Einführung
Von den verschiedenen Bestattungspraktiken, die der Mensch anwendet, ist die Einäscherung eine der häufigsten, sowohl heutzutage als auch in der Vergangenheit, einschließlich der antiken Vergangenheit. Seit mehr als vierzigtausend Jahren werden menschliche Körper eingeäschert, wobei kalzinierte Knochenfragmente zurückbleiben. Die ältesten derzeit bekannten kremierten menschlichen Überreste sind die der Mungo Lady in Australien, die vor kurzem mit Hilfe der optisch stimulierten Lumineszenz (OSL)-Datierung auf etwa vierzigtausend Jahre vor Christus datiert wurden (Bowler et al. 2003). In ganz Europa dominiert die Brandbestattung in mehreren Regionen während der Bronzezeit und der Römerzeit (McKinley 1997; Wahl 2008). Vor allem in Großbritannien wurde die Feuerbestattung vom frühen Neolithikum bis in die sächsische Zeit parallel zur Körperbestattung praktiziert und war während der mittleren Bronzezeit und der römisch-britischen Zeit die vorherrschende Bestattungspraxis (Davies & Mates 2005). Im einundzwanzigsten Jahrhundert hat die Zahl der Feuerbestattungen im Vergleich zu einigen Jahrhunderten deutlich zugenommen. In einigen Regionen der Welt wie Schweden, der Schweiz und Thailand werden heute mehr als 75 % der Verstorbenen eingeäschert, in Japan sogar bis zu 99 % (The Cremation Society of Great Britain 2007).
Die weite Verbreitung der Feuerbestattung in der Vergangenheit hat dazu geführt, dass zahlreiche verkohlte und verkohlte menschliche Überreste in den archäologischen Aufzeichnungen zu finden sind. Ihre komplexe Struktur und chemische Zusammensetzung sowie der unvollständige Kenntnisstand darüber, wie sich Knochen bei der Verbrennung verändern, haben jedoch dazu geführt, dass verbrannte Knochen in biomolekularen Studien oft nicht berücksichtigt wurden, obwohl sie seit langem Gegenstand bioarchäologischer Untersuchungen sind (z. B. McKinley 1997). Dennoch wird seit 2001 davon ausgegangen, dass verbrannte Knochenfragmente zuverlässige Radiokarbondaten liefern (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). Seitdem wurde viel geforscht, um zu verstehen, warum verbrannte Knochen zuverlässige Radiokarbondaten zu liefern scheinen (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). In keiner dieser Studien wurden jedoch Einäscherungen von modernen Knochen auf Freiluftfeuern untersucht. Aufgrund der begrenzten Menge an dendrochronologisch datiertem Holz waren die errichteten Scheiterhaufen viel kleiner als bei einer echten menschlichen Einäscherung, und es war möglich, nur kleine Tierknochen zu verbrennen, anstatt ganze Tierleichen, wie in früheren Studien (z. B. Sheridan, 2010, allerdings zu ganz anderen Zwecken). Dennoch können aus diesen Experimenten viele Informationen gewonnen werden, nicht nur für die Radiokohlenstoffdatierung, sondern auch für ein besseres Verständnis der antiken Einäscherungspraktiken sowie der Prozesse, die sich auf die Knochenstruktur auswirken, wenn sie hohen Temperaturen (600 ºC und mehr) ausgesetzt werden.
Vorbereitung der Scheiterhaufen
Es wurden mehrere Scheiterhaufen vorbereitet, die jeweils an drei Seiten von einer kleinen Ziegelmauer umgeben waren, um sie vor Wind zu schützen und die CO2-Kreuzkontamination zu minimieren (siehe Abbildungen 1 & 2). Tierreste, die von örtlichen Metzgern, Fischhändlern und Supermärkten bezogen wurden, wurden auf verschiedenen Scheiterhaufen verbrannt, die mit hergestellten Kohlebriketts oder dendrochronologisch datiertem Holz befeuert wurden. Zu den Tierproben gehörten ein Rinderschienbein, zwei Schweinerippen, ein Fuß und eine Schulter, zwei Lammkeulen, ein ganzes Huhn und zwei Fischwirbelsäulen. Der Schweinefuß und die Schweineschulter enthielten noch das gesamte Fleisch und die Haut und wurden zusammen mit dem ganzen Huhn speziell ausgewählt, um die Überreste eines kürzlich verstorbenen Individuums so gut wie möglich zu repräsentieren.
Beobachtungen und Ergebnisse
Das Anzünden des Feuers war relativ einfach, und nach etwa 10 Minuten brannten die Scheiterhaufen gut und erreichten Temperaturen von über 600ºC. Sobald die Scheiterhaufen angezündet waren, wurden die Tierknochenteile auf die unterschiedlichen Feuer gelegt und dort bis zur vollständigen Kalzinierung belassen, bis es zu regnen begann (eine Gefahr bei Experimenten im Freien in Großbritannien!) oder bis das Feuer erlosch. Die Feuer wurden so lange aufrechterhalten, bis kein Holz mehr vorhanden war. Während der Verbrennung wurden das Fleisch und die Haut schwarz, bevor sie vollständig verschwanden. Die Farbe der verbleibenden Knochenfragmente wechselte allmählich von Schwarz zu Weiß. Die schwarze Farbe zeigt an, dass der Knochen noch nicht vollständig verbrannt ist, während die weiße Farbe charakteristisch für vollständig kalzinierte Knochen ist (Shipman et al. 1984).
Die Verbrennung des ganzen Huhns (siehe Abbildung 3) war besonders aufschlussreich: Es war möglich, alle verschiedenen Stadien einer Einäscherung zu beobachten (was bei der Einäscherung von teilweise entfleischten Knochen oder der Einäscherung in einem geschlossenen Ofen nicht möglich ist). Es dauerte zweieinhalb Stunden, bis sie vollständig verbrannt war. Zuerst wurde die Haut braun und das Huhn sah etwa zehn Minuten lang wie ein typischer Sonntagsbraten aus, bevor es anfing, schwarz zu werden. Die Beine und Flügel wurden viel schneller schwarz als der Rest des Körpers (siehe Abbildung 4). Die Haut und das Fleisch verschwanden dann allmählich, und nach zweieinhalb Stunden wurden nur noch sehr kleine, vollständig verkohlte Knochenfragmente gefunden. Es war sehr schwierig, diese Fragmente zu bergen, da sie extrem spröde waren und viele beim Versuch, sie aufzusammeln, zu Pulver (Asche) zerfielen. Am Ende der Einäscherungen waren die Fischwirbel am deutlichsten zu erkennen und ließen sich am einfachsten aus der Holzasche bergen (siehe Abbildung 5). Weder die Hühner- noch die Fischwirbel sind jedoch ohne Weiteres für menschliche Überreste repräsentativ: die ersten aufgrund ihrer Größe, die zweiten aufgrund ihrer Struktur. Daher wurden auch Schweine-, Lamm- und Rindergelenke verbrannt.
Eines der interessanten Ergebnisse dieser Studie ist die extreme Variabilität der Temperaturen, die während der Einäscherungen mit einem Thermoelement gemessen wurden: von 600 bis 900ºC. Örtlich wurden auch Temperaturen von über 900 ºC gemessen, allerdings jeweils nur für wenige Sekunden – solche Temperaturen würden auf einem größeren Scheiterhaufen natürlich viel schneller erreicht und gehalten. Es zeigte sich, dass sich der heißeste Punkt des Feuers mit der Zeit verschob. Dies bestätigt, wie wichtig es ist, experimentelle Einäscherungen unter Freiluftbedingungen durchzuführen, da die Temperatur in einem Laborofen relativ konstant bleibt und nicht den realen Bedingungen entspricht. Die Temperaturschwankungen in Verbindung mit der unterschiedlichen Knochendicke erklären, warum einige Knochenteile nur verkohlt, andere dagegen vollständig kalziniert waren. Im Allgemeinen waren kleine Fragmente (z. B. die Phalangen eines Schweinefußes) vollständig kalziniert, während größere Fragmente (z. B. das Schienbein eines Rindes) teilweise kalziniert waren, wobei die äußeren Teile meist weiß und die inneren Teile teilweise grau und schwarz waren.
Die verkohlten (verkohlten und kalzinierten) und unverbrannten Knochenfragmente wurden mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) analysiert, um strukturelle und kompositorische Veränderungen zu beobachten. Abbildung 6 zeigt die Infrarotspektren eines ungebrannten, verkohlten und kalzinierten Rinderschienbeins. Das erste interessante Merkmal ist die vollständige Entfernung der organischen Bestandteile, sobald der Knochen kalziniert ist. Es ist jedoch immer noch möglich, eine große Menge an organischem Material im Knochen nachzuweisen, wenn er nur teilweise verbrannt, d. h. verkohlt ist. Die zweite Beobachtung ist der Verlust einer großen Menge an Karbonaten bei der Umwandlung von unverbrannten in vollständig kalzinierte Knochenfragmente. Glücklicherweise bleibt ein Teil des Karbonats erhalten, was für die Radiokarbondatierung von besonderer Bedeutung ist. Da bei der Einäscherung alles organische Material zerstört wurde, ist die geringe Menge an Karbonat, die nach der Einäscherung im Knochen verbleibt, die einzige Stelle, an der Kohlenstoff gefunden werden kann. Es bleibt jedoch unklar, ob dieser Kohlenstoff im Knochen endogen ist oder ob er von anderswoher aufgenommen wurde (z. B. aus dem von Fleisch und Haut abgegebenen Kohlendioxid oder aus dem bei der Einäscherung verwendeten Brennstoff).
Einige der untersuchten Knochenfragmente wurden mit Radiokohlenstoff datiert und die Isotopenverhältnisse von stabilem Kohlenstoff (δ13C) durch Massenspektrometrie (MS) gemessen. Eines der auf den hergestellten Kohlebriketts verbrannten Tiergelenke (datiert auf ca. 26.000 v. Chr.) ergab bei der Radiokohlenstoffdatierung ein Alter von 4.000 Jahren (OxA-24941: 2115 ± 86 v. Chr.). Detaillierte Ergebnisse dieser Analysen sowie Vorschläge zur Herkunft des Kohlenstoffs, der nach der Einäscherung im Knochen verbleibt, werden an anderer Stelle vorgestellt (Snoeck et al. in Vorbereitung).
Schlussfolgerung
Bei der Einäscherung von Knochen verändert sich nicht nur das äußere Erscheinungsbild, sondern auch die chemische Zusammensetzung und die Mikrostruktur. Diese Veränderungen treten nicht sofort auf, sondern allmählich, wie die Farbveränderungen bereits zeigen. Es erweist sich jedoch nach wie vor als schwierig, genau zu erklären, was bei der Kremation aus chemischer und isotopischer Sicht geschieht. Die hier und an anderer Stelle vorgestellten Ergebnisse (Snoeck et al. in Vorbereitung) sind ein weiterer Schritt zum Verständnis der Kremationsprozesse. Dennoch sind noch viele weitere Laborexperimente und Einäscherungen im Freien erforderlich, bevor alle Fragen im Zusammenhang mit der Einäscherung beantwortet werden können. Die vorliegende Untersuchung macht deutlich, wie wichtig es ist, Einäscherungen im Freien durchzuführen: Wegen der extremen Variabilität der Verbrennungsbedingungen (Wind, Art und Menge des verwendeten Holzes, Größe der Leiche, Position der Leiche auf dem Feuer usw.) ist es nur möglich, einen zuverlässigen und umfassenden Datensatz zu erhalten, wenn ein breites Spektrum von Knochenfragmenten auf Scheiterhaufen verschiedener Art und Größe im Freien verbrannt wird, und zwar an verschiedenen Tagen und in verschiedenen Regionen.
Danksagungen
Diese Forschung wurde durch die großzügige finanzielle Unterstützung der Wiener-Anspach-Stiftung (www.fwa.ulb.ac.be) ermöglicht. Die Autoren sind Dr. Daniel Miles vom Oxford Dendrochronology Laboratory sehr dankbar für die Bereitstellung des dendrochronologisch datierten Holzes. Den Metzgern und Fischhändlern (Hedges, John Lindsey and Son und Haymans Fisheries) vom Oxford Covered Market wird ebenfalls für die Bereitstellung der verschiedenen Tier- und Fischproben gedankt.