Life in the cradle of civilization: a multi-isotopic study on diet and mobility in ancient southern Mesopotamia

Isotopic methods have become central to bioarchaeology, yet southern Mesopotamia has remained understudied due to both the scarce availability of analysable skeletal material, the overall preservation of the remains, and further the poor preservation of collagen, which limits the use of traditional techniques. This thesis addresses these challenges through an integrated isotopic investigation of human and faunal dental enamel from Abu Tbeirah, a medium-sized Sumerian city mainly dated to the second part of the third millennium BCE and located near the ancient city of Ur, in modern southern Iraq. By applying a multi-proxy approach that combines zinc (δ66Zn), carbon (δ13C), and oxygen (δ18O) isotopes, and trace element ratios (Ba/Ca, Sr/Ca) for dietary reconstruction with strontium (87Sr/86Sr) and oxygen (δ18O) isotope ratios for mobility, this research provides direct and independent insights into diet, mobility, resource use and animal management. The results demonstrate that the population followed an omnivorous diet centred on C3 cereals and a low contribution of meat, with limited freshwater resources and no evidence for marine fish consumption despite the site’s proximity to the coast and the archaeozoological record. Inter-individual variability does not appear to correlate with sex, age at death, or funerary ritual and/or mortuary practices. Zinc isotopes also show patterns compatible with breastfeeding and weaning practices. Animal herding also aligns with low-intensity household-level strategies, in line with a non-elite population. Environmental and mobility analyses reveal exploitation of both marshland and steppe environments and identify non-local individuals, pointing to regional connections possibly involving Ur or other northern sites. Comparisons made possible through the newly developed DATAMESOP dataset situate Abu Tbeirah within a broader isotopic framework, highlighting overlaps with populations across Mesopotamia and Anatolia. In some cases, it was possible to highlight that differences in δ18O values could have been tentatively explained by paleoenvironmental change, notably increasing aridity and coastal regression during the late third millennium BCE. Taken together, this study represents the first systematic multi-isotopic reconstruction of diet and mobility in southern Mesopotamia. Further, it represents the first application of zinc stable isotopes to ancient Mesopotamia and an early urban centre in general. Beyond Abu Tbeirah, it demonstrates the potential of zinc and enamel-based approaches to overcome long-standing preservation challenges and contributes to the foundations for a future isotopic isoscape of West Asia.

I metodi isotopici sono ormai centrali negli studi bioarcheologici. Nel sud della Mesopotamia la difficile reperibilità di resti scheletrici analizzabili, la loro scarsa conservazione generale, nonché quella del collagene, hanno richiesto l’impiego di alcuni metodi isotopici legati allo smalto dentale, che risulta più resistente a questi fenomeni. Questa tesi affronta tali sfide attraverso un’indagine isotopica integrata su smalto dentale umano, faunistico e su campioni di suolo provenienti da Abu Tbeirah. Abu Tbeirah era una città sumerica di medie dimensioni datata alla seconda metà del terzo millennio BCE e situata in prossimità dell’antica città di Ur, nel moderno Iraq. Applicando un approccio multiproxy, questa ricerca fornisce dati diretti e indipendenti su dieta, mobilità, sfruttamento delle risorse e pattern di sfruttamento e gestione degli animali. Infatti, l’utilizzo combinato di isotopi dello zinco (δ66Zn), del carbonio (δ13C), dell’ossigeno (δ18O) e di rapporti elementari (Ba/Ca, Sr/Ca) risulta utile per la ricostruzione della dieta, mentre gli isotopi dello stronzio (87Sr/86Sr) e dell’ossigeno (δ18O) permettono lo studio della mobilità. I risultati mostrano come la popolazione seguisse una dieta onnivora basata su cereali C3 ed un minore apporto di carne, con un consumo limitato di risorse d’acqua dolce senza evidenze di pesce marino, nonostante la vicinanza del sito alla costa e le evidenze archeologiche. Inoltre, la variabilità interindividuale non sembra correlata a sesso, età o corredi funerari. Inoltre, gli isotopi dello zinco mostrano pattern compatibili con pratiche di allattamento e svezzamento. La gestione degli animali è incentrata su pratiche domestiche a bassa intensità, riconducibili ad una popolazione non elitaria. Le analisi dell’ambiente e della mobilità rivelano uno sfruttamento da parte degli umani sia di ambienti paludosi che di steppe, identificando individui non locali e suggerendo connessioni regionali, probabilmente anche con Ur o altre regioni del nord della Mesopotamia. I confronti con altri siti e popolazioni, resi possibili dal nuovo dataset DATAMESOP, collocano Abu Tbeirah all’interno di un più ampio quadro isotopico, evidenziando sovrapposizioni con popolazioni della Mesopotamia e dell’Anatolia. In alcuni casi è stato possibile evidenziare che le differenze nei valori di δ18O si sovrappongono a eventi paleoambientali, caratterizzati dall’aumento dell’aridità e dalla regressione costiera nel tardo terzo millennio BCE. Nel complesso, questo studio rappresenta la prima ricostruzione sistematica multi-isotopica della dieta e della mobilità nel sud della Mesopotamia ed in generale nei primi centri urbani. Lo studio dimostra il potenziale degli isotopi dello zinco e degli approcci basati sullo smalto nel superare le problematiche conservative. Questi risultati pongono le basi per lo sviluppo futuro di un’isoscape isotopico dell’Asia occidentale.