Introduction
Wśród różnych praktyk pochówku stosowanych przez ludzi, kremacja jest jedną z najbardziej powszechnych, zarówno obecnie, jak i w przeszłości, w tym w przeszłości starożytnej. Od ponad czterdziestu tysięcy lat ciała ludzkie ulegają kremacji, pozostawiając po sobie zwapnione fragmenty kostne. Najstarszymi zachowanymi, znanymi obecnie skremowanymi szczątkami człowieka są szczątki z Mungo Lady w Australii, które niedawno zostały ponownie datowane na około czterdzieści tysięcy lat BP za pomocą optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) (Bowler et al. 2003). W całej Europie kremacja dominowała w kilku regionach w epoce brązu i w okresie rzymskim (McKinley 1997; Wahl 2008). W Wielkiej Brytanii kremacja była praktykowana, równolegle z inhumacją, od wczesnego neolitu do okresu saskiego i stanowiła dominującą praktykę pochówku w środkowej epoce brązu i okresie rzymsko-brytyjskim (Davies & Mates 2005). W dwudziestym pierwszym wieku liczba kremacji pogrzebowych znacznie wzrosła w porównaniu z sytuacją sprzed kilku stuleci. W niektórych rejonach świata, takich jak Szwecja, Szwajcaria i Tajlandia, spopielanych jest dziś ponad 75% zmarłych, a w Japonii nawet do 99% (The Cremation Society of Great Britain 2007).
Powszechne stosowanie kremacji w przeszłości spowodowało obfite występowanie zwęglonych i spalonych szczątków ludzkich w zapisie archeologicznym. Ich złożona struktura i skład chemiczny, jak również niekompletny stan wiedzy na temat zmian zachodzących w kościach podczas spalania, oznaczają, że skremowane kości często nie były przedmiotem badań biomolekularnych, ale mają długą historię badań bioarcheologicznych (np. McKinley 1997). Niemniej jednak od 2001 r. uważa się, że skremowane fragmenty kości mogą dostarczyć wiarygodnych dat radiowęglowych (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). Od tego czasu przeprowadzono wiele badań mających na celu próbę zrozumienia, dlaczego skremowana kość wydaje się dostarczać wiarygodnych dat radiowęglowych (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). Żadne z tych badań nie obejmowało jednak kremacji współczesnych kości w ogniskach zewnętrznych. Tutaj po raz pierwszy spalono na wolnym powietrzu współczesne stawy zwierzęce na „starym” paliwie (dendrochronologicznie datowanym drewnie i brykietach węglowych).
Z powodu ograniczonej ilości dostępnego dendrochronologicznie datowanego drewna, stosy wzniesione były znacznie mniejsze niż w przypadku prawdziwej kremacji człowieka i możliwe było spalenie jedynie małych stawów zwierzęcych, a nie całych zwłok, jak to miało miejsce w poprzednich badaniach (np. Sheridan, 2010, choć miało to zupełnie inne cele). Niemniej jednak wiele informacji można uzyskać z tych eksperymentów, nie tylko dla datowania radiowęglowego, ale także dla lepszego zrozumienia starożytnych praktyk kremacyjnych, jak również procesów wpływających na strukturę kości poddawanych działaniu wysokich temperatur (600ºC i więcej).
Przygotowanie stosów
Przygotowano kilka stosów, każdy otoczony z trzech stron niewielkim murem z cegły, aby chronić go przed wiatrem i zminimalizować zanieczyszczenie krzyżowe CO2 (patrz Ryc. 1 & 2). Szczątki zwierzęce uzyskane od lokalnych rzeźników, sprzedawców ryb i supermarketów były spalane na różnych stosach podsycanych brykietami z węgla lub drewnem datowanym dendrochronologicznie. Próbki zwierząt obejmowały krowią kość piszczelową, dwa świńskie żebra, stopę i łopatkę, dwa udźce jagnięce, całego kurczaka i dwa kręgi ryb. Świńska stopa i łopatka zachowały całe mięso i skórę i zostały specjalnie wybrane, wraz z całym kurczakiem, aby jak najwierniej reprezentować szczątki niedawno zmarłego osobnika.
Obserwacje i wyniki
Rozniecanie ognia było stosunkowo łatwe, a w ciągu około 10 minut stosy paliły się dobrze, osiągając temperaturę powyżej 600ºC. Gdy stosy zostały rozpalone, kawałki kości zwierzęcych zostały umieszczone na ogniskach różnicowych i pozostawione tam aż do całkowitego zwapnienia, do momentu, gdy zaczęło padać (niebezpieczeństwo związane z eksperymentami na wolnym powietrzu w Wielkiej Brytanii!) lub do momentu, gdy ogień zgasł. Ogniska utrzymywano tak długo, aż zabrakło drewna. Podczas spalania ciało i skóra stawały się czarne, a następnie całkowicie zanikały. Kolory pozostałych fragmentów kości stopniowo zmieniały się z czarnego na biały. Czarny kolor wskazuje, że kość nie jest w pełni skremowana, podczas gdy biały kolor jest charakterystyczny dla kości w pełni skalcynowanej (Shipman et al. 1984).
Palenie całego kurczaka (patrz rys. 3) było szczególnie pouczające: można było zaobserwować wszystkie różne etapy kremacji (co nie jest możliwe w przypadku kremacji częściowo odfiletowanej kości lub kremacji w zamkniętym piecu). Całkowite spalenie trwało dwie i pół godziny. Najpierw skóra zbrązowiała i kurczak wyglądał jak typowa niedzielna pieczeń przez około dziesięć minut, po czym zaczął czernieć. Nogi i skrzydła czerniały znacznie szybciej niż reszta ciała (patrz rys. 4). Skóra i mięso stopniowo znikały, a po dwóch i pół godzinie wydobyto jedynie bardzo małe, całkowicie zwapnione fragmenty kości. Odzyskanie tych fragmentów było bardzo trudne, ponieważ były one niezwykle kruche i wiele z nich rozpadało się na proszek (popiół) przy próbie ich zebrania. Pod koniec kremacji to właśnie kręgi ryb były najbardziej rozpoznawalne i najłatwiejsze do odzyskania z popiołów drzewnych (zob. rysunek 5). Ani kręgi kurczaka, ani ryby nie są jednak bezpośrednio reprezentatywne dla szczątków ludzkich: pierwsze ze względu na rozmiar, a drugie ze względu na strukturę. Dlatego spalono również stawy wieprzowe, jagnięce i krowie.
Jednym z interesujących wyników badań jest ogromna zmienność temperatur rejestrowanych podczas kremacji za pomocą termopary: od 600 do 900ºC. Temperatury powyżej 900ºC były również rejestrowane lokalnie, ale tylko przez kilka sekund w danym momencie – takie temperatury byłyby osiągane i utrzymywane znacznie łatwiej na większym stosie. Okazało się, że najgorętszy punkt pożaru zmieniał się w czasie. Potwierdza to znaczenie przeprowadzania eksperymentalnych kremacji w warunkach zewnętrznych, ponieważ temperatura pozostanie względnie stała w czasie i przestrzeni w piecu laboratoryjnym, dalekim od reprezentatywnego dla rzeczywistych warunków życia. Zmienność temperatur, rozpatrywana łącznie ze zmiennością grubości kości, wyjaśnia, dlaczego niektóre fragmenty kości były tylko zwęglone, podczas gdy inne były całkowicie spalone. Ogólnie rzecz biorąc, małe fragmenty (na przykład paliczki stopy świni) były całkowicie zwęglone, podczas gdy większe (na przykład krowia piszczel) były częściowo zwęglone, z ich zewnętrznymi częściami w większości białymi, a wewnętrznymi częściowo szarymi i czarnymi.
Skremowane (zwęglone i zwęglone) i niespalone fragmenty kości były analizowane za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) w celu zaobserwowania zmian strukturalnych i składu. Na rycinie 6 przedstawiono widma w podczerwieni niespalonej, zwęglonej i kalcynowanej kości piszczelowej krowy. Pierwszą interesującą cechą jest całkowite usunięcie substancji organicznych po kalcynacji kości. Jednak nadal możliwe jest wykrycie dużej ilości materiału organicznego w kości, gdy jest ona tylko częściowo spalona, innymi słowy, zwęglona. Drugą obserwacją jest utrata dużej ilości węglanów podczas przemiany niespalonych fragmentów kości w całkowicie skalcynowane. Na szczęście pewna ilość węglanów pozostaje, co ma szczególne znaczenie dla datowania radiowęglowego. Ponieważ cały materiał organiczny został zniszczony podczas kremacji, niewielka ilość węglanów pozostałych w kościach po kremacji jest jedynym miejscem, w którym można znaleźć węgiel. Pozostaje jednak niejasne, czy węgiel ten jest endogenny dla kości, czy też został zaabsorbowany z innego miejsca (na przykład z dwutlenku węgla emitowanego przez ciało i skórę, lub przez paliwo używane podczas kremacji).
Niektóre z badanych fragmentów kości były datowane radiowęglowo, a stabilne stosunki izotopowe węgla (δ13C) zostały zmierzone przez spektrometrię mas (MS). Jeden ze stawów zwierzęcych spalonych na wytworzonych brykietach węglowych (datowany na ok. 26 000 lat p.n.e.) uzyskał wynik 4000 lat przy datowaniu radiowęglowym (OxA-24941: 2115 ± 86 lat p.n.e.). Szczegółowe wyniki tych analiz, wraz z sugestiami dotyczącymi pochodzenia węgla, który pozostaje w kościach po kremacji, zostaną przedstawione w innym miejscu (Snoeck i in. w przygotowaniu).
Wnioski
Podczas kremacji zmienia się nie tylko wygląd zewnętrzny kości, ale także jej skład chemiczny i mikrostruktura. Zmiany te nie zachodzą natychmiastowo, lecz stopniowo, na co wskazują już zmiany barwne. Mimo to nadal trudno jest wyjaśnić, co dokładnie dzieje się podczas kremacji z chemicznego i izotopowego punktu widzenia. Wyniki przedstawione tutaj i w innych miejscach (Snoeck et al. w przygotowaniu) stanowią kolejny krok w kierunku zrozumienia procesów kremacji. Niezależnie od tego, potrzeba jeszcze wielu eksperymentów laboratoryjnych i kremacji na wolnym powietrzu, zanim będzie można odpowiedzieć na wszystkie pytania związane z kremacją. Obecne badania podkreślają znaczenie przeprowadzania kremacji na wolnym powietrzu: ze względu na ekstremalną zmienność warunków spalania (wiatr, rodzaj i ilość użytego drewna, wielkość ciała, pozycja ciała na ognisku, i tak dalej), uzyskanie wiarygodnego i wyczerpującego zestawu danych będzie możliwe tylko poprzez spalenie szerokiej gamy fragmentów kości na stosach na wolnym powietrzu o różnych typach i rozmiarach, i to w różnych dniach i w różnych regionach.
Podziękowania
Badania te były możliwe dzięki hojnemu wsparciu finansowemu Wiener-Anspach Foundation (www.fwa.ulb.ac.be). Autorzy są bardzo wdzięczni dr Danielowi Milesowi z Oxford Dendrochronology Laboratory, który dostarczył drewno datowane dendrochronologicznie. Dziękujemy również rzeźnikom i sprzedawcom ryb (Hedges, John Lindsey and Son oraz Haymans Fisheries) z Oxford Covered Market za dostarczenie różnych próbek zwierząt i ryb.