antike Monumente aus großer Höhe

Chinas riesiges Land hat eine lange Geschichte und Kultur hervorgebracht und verfügt über eine große Zahl kultureller Relikte und historischer Stätten, die über das ganze Land verstreut sind. Von großen antiken Siedlungen bis zu antiken Städten, Kaisergräbern, der Großen Mauer, der Seidenstraße usw. – diese wertvollen Stätten bilden den Kern unserer reichen und farbenfrohen historischen Kultur und tragen auch die Erinnerung an die Menschheitsgeschichte in sich. Im Laufe der Zeit und aufgrund von Veränderungen in der Umgebung ist das Erscheinungsbild dieser Ruinen jedoch zunehmend verschwommener geworden.

Zu dieser Zeit betrat die Fernerkundungsarchäologie die Bühne.

Kurz gesagt ist Fernerkundungsarchäologie eine Methode zur Fernbeobachtung und Erkennung von ober- und unterirdischen Relikten mithilfe von Sensoren wie elektromagnetischen Wellen . Diese Technologie ermöglicht uns eine „Gottesperspektive“ und fängt nicht nur wunderschöne Landschaften ein, sondern auch die unter der Oberfläche verborgenen Schätze.

Luftaufnahme der Ruinen der antiken Stadt Liangzhu (Fotoquelle: Offizielle Website der Staatlichen Verwaltung für Kulturerbe)

Durch die Analyse von Satellitenbildern oder Drohnenfotos, kombiniert mit Daten wie topografischen und spektralen Bildern, können wir den Standort, die Verteilung, die Größe, die Form und sogar die Eigenschaften der Umgebung des Standorts bestimmen. Darüber hinaus können mithilfe der Fernerkundungstechnologie Veränderungen an der Oberfläche verfolgt werden , was uns hilft, den Schutzstatus antiker Stätten zu verstehen und bessere Schutzmaßnahmen zu entwickeln.

Fernerkundungsinterpretation des Abschnitts Guazhou-Shazhou der Seidenstraße (Fotoquelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Natürlich können natürliche Faktoren auf der Oberfläche, wie Vegetation und Topographie, die Interpretation von Fernerkundungsbildern beeinträchtigen und so die Herausforderung noch vergrößern. Daher ist es oft notwendig, die Fernerkundung mit anderen Techniken zu kombinieren, um die Genauigkeit und Vollständigkeit der Ergebnisse sicherzustellen.

Beispielsweise hat die Große Mauer, ein altes und majestätisches Bauwerk, unter der Erosion der Zeit und der Zerstörung durch den Menschen gelitten. Mithilfe der Fernerkundungstechnologie haben wir jedoch die Möglichkeit, die zwischen Wüste und Bergen verborgenen Überreste zu entdecken und die ausgedehnten Pfade und Adern zu überblicken, um diese alte Geschichte besser zu schützen und zu verstehen.

„Restaurierung“ der alten Großen Mauer von Xinjiang mit Hilfe von Fernerkundungstechnologie (Fotoquelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Ob es sich um den Kaiserkanal handelt, der sich über fast 2.000 Kilometer erstreckt, oder um die unter der Erde ruhenden Ruinen von Hauptstädten wie Liangzhu, Taosi und Erlitou, oder um die alten Länder, die an der Seidenstraße der Vergangenheit begraben liegen – sie alle werden uns durch die Fernerkundungsarchäologie nach und nach wieder auf intuitive und lebendige Weise präsentiert.

Dating: Den Code der Zeit knacken

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein Archäologe, der vor einer antiken Stätte steht und über die Geschichten hinter den Reliquien nachdenkt. Hier sind Spuren früherer Menschen begraben, aber Sie stehen vor einem schwierigen Problem: Aus welcher Zeit stammen diese Relikte?

In der Vergangenheit haben Archäologen anhand von Ähnlichkeiten auf das Alter von Relikten geschlossen. Wie bei einem Puzzle vergleichen Sie Artefakte aus verschiedenen Orten, suchen nach Ähnlichkeiten und verwenden diese Ähnlichkeiten dann, um festzustellen, ob sie zeitgenössisch sind. Dieser Ansatz kann jedoch manchmal zu Verwirrung führen. Obwohl einige Artefakte ähnlich sind, können sie aus unterschiedlichen Epochen stammen, sodass Ihre Forschung voller Spekulationen und Unsicherheiten ist.

Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie haben uns moderne archäologische Datierungstechniken ein Fenster in die Vergangenheit geöffnet. Zu den wichtigsten Techniken zählt die Datierung mit radioaktiven Isotopen , die bekannteste davon ist die Kohlenstoff-14-Datierung .

Die Kohlenstoff-14-Datierung basiert hauptsächlich auf der Zerfallsperiode des Kohlenstoffelements, wobei der Zerfallsgrad des Kohlenstoffs in der Substanz gemessen wird, um die Zerfallszeit abzuschätzen. Je präziser die Messung der Kohlenstoffatome ist, desto genauer kann die Zeit bestimmt werden. Diese Technologie eignet sich für die Datierung der letzten Zehntausende von Jahren und stellt ein leistungsfähiges Instrument für die Untersuchung der Altsteinzeit, Jungsteinzeit usw. dar.

Häufig verwendete Proben für die Kohlenstoff-14-Datierung (Bildnachweis: Institut für Archäologie, Chinesische Akademie der Sozialwissenschaften)

Darüber hinaus ist die Baumringdatierung auch in der archäologischen Forschung eine wichtige Technik zur Altersbestimmung. Das Prinzip ist ganz einfach. Durch die Analyse und Untersuchung der Baumringe in einer bestimmten Klimazone und die Erstellung einer Chronologie der Baumringe in langer Abfolge ist es möglich, die hölzernen Relikte derselben Baumart, die in archäologischen Stätten in diesem Gebiet ausgegraben wurden, genau zu datieren.

Darüber hinaus bieten Methoden wie die Thermolumineszenzdatierung und die paläomagnetische Datierung den Archäologen eine Vielzahl von Datierungsmethoden. Beispielsweise ist die Thermolumineszenzdatierung in Situationen anwendbar, in denen sich Mineralpartikel unter langfristiger Beleuchtung ansammeln, und kann zur Bestimmung des Alters von Sedimenten verwendet werden. Durch die paläomagnetische Datierung wird das Alter von Bodenmineralien durch Untersuchung des fossilen Magnetismus von Bodenmineralien bestimmt.

OSL-Datierungsproben (Bildnachweis: Institut für Archäologie, Chinesische Akademie der Sozialwissenschaften)

Mithilfe von Datierungsdaten können wir das wahre Alter von Artefakten und Stätten ermitteln und klare zeitliche Verbindungslinien zwischen verschiedenen Kulturen und Ereignissen ziehen. Wir können sogar Relikte von verschiedenen Orten in chronologischer Reihenfolge miteinander verbinden, um den kulturellen Austausch und Wandel in der Antike detaillierter darzustellen.

Alte DNA-Forschung: Hören Sie, die Überreste können „sprechen“

Wer sind wir und woher kommen wir? Früher nutzten die Menschen Mythen, um ihre Herkunft zu erklären. Mit der rasanten Entwicklung der modernen DNA-Technologie haben Wissenschaftler einen neuen Weg gefunden, das Geheimnis der menschlichen Herkunft zu lösen.

Wissenschaftler extrahierten DNA aus antiken Überresten , was so viel bedeutete, als hätten sie die Gene der Vorfahren erweckt und sie damit wieder zum Leben erweckt. Durch den Vergleich der genetischen Informationen moderner und antiker Menschen können wir die familiären Beziehungen der antiken Menschen Stück für Stück wiederherstellen . Wir können herausfinden, ob die Vorfahren verwandt waren, ob sie derselben Familie angehörten und sogar die Migrationsgeschichte der Urmenschen zurückverfolgen.

Experimenteller Prozess zur Untersuchung alter DNA (Bildquelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Als Wissenschaftler beispielsweise die alte DNA von Neandertalern untersuchten, entdeckten sie unerwartet, dass Neandertaler und moderne Menschen tatsächlich einige der gleichen genetischen Fragmente besaßen. Diese gemeinsamen Gene könnten dem Menschen einst geholfen haben, sich an kalte Umgebungen anzupassen.

Noch überraschender ist, dass Wissenschaftler durch eine eingehende Analyse der alten DNA afrikanischer Völker eine alte Legende bestätigen konnten: Der Ursprung des modernen Menschen liegt in Afrika.

Alte DNA kann auch Aufschluss über die Entwicklung und Differenzierung von Sprachen geben . Mit der Trennung der verschiedenen Gruppen veränderten sich ihre Sprachen allmählich und differenzierten sich in unterschiedliche Dialekte und Sprachen.

Durch die Analyse der Genome früherer Menschen können Wissenschaftler die Geschichte dieser Sprachveränderungen zurückverfolgen . Eine Studie ergab beispielsweise, dass Veränderungen im Genom des Menschen in verschiedenen Regionen Europas eng mit der Verbreitung von Sprachfamilien zusammenhängen, was den Verlauf der Evolution der menschlichen Sprachen in der Antike aufzeigt.

Das Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und seine Kooperationsteams führten archäologische Ausgrabungen durch, und die Erforschung alter DNA enthüllte die Evolutionsgeschichte der menschlichen Populationen auf dem Qinghai-Tibet-Plateau im Verlauf der letzten 5.100 Jahre. (Bildquelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Allerdings ist die Erforschung alter DNA nicht ohne Herausforderungen. Die DNA in antiken Überresten ist im Laufe der Zeit normalerweise erodiert und kann in sehr geringem Maße abgebaut worden sein. Wissenschaftler müssen in extrem kleinen DNA-Fragmenten nach Hinweisen suchen, was so schwierig ist wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Sie müssen fortschrittliche Technologien einsetzen und die genetischen Sequenzen der Vorfahren geduldig rekonstruieren, um ihre Geschichten wiederherzustellen.

Rückstandsanalyse: Aus den Details das Bild der antiken Zivilisation entschlüsseln

Bei den verschiedenen Produktionstätigkeiten der Alten hinterließen sie oft unbeabsichtigt winzige und fragmentarische Spuren. In früheren archäologischen Studien wurde es oft versäumt, diese Einzelheiten zu untersuchen.

Die organische Substanz, die bei der Verarbeitung und Nutzung biologischer Ressourcen durch unsere Vorfahren übrig bleibt, wird zusammenfassend als organische Rückstände bezeichnet.

Organische Rückstände können in zwei Arten unterteilt werden: Die einen sind mit bloßem Auge sichtbar , wie Flüssigkeiten und verkohlte Materialien; Bei den anderen handelt es sich um Spurenrückstände, die zu klein sind, um direkt beobachtet zu werden, darunter an Keramikfragmenten adsorbierte Lipide, Weinsäure, Harzsäure und sogar pflanzliche Mikrofossilien wie Phytolithen und Stärkekörner.

Obwohl sichtbare Rückstände bei archäologischen Ausgrabungen relativ selten sind, sind Spurenrückstände auf antiken Steinwerkzeugen, Töpferwaren und Bronzeartefakten weit verbreitet und zum Hauptforschungsobjekt der Analyse organischer Rückstände geworden.

Eine Miniatur-Kupferbox und die darin enthaltenen Überreste, ausgegraben auf dem Beibai'e-Friedhof in Yuanqu

(Fotoquelle: Archäologisches Institut der Provinz Shanxi)

Durch die Analyse organischer Rückstände können Wissenschaftler Einblicke in die Essgewohnheiten, Lebensmittelverarbeitungstechniken und vieles mehr der Menschen früherer Zeiten gewinnen. So können beispielsweise aus antiken Tonscherben extrahierte Speisereste Aufschluss über die Ernährungsstruktur und Vorlieben der Menschen früherer Zeiten geben und sogar Rückschlüsse auf antike Rezepte zulassen.

Darüber hinaus liefern die organischen Rückstände in tierischen und pflanzlichen Überresten und Relikten wichtige Hinweise für die Erforschung der Entstehung und Verbreitung der Landwirtschaft. Durch die Analyse der genetischen Informationen und der organischen Substanz von Nutzpflanzen können wir den Ursprung der Landwirtschaft, ihren Verbreitungsweg und die Entwicklung der Agrartechnologie aufdecken.

Gleichzeitig trägt die Analyse organischer Rückstände auch dazu bei, die Entwicklung des antiken Kunsthandwerks zu erforschen. Aus antiken Artefakten extrahierte organische Moleküle können Aufschluss über den Aufstieg und Fall antiker Industrien wie der Textil-, Medizin- und Kosmetikindustrie geben. Durch die Analyse der organischen Rückstände in den Ruinen können wir verstehen, wie die Menschen im Altertum Rohstoffe aus der Natur gewannen und wie sie diese zu Produkten für verschiedene Zwecke verarbeiteten. Dadurch wird das technologische Niveau des antiken Kunsthandwerks sichtbar.

Forscher nahmen vor Ort Proben und führten wissenschaftliche Analysen durch (Bildquelle: The Paper)

Abschluss

Wie der Name „technologische Archäologie“ schon andeutet, ist die Technologie zu einem unverzichtbaren Mittel der archäologischen Forschung geworden, das es uns ermöglicht, den Schleier der Vergangenheit zu lüften und die Spuren der Alten zu berühren.

Angesichts des kontinuierlichen technologischen Fortschritts haben wir Grund zu der Annahme, dass die wissenschaftliche und technologische Archäologie der Zukunft uns noch mehr Überraschungen und Entdeckungen bringen wird.

Ob es um die Restaurierung prächtiger Ruinen oder die Erforschung winziger Relikte geht, jede wissenschaftliche und technologische archäologische Ausgrabung ist ein wichtiger Schritt zur Lösung historischer Rätsel. Mithilfe von Wissenschaft und Technologie hat die Archäologie eine Brücke gebaut, die das historische Gedächtnis weiterträgt, uns ein tieferes Verständnis der Menschheitsvergangenheit ermöglicht und unbegrenzte Möglichkeiten für zukünftige Forschungen bietet.