はじめに
人類が行う様々な埋葬方法の中で、火葬は現代でも古代を含む過去でも最もよく行われているものの一つです。 4 万年以上にわたって、人間の身体は火葬され、焼成された骨片が残されてきました。 現存する最古の火葬人骨はオーストラリアのマンゴ・レディのもので、最近、光刺激ルミネセンス（OSL）年代測定法によって約4万年前のものと推定された（Bowler et al.2003）。 ヨーロッパでは、青銅器時代からローマ時代にかけて、火葬が盛んに行われていた（McKinley 1997; Wahl 2008）。 特にイギリスでは、初期新石器時代からサクソン時代まで、埋葬と同時に火葬が行われ、中期青銅器時代とローマ・イギリス時代には支配的な埋葬方法であった（Davies & Mates 2005）。 21世紀に入ってからは、数世紀前に比べて葬儀の火葬の数が著しく増加している。 スウェーデン、スイス、タイなど世界の一部の地域では、今日、死者の75％以上が焼却されており、日本では99％にまで達している（The Cremation Society of Great Britain 2007）。
過去に火葬が広く行われた結果、考古学的記録には炭化・焼成された人骨が豊富に残されています。 しかし、その複雑な構造と化学組成、そして燃焼時に骨がどのように変化するかについての知識は不完全なため、火葬骨は生体分子研究からは除外されがちですが、生体考古学的には長い歴史を持っています（例：McKinley 1997）。 しかし、2001年以降、火葬骨片は信頼できる放射性炭素年代を提供するものと考えられている（Lanting et al 2001; Naysmith et al 2007）。 その後、火葬骨がなぜ信頼できる放射性炭素年代を提供すると考えられるかを理解するために、多くの研究が行われてきました（Van Strydonck et al.2010; Huls et al.2010; Olsen et al.2012; Zazzo et al.2012). しかし、これらの研究では、現代の骨を屋外の火で荼毘に付したものは含まれていません。
入手できる年輪年代測定済みの木材の量が限られているため、立てられた火葬台は実際の人間の火葬よりもはるかに小さく、以前の研究で行われた動物の死体全体ではなく、小さな動物の関節だけを燃やすことができました（たとえば、Sheridan、2010、これは非常に異なる目的のために行われましたが）。
火葬場の準備
いくつかの火葬場が準備され、風から守り、二酸化炭素の相互汚染を最小限にするために、それぞれ三方を小さなレンガの壁で囲まれました（図 1 & 2 を参照）。 地元の肉屋、魚屋、スーパーマーケットから入手した動物の遺体は、練炭や年輪年代測定された木材を燃料とする異なる火葬場で焼却された。 動物サンプルは、牛の脛骨、豚の肋骨2本、足と肩、羊の脚2本、鶏の丸焼き、魚の脊椎骨2本などである。 豚の足と肩は、まだすべての肉と皮を保っており、丸鶏とともに、最近亡くなった人の遺骨にできるだけ近いものを特別に選びました。
観察と結果
火を起こすのは比較的簡単で、約10分後には、600℃を超える温度に達して、よく燃えていました。 火がついたら、動物の骨片を差火に乗せ、完全に焼成されるまで、雨が降り始めるまで（イギリスの屋外実験では危険！）、あるいは火が消えるまでそのままにしておいた。 薪が無くなるまで火を絶やさない。 焼いている間、肉や皮膚は黒くなり、やがて完全に消え去りました。 残った骨片の色は、徐々に黒から白に変わっていった。
鶏の丸焼き（図3参照）は特に有益で、火葬のすべての異なる段階を観察することができた（これは部分的に脱骨した骨の火葬や閉鎖炉での火葬では不可能である）。 完全に燃焼するまでには2時間半を要した。 まず、皮が茶色くなり、鶏肉が一般的な日曜日のローストのように見えるのは、黒くなり始める10分ほど前からだった。 脚と手羽は、他の部位よりずっと早く黒くなった（図4参照）。 その後、皮と肉は徐々に消え、2時間半後には、非常に小さな完全に焼けた骨片だけが回収された。 この骨片は非常にもろく、回収しようとしても多くは粉（灰）になってしまうため、回収は非常に困難であった。 火葬の最後に、木の灰の中から最も認識しやすく、回収しやすかったのは魚の椎骨であった（図5参照）。 しかし、鶏の椎骨も魚の椎骨も、その大きさから、またその構造から、ストレートに人骨を代表するものではありません。
この研究の興味深い結果のひとつは、火葬の際に熱電対で記録された温度が600℃から900℃と非常に幅があることである。 900ºC を超える温度も局所的に記録されましたが、いつでも数秒間のみでした。 このように、火は時間と共に最も高温になる場所を変えていくようです。 このことから、火葬の実験は屋外で行うことが重要であることがわかります。なぜなら、実験室の炉では、時間や空間によって温度が比較的一定になり、実際の状況を表すにはほど遠いからです。 温度のばらつきは、骨の厚さのばらつきと合わせて考えると、骨の一部が炭化しただけで、他の部分が完全に焼けた理由も説明できます。
火葬（炭化・焼成）と未焼成の骨片をフーリエ変換赤外分光法（FTIR）で分析し、構造および組成の変化を観察した。 図6は、未焼成、炭化、焼成した牛の脛骨の赤外スペクトルである。 まず注目すべきは、骨が焼成されると、有機物が完全に除去されることです。 しかし、部分的にしか焼けていない状態、つまり炭化した状態でも、骨の中に大量の有機物を検出することが可能です。 第二に、未焼成の骨片が完全に焼成された骨片に変化する過程で、大量の炭酸塩が失われることが観察される。 幸い、炭酸塩の一部は残っており、このことは放射性炭素年代測定において特に重要です。 火葬の際に有機物はすべて破壊されているので、火葬後に骨に残ったわずかな炭酸塩が炭素を検出できる唯一の場所なのです。 しかし、この炭素が骨に内在するものなのか、それとも他の場所（例えば、肉や皮膚から放出される二酸化炭素や、火葬の際に使用される燃料）から吸収されたものなのかは、まだ不明です。
調査した骨片の一部は、放射性炭素年代測定と質量分析（MS）による安定炭素同位体比（δ13C）測定が行われています。 また、練炭で焼かれた動物の関節（紀元前26,000年頃）の1つは、放射性炭素年代測定（OxA-24941：2115±86 BC）で4,000年前の結果を得ました。
結論
骨が火葬されると、その外見だけでなく、化学組成や微細構造も変化します。 これらの変化は瞬時に起こるのではなく、すでに色の変化が示しているように、徐々に起こります。 とはいえ、化学的・同位体的な観点から火葬の際に何が起こるのかを正確に説明することは、依然として困難であることが分かっている。 今回発表された結果やその他の資料（Snoeck et al. とはいえ、火葬に関するすべての疑問に答えるには、さらに多くの実験室実験と屋外での火葬が必要です。 火葬の条件（風、使用する木材の種類と量、遺体の大きさ、火にあてる遺体の位置など）は非常に多様であるため、さまざまな種類とサイズの野外炉で、さまざまな日に、さまざまな地域で、幅広い骨片を焼くことによって初めて、信頼性と包括性の高いデータセットを入手することが可能になるのである。
謝辞
この研究は、ウィーナー・アンスパッハ財団 (www.fwa.ulb.ac.be) の寛大な財政支援によって実現されたものです。 また、年輪年代測定用の木材を提供してくれたOxford Dendrochronology LaboratoryのDaniel Miles博士に大変感謝している。 また、Oxford Covered Marketの肉屋と魚屋（Hedges, John Lindsey and Son, Haymans Fisheries）には、様々な動物や魚のサンプルを提供していただき、感謝している。