Experimentelle und archäologische Bewertung der Persistenz von Gebrauchsspuren auf gebranntem Feuerstein aus der Tinshemet-Höhle

Feuer, Steinwerkzeuge und Spuren des alten Lebens

Archäologen stützen sich häufig auf winzige Kratzer und Polierungen an Steinwerkzeugen, um zu rekonstruieren, wie unsere Vorfahren Tiere zerlegten, Holz bearbeiteten oder Pigmente mahlten. An vielen prähistorischen Fundstellen, darunter die Tinshemet-Höhle in Israel, sind jedoch zahlreiche Steinwerkzeuge dem Feuer ausgesetzt worden. Jahrzehntelang ging man davon aus, dass Erhitzung die mikroskopischen Gebrauchsspuren, die Auskunft über die Nutzung geben, zerstört — und setzte daher gebrannte Stücke beiseite. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Verschwinden diese Spuren wirklich in den Flammen, oder können feuerveränderte Werkzeuge trotzdem noch von den Menschen, die sie benutzt haben, berichten?

Warum gebrannte Werkzeuge wichtig sind

In der etwa 110.000–90.000 Jahre alten Tinshemet-Höhle war Feuer allgegenwärtig. Asche-, Holzkohle- und verbrannte Knochenschichten zeigen intensive Nutzung von Flammen, und fast 40 % der Steinwerkzeuge (aus lokalem Mishash-Feuerstein gefertigt) weisen Merkmale von Erhitzung wie Rötung, Aufhellung und Rissbildung auf. Wenn all diese Stücke aus funktionalen Studien ausgeschlossen würden, gingen Archäologen ein großes Segment des Verhaltensspektrums verloren — insbesondere Aktivitäten in Herdnähe wie das Zerlegen von Beutetieren, Knochenbearbeitung, Holzverarbeitung oder das Mahlen von Ocker. Die Autoren wollten testen, ob mikroskopische Gebrauchsspuren auf diesen erhitzten Werkzeugen tatsächlich zerstört werden oder ob sie sich in subtilere, messbare Formen verwandeln, die dennoch interpretierbar sind.

Uralte Feuer in der Gegenwart nachstellen

Um das zu untersuchen, führte das Team ein kontrolliertes Experiment mit frisch hergestellten Feuersteinsplittern durch. Freiwillige nutzten diese Splitter, um getrocknetes Holz zu sägen, Fleisch zu schneiden, Knochen zu bearbeiten und Ocker zu mahlen — Tätigkeiten, die typische prähistorische Aufgaben nachahmen. Nach der Benutzung trugen die Schneiden deutlich unterscheidbare mikroskopische Polituren und Texturen. Die Forschenden erhitzten die Splitter anschließend in einem Laborofen und in freier Natur errichteten Feuern und protokollierten dabei sorgfältig die Temperaturen. Einige unbenutzte Splitter wurden in unterschiedlichen Tiefen unter das Feuer vergraben, um zu prüfen, wie viel Schutz selbst eine sehr dünne Sedimentschicht bietet. Vor und nach dem Erhitzen nahmen sie die dreidimensionale Oberfläche der Werkzeugkanten mit einem hochauflösenden konfokalen Mikroskop auf und analysierten die entstehenden »Landschaften« aus Gipfeln und Tälern mit moderner Oberflächenmetrologie.

Was Hitze wirklich mit Feuersteinoberflächen macht

Die Messungen zeigen, dass Erhitzung die Steinoberflächen verändert, jedoch nicht in der Weise, die viele befürchtet hatten. Insgesamt nahm die vertikale Reliefstruktur der Oberfläche — wie tief die Vertiefungen sind und wie hoch die Spitzen werden — nach dem Erhitzen zu, was mit der Ausbildung winziger Risse und Abplatzungen übereinstimmt. Technisch ausgedrückt wuchsen Kennwerte, die sich auf maximale Tiefe und Gesamtgröße beziehen, und die Verteilungen der Höhen verschoben sich zu schärferen Extremen. Die räumliche Anordnung der Textur — ihr Gesamtmuster und ihre Richtung — blieb hingegen bemerkenswert stabil. Parameter, die in Gebrauchsspuranalysen üblicherweise genutzt werden, um zu unterscheiden, ob ein Werkzeug Fleisch schnitt, Knochen schabte, Holz bearbeitete oder Ocker mahlte, blieben größtenteils unverändert oder veränderten sich auf vorhersagbare Weise. Wichtig ist, dass die Art und Weise, wie Hitze die Oberflächen modifizierte, teilweise davon abhing, woran das Werkzeug zuvor verwendet worden war: Splitter, die an Ocker und bei der Tierzerlegung eingesetzt wurden, zeigten tendenziell stärkere Aufrauung als solche, die an Knochen oder Holz verwendet wurden, behielten aber dennoch erkennbare Signaturen.

Hinweise aus der Höhle selbst

Die Forschenden wandten sich dann echten archäologischen Splittern aus der Tinshemet-Höhle zu, die sichtbare Brandspuren zeigten. Durch den Vergleich von acht sorgfältig ausgewählten Oberflächenparametern dieser antiken Stücke mit dem experimentellen Datensatz konnten sie fragen, ob sich die archäologischen Splitter wie Werkzeuge verhielten, die vor dem Erhitzen an bestimmten Materialien verwendet worden waren. Die Antwort war ermutigend. Ein gebrannter Splitter aus Tinshemet entsprach am ehesten dem Muster, das bei experimentell für die Tierzerlegung genutzten Werkzeugen beobachtet wurde, ein anderer stimmte am besten mit Splittern überein, die zum Bearbeiten von Ocker verwendet worden waren. Beide lagen klar im Wertebereich der erhitzten experimentellen Reihe, was darauf hindeutet, dass trotz Feuerexposition ihre mikroskopischen Gebrauchsspuren noch eine erkennbare Gebrauchsspur trugen. Die Vergrabungsexperimente lieferten eine zusätzliche Einsicht: Splitter, die weniger als einen Zentimeter unter der Oberfläche vergraben waren, zeigten weder sichtbare noch mikroskopische Brandschäden, was bestätigt, dass selbst eine sehr dünne Sedimentschicht Steinwerkzeuge vor intensiver Hitze schützen kann.

Was das fürs Lesen der Vergangenheit bedeutet

Für Nicht-Fachleute ist die wichtigste Erkenntnis, dass gebrannte Steinwerkzeuge nicht einfach nur beschädigte Reste sind; viele von ihnen bewahren noch lesbare Spuren alten Verhaltens. Feuer neigt dazu, die winzigen Hügel und Täler auf einer Feuersteinoberfläche zu überzeichnen, statt sie auszulöschen, während das Gesamtmuster des Verschleißes erhalten bleibt. Das bedeutet, dass Forschende mit Vorsicht immer noch ableiten können, ob ein gebranntes Werkzeug aus einem feuerreichen Fundplatz wie der Tinshemet-Höhle dazu diente, Fleisch zu schneiden, Knochen zu sägen, Holz zu bearbeiten oder Pigment zu mahlen. Würde man alle erhitzten Stücke vom Studium ausschließen, würde ein wesentlicher Teil der Lebensgeschichte rund um die Feuer unnötig ausgelöscht. Diese Arbeit zeigt, dass Archäologinnen und Archäologen durch genaues Verständnis, wie Hitze mikroskopischen Verschleiß umformt, diese lange stummen, feuervernarbten Werkzeuge wieder in das Gespräch über unsere ferne Vergangenheit einbeziehen können.

Zitation: Rodriguez, A., Solodenko, N., Haim, S.B. et al. Experimental and archaeological assessment of use-wear persistence on burnt flint from Tinshemet Cave. Sci Rep 16, 8532 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36985-2

Schlüsselwörter: prähistorische Feuerverwendung, Verschleiß an Steinwerkzeugen, gebrannter Feuerstein, mikroskopische Oberflächenanalyse, Tinshemet-Höhle