Les déplacements des populations anciennes peuvent être étudiés grâce à l’analyse des isotopes présents dans les os et les dents. Parmi eux, le strontium constitue un indicateur intéressant pour rechercher l’origine géographique d’un individu et déterminer s’il a changé de région au cours de sa vie. En effet, en comparant la signature isotopique des vestiges humains à celle de leur environnement, les scientifiques peuvent ainsi mieux comprendre la mobilité des populations anciennes et les relations qu’elles entretenaient avec leur territoire.

Comment le strontium permet-il d’étudier l’origine géographique des individus ?

Le strontium est un élément naturellement présent dans les roches et les sédiments. Sous l’effet de l’érosion, il se retrouve dans les sols, l’eau et les ressources alimentaires, puis est incorporé dans les tissus des êtres vivants. Le rapport entre les isotopes du strontium, notamment le strontium 87 et le strontium 86 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr), varie selon les caractéristiques géologiques des régions. Cette variation constitue une signature isotopique qui peut être comparée entre les vestiges archéologiques et les environnements étudiés.

L’analyse du strontium dans les os et les dents permet ainsi de rechercher si la signature d’un individu est compatible avec celle de la région où il a été découvert ou avec celle d’autres territoires. Elle contribue à étudier l’origine géographique des individus, les déplacements au cours de leur vie et la mobilité au sein d’un groupe.

Cette interprétation nécessite toutefois de disposer de données de référence adaptées. Une signature isotopique ne correspond pas nécessairement à une région unique : plusieurs territoires peuvent présenter des valeurs similaires.

Pourquoi analyser les os et les dents ?

Les os et les dents sont fréquemment étudiés en archéologie, car leurs tissus minéralisés peuvent se conserver longtemps. Ils n’enregistrent cependant pas les mêmes périodes de la vie d’un individu. Ils sont de plus complémentaires pour étudier les trajectoires individuelles et les déplacements des populations anciennes.

Les os : des informations sur les dernières années de vie

L’os est constitué d’une matrice organique, principalement composée de collagène, et d’une matrice minérale, composée notamment de phosphates de calcium. Il s’agit d’un tissu vivant qui se remodèle au cours de la vie.

La composition isotopique de l’os peut donc refléter, dans une certaine mesure, l’environnement auquel l’individu a été exposé au cours des années précédant son décès. La période représentée varie selon l’os étudié, la zone prélevée et les caractéristiques de l’individu.

Les dents : une fenêtre sur l’enfance

Les dents sont également constituées de matière organique et minérale. Toutefois, l’émail dentaire ne se renouvelle pas après sa formation. Sa composition isotopique conserve ainsi des informations sur l’environnement de l’individu pendant la période de formation de la dent. La comparaison des signatures isotopiques de l’émail dentaire et de l’os d’un même individu peut donc contribuer à identifier un changement d’environnement entre l’enfance et les dernières années de vie.

Comment se déroule une analyse isotopique du strontium ?

L’analyse isotopique du strontium repose sur la mesure du rapport entre les isotopes ⁸⁷Sr et ⁸⁶Sr dans les vestiges archéologiques, puis sur la comparaison des résultats avec les signatures isotopiques de l’environnement. Les données de référence peuvent provenir des roches, des sols, des sédiments, de l’eau ou de ressources biologiques représentatives des territoires étudiés.

La sélection des échantillons dépend de la problématique scientifique, de la nature des vestiges disponibles et de leur état de conservation. Les os et les dents sont particulièrement intéressants, car ils peuvent conserver des informations sur différentes périodes de la vie d’un individu. Les prélèvements sont adaptés aux tissus étudiés et aux objectifs de l’analyse, tout en veillant à préserver autant que possible les vestiges archéologiques.

Quelles méthodes permettent d’analyser le strontium ?

La mesure des rapports isotopiques du strontium peut être réalisée à l’aide de différentes techniques de spectrométrie de masse, selon la précision recherchée et la nature des échantillons. La spectrométrie de masse à source plasma couplée à un spectromètre multicollecteur (MC-ICP-MS) permet notamment de mesurer avec précision les rapports isotopiques du strontium.

L’ablation laser couplée à la spectrométrie de masse (LA-ICP-MS) permet, quant à elle, d’analyser des zones ciblées d’un échantillon. Appliquée à l’émail dentaire, cette technique peut notamment servir à étudier les variations de la signature isotopique entre différentes zones formées à des moments distincts de la vie de l’individu. Le choix de la méthode et du protocole dépend de la question étudiée, du type de vestige et des informations recherchées. Des matériaux de référence adaptés permettent de contrôler la qualité des mesures.

Au CIRAM, l’analyse isotopique du strontium fait partie de notre expertise en archéométrie. Nos équipes mettent en œuvre des méthodes analytiques adaptées aux échantillons et aux problématiques scientifiques afin de contribuer à l’étude de l’origine géographique et de la mobilité des populations anciennes.

Patrick Rossetti

Patrick est directeur du département Archéologie du laboratoire CIRAM. Il coordonne des projets de datation, d’analyses isotopiques et de caractérisation des matériaux archéologiques, en collaboration avec des institutions de recherche, des musées et des acteurs de l’archéologie en France et à l’international (ORCID : 0000-0001-8770-6732).

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