Úvod
Z různých pohřebních praktik používaných lidmi je kremace jednou z nejběžnějších, a to jak v současnosti, tak v minulosti, včetně té dávné. Již více než čtyřicet tisíc let jsou lidská těla zpopelňována a zůstávají po nich kalcinované úlomky kostí. Nejstaršími dochovanými, v současnosti známými zpopelněnými ostatky člověka jsou ostatky Mungo Lady v Austrálii, které byly nedávno pomocí datování opticky stimulovanou luminiscencí (OSL) datovány zhruba do doby před čtyřiceti tisíci lety (Bowler et al. 2003). V celé Evropě převládá v několika regionech v době bronzové a římské kremace (McKinley 1997; Wahl 2008). Konkrétně v Británii byla kremace praktikována souběžně s inhumací od raného neolitu až do saského období a byla dominantní pohřební praxí ve střední době bronzové a v době římsko-britské (Davies & Mates 2005). V jednadvacátém století se počet pohřebních kremací ve srovnání s dobou před několika staletími výrazně zvýšil. V některých oblastech světa, například ve Švédsku, Švýcarsku a Thajsku, se dnes zpopelňuje více než 75 % zesnulých, v Japonsku dokonce až 99 % (The Cremation Society of Great Britain 2007).
V důsledku rozšířeného používání kremace v minulosti se v archeologických nálezech hojně vyskytují zuhelnatělé a kalcinované lidské ostatky. Jejich složitá struktura a chemické složení, stejně jako neúplný stav znalostí o tom, jak se kosti mění při spalování, však způsobily, že zpopelněné kosti byly často vynechány z biomolekulárních studií, ale mají dlouhou historii bioarcheologického výzkumu (například McKinley 1997). Nicméně od roku 2001 se má za to, že úlomky zpopelněných kostí poskytují spolehlivá radiokarbonová data (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). Od té doby bylo provedeno mnoho výzkumů, které se snažily pochopit, proč se zdá, že kremační kosti poskytují spolehlivá radiokarbonová data (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). Žádná z těchto studií však nezahrnovala kremace moderních kostí na venkovních ohništích. Zde jsou moderní zvířecí klouby poprvé spalovány venku se „starými“ palivy (dendrochronologicky datovaným dřevem a vyrobenými uhelnými briketami).
Vzhledem k omezenému množství dostupného dendrochronologicky datovaného dřeva byly postavené ohniště mnohem menší než při skutečné lidské kremaci a bylo možné spálit pouze malé zvířecí klouby namísto celých zvířecích těl, jak bylo provedeno v předchozích studiích (např. Sheridan, 2010, i když to bylo provedeno za zcela jinými účely). Přesto lze z těchto experimentů získat mnoho informací, a to nejen pro radiokarbonové datování, ale také pro lepší pochopení starověkých kremačních praktik, jakož i procesů ovlivňujících strukturu kostí při vystavení vysokým teplotám (600 ºC a více).
Příprava ohnišť
Bylo připraveno několik ohnišť, z nichž každé bylo ze tří stran obklopeno malou cihlovou zdí, aby bylo chráněno před větrem a aby se minimalizovala křížová kontaminace CO2 (viz obr. 1 & 2). Zvířecí ostatky získané od místních řezníků, prodejců ryb a supermarketů byly spalovány na různých ohništích poháněných vyrobenými uhelnými briketami nebo dendrochronologicky datovaným dřevem. Zvířecí vzorky zahrnovaly hovězí holenní kost, dvě vepřová žebra, nohu a plec, dvě jehněčí nohy, celé kuře a dva rybí obratle. Prasečí noha a plec si ještě zachovaly veškeré maso a kůži a byly spolu s celým kuřetem speciálně vybrány tak, aby co nejvěrněji představovaly pozůstatky nedávno zemřelého jedince.
Pozorování a výsledky
Založení ohně bylo poměrně snadné a zhruba za 10 minut už ohniště dobře hořelo a dosahovalo teplot nad 600 °C. Po zapálení ohnišť byly kousky zvířecích kostí umístěny na rozdílné ohně a ponechány tam až do úplného vyžíhání, dokud nezačalo pršet (nebezpečí venkovních experimentů v Británii!) nebo dokud oheň nezhasl. Ohně se udržovaly tak dlouho, dokud už nebylo k dispozici žádné dřevo. Během hoření maso a kůže zčernaly, než zcela zmizely. Barvy zbývajících úlomků kostí se postupně měnily z černé na bílou. Černá barva naznačuje, že kost není zcela zpopelněna, zatímco bílá je charakteristická pro zcela kalcinovanou kost (Shipman et al. 1984).
Popálení celého kuřete (viz obr. 3) bylo obzvláště poučné: bylo možné pozorovat všechny různé fáze kremace (což není možné při kremaci částečně vypreparované kosti nebo kremaci v uzavřené peci). Úplné spálení trvalo dvě a půl hodiny. Nejprve zhnědla kůže a kuře vypadalo asi deset minut jako typická nedělní pečeně, než začalo černat. Nohy a křídla zčernaly mnohem rychleji než zbytek těla (viz obrázek 4). Kůže a maso pak postupně zmizely a po dvou a půl hodinách byly nalezeny jen velmi malé, zcela kalcinované úlomky kostí. Bylo velmi obtížné tyto úlomky získat zpět, protože byly velmi křehké a mnohé se při pokusu o jejich sběr rozpadly na prášek (popel). Na konci kremace to byly rybí obratle, které byly nejlépe rozpoznatelné a nejsnáze získatelné z dřevěného popela (viz obr. 5). Ani kuřecí, ani rybí obratle však nejsou přímočaře reprezentativní pro lidské ostatky: první kvůli své velikosti a druhý kvůli své struktuře. Proto byly spáleny také vepřové, jehněčí a kravské klouby.
Jedním ze zajímavých výsledků této studie je extrémní variabilita teplot zaznamenaných při kremaci pomocí termočlánku: od 600 do 900 ºC. Lokálně byly zaznamenány i teploty vyšší než 900 ºC, ale vždy jen po dobu několika sekund – takových teplot by se samozřejmě dosahovalo a udržovalo mnohem snadněji ve větším ohništi. Ukázalo se, že nejžhavější bod ohně se v průběhu času posouval. To potvrzuje význam provádění experimentálních kremací ve venkovních podmínkách, protože v laboratorní peci, která zdaleka neodpovídá reálným podmínkám, zůstává teplota s časem a prostorem relativně konstantní. Proměnlivost teplot, posuzovaná společně s variabilitou tloušťky kostí, vysvětluje, proč byly některé části kostí pouze zuhelnatělé, zatímco jiné byly plně kalcinované. Obecně platí, že malé fragmenty (například články prasečí nohy) byly plně kalcinované, zatímco větší (například hovězí holenní kost) byly částečně kalcinované, přičemž jejich vnější části byly většinou bílé a vnitřní části částečně šedé a černé.
Kremované (zuhelnatělé a kalcinované) a nespálené fragmenty kostí byly analyzovány pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), aby bylo možné pozorovat strukturální změny a změny složení. Na obrázku 6 jsou uvedena infračervená spektra nespálené, zuhelnatělé a kalcinované hovězí holenní kosti. Prvním hlavním zajímavým rysem je úplné odstranění organických látek po kalcinaci kosti. Přesto je možné v kosti detekovat velké množství organického materiálu, i když je pouze částečně spálená, jinými slovy zuhelnatělá. Druhým pozorováním je ztráta velkého množství uhličitanů během přeměny nespálených fragmentů kostí na plně kalcinované. Část karbonátů naštěstí zůstává, což má význam zejména pro radiokarbonové datování. Vzhledem k tomu, že veškerý organický materiál byl během kremace zničen, je malé množství uhličitanů, které v kosti po kremaci zůstalo, jediným místem, kde lze uhlík nalézt. Zůstává však nejasné, zda je tento uhlík v kosti endogenní, nebo zda byl absorbován odjinud (například z oxidu uhličitého uvolněného z masa a kůže nebo z paliva použitého při kremaci).
Některé ze studovaných fragmentů kostí byly radiouhlíkově datovány a pomocí hmotnostní spektrometrie (MS) byly změřeny stabilní izotopové poměry uhlíku (δ13C). Jeden ze zvířecích kloubů spálených na vyrobených uhelných briketách (datovaný cca 26 000 let př. n. l.) poskytl při radiokarbonovém datování výsledek starý 4 000 let (OxA-24941: 2115 ± 86 let př. n. l.). Podrobné výsledky těchto analýz spolu s návrhy týkajícími se původu uhlíku, který zůstává v kosti po kremaci, budou prezentovány na jiném místě (Snoeck et al. v přípravě).
Závěr
Při kremaci kosti se mění nejen její vnější vzhled, ale také chemické složení a mikrostruktura. Tyto změny neprobíhají okamžitě, ale postupně, jak již naznačují barevné změny. Přesto se stále ukazuje jako obtížné vysvětlit, co přesně se při kremaci z chemického a izotopového hlediska děje. Výsledky prezentované zde i jinde (Snoeck et al. v přípravě) představují další krok k pochopení kremačních procesů. Bez ohledu na to je třeba provést ještě mnoho laboratorních experimentů a venkovních kremací, než bude možné odpovědět na všechny otázky související s kremací. Tento výzkum zdůrazňuje význam provádění venkovních kremací: vzhledem k extrémní variabilitě podmínek spalování (vítr, druhy a množství použitého dřeva, velikost těla, poloha těla na ohni atd.) bude možné získat spolehlivý a komplexní soubor údajů pouze spalováním širokého spektra fragmentů kostí na venkovních ohništích různých typů a velikostí, a to v různých dnech a v různých regionech.
Poděkování
Tento výzkum byl umožněn díky štědré finanční podpoře nadace Wiener-Anspach (www.fwa.ulb.ac.be). Autoři jsou velmi vděčni Dr. Danielu Milesovi z Oxfordské dendrochronologické laboratoře, který poskytl dendrochronologicky datované dřevo. Poděkování patří také řezníkům a obchodníkům s rybami (Hedges, John Lindsey and Son a Haymans Fisheries) z oxfordského krytého trhu za dodání různých vzorků zvířat a ryb.