La biogéochimie isotopique
"Les teneurs en isotopes stables des os sont autant de témoins biogéniques de l’histoire individuelle."
M. Balasse
En effet, les teneurs en isotopes stables (non radioactifs) des éléments constituant les os (notamment, C, N, O, Sr, S) informent sur l’alimentation de l’individu et sur le paysage végétal, le climat et la géologie de son habitat.
Provenant des aliments et de la boisson, ces éléments sont incorporés dans les tissus osseux au cours du développement du squelette. Dans l’os, ils sont ensuite remaniés au cours de la vie, à l’occasion du renouvellement des tissus : ils informent essentiellement sur les dernières années de l’existence. Dans les tissus dentaires (dentine et émail), qui ne sont pas remaniés, les informations sont fixées au moment de la formation de la dent, la plupart du temps durant les premières années de la vie (sauf chez les espèces à dents à croissance continue comme les mammouths). Dans certaines conditions de conservation, les teneurs isotopiques biogéniques sont préservées, et on peut les restituer. Il est ainsi possible non seulement de tirer du squelette des informations paléo-alimentaires et paléo-environnementales, mais aussi, en comparant les signaux isotopiques incorporés à différents moments de la vie, de reconstituer des séquences de l’histoire individuelle.
C’est ce dernier point qui intéresse particulièrement l’archéozoologie.
L’étude des variations intra-dentaires des signaux isotopiques s’est considérablement développée ces dernières années. Elle porte le plus souvent sur la bioapapite (fraction minérale) de l’émail, sur laquelle on couple l’analyse des d13C et d18O et 87Sr/86Sr, mais des études ont également été effectuées sur les d15N et d13C du collagène (fraction organique) de la dentine. Il s’agit de prélever du haut en bas de la dent une séquence d’échantillons pour observer les variations du signal enregistré au cours de la croissance de la dent. La géométrie de croissance et le processus de minéralisation des tissus dentaires sont complexes, cependant il semble que ce type d’échantillonnage préserve une dimension chronologique.
L’application de cette procédure permet surtout d’analyser les populations d’animaux domestiques, mais peut aussi servir à étudier des populations animales non domestiques, telles que le mammouth : Saisonnalité des naissances, type d’alimentation, mobilité saisonnière des troupeaux…