Inleiding
Van de verschillende begrafenispraktijken die door de mens worden gebruikt, is crematie een van de meest voorkomende, zowel tegenwoordig als in het verleden, met inbegrip van het oude verleden. Al meer dan veertigduizend jaar worden menselijke lichamen gecremeerd, waarbij verkoolde botfragmenten achterblijven. De oudste thans bekende gecremeerde resten van een mens zijn die van de Mungo Lady in Australië, die onlangs met behulp van optisch gestimuleerde luminescentiedatering (OSL) zijn herdateerd op ongeveer veertigduizend jaar BP (Bowler et al. 2003). In heel Europa overheerst crematie in verschillende regio’s tijdens de Bronstijd en de Romeinse periode (McKinley 1997; Wahl 2008). Meer in het bijzonder in Groot-Brittannië werd crematie, gelijktijdig met inhumatie, toegepast vanaf het Vroeg-Neolithicum tot de Saksische periode, en was crematie de dominante begravingspraktijk tijdens de Midden-Bronstijd en de Romeins-Britse periode (Davies & Mates 2005). In de eenentwintigste eeuw is het aantal crematies duidelijk toegenomen in vergelijking met enkele eeuwen geleden. In sommige delen van de wereld, zoals Zweden, Zwitserland en Thailand, wordt tegenwoordig meer dan 75% van de overledenen verbrand, en in Japan zelfs tot 99% (The Cremation Society of Great Britain 2007).
Het wijdverbreide gebruik van crematie in het verleden heeft geleid tot een overvloed aan verkoolde en verkoolde menselijke resten in het archeologisch archief. Hun complexe structuur en chemische samenstelling en de onvolledige stand van de kennis over hoe bot verandert bij verbranding hebben er echter toe geleid dat gecremeerd bot vaak buiten biomoleculair onderzoek is gebleven, terwijl er wel een lange geschiedenis van bio-archeologisch onderzoek is (bijvoorbeeld McKinley 1997). Toch worden gecremeerde botfragmenten sinds 2001 geacht betrouwbare radiokoolstofdateringen op te leveren (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). Er is sindsdien veel onderzoek gedaan om te proberen te begrijpen waarom gecremeerd bot betrouwbare koolstofdateringen lijkt op te leveren (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). In geen van deze studies zijn echter crematies van modern bot op buitenvuren meegenomen. Hier zijn voor het eerst moderne dierlijke gewrichten in de openlucht verbrand met ‘oude’ brandstoffen (dendrochronologisch gedateerd hout en gefabriceerde kolenbriketten).
Door de beperkte hoeveelheid dendrochronologisch gedateerd hout die beschikbaar was, waren de opgestelde brandstapels veel kleiner dan voor een echte menselijke crematie, en was het mogelijk om alleen kleine dierlijke gewrichten te verbranden in plaats van hele dierenlijken zoals in eerdere studies (bijvoorbeeld Sheridan, 2010, hoewel dit voor heel andere doeleinden werd gedaan). Niettemin kan uit deze experimenten veel informatie worden verkregen, niet alleen voor radiokoolstofdatering, maar ook om de oude crematiepraktijken beter te begrijpen, evenals de processen die van invloed zijn op de botstructuur wanneer deze aan hoge temperaturen (600ºC en hoger) wordt blootgesteld.
Voorbereiding van de brandstapels
Er werden verschillende brandstapels voorbereid, elk omgeven door een bakstenen muurtje aan drie zijden om ze te beschermen tegen wind en om CO2 kruisbesmetting te minimaliseren (zie Figuren 1 & 2). Dierlijke resten afkomstig van plaatselijke slagers, visverkopers en supermarkten werden verbrand op verschillende brandstapels, gevoed met geproduceerde kolenbriketten of dendrochronologisch gedateerd hout. De diermonsters omvatten een rundertibia, twee varkensribben, een voet en een schouder, twee lamsbouten, een hele kip, en twee viswervelkolommen. De varkenspoot en -schouder bevatten nog alle vlees en huid en werden, samen met de hele kip, speciaal uitgekozen om zo goed mogelijk de resten van een pas overleden individu weer te geven.
Observaties en resultaten
Het aanmaken van het vuur was relatief eenvoudig, en in ongeveer 10 minuten brandden de brandstapels goed, met temperaturen boven 600ºC. Zodra de brandstapels aangestoken waren, werden de stukken dierlijk bot op de verschillende vuren gelegd en daar gelaten tot ze volledig gloeiden, tot het begon te regenen (een gevaar van buitenexperimenten in Groot-Brittannië!) of tot het vuur doofde. De vuren werden in stand gehouden tot er geen hout meer beschikbaar was. Tijdens het branden werden het vlees en de huid zwart voordat ze volledig verdwenen. De kleur van de overgebleven botfragmenten veranderde geleidelijk van zwart naar wit. De zwarte kleur geeft aan dat het bot niet volledig gecremeerd is, terwijl wit kenmerkend is voor volledig gecremeerd bot (Shipman et al. 1984).
De verbranding van de hele kip (zie figuur 3) was bijzonder leerzaam: het was mogelijk alle verschillende stadia van een crematie te observeren (wat niet mogelijk is bij crematie van gedeeltelijk ontvleesd bot of crematie in een gesloten oven). Het duurde twee en een half uur voor het volledig verbrand was. Eerst werd het vel bruin en zag de kip er ongeveer tien minuten uit als een typisch zondags gebraad voordat het zwart begon te worden. De poten en vleugels werden veel sneller zwart dan de rest van het lichaam (zie figuur 4). De huid en het vlees verdwenen geleidelijk en na twee uur en een half werden alleen nog zeer kleine, volledig verkalkte botfragmenten teruggevonden. Het was zeer moeilijk deze fragmenten te bergen omdat ze zeer broos waren en vele ervan tot poeder (as) waren gereduceerd toen men ze probeerde te verzamelen. Aan het eind van de crematies waren de viswervels het meest herkenbaar en het gemakkelijkst te vinden uit de houtas (zie figuur 5). Noch de kip-, noch de viswervels zijn echter zonder meer representatief voor menselijke resten: de eerste vanwege de grootte, de tweede vanwege de structuur. Daarom werden ook varkens-, lams- en koeiengewrichten verbrand.
Een van de interessante resultaten van dit onderzoek is de extreme variabiliteit in de temperaturen die tijdens de crematies via een thermokoppel werden geregistreerd: van 600 tot 900ºC. Temperaturen van meer dan 900ºC werden ook plaatselijk geregistreerd, maar slechts gedurende enkele seconden per keer – dergelijke temperaturen zouden in een grotere brandstapel natuurlijk veel gemakkelijker worden bereikt en gehandhaafd. Het bleek dat het heetste punt van het vuur in de loop van de tijd verschoof. Dit bevestigt het belang van het uitvoeren van experimentele crematies in openluchtomstandigheden, aangezien de temperatuur in een laboratoriumoven relatief constant zal blijven met de tijd en de ruimte, en verre van representatief is voor de werkelijke omstandigheden. De variabiliteit in temperatuur, in combinatie met de variatie in botdikte, verklaart waarom sommige delen van het bot alleen verkoold waren, terwijl andere volledig gecalcineerd waren. In het algemeen waren kleine fragmenten (bijvoorbeeld de vingerkootjes van een varkenspoot) volledig gebrand, terwijl grotere (bijvoorbeeld de tibia van een koe) gedeeltelijk gebrand waren, waarbij de buitenste delen meestal wit waren en de binnenste delen gedeeltelijk grijs en zwart.
Gebrande (verkoolde en gebrande) en onverbrande botfragmenten werden geanalyseerd met Fourier Transform Infrarood Spectroscopie (FTIR) om structurele en compositorische veranderingen waar te nemen. Figuur 6 toont de infraroodspectra van een onverbrande, verkoolde en gecalcineerde rundertibia. Het eerste belangrijke kenmerk is de volledige verwijdering van organische stoffen zodra het bot gecalcineerd is. Toch is het nog steeds mogelijk een grote hoeveelheid organisch materiaal in het bot te detecteren wanneer het slechts gedeeltelijk is verbrand, met andere woorden verkoold. De tweede waarneming is het verlies van een grote hoeveelheid carbonaten tijdens de transformatie van onverbrande in volledig gecalcineerde botfragmenten. Gelukkig blijft er nog wat carbonaat over, en dit is van bijzonder belang voor de datering met behulp van radiokoolstof. Aangezien al het organische materiaal tijdens de crematie is vernietigd, is de kleine hoeveelheid carbonaat die na de crematie in het bot is achtergebleven de enige plaats waar koolstof kan worden aangetroffen. Het blijft echter onduidelijk of deze koolstof endogeen is aan het bot dan wel van elders is geabsorbeerd (bijvoorbeeld uit het kooldioxide dat door het vlees en de huid wordt uitgestoten, of door de brandstof die tijdens de crematie wordt gebruikt).
Een aantal van de bestudeerde botfragmenten is radiokoolstofgedateerd en stabiele koolstofisotopenverhoudingen (δ13C) zijn gemeten met behulp van massaspectrometrie (MS). Een van de dierlijke gewrichten die op de geproduceerde kolenbriketten werden verbrand (gedateerd op ca. 26.000 v. Chr.) leverde een resultaat van 4.000 jaar oud op bij de radiokoolstofdatering (OxA-24941: 2115 ± 86 v. Chr.). De gedetailleerde resultaten van deze analyses, samen met suggesties betreffende de oorsprong van de koolstof die na crematie in het bot achterblijft, zullen elders worden gepresenteerd (Snoeck et al. in voorbereiding).
Conclusie
Wanneer bot gecremeerd wordt, verandert niet alleen het uiterlijk, maar ook de chemische samenstelling en de microstructuur. Deze veranderingen doen zich niet onmiddellijk voor, maar geleidelijk, zoals de kleurvariaties al aangeven. Toch blijft het moeilijk om uit chemisch en isotopisch oogpunt precies te verklaren wat er bij crematie gebeurt. De hier en elders gepresenteerde resultaten (Snoeck et al. in voorbereiding) vormen een verdere stap in de richting van een beter begrip van crematieprocessen. Niettemin zijn er nog veel meer laboratoriumexperimenten en crematies in de open lucht nodig voordat alle vragen in verband met crematie beantwoord kunnen worden. Het huidige onderzoek laat zien hoe belangrijk het is om crematies in de openlucht uit te voeren: vanwege de extreme variabiliteit in verbrandingsomstandigheden (wind, gebruikte houtsoorten en hoeveelheden, grootte van het lichaam, positie van het lichaam op het vuur, enzovoort) zal het alleen mogelijk zijn om een betrouwbare en uitgebreide dataset te verkrijgen door een breed scala aan botfragmenten te verbranden op brandstapels in de openlucht van verschillende soorten en maten, en door dit te doen op verschillende dagen en in verschillende regio’s.
Acknowledgments
Dit onderzoek is mogelijk gemaakt door de genereuze financiële steun van de Wiener-Anspach Foundation (www.fwa.ulb.ac.be). De auteurs zijn Dr. Daniel Miles van het Oxford Dendrochronology Laboratory zeer erkentelijk voor het ter beschikking stellen van het dendrochronologisch gedateerde hout. De slagers en visverkopers (Hedges, John Lindsey and Son, en Haymans Fisheries) van de Oxford Covered Market worden ook bedankt voor het leveren van de verschillende dier- en vismonsters.