Fruit carbonate in archaeological sites: a new proxy for reconstructing agricultural systems of early societies

• Applicant: Privatdozentin Dr. Simone Riehl
• Subject Area: Egyptology and Ancient Near Eastern Studies ; Mineralogy, Petrology and Geochemistry ; Prehistory and World Archaeology
• Term: from 2018 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 404630470

• Final Report Year: 2022

Final Report Abstract

(1) Die im Laufe des Projektes durchgeführten experimentellen Arbeiten führten zu einem tieferen Grundverständnis des Potentials von Fruchtkarbonat für die archäologische und paläoökologische Forschung. Bezüglich der bisher manchmal beobachteten zu hohen Werte des 14C-Alters der von Fruchtkarbonat der Lithospermeae kann nun vermutet werden, dass diese im Wesentlichen durch einen niedrigeren 14C-Gehalt in der Kalkfraktion zu Lebzeiten der Pflanze verursacht werden. Dagegen scheint der Einfluss der Substrate geringer zu sein. (2) Die Sauerstoffisotopie von Fruchtkarbonat zeigte einen bereits vermuteten (jedoch durch frühere Messungen an gesammelten Proben nicht erwiesenen) Beitrag der Temperatur zu δ18O-Werten der CaCO3-Fraktion der Lithospemeae-Früchte. Kein wesentlicher Einfluss auf die δ18O-Werte von Fruchtkarbonat ergab sich für die früher als Hypothese geäußerten Unterschiede der Temperatur der hellen und dunklen Phase im Tagesrhythmus der Pflanzen. (3) Die ersten Messungen der 87Sr/86Sr-Verhältnisse bei Fruchtkarbonat zeigten ein differenziertes Bild für verschiedene Fundplätze. Dabei lässt sich zwischen den mineralischen Bestandteilen der Kulturschicht und dem Fruchtkarbonat eine deutliche 87Sr/86Sr-Differenz feststellen, während die verkohlte organische Fraktion keinen wesentlichen Sr-isotopischen Unterschied zum Sediment zeigt. Eine Kombination dieser Ergebnisse bietet eine optimistische Perspektive der Anwendung der 87Sr/86Sr-Analyse an Fruchtkarbonat für archäologisch relevante Provenienzstudien. (4) Die Corona-Pandemie beeinträchtigte erheblich die Umsetzung der im Originalkonzept gesetzten Ziele. Vor allem der Ausfall der geplanten Geländearbeiten und der Rückgang der Leistungskapazität der Labore verhinderten die Durchführung der zweiten Phase des Projektes. Insbesondere die zeitintensiven 14C- und Δ47-Analysen konnten nur bedingt oder gar nicht vorgenommen werden bzw. gingen erst nach Abschluss des Projektes ein. Auf der anderen Seite wurde durch diese besondere Situation die Suche nach Alternativwegen stimuliert. Vor allem sind die neuen Kontakte zu ukrainischen Kollegen erwähnenswert, die nun den Zugang zu einem breiten Spektrum archäologischer Fruchtkarbonat-Funden in osteuropäischen Stellengebieten (einem der Diversitätszentren der Lithospermeae) ermöglichen und eine Reihe von neuen Fragestellungen aufwerfen.

Publications

• Stable Isotopes in Ancient Agriculture. A Companion to Ancient Agriculture, 55-81. Wiley.
  Riehl, Simone
  
• 14C in biogenic carbonate of plant origin: environmental factors and potential for radiocarbon dating. Radiocarbon in the environment III, Gliwice, Poland, 5-9 Jul. 2021. Book of Abstracts. 20
  Pustovoytov, K., Riehl, S. & Franzaring, J.
  
• Fruit carbonate of Lithospermeae: 14C, stable isotope composition and potential as a paleoenvironmental proxy. EGU General Assembly, Vienna, 19-30 Apr. 2021
  Pustovoytov, K. & Riehl, S.
  
• Stable isotope composition of weed plant carbonate as a paleoenvironmental indicator for past agroecosystems. EAA annual meeting, Kiel, 6-11 Sept. 2021. Abstract Book. 688
  Pustovoytov, K. & Riehl, S.
  
• Provenance, and environment context of pedogenic carbonates formation from MIS 3 to MIS 1 in the Teotihuacan Valley, Mexico. Quaternary International, 618, 52-69.
  Valera, Fernández Daisy; Solleiro, Rebolledo Elizabeth; Sedov, Sergey & Pustovoitov, Konstantin