LES MOUVEMENTS DE POPULATIONS ANCIENNES PAR L’ÉTUDE DU STRONTIUM

Les isotopes sont présents partout dans l’environnement et se retrouvent dans les plantes par l’intermédiaire des sédiments et de l’eau, puis dans les tissus animaux (et donc dans ceux de l’homme) à travers l’alimentation, la boisson et la respiration. L’analyse des isotopes stables, comme ceux du carbone, de l’azote, du strontium… permet d’étudier les régimes alimentaires d’un individu ou d’un groupe d’individus et de déterminer l’endroit dans lequel un individu a grandi ou vécu les vingt à vingt-cinq dernières années de sa vie.

Le strontium est abondant dans la nature et se trouve surtout dans les roches et les sédiments. Avec l’érosion des sédiments et leur dispersion dans l’eau et les ressources alimentaires, il est absorbé par l’organisme qui l’incorpore dans les tissus osseux. Le ratio isotopique du strontium varie d’une région géographique à l’autre. Par conséquent, l’analyse des ratios isotopiques du strontium des os ou des dents peut permettre de déterminer l’origine géographique d’un individu ou de mesurer l’homogénéité d’un groupe d’individus.

Les os et les dents sont les tissus les plus fréquemment analysés, car ils sont durs et se conservent longtemps dans les contextes archéologiques. L’os est formé de deux composants : une matrice organique majoritairement composée de collagène, et une matrice minérale inorganique composée surtout de phosphates de calcium. L’os est un tissu vivant qui se renouvelle en permanence lorsque nous grandissons et vieillissons. Cependant, ce processus est très lent, et l’os cortical dense reflète approximativement les dix à quinze dernières années de vie d’un individu. Les dents sont aussi composées de matériaux organiques et minéraux, mais l’émail dentaire ne se renouvelle pas. Par conséquent, les dents sont très utiles lorsque l’on veut déterminer l’environnement des premières années de vie d’un individu. De plus, la comparaison des dents et des os d’un même individu permet de déterminer s’il a migré d’une région à l’autre depuis son enfance. Les dents montrent le lieu de vie pendant l’enfance, et les os le lieu de vie pendant les années qui ont précédé le décès.

Le principe est de comparer le rapport 87Sr/86Sr des os et/ou de l’émail dentaire à celui de l’environnement (sédiments) autour du site archéologique et dans les régions avoisinantes (à substrats géologiques différents). Cela permettra de discuter de l’origine géographique des aliments ingérés par les individus.

La sélection du matériel respectera, dans la mesure du possible, la préservation des vestiges archéologiques tout en satisfaisant les besoins de l’étude. L’échantillonnage de fragments osseux doit préférentiellement être réalisé au niveau de l’os cortical. L’étude devra porter sur des séries de plusieurs sujets pour être pertinente, nous tenterons de sélectionner toujours la même partie anatomique. Pour les études de tissus dentaires, en fonction des problématiques d’étude inter ou intra-individuelle, nous réaliserons soit une analyse par dent, soit une multi-analyse par strate. L’analyse sera réalisée à l’aide d’un spectromètre de masse multi-collecteurs couplé ou non à une ablation laser.

Les échantillons de dents animales sont nettoyés avec de l’éthanol et placés sur une lame de verre pour procéder à l’ablation de la surface externe de l’émail. Pour le cas spécifique des dents d’herbivores, nous choisirons des zones d’analyse à la base, au milieu et au sommet de chaque dent, afin d’évaluer l’émail qui s’est formé à différents moments de la vie de l’individu. Le spectromètre est couplé à un système laser, équipé d’une cellule d’ablation (LA-ICP-MS). Pour l’analyse par ablation laser, des balayages linéaires de 500 µm de longueur sont appliqués avec une taille de spot circulaire de 100 µm, une vitesse de translation de 5 µm/s. Nous utilisons plusieurs matériaux de référence internes de bioapatite, ainsi que de l’apatite et du carbonate.

L’analyse du strontium est précieuse pour étudier le mouvement des populations. Grâce à nos scientifiques expérimentés et nos appareils à la pointe de la technologie, l’étude du strontium est une spécialité des laboratoires CIRAM.