La mer emporte, les os se souviennent: FTIR-ATR analysis of bioapatite preservation in skeletal remains from the 18th-century Fortress of Louisbourg to inform coastal archaeological rescue operations

Eeuwenlang heeft de Atlantische Oceaan langzaam de rotsachtige kusten van Cape Breton Island in Nova Scotia weggevreten. Terwijl de golven het land opeisen, leggen ze een vergeten begraafplaats uit de jaren 1700 bloot, de Rochefort Point Cemetery, die ooit deel uitmaakte van het Fort Louisbourg. Dit is een race tegen de klok. Archeologen moeten de overblijfselen van de mensen die daar begraven liggen vinden en verplaatsen voordat de zee ze voorgoed wegspoelt. Maar er is een probleem: de oceaan behandelt niet elke graftombe op dezelfde manier. Sommige botten lijken intact te zijn gebleven, terwijl andere zijn verpulverd tot stof. Lange tijd geloofden onderzoekers dat ze de conditie van deze resten konden beoordelen door er simpelweg naar te kijken. Als een bot er solide uitzag, namen ze aan dat het veilig was om te bestuderen. Als het er gebroken uitzag, namen ze aan dat het geruïneerd was. Deze eenvoudige visuele controle kan de wetenschappers echter misleiden, waardoor de werkelijke chemische staat van de botten verborgen blijft en het moeilijk wordt om precies te weten waar ze als volgende moeten graven.

Om dit puzzelstuk op te lossen, besloot een team onderzoekers dieper te kijken dan de oppervlakte. Ze maakten gebruik van een techniek genaamd Fourier-Transform Infraroodspectroscopie, die fungeert als een chemische vingerafdrukscanner voor bot. Botten bestaan uit twee hoofdzaken: een hard, mineraal deel dat hen kracht geeft, en een zacht, eiwitrijk deel dat hen flexibiliteit geeft. Gedurende honderden jaren kan de omgeving de mineralen in het bot vervangen door mineralen uit de bodem of het water, een proces dat de structuur verzwakt, zelfs als het bot er nog steeds heel uitziet. De onderzoekers wilden zien of het zoute water dat vanuit de nabijgelegen oceaan wegstroomde, dit chemische verval versnelde, en of het bekijken van het oppervlak van het bot voldoende was om het verschil te zien. Ze concentreerden zich op de femurs, de grote dijbeenderen, van 51 individuen uit de begraafplaats. Deze botten werden gekozen omdat ze dicht zijn en meestal als laatste verdwijnen, wat het team de beste kans geeft om een patroon te vinden.

Het team verzamelde kleine monsters van het binnenste deel van het bot van elk persoon, die ze maalden tot een fijn poeder om de chemische samenstelling te analyseren. Ze vergeleken deze chemische resultaten met een visuele score die ze aan elk skelet hadden gegeven, variërend van "uitstekend" tot "slecht". Wat ze vonden was een duidelijk en verontrustend patroon dat verbonden was aan de geografie. Hoe dichter een begrafenis bij de noordelijke rand van de begraafplaats lag, waar het land de oceaan ontmoet, hoe meer chemisch beschadigd de botten waren. Het zoute water, dat rijk is aan ionen die agressief de plaats innemen van de mineralen in het bot, fungeerde als een krachtig agens van verval. Deze chemische schade was meetbaar en consistent, wat aantoonde dat de afwatering van het zeewater de primaire kracht was die de resten vernietigde, meer nog dan het type bodem waarin ze begraven lagen.

Verrassend genoeg kwam de visuele inspectie van de botten niet overeen met deze chemische realiteit. De onderzoekers ontdekten dat veel botten die er met het blote oog perfect uitzagen, in werkelijkheid chemisch aangetast waren, waarbij hun interne structuren al door het zoute water waren afgebroken. Omgekeerd waren sommige botten die er gebroken uitzagen, chemisch gezond. Eén specifieke casus viel op: een jong meisje, tussen de 12 en 14 jaar oud, waarvan de botten er ongeschonden en ongebroken uitzagen. Toch onthulde de chemische analyse dat haar botten zwaar door de omgeving waren veranderd, waarschijnlijk door haar nabijheid tot een haardvuur en de chemie van de omliggende grond. Dit enkele voorbeeld bewees dat een bot er perfect uit kan zien terwijl de moleculaire integriteit al verloren is gegaan. De studie toonde aan dat vertrouwen op hoe een bot eruitziet een onbetrouwbare manier is om de conditie te voorspellen, vooral in kustgebieden waar zout water een factor is.

Deze ontdekking verandert hoe archeologen hun reddingsmissies plannen. Wanneer de tijd beperkt is en de kustlijn zich terugtrekt, moeten teams weten waar de beste kansen zijn om bruikbare resten te vinden. De studie suggereert dat graven verder naar het noorden, dichter bij de huidige waterkant, waarschijnlijk minder oplevert, omdat het zoute water zijn werk op moleculair niveau al heeft gedaan. De onderzoekers stellen voor dat het gebruik van deze chemische scanningsmethode een veel duidelijker beeld geeft van de staat van conservering dan visuele gissingen alleen. Het stelt teams in staat om hun inspanningen te prioriteren, door zich te richten op gebieden waar de botten niet alleen fysiek aanwezig zijn, maar ook chemisch intact genoeg zijn om de verhalen te vertellen van de mensen die daar leefden en stierven. Door het onzichtbare chemische gevecht tussen bot en zeewater te begrijpen, kunnen archeologen ervoor zorgen dat ze zoveel mogelijk van deze geschiedenissen redden voordat de oceaan ze weer opeist.