Wissen
Sonntag, 17. Mai 2009

Zwei-Komponenten-Kleber: Wissen aus der Steinzeit

Klebrige Finger im Dienst der Archäologie: Forscher aus Südafrika haben mehrere Varianten eines rund 70.000 Jahre alten Zwei-Komponenten-Klebers nachgekocht und auf seine Haltbarkeit getestet. Die Kombination verschiedener Naturstoffe zeitigte in den Experimenten besser haltende Verbindungen als solche, die nur aus den Säften von Akazien zusammengekocht werden. Das gezielte Zusammenrühren von Rotem Ocker und Pflanzensäften zeuge vom Durchblick, von vorausschauendem Denken und von planvollem Handeln unserer Vorfahren, berichtet eine Gruppe um Lyn Wadley von der University of the Witwatersrand im südafrikanischen Johannesburg. Ihre Untersuchung erscheint in den "Proceedings" der US-Akademie der Wissenschaften ("PNAS").

Teer aus Birken

Bereits vor 200.000 Jahren nutzten einige unserer Vorfahren eine Art Teer aus Birken, um Werkzeuge und Jagdwaffen zu kleben, berichtet Wadley und spricht dabei von einem einfachen Kleber mit einer Komponente. Vor 40.000 Jahren diente in Syrien dann Bitumen als Kleber, ein zähes, erdölartiges Gemisch. Im Mittelpunkt der neuen Untersuchung stehen steinerne Klingen aus der Sibudu-Höhle in Südafrika, die rund 70.000 Jahre alt sind. An den Werkzeugen ist eine Mischung aus Pflanzengummi und rotem Ocker zu sehen. Ocker ist eine natürliche Verbindung aus Eisen und Sauerstoff. Die Wissenschaftler wollten nicht glauben, dass die Menschen von damals ihre Waffen mit dem Ocker lediglich rötlich färben wollten, womöglich um eine rituelle Verbindung zum Blut der Beute zu schaffen und so den Erfolg der Jagd zu steigern.

Spröde Verbindung

Zwar klebe der eingedickte Pflanzensaft auch alleine steinerne Spitzen gut an hölzerne Unterlagen. Diese spröde Verbindung habe allerdings den Nachteil, dass sie beim Aufprall schnell splittere – und dies sei allenfalls gewünscht, wenn die Waffe bereits im Tier stecke. Das Zufügen von Ockerverbindungen (chemische Formel Fe2O3, deutscher Name Hämatit) lasse eine weniger brüchige und spröde Verbindung entstehen, die zudem in feuchter Umgebung besser halte. Dies geht vermutlich auf Änderungen des pH-Wertes in dem Gemisch zurück. Auch ließ sich die Masse durchs Zufügen des auf Steinen fein gemahlenen Materials besser verarbeiten. Die Forscher ziehen eine Parallele zu Beton, in dem ebenfalls fein verteilte Partikel fest miteinander verklebt werden.

Keine Standard-Rezepte

Der später zu einem gummiartigen Kleber verarbeite Saft der Schrecklichen Akazie (Acacia karroo) und der Schirmakazie (Acacia tortilis) dringt aus der Wunde verletzter Pflanzen, um sie vor Infektionen zu schützen. Die gummiartige Verbindung wird auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Dieser Kleber war eines der Ausgangsprodukte für die Experimente, für die Wadley und ihre Kollegen nur Komponenten aus der Natur einsetzten. Zu den Unwägbarkeiten zählen damals wie heute verschiedene pH-Werte des Pflanzensaftes und verschiedene Ocker-Varianten mit 41 bis 98 Prozent Hämatit. Dies lasse erwarten, dass es keine Standard-Rezepte für den Kleber gab. Je nach Ort mussten die Handwerker und Jäger damit Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zeigen, heißt es in "PNAS".

Am Feuer gehärtet

Die Forscher kochten mehrere mögliche Rezepte nach, erhitzten sie über dem Feuer, klebten Stein und Holz damit zusammen und härteten die Bindestellen am Feuer. Die Flammen schafften dies binnen vier Stunden, an der Luft dauerte es sechs Tage. Hämatit-Probe Nummer 15 erwies sich als besonders effektiv, sie enthielt auch hohe Konzentrationen von Silizium, der pH-Wert lag bei 4,5. Damit ließ sich der pH-Wert der deutlich saureren Baumharze um eine Größenordnung in Richtung des Alkalischen verschieben. "Wir denken, dass diese Leute begabt waren, sie haben die Eigenschaften ihrer Kleberkomponenten verstanden und konnten sie verändern", schreiben die Forscher.

Multitasking in der Steinzeit

Feuer spielte eine zentrale Rolle beim Zusammenrühren des Klebers, betonen sie. Wurde das Gemisch gekocht, verlor es an Stabilität. Wurde der Kleber später zu sehr eingetrocknet, passierte das gleiche. "Die Kleber- Macher mussten sorgfältig auf den Zustand aller Komponenten achten, sowohl bei der Auswahl als auch während der Herstellung." Bei der Fertigung sei es zudem unerlässlich, zwischen verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahren zu wechseln, was ein Bewusstsein für "Multitasking" erforderte, die Fähigkeit, mehrere Dinge gleichzeitig zu tun, eine Eigenschaft vieler heutiger Menschen.

dpa

Quelle: n-tv.de