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Von Joachim Heinz
Interesse an einer Reise in die Vergangenheit – mit Mitteln der modernen Forschung? Archäologie und Naturwissenschaften machen es möglich. Der Mix aus beidem trägt dazu bei, die Welt von gestern zu erkunden. Egal, ob es sich um Nilpferde am Oberrhein handelt, eine rätselhafte Seuche oder einen merkwürdigen Fund in einem Wald bei Speyer.
Rotbraun sind sie, an den Enden spitz zulaufend. 20 Eisenbarren, die Ende Februar 2026 als „neueste Ausstellungsstücke im ‚Schaufenster der Generaldirektion Kulturelles Erbe GDKE‘ im Landesmuseum Mainz“ präsentiert wurden. Die unscheinbar wirkenden Exponate haben es in sich. „Die 20 Barren erweisen sich bei genauer Betrachtung als Schlüssel zu Wirtschafts- und Technikgeschichte von vor über 2.000 Jahren“, sagte die für das kulturelle Erbe zuständige Staatssekretärin Simone Schneider. „Die auffällige Einheitlichkeit von Form, Größe und Gewicht zeigt, dass wir es mit standardisierten Handelsprodukten zu tun haben.“
Damit eröffne der Fund „Einblicke in eine bereits erstaunlich organisierte Welt von Rohstoffgewinnung, Weiterverarbeitung und überregionalem Handel“, so Schneider weiter. „Die Eisenbarren sind also weit mehr als nur Metall – sie belegen frühe Wirtschaftsstrukturen in einer Region, die schon in der vorrömischen Eisenzeit Teil weitreichender europäischer Austauschnetze war.“ Die Fundstücke ähneln einander überdies auffallend in Form und Größe. Das deute darauf hin, dass sie aus einer einzigen Schmiedewerkstatt stammen könnten.
Die Barren, die nicht nur die Staatssekretärin jubilieren lassen, wurden den Angaben zufolge 2020 von einer erfahrenen Sondengängerin in einem Wald bei Speyer entdeckt. Als diese erkannte, wie tief die Funde lagen, informierte sie umgehend die Landesarchäologie in Speyer, die zur GDKE gehört. So hätten die Objekte nach gültigen archäologischen Standards geborgen werden können – inklusive Informationen zu Lage und Befundsituation.
Das wiederum werten die Verantwortlichen als echten Glücksfall. Zwar seien rund 1.300 Eisenbarren dieser Art aus Mitteleuropa bekannt. Doch nur wenige stammten aus einem gesicherten archäologischen Kontext. Hinzu kam laut GDKE, dass die Speyerer Funde restauratorisch unbehandelt waren – ein entscheidender Vorteil für die naturwissenschaftliche Auswertung. Die lag in den Händen der Spezialisten vom Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie in Mannheim, kurz CEZA.
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des europaweit renommierten Labors konnten nachweisen, dass 19 der 20 Barren die gleiche chemische Signatur aufweisen. Eine 14C-Analyse – allgemein auch mit der Schreibweise C-14-Analyse bekannt – bestätigte die typologische Datierung in die vorrömische Eisenzeit. „Naturwissenschaften und Archäologie sind wie zwei gute Partner, die eine Ehe eingehen sollten“, lautet das Credo von CEZA-Geschäftsführer Dr. Ronny Friedrich. Wenn er von seiner Arbeit erzählt, gerät er schnell ins Schwärmen. Das liegt, wie er sagt, an der Bandbreite an Methoden und Disziplinen, die bei den Analysen zum Einsatz komme. Und an den Erkenntnissen, die sich daraus gewinnen ließen.
Ein anderes Beispiel aus der Arbeit des Labors: Untersuchungen von uralten Flusspferdknochen aus dem Oberrheingraben. Ein internationales Forschungsprojekt unter Leitung des CEZA, der Universität Potsdam und der Reiss-Engelhorn-Museen Mannheim konnte mittels paläogenetischer Methoden und Radiokarbon/14C-Datierungen nachweisen, dass Flusspferde noch vor etwa 47.000 bis 31.000 Jahren in dieser Region lebten. Die Spezialisten stellten damit bisherige Annahmen zum Aussterben der Tiere in Europa in Frage.
„An vielen Skelettresten konnten wir aussagekräftige Proben entnehmen – nach dieser langen Zeit keine Selbstverständlichkeit“, sagt CEZA-Geschäftsführer Friedrich. Eine genomweite Analyse zeigte eine sehr geringe genetische Vielfalt, was auf eine kleine, isolierte Population im Oberrheingraben hindeutet. Auch wenn es also nur wenige Vertreter der Spezies gab: Die wärmeliebenden Flusspferde lebten zur selben Zeit wie kälteangepasste Arten, zu denen etwa Mammuts und Wollnashörner gehören.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Flusspferde am Ende der letzten Warmzeit nicht aus Mitteleuropa verschwunden sind wie bisher angenommen“, bilanziert der Erstautor der Studie Dr. Patrick Arnold. „Daher sollten weitere Flusspferdfossilien, die traditionell der letzten Warmzeit zugeordnet wurden, erneut untersucht werden.“ Merke: Erfolgreiche Untersuchungen können neue Fragen aufwerfen – für die wiederum eine ganze Reihe an naturwissenschaftlichen Methoden zur Verfügung stehen.
Jost Mergen, Archäologe und Leiter der Sammlungen im Rheinischen Landesmuseum Trier nennt geochemische und -physikalische Sedimentanalysen zur Landschafts- und Umweltrekonstruktion als Beispiele. Aber auch Röntgenfluoreszenzanalysen, um mineralische Produkte wie Töpfereierzeugnisse zu untersuchen. Und dann gibt es im Museum ein Labor für Dendrochronologie, 1970 gegründet und eines der ältesten seiner Art in Deutschland.
Bei dieser Methode geht es um die Jahresringkurven bei Bäumen. Die Breite eines Jahresrings wird neben den allgemeinen Standortbedingungen wie etwa Bodengüte und Hangneigung vor allem durch klimatische Gegebenheiten bestimmt. Die Bedeutung der Jahresringabfolgen für die Datierung von Holzproben wurde erst vor einigen Jahrzehnten erkannt, wie Laborleiter Andreas Rzepecki erläutert.
Den Grundstein legte Anfang des 20. Jahrhunderts der US-amerikanische Astronom Andrew Ellicot Douglass, der Zusammenhänge zwischen Sonnenfleckenzyklen und Jahrringen nachweisen wollte. „Im Rahmen seiner Untersuchungen sammelte Douglass zahlreiche archäologische Holzfunde aus Siedlungen amerikanischer Ureinwohner im Südwesten der USA“, so Rzepecki. Der US-Wissenschaftler stellte demnach fest, dass sich die Jahrringkurven durch überlappende Bereiche zu längeren Kurven verbinden lassen.
Im Rahmen mehrerer Expeditionen sei es Douglass 1929 gelungen, eine zusammenhängende Chronologie bis circa 700 nach Christus aufzubauen. „Mit dieser Referenzkurve konnte er erstmalig die Siedlungen zeitlich genau einordnen – eine Sensation für die historische Forschung in den USA, was Douglass zum Begründer der modernen Dendrochronologie machte“, fasst Rzepecki zusammen.
In Trier entwickelte der erste Laborleiter Ernst Hollstein eine fortlaufende und überregionale „Eichenchronologie“ für Westdeutschland einschließlich Luxemburg, Belgien, den südlichen Niederlanden und Lothringen in Frankreich. Diese „Mitteleuropäische Eichenchronologie“ umfasste schließlich einen Zeitraum von 690 vor Christus bis 1975 und gilt heute als eine der wenigen frei verfügbaren Langzeitchronologien im mitteleuropäischen Raum.
In jüngere Zeit beschäftigen sich Rzepecki und sein Team vermehrt auch mit der historischen Pandemieforschung. „Im Rahmen eines kleineren internationalen Forschungsprojekts haben wir eine Studie zur Bewertung der Antoninischen Pest in römischer Zeit anhand absolut datierter Holzfunde durchgeführt“, sagt der Spezialist aus Trier.
Insgesamt nahmen die Experten 2099 Holzfunde unter die Lupe aus der Zeit zwischen 100 bis 300 nach Christus. Die Fundzahlen im Kernzeitraum der „Antoninischen Pest“ in den Jahren 165 bis 180 deuteten zwar auf regionale Einbrüche hin. Insgesamt aber liege daher die Annahme nahe, „dass es sich bei der ‚Antoninischen Pest‘ weniger um eine das ganze Reich gleichermaßen umfassende Pandemie handelte, sondern möglicherweise eher um eine räumliche und zeitliche Abfolge von einzelnen epidemischen Clustern unterschiedlicher Ausprägung des vermutlich selben Erregers“, so das Fazit der Forscher.
Möglicherweise handelte es sich dabei um Pockenviren – mit teilwiese verheerenden Konsequenzen. Dennoch weckten die Ergebnisse der Untersuchung Zweifel an der Theorie, wonach eine großflächige Seuche den Untergang des Römischen Reiches einläutete. Weltgeschichte konserviert in uralten Hölzern. Rzepecki und sein Team wollen der Sache weiter nachgehen. „Weitere Veröffentlichungen in diesem Kontext sind in Vorbereitung.“
Dendrochronologie Untersuchungen nimmt auch das Forschungslabor CEZA in Mannheim vor. Eine weitere „Spezialität“ sind Isotopenanalysen. In der Bioarchäologie gehen sie Fragen zu Ernährung und Mobilität von Menschen und Tieren nach und tragen zu Klimastudien bei.
Dafür kommt modernste Technik zum Einsatz, wie der CEZA-Website zu entnehmen ist: „Für die Bestimmung von Blei-, Strontium-, Zinn-, Silber-, Antimon-, Kupfer- und Lithiumisotopenzusammensetzungen stehen der CEZA ein hochauflösendes Multikollektor-Massenspektrometer mit induktiv gekoppelter Plasmaionisation – Thermo Neptune Plus – zur Verfügung.“
Mit einem Thermionen-Massenspektrometer für negative Ionen können Osmium- und Rheniumisotopenverhältnisse ermittelt werden. Zwei Massenspektrometer für leichte stabile Isotope (IRMS isoprime) dienen zur Analyse von Kohlenstoff-, Stickstoff-, Sauerstoff- und Schwefelisotopenverhältnissen.
So lassen sich laut CEZA-Geschäftsführer Ronny Friedrich konkrete Aussagen über die Essgewohnheiten, aber auch die Herkunft der Menschen ableiten. „Es ist mitunter erstaunlich, wie mobil schon frühere Generationen waren – und welche Innovationen etwa im Ackerbau sich dadurch verbreitet haben“ sagt er. „Zuwanderung muss nicht notwendigerweise negativ sein. Das vergessen wir manchmal in den Debatten, die wir aktuell führen.“
Zurück in die Vergangenheit, genauer zu familiären und gesellschaftlichen Strukturen der Kelten. Hier wirkte CEZA-Mitarbeiterin Dr. Corina Knipper an einem Forschungsprojekt des Landesamtes für Denkmalpflege Baden-Württemberg und des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie mit. Im Zentrum standen die Grabhügel von Eberdingen-Hochdorf und Asperg-Grafenbühl. Wegen ihrer elitären Ausstattung mit Gold- und Bronzeobjekten, Wagen, Mobiliar, Speise- und Trinkgeschirr sowie Importgütern aus Griechenland und Etrurien gehören sie nach Ansicht von Experten zu den imposantesten Bestattungen der deutschen Ur- und Frühgeschichte.
Die Forscher des Max-Planck-Instituts sequenzierten mithilfe modernster Technik die Genome von 31 Individuen anhand von Zähnen und Schädelknochen aus dem Innenohr. Außerdem führte das CEZA Strontium– und Sauerstoff-Isotopenanalysen am Zahnschmelz von 17 Individuen durch, die bei vorherigen Forschungsprojekten nicht untersucht wurden.
Die Anteile verschiedener Isotope beider Elemente zeigen den Angaben zufolge, ob eine Person in der Nähe ihres Bestattungsortes aufwuchs oder aus der Fremde zugewandert war. „Die Studie bezeugt ein Netzwerk von Verbindungen unter den Kelten in Baden-Württemberg, wobei politische Macht durch biologische Verwandtschaft gestärkt und möglicherweise ähnlich einer Dynastie vererbt wurde“, lautet die Bilanz des CEZA. die Macht unter den keltischen Eliten wurde dabei offenbar vorzugsweise über die mütterliche Linie vererbt. Darauf deuteten auch reiche Bestattungen von Frauen hin, die in diesen Verbänden von frühen Führungskräften offenbar eine wichtige Rolle spielten.
Seit Kurzem ist der promovierte Physiker Dr. Ronny Friedrich Geschäftsführer des Forschungslabors CEZA in Mannheim. Das Kürzel steht für „Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie“. Im Gespräch mit dem VAA Magazin erläutert der 49-Jährige, womit genau sich die rund 30 Mitarbeitenden des Labors beschäftigen. Und welche Merkmale das CEZA zu einer europaweit ziemlich einzigartigen Einrichtung machen.
VAA Magazin: Was steckt hinter dem Begriff „Archäometrie“, den das Labor im Namen trägt?
Friedrich: Ganz allgemein geht es um die großen Fragen: Was haben wir Menschen in der Vergangenheit getan, wie haben wir das getan, warum und wann?
Und konkret?
Die Ursprünge der Archäometrie reichen bis ins späte 18. und frühe 19. Jahrhundert zurück, als man versuchte, Metalle chemisch zu klassifizieren. Nehmen wir zum Beispiel einen eisenzeitlichen Dolch, der in Dänemark gefunden wird. Für dessen Herstellung brauchte es Eisenerz. Mit modernen archäometrischen Methoden lassen sich heute die chemischen „Fingerabdrücke“ des Metalls untersuchen. Vergleicht man diese mit bekannten Erzvorkommen, kann man Hinweise darauf erhalten, aus welcher Region der Rohstoff ursprünglich stammt – möglicherweise sogar aus weit entfernten Bergbauregionen Mitteleuropas.
Warum ist es interessant, das zu ergründen?
Wir können durch solche Untersuchungen viel über Handelsbeziehungen erfahren. Oder über die Rolle von Eliten in früheren Zeiten. Wer über Rohstoffe verfügte, hatte Macht. Das sieht man etwa bei den eisernen Barren, die 2020 in einem Wald bei Speyer gefunden wurden und die wir für die Generaldirektion Kulturelles Erbe Rheinland-Pfalz ausgewertet haben. Die unscheinbar aussehenden Barren erlauben einen Einblick in Wirtschaft und Gesellschaft vor 2000 Jahren.
Welche Methoden und Disziplinen außer der Archäometrie wenden Sie bei Ihren Untersuchungen an?
Das Spektrum reicht von der Materialuntersuchung, Bioarchäologie über Dendrochronologie bis hin zur 14C- und Lumineszenzdatierung. Als technologisches Institut sind wir für all das entsprechend ausgestattet. Sie finden bei uns zwei Teilchenbeschleuniger, Massenspektrometer, aber auch eine der weltweit größten Baumringsammlungen – deren älteste Exemplare 12.000 Jahre alt sind. Mein eigenes Spezialgebiet ist beispielsweise die C-14-Methode, die eine absolute Datierung von Fundstücken erlaubt. Und die über den Kohlestoffkreislauf auch Auskünfte geben kann zum Klimawandel der Gegenwart.
Wer nimmt die Dienste von CEZA in Anspruch?
Natürlich Archäologen aus Universitäten und Behörden. Aber zu uns kommt auch mal der Kriminalkommissar mit einem Knochenfund, der wissen will, ob es sich um einen aktuellen Fall handelt. Wir hatten hier aber auch schon Reste von Textilien, Mumien – wir analysieren aber auch Gemälde oder Antiquitäten auf Echtheit beziehungsweise Alter.
Gibt es ein Projekt, das Sie persönlich besonders fasziniert?
Mir fällt schwer, ein konkretes Projekt zu nennen.
Warum?
Mich fasziniert die Vielfalt unserer Arbeit und der daraus resultierenden Erkenntnisse. Wenn wir ein Gräberfeld untersuchen und anhand der Isotopanalysen den Gehalt von Strontium oder Sauerstoff in Knochen und Zähnen unter die Lupe nehmen, können wir daraus Aussagen über die Essgewohnheiten, aber auch die Herkunft der Menschen ableiten. Es ist mitunter erstaunlich, wie mobil schon frühere Generationen waren – und welche Innovationen etwa im Ackerbau sich dadurch verbreitet haben. Zuwanderung muss nicht notwendigerweise negativ sein. Das vergessen wir manchmal in den Debatten, die wir aktuell führen. Meine Schlussfolgerung lautet: Was wir von gestern wissen, hat Relevanz für die Gegenwart!
Rund 95 Kilometerwar die Wasserleitung lang, welche die Römer einst von der Eifel bis nach Köln legten. Sie ist ein Bauwerk der Superlative. Gemessen an der Länge nahm diese Fernwasserleitung im gesamten Römischen Weltreich den dritten Platz und gilt heute als größter römischen Technikbau nördlich der Alpen. Bei einer Tagesleistung von 20 Millionen Liter Wasser standen jedem Römer in Köln rund 1.200 Liter Trinkwasser am Tag zur Verfügung. Staunen lässt auch die Bauzeit von schätzungsweise fünf Jahren. Einige weitere Daten: Für den Bau wurden schätzungsweise 350.000 Kubikmeter Erde bewegt. Größtes Einzelbauwerk war eine Aquäduktbrücke, die das Eifelwasser über eine Länge von 1.400 Metern über das Swisttal leitete. Eine weitere, rund 550 Meter lange Brücke, führte über die Erft. Den Umfang des verbauten Materials beziffern Experten auf bis zu 180.000 Kubikmeter.
Von 80/90 nach Christusan war die Wasserleitung wohl rund 190 Jahre in Betrieb. Weil die Römer kalkhaltiges Wasser bevorzugten, setzte sich in dieser Zeit Kalksinter (CaCO3) im Kanal ab, die stellenweise auf eine Dicke von bis zu 30 Zentimeter heranwuchs. Neben den Steinen und dem Gussbeton (Opus Cementicium) stand dieser Kalksinter bei mittelalterlichen Bauherren hoch im Kurs, weil die Transportwege zu den Marmorbrüchen in Norditalien in jener Zeit nicht mehr nutzbar waren.
Ende des 19. Jahrhundertswurden Teile der Römischen Eifelwasserleitung in Kreuzweingarten bei Euskirchen abgerissen. Vermutlich nutzte man den dort gewonnenen Kalksinter beim Wiederaufbau der Burg Dankwarderode in Braunschweig. Vom Kalksinter zum Schmuckstein, von Grabplatten und Treppenstufen zu bedeutsamen Bauwerken: Der „Aquäduktmarmor“ findet sich beispielsweise in der Stiftskirche St. Chrysanthus und Daria in Bad Münstereifel. Oder im Kloster Maria Laach und im Aachener Dom und Paderborner Dom, aber auch in den Kathedralen von Roskilde in Dänemark und Canterbury in England.
Noch heutekönnen Interessierte das imposante Stück Technikgeschichte an vielen Stellen entlang des Römerkanals erleben. Als „Einstiegshilfe“ bietet sich ein Besuch des Römerkanal-Informationszentrums in Rheinbach an. Für Entdeckernaturen mit ein wenig Ausdauer ist der Römerkanal-Wanderweg ein lohnendes Unterfangen. Entlang der einstigen Kanaltrasse führt die 116 Kilometer lange Route auf insgesamt sieben Etappen vorbei an zahlreichen Überresten des Römerkanals. Wer lieber liest, sollte zum Buch „Aquädukte. Wasser für Roms Städte“ von Prof. Klaus Grewe greifen. Der Geodät und Archäologe ist der beste Kenner des Kanals, hat ihn jahrzehntelang erforscht und für die Nachwelt gesichert. Weitere Informationen auch beim Freundeskreis Römerkanal gibt es unter www.freundeskreis-roemerkanal.de.
Mit der 14C-Analysewerden organische Funde über den Zerfall des radioaktiven Kohlenstoffisotops 14C datiert. Dieses entsteht in der Atmosphäre, wenn kosmische Strahlung Stickstoff umwandelt. Pflanzen nehmen 14C als CO2 auf, Tiere über die Nahrungskette. Zu Lebzeiten bleibt das Verhältnis von 14C zu stabilen Isotopen konstant. Mit dem Tod endet die Aufnahme und der 14C‑Gehalt sinkt gemäß einer Halbwertszeit von rund 5.730 Jahren. Je geringer der Anteil, desto älter die Probe. Moderne Labore bestimmen den verbliebenen 14C‑Gehalt mithilfe der Massenspektrometrie. So lässt sich das Alter von Holz, Knochen oder Pflanzenresten bis etwa 60.000 Jahre zurück berechnen. Grundlage ist der radioaktive Zerfall von 14C zu Stickstoff, der nach dem Tod eines Organismus ohne Nachschub abläuft. Die Methode eignet sich besonders für Holz, Knochen, Torf und andere organische Materialien. Sie liefert Zeitangaben, die sich mit unabhängigen Vergleichskurven kalibrieren lassen und damit eine hohe Genauigkeit erreichen.