Bevezetés
Az emberek által alkalmazott különböző temetkezési gyakorlatok közül a hamvasztás az egyik legelterjedtebb, mind napjainkban, mind a múltban, beleértve az ősi múltat is. Több mint negyvenezer éve hamvasztják el az emberi testeket, kalcinált csontdarabokat hagyva maguk után. A legrégebbi fennmaradt, jelenleg ismert elhamvasztott emberi maradványok az ausztráliai Mungo Lady maradványai, amelyeket a közelmúltban optikailag stimulált lumineszcencia (OSL) kormeghatározással nagyjából negyvenezer évvel ezelőttre datáltak (Bowler et al. 2003). Európa-szerte a bronzkorban és a római korban több régióban is a hamvasztás dominált (McKinley 1997; Wahl 2008). Különösen Nagy-Britanniában a hamvasztást a korai neolitikumtól a szász korszakig a hamvasztással egy időben gyakorolták, és a középső bronzkorban és a római-brit időszakban a hamvasztás volt a domináns temetkezési gyakorlat (Davies & Mates 2005). A huszonegyedik században a temetkezési hamvasztások száma jelentősen megnőtt a néhány évszázaddal ezelőttihez képest. A világ egyes területein, például Svédországban, Svájcban és Thaiföldön ma már az elhunytak több mint 75%-át elégetik, Japánban pedig akár 99%-át is (The Cremation Society of Great Britain 2007).
A hamvasztás múltban széles körben elterjedt használata miatt a régészeti feljegyzésekben bőségesen találhatók elszenesedett és elhamvadt emberi maradványok. Összetett szerkezetük és kémiai összetételük, valamint a csontok égetés hatására bekövetkező változásával kapcsolatos ismeretek hiányos állapota azonban azt eredményezte, hogy a hamvasztott csontok gyakran kimaradtak a biomolekuláris vizsgálatokból, pedig a bioarcheológiai vizsgálatoknak hosszú története van (pl. McKinley 1997). Mindazonáltal 2001 óta a hamvasztott csontdarabokat megbízható radiokarbonos kormeghatározásnak tekintik (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). Azóta számos kutatást végeztek annak érdekében, hogy megpróbálják megérteni, miért tűnik úgy, hogy a hamvasztott csontok megbízható radiokarbonos dátumokat szolgáltatnak (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). E tanulmányok egyike sem terjedt ki azonban a modern csontok szabadtéri tüzeken történő hamvasztására. Itt égetünk először modern állati csontokat szabadtéren “régi” tüzelőanyaggal (dendrokronológiailag datált fa és gyártott szénbrikett).
A rendelkezésre álló dendrokronológiailag datált fa korlátozott mennyisége miatt a felállított máglyák sokkal kisebbek voltak, mint egy valódi emberi hamvasztás esetében, és csak kisebb állati csontokat lehetett elégetni a korábbi tanulmányokban (például Sheridan, 2010, bár ez egészen más célból történt) alkalmazott teljes állati tetemek helyett. Mindazonáltal sok információ nyerhető ezekből a kísérletekből, nemcsak a radiokarbonos kormeghatározás szempontjából, hanem az ősi hamvasztási gyakorlatok jobb megértéséhez is, valamint a csontok szerkezetét befolyásoló folyamatokhoz, amikor magas hőmérsékletnek (600ºC és magasabb) teszik ki őket.
A máglyák előkészítése
Másfél máglyát készítettünk, amelyeket három oldalról egy-egy kis téglafal vett körül a szél elleni védelem és a CO2 keresztszennyeződés minimalizálása érdekében (lásd 1. ábra & 2). A helyi hentesektől, halárusoktól és szupermarketekből származó állati maradványokat különböző máglyákon égették el, amelyeket gyártott szénbrikettel vagy dendrokronológiailag datált fával tápláltak. Az állatminták között volt egy tehén sípcsont, két sertésborda, egy láb és egy váll, két báránycomb, egy egész csirke és két halcsigolya. A sertésláb és a sertésváll még teljesen megőrizte húsát és bőrét, és az egész csirkével együtt kifejezetten azért választottuk őket, hogy a lehető legjobban reprezentálják egy nemrég elhunyt egyed maradványait.
Megfigyelések és eredmények
A tűz meggyújtása viszonylag könnyen ment, és körülbelül 10 perc alatt a máglyák jól égtek, elérve a 600ºC feletti hőmérsékletet. Miután a máglyák meggyulladtak, az állati csontdarabokat a különböző tüzekre helyezték, és ott hagyták őket a teljes kalcinációig, amíg el nem kezdett esni az eső (a szabadtéri kísérletek veszélye Nagy-Britanniában!), vagy amíg a tűz ki nem aludt. A tüzeket addig tartották fenn, amíg nem állt rendelkezésre több fa. Az égés során a hús és a bőr megfeketedett, majd teljesen eltűnt. A megmaradt csontdarabok színe fokozatosan feketéből fehérré változott. A fekete szín azt jelzi, hogy a csont nem hamvadt el teljesen, míg a fehér szín a teljesen elhamvadt csontra jellemző (Shipman et al. 1984).
A teljes csirke elégetése (lásd 3. ábra) különösen tanulságos volt: a hamvasztás minden különböző szakaszát meg lehetett figyelni (ami a részben lefejtett csont elhamvasztása vagy a zárt kemencében történő hamvasztás esetén nem lehetséges). Két és fél órába telt, amíg teljesen elégett. Először a bőr megbarnult, és a csirke körülbelül tíz percig úgy nézett ki, mint egy tipikus vasárnapi sült, mielőtt elkezdett feketedni. A lábak és a szárnyak sokkal gyorsabban feketedtek meg, mint a test többi része (lásd a 4. ábrát). Ezután a bőr és a hús fokozatosan eltűnt, és két és fél óra elteltével már csak nagyon apró, teljesen elhamvadt csonttöredékek kerültek elő. Ezeket a töredékeket nagyon nehéz volt visszanyerni, mivel rendkívül törékenyek voltak, és sokuk porrá (hamuvá) porladt, amikor megpróbálták összegyűjteni őket. A hamvasztás végén a halcsigolyák voltak a legkönnyebben felismerhetőek és a fa hamujából a legkönnyebben kinyerhetőek (lásd az 5. ábrát). Sem a csirke-, sem a halcsigolya azonban nem tekinthető egyenesen emberi maradványnak: az első a mérete miatt, a második pedig a szerkezete miatt. Ezért sertés-, bárány- és tehénízületeket is elégettek.
A vizsgálat egyik érdekes eredménye, hogy a hamvasztások során termoelemmel mért hőmérséklet rendkívül változatos volt: 600 és 900ºC között. Helyenként 900ºC feletti hőmérsékletet is mértek, de csak néhány másodpercig – egy nagyobb máglyán természetesen sokkal könnyebben elérnék és tartanák fenn az ilyen hőmérsékletet. Úgy tűnt, hogy a tűz legforróbb pontja idővel eltolódott. Ez megerősíti annak fontosságát, hogy a kísérleti hamvasztásokat szabadtéri körülmények között végezzük, mivel a laboratóriumi kemencében a hőmérséklet az idő és a tér függvényében viszonylag állandó marad, ami messze nem reprezentálja a valós körülményeket. A hőmérséklet változékonysága, a csont vastagságának változásával együtt vizsgálva, megmagyarázza, hogy a csont egyes részei miért csak elszenesedtek, míg mások teljesen elhamvadtak. Általánosságban elmondható, hogy a kisebb töredékek (például a sertésláb ujjpercek) teljesen kalcinálódtak, míg a nagyobbak (például a tehén sípcsont) részben kalcinálódtak, külső részük többnyire fehér, belső részük pedig részben szürke és fekete volt.
A krematizált (elszenesedett és kalcinált) és nem égetett csontdarabokat Fourier transzformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR) elemeztük a szerkezeti és összetételbeli változások megfigyelése érdekében. A 6. ábra egy nem égetett, egy elszenesedett és egy kalcinált tehén sípcsont infravörös spektrumát mutatja be. Az első érdekes fő jellemző a szerves anyagok teljes eltávolítása, miután a csontot kalcinálták. Mégis nagy mennyiségű szerves anyagot lehet kimutatni a csontban, amikor az csak részben égett, más szóval elszenesedett. A második megfigyelés a nagy mennyiségű karbonát elvesztése az égetetlen csontdarabok teljesen kalcinálttá válása során. Szerencsére némi karbonát marad, és ez különösen fontos a radiokarbonos kormeghatározás szempontjából. Mivel a hamvasztás során minden szerves anyag megsemmisült, a csontban a hamvasztás után visszamaradt kis mennyiségű karbonát az egyetlen hely, ahol szén kimutatható. Továbbra sem világos azonban, hogy ez a szén endogén-e a csontban, vagy máshonnan (például a hús és a bőr által kibocsátott szén-dioxidból vagy a hamvasztás során használt tüzelőanyagból) szívódott fel.
A vizsgált csontdarabok egy részét radiokarbonos kormeghatározással és stabil szénizotóp-arányok (δ13C) tömegspektrometriás (MS) mérésével keltezték. A gyártott szénbriketteken elégetett egyik állati ízület (kb. i. e. 26 000-re datálva) radiokarbonos kormeghatározáskor 4000 éves eredményt adott (OxA-24941: i. e. 2115 ± 86). Ezen elemzések részletes eredményeit, valamint a hamvasztás után a csontban maradó szén eredetére vonatkozó javaslatokat máshol fogjuk bemutatni (Snoeck et al. előkészületben).
Következtetés
A csont hamvasztásakor nemcsak a külső megjelenése változik meg, hanem a kémiai összetétele és mikroszerkezete is. Ezek a változások nem azonnal, hanem fokozatosan következnek be, ahogy azt már a színváltozások is jelzik. Ennek ellenére továbbra is nehéznek bizonyul, hogy kémiai és izotópos szempontból pontosan megmagyarázzuk, mi történik a hamvasztás során. Az itt és máshol (Snoeck et al. előkészületben) bemutatott eredmények újabb lépést jelentenek a hamvasztási folyamatok megértése felé. Ettől függetlenül még sok laboratóriumi kísérletre és szabadtéri hamvasztásra van szükség ahhoz, hogy a hamvasztással kapcsolatos összes kérdésre választ kapjunk. A jelen kutatás rávilágít a szabadtéri hamvasztások elvégzésének fontosságára: az égetési körülmények (szél, a felhasznált fa típusa és mennyisége, a test mérete, a test elhelyezkedése a tűzön stb.) rendkívüli változékonysága miatt csak akkor lehet megbízható és átfogó adathalmazhoz jutni, ha a csontdarabok széles skáláját égetjük el különböző típusú és méretű szabadtéri máglyákon, mégpedig különböző napokon és különböző régiókban.
Köszönet
Ezt a kutatást a Wiener-Anspach Alapítvány (www.fwa.ulb.ac.be) nagylelkű anyagi támogatása tette lehetővé. A szerzők nagyon hálásak Dr. Daniel Milesnak az Oxfordi Dendrokronológiai Laboratóriumból, aki a dendrokronológiailag datált faanyagot biztosította. Az oxfordi fedett piac henteseinek és halárusainak (Hedges, John Lindsey and Son és Haymans Fisheries) szintén köszönetet mondanak a különböző állat- és halminták szállításáért.