Was ist Terra LID? Eine Datenbank für Bleiisotopendaten… aber was ist das?

Pia Patrizia Weber — Fri, 04 Apr 2025 07:56:00 +0000

Daten zu finden, zu verstehen was sie aussagen und darüber hinaus nachvollziehen können, wie sie gewonnen wurden, so könnte man sagen, ist die Grundlage wissenschaftlicher Arbeit. Zumal wenn die eigene Forschung von der Nutzung von Daten abhängig ist, die von anderen Wissenschaftler*innen produziert worden sind. Gleichzeitig ist es bei der Fülle an Publikationen herausfordernd bis unmöglich, den Überblick zu behalten oder ihn überhaupt erst zu bekommen. Der Zugriff auf bereits publizierte Forschungsdaten ist jedoch nicht immer gewährleistet, da diese in Artikeln wissenschaftlicher Fachzeitschriften veröffentlicht werden und der Zugang zu Publikationen ist oft noch kostenpflichtig ist. Denn nicht jede Forschungseinrichtung verfügt über die finanziellen Mittel, um uneingeschränkten Zugang zu gewährleisten. Damit hängt der Zugang zu Daten unmittelbar von der Finanzkraft der jeweiligen Forschungseinrichtung ab und der Faktor Geld enzscheidet im gewissen Sinne über den Ausgang eines Forschungsprojektes. Hinzu kommt ein weiterer Faktor der ebenfalls nicht zu unterschätzen ist: Zeit. Und genau da setzt TerraLID an. Aber dazu später mehr.

Zunächst einmal zu der im Titel gestellten Frage: „Was ist TerraLID?“ TerraLID (LID = Lead Isotope Database) ist die digitale Forschungsdateninfrastruktur für Bleiisotopendaten in der Archäologie, und wird aktuell von apl. Prof. Dr. Sabine Klein, Leiterin des Forschungsbereichs Archäometallurgie am Deutschen Bergbau-Museum Bochum (DBM), und Helge Wiethoff, Leiter des Hochschulrechenzentrums der Technischen Hochschule Georg Agricola (THGA), in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Gemeinschaftsprojekt aufgebaut.

Nun einmal den Fokus auf das, was in dieser Forschungsdateninfrastruktur gesammelt und Forschenden zur Verfügung gestellt wird. Wie bereits zu lesen war handelt es sich um Bleiisotopendaten. Aber was genau ist das und wofür sind diese gut?

Blei ist vermutlich jedem bekannt: Ein weiches unscheinbar graues und gesundheitsschädliches Metall mit sehr hoher Dichte, worauf lautmalerisch sein lateinischer Name „plumbum“ und das davon abgeleitete Symbol im Periodensystem der Elemente, Pb, hinweist. Und was ist ein Isotop gleich nochmal? Isotope sind Atome die in ihrem Kern die gleiche Anzahl von Protonen aber unterschiedlich viele Neutronen besitzen und somit unterschiedlich schwer sind. Aufgrund der gleichen Anzahl von Protonen haben sie die gleiche Ordnungszahl und gehören somit zum selben chemischen Element, sitzen somit auf demselben Platz im Periodensystem der Elemente. Also ‚Isos‘ aus dem griechischen für gleich und ‚topos‘ ebenfalls aus dem griechischen für Ort oder Stelle. Blei hat vier verschiedene natürlich vorkommende stabile Isotope (also Isotope die nicht weiter zerfallen im Gegensatz zu radioaktiven Isotopen, die in einem bestimmten Zeitraum zerfallen um eine stabile Form zu erreichen). Diese sind ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb und ²⁰⁸Pb als Endprodukte bestimmter radioaktiver Zerfallsreihen und ²⁰⁴Pb, welches sozusagen mit der Entstehung der Erde entstanden ist.

In natürlich vorkommenden Erzen, also den Ausgangsstoffen für die Metallgewinnung, wie beispielsweise Bleiglanz (Galenit) als wichtigstes Bleimineral, sind die Isotope des Bleis in bestimmten Verhältnissen vorhanden. Diese variieren je nach Entstehungszeit des Erzkörpers, aus dem die abgebauten Erze stammen. Die Tatsache, dass diese Verhältnisse selbst durch Verarbeitungsprozesse von der Verhüttung des Erzes bis hin zum fertigen Metallobjekt unverändert bleiben, machen Bleiiosotope zu einem wichtigen Werkzeug für die Archäometrie beziehungsweise Archäometallurgie. Es mag sein, dass man dem Begriff Archäometrie im Alltag nicht unbedingt oft begegnet. Wenn jedoch in Dokumentationen von beispielsweise „TerraX“ oder National Geographic über das Röntgen von Mumien oder die Herkunft der Rohstoffe für die Herstellung von antiken Münzen erzählt wird, geht es um Archäometrie, auch wenn der Begriff selbst in den seltensten Fällen verwendet wird. Denn Archäometrie ist der Teil der Archäologie, der naturwissenschaftliche Methoden für die Klärung kulturhistorischer Fragestellungen nutzt und entwickelt. Die Archäometallurgie ist dabei der Zweig der Archäometrie, der sich der Gewinnung, Verarbeitung und Nutzung von Metallen widmet. Die Bleiisotope helfen uns dabei im zweiten Beispiel, die Herkunft der Rohstoffe von Metallobjekten wie eben Münzen. Mittels der Verhältnisse von Bleiisotopen ist es möglich die Herkunftsregionen des Rohmaterials der archäologischen Objekte zu rekonstruieren.

Hierzu werden Proben aus den zu untersuchenden Objekten entnommen und mit einem Massenspektrometer analysiert. Ganz grob gesagt sortiert das Massenspektrometer die Isotope nach ihrer Masse, misst die Häufigkeit und ermittelt so die Verhältnisse der Isotope zueinander. Mit Hilfe von statistischen Methoden werden diese wiederum mit den Verhältnissen von Erzlagerstätten verglichen, die aufgrund archäologischer Informationen als mögliche Quelle in Frage kommen. Dieses so gewonnene Wissen ist hilfreich für die Rekonstruktion von beispielsweise Austausch- und Handelsbeziehungen die zur Zeit der Fertigung des Objektes bestanden.

Kommen wir mit diesem Wissen auf die eingangs erwähnten beiden Faktoren zurück, die die Forschung zu einem nicht unerheblichen Grad beeinflussen: Zeit und Geld. Es ist schlichtweg unmöglich innerhalb eines Lebens von allen Erzlagerstätten selbst Proben zunehmen und zu analysieren. Es ist zudem auch nicht nötig, da einige Forschungsgruppen sich auf solche Analysen spezialisiert haben, in unterschiedlichen Regionen an der Charakterisierung von Erzlagerstätten arbeiten und ihre Daten über Publikationen zugänglich machen. Jedoch benötigt das Sichten der Vielzahl an Publikationen sehr viel Zeit und Aufwand. Dass für den uneingeschränkten Zugang zu bestimmten Publikationen finanzielle Mittel, also Geld, eine nicht unerhebliche Rolle spielt, wurde zu Beginn bereits erwähnt. An dieser Stelle muss ergänzt werden, dass die reinen Bleiisotopendaten allerdings als maschinengenerierte Daten nicht urheberrechtlich geschützt sind und daher, im Gegensatz zu anderen Teilen von Publikationen, gemeinfrei genutzt werden können. TerraLID sammelt daher publizierte Bleiisotopendaten nach allgemeinen Best Pratices, stellt sie Forschenden kostenfrei zur Verfügung und erleichtert somit der Zugang zu diesen Daten. Eine Webanwendung wird den Zugriff auf und die Arbeit mit diesen Daten erleichtern, beispielsweise in dem man eigene Daten mit Daten aus der Datenbank vergleicht und daraus publikationsfertige Diagramme erstellen kann. Darüber hinaus beinhaltet TerraLID ein Online-Lernbuch, mit dessen Hilfe man sich eigenständig zu Bleiisotopendaten und ihren methodischen, geologischen und archäologischen Grundlagen weiterbilden kann. Es beinhaltet unter anderem interaktive Elemente, Videos, umfangreiches Textmaterial zu verschiedenen Themenpunkten sowie Quizze zur Wissensüberprüfung.

Wie das „Terra“ in TerraLID andeutet, werden Bleiisotopendaten aus allen Teilen der Welt gesammelt. Es ist sicher nachvollziehbar, dass eine solch umfangreiche Arbeit Unterstützung bedarf und voraussetzt, dass die regionalen und material-spezifischen Besonderheiten berücksichtigt werden. Daher wird das TerraLID Core Team an DBM und THGA von einer ständig wachsenden Anzahl an Editors unterstützt, die zum einem Bleiisotopendaten zusammentragen und zum anderen das Core Team bei der Ausgestaltung der Forschungsdateninfrastruktur und der Erstellung eines einheitlichen Schemas zur Beschreibung von Bleiisotopendaten und zusätzlichen Informationen beraten. Das TerraLID Team ist außerdem im ständigen Austausch mit der Forschungscommunity um auf ihre Bedürfnisse einzugehen und diese möglichst passend umzusetzen. Außerdem wird TerraLID in Kooperation mit GFZ Data Services, dem Forschungsdatenrepositorium des Geoforschungszentrums Potsdam (GFZ) die Möglichkeit anbieten, Daten zu publizieren. Somit ist TerraLID eine Datenbank, die aktiv von der Forschungscommunity mitgestaltet und gefüttert wird und dadurch ständig wächst.

Tim Greifelt

ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsbereich Archäometallurgie des Deutschen Bergbau Museum Bochum und arbeitet an der Erstellung der Lehrmaterialien und der Konzeption von Workshops für TerraLID. Er hat Geowissenschaften, Kunstgeschichte und Geschichte studiert. Er schreibt zurzeit seine Dissertation über die Herkunft des Münzmetalls römischer Denare der späten Republik und der Kaiserzeit an der Ruhr-Universität Bochum.

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