– Att studera föremål på atom- och molekylnivå är lite som att göra en utgrävning i miniatyr. Istället för att gräva ut en boplats, undersöker du mikrostruktrer i ben, keramikskärvor, sten- eller metallredskap. På en boplats studerar vi föremålens sammanhang och ordning. Man söker samband mellan olika föremål och större anlagda strukturer som människor har lämnat efter sig, säger Björn Nilsson, arkeolog vid Institutionen för Arkeologi och Antikens Historia, och fellow vid LINXS, Lund Institute of Advanced Neutron and X-Ray-Science.
– När vi studerar ett arkeologiskt föremål med röntgenavbildningstekniker eller neutronspridning kan vi få fram liknande information. Vi kan se strukturen på olika material och hur de är sammansatta. Den höga upplösningen, precisionen, och inte minst kombinationen av olika undersökningstekniker har inte varit möjlig tidigare.
Upplösningen är skillnaden
Björn Nilsson förklarar att synkrotron- och neutrontekniker lämpar sig särskilt väl för att studera komplexa material, exempelvis sten- och järnföremål med mikroskopiska rester av material som de kommit i kontakt med under brukstiden, eller ben från djur och människor. Undersöker man enklare föremål, som kanske är gjorda av endast ett material kan man använda sig av enklare röntgentekniker.
Ett exempel på ett komplext material är ett ben från en 9000 år gammal uroxe som påträffades under utgrävningar i en torvmosse några mil utanför Lund. Björn Nilsson och hans kollegor har använt sig av en teknik som heter mikrotomografi, där man gör en tredimensionell bild av benet för att kunna studera det i sin helhet. Modellen, som togs fram vid forskningsanläggningen Elettra i Italien, visade att benet hade en skottskada – i benet satt resterna av en pil gjord av ben.
– Det är första gången vi har kunnat hitta spår efter en benspets i ett uroxeskelett. I några ovanliga fall har man påträffat rester av flinta i uroxeben. Men nu vet vi alltså att även benspetsarna användes vid storviltsjakt.
– Det är upplösningen och känsligheten som gör skillnaden. Vanlig röntgen gör inte skillnad på ben och ben. Men med högre upplösning vi få fram en helt annan typ av information. Då kan man gå vidare och undersöka mer: till exempel vilka grundämnen finns det i benet? Var pilspetsen bestruken av gift?
Den här typen av information öppnar upp för ny kunskap och frågor om hur våra förfäder levde menar Björn Nilsson. Hur kunniga var dem vad gäller att framställa gift? Hur vanligt var det att jaga med pilar gjorda av ben? Och varifrån kom benet som pilen gjordes av?
Andra perspektiv på järn-och ståltillverkning
Ett annat område där synkrotron- och neutrontekniker kan ge nya perspektiv är järn- och ståltillverkning, som har pågått i Sverige i cirka 3000 år, sedan järnåldern tog vid. Tidigare har det varit en utmaning för arkeologer att studera järn eftersom det rostar och förstörs. En process som accelerar när objekten tas upp ur jorden och kommer i kontakt med fukt och syre.
– Med neutroner kan vi se kol- och stålhalt i järnet, och därmed blir det lättare att förstå hur väldigt rostiga föremål en gång sett ut, hur de tillverkades och hur vi bäst bevarar dem. Under vissa delar av järnåldern vet vi att ståltillverkningen var på en mycket hög nivå, och undersökningar från olika platser berättar mer om hur dessa tekniker spriddes och användes.
Ny bild av Skandinavien?
Björn Nilsson tror att forskningen på sikt kan komma att ge oss en ny bild av Skandinavien, som ofta varit sett som underutvecklat under järnåldern. Inte minst eftersom synkrotron- och röntgentekniker kan ge snabbare svar och skynda på forskningen.
– Vi vill studera vardagsföremål, som knivar och kärl för att få reda på hur vanliga människor levde under olika tidsperioder. Bulken av det som hittas från järnåldern, som på boplatser som Uppåkra är just bruksföremål.
– Kan vi identifera mönster på boplatser som vi inte har sett tidigare? Kanske, eftersom rostiga bruksföremål är väldigt vanliga i utgrävningar i Sverige. Nu har vi teknikerna att studera hur de är sammansatta, och därmed få mer ledtrådar om hur utbredd handeln var, och varifrån järnet och stålet kom.
Forskningsfältet sitter ihop med frågeställningar om människan
Björn Nilsson reflekterar att forskningsteknikerna också kan ge svar på grundläggande frågor om hur vi männsikor har utvecklats. Hur kommer det sig att vi använder material och teknik i allt mer komplexa former idag?
– Ett intressant område att utforska är förhistoriska beteenden kopplat till material och teknikanvändning. Sedan järnåldern har vi människor blandat material, tillverkat redskap av järn och stål, och bränt träd för att få träkol. Kan den arkeologiska materialforskningen ge oss en mer nyanserad bild av varför vi brukar naturresurser som vi gör idag i det moderna samhället?
Sist men inte minst framhåller Björn Nilsson att vi ännu bara är i början av en ny forskningsvåg vad gäller ny kunskap och nya möjligheter.
– Det är min starka övertygelse att vi kommer att se mer och mer upptäckter inom områden som medicin och häsa. Jag tror också att gränsen för vad som är geologi och biologi kommer att suddas ut eftersom vi nu kan studera sammansatta material, exempelvis biomolekyler som sitter fast på föremål eller andra material, avslutar Björn Nilsson.
