Introducere
Dintre diferitele practici de înmormântare folosite de oameni, incinerarea este una dintre cele mai comune, atât în zilele noastre, cât și în trecut, inclusiv în antichitate. Timp de peste patruzeci de mii de ani, corpurile umane au fost incinerate, lăsând în urmă fragmente de oase calcinate. Cele mai vechi rămășițe umane incinerate existente, cunoscute în prezent, sunt cele ale lui Mungo Lady din Australia, care au fost recent datate la aproximativ patruzeci de mii de ani î.Hr. prin datarea prin luminescență stimulată optic (OSL) (Bowler et al. 2003). În întreaga Europă, incinerația domină în mai multe regiuni în timpul epocii bronzului și al perioadei romane (McKinley 1997; Wahl 2008). În Marea Britanie, mai ales, incinerația a fost practicată, concomitent cu inhumarea, din Neoliticul timpuriu până în perioada saxonă, și a fost practica de înmormântare dominantă în timpul epocii mijlocii a bronzului și a perioadei romane-britanice (Davies & Mates 2005). În secolul al XXI-lea, numărul incinerațiilor funerare a crescut considerabil în comparație cu cele de acum câteva secole. În unele zone ale lumii, cum ar fi Suedia, Elveția și Thailanda, astăzi mai mult de 75% dintre persoanele decedate sunt incinerate, și chiar până la 99% în Japonia (The Cremation Society of Great Britain 2007).
Utilizarea pe scară largă a incinerării în trecut a dus la o abundență de rămășițe umane carbonizate și calcinate în arhivele arheologice. Cu toate acestea, structura și compoziția chimică complexă a acestora, precum și stadiul incomplet al cunoștințelor cu privire la modul în care se modifică oasele atunci când sunt arse, a însemnat că oasele incinerate au fost adesea lăsate în afara studiilor biomoleculare, dar au o lungă istorie de investigații bioarheologice (de exemplu McKinley 1997). Cu toate acestea, fragmentele osoase incinerate au fost considerate a furniza date de radiocarbon fiabile începând cu 2001 (Lanting et al. 2001; Naysmith et al. 2007). De atunci au fost efectuate numeroase cercetări pentru a încerca să se înțeleagă de ce osul incinerat pare să furnizeze date radiocarbon fiabile (Van Strydonck et al. 2010; Huls et al. 2010; Olsen et al. 2012; Zazzo et al. 2012). Cu toate acestea, niciunul dintre aceste studii nu a inclus incinerări de oase moderne pe focuri în aer liber. Aici, articulațiile de animale moderne sunt arse în aer liber cu combustibili „vechi” (lemn datat dendrocronic și brichete de cărbune fabricate) pentru prima dată.
Datorită cantității limitate de lemn datat dendrocronic disponibil, rugurile ridicate au fost mult mai mici decât pentru o incinerare umană reală și a fost posibil să se ardă doar articulații de animale mici în loc de cadavre de animale întregi, așa cum s-a întreprins în studiile anterioare (de exemplu Sheridan, 2010, deși acest lucru a fost făcut în scopuri foarte diferite). Cu toate acestea, se pot obține multe informații din aceste experimente, nu numai pentru datarea cu radiocarbon, ci și pentru a înțelege mai bine practicile antice de incinerare, precum și procesele care au impact asupra structurii osoase atunci când sunt supuse la temperaturi ridicate (600ºC și peste).
Pregătirea rugurilor
Au fost pregătite mai multe ruguri, fiecare fiind înconjurat de un mic zid de cărămidă pe trei laturi pentru a-l proteja de vânt și pentru a minimiza contaminarea încrucișată cu CO2 (vezi figurile 1 & 2). Rămășițele de animale obținute de la măcelarii locali, de la magazinele de pește și de la supermarketuri au fost arse pe diferite ruguri alimentate cu brichete de cărbune fabricat sau cu lemn datat dendrocronic. Probele de animale au inclus o tibie de vacă, două coaste de porc, un picior și un umăr, două picioare de miel, un pui întreg și două coloane vertebrale de pește. Piciorul și umărul de porc păstrau încă toată carnea și pielea și au fost special alese, împreună cu puiul întreg, pentru a reprezenta cât mai fidel posibil rămășițele unui individ decedat recent.
Observații și rezultate
Începerea focului a fost relativ ușoară, iar în aproximativ 10 minute, rugurile ardeau bine, atingând temperaturi de peste 600ºC. Odată ce rugurile au fost aprinse, bucățile de oase de animale au fost așezate pe focurile de diferență și lăsate acolo până la calcinarea completă, până când a început să plouă (un pericol al experimentelor în aer liber în Marea Britanie!) sau până când focul s-a stins. Focurile au fost întreținute până când nu au mai fost disponibile lemne. În timpul arderii, carnea și pielea deveneau negre înainte de a dispărea complet. Culorile fragmentelor de oase rămase s-au transformat treptat din negru în alb. Culoarea neagră indică faptul că osul nu este complet incinerat, în timp ce albul este caracteristic osului complet calcinat (Shipman et al. 1984).
Arderea puiului întreg (Vezi Figura 3) a fost deosebit de instructivă: a fost posibil să se observe toate etapele diferite ale unei incinerări (ceea ce nu este posibil în cazul incinerării oaselor parțial defrișate sau al incinerării într-un cuptor închis). A fost nevoie de două ore și jumătate pentru ca acesta să ardă complet. Mai întâi, pielea s-a rumenit, iar puiul a arătat ca o friptură tipică de duminică timp de aproximativ zece minute, înainte de a începe să se înnegrească. Picioarele și aripile s-au înnegrit mult mai repede decât restul corpului (vezi figura 4). Pielea și carnea au dispărut apoi treptat și, după două ore și jumătate, au fost recuperate doar fragmente de oase foarte mici, complet calcinate. A fost foarte dificil de recuperat aceste fragmente, deoarece erau extrem de fragile și multe dintre ele au fost reduse la pulbere (cenușă) atunci când s-a încercat colectarea lor. La finalul incinerărilor, vertebrele de pește au fost cele mai ușor de recunoscut și de recuperat din cenușa de lemn (a se vedea figura 5). Cu toate acestea, nici vertebrele de pui și nici vertebrele de pește nu sunt direct reprezentative pentru rămășițele umane: prima din cauza dimensiunilor, iar a doua din cauza structurii lor. Prin urmare, au fost arse și articulațiile de porc, miel și vacă.
Unul dintre rezultatele interesante ale acestui studiu este variabilitatea extremă a temperaturilor înregistrate în timpul incinerărilor prin intermediul unui termocuplu: de la 600 la 900ºC. Temperaturi de peste 900ºC au fost, de asemenea, înregistrate local, dar numai pentru câteva secunde la un moment dat – astfel de temperaturi ar fi fost atinse și menținute mult mai ușor într-un rug mai mare, bineînțeles. Se pare că punctul cel mai fierbinte al focului s-a deplasat în timp. Acest lucru confirmă importanța efectuării crematoriilor experimentale în condiții exterioare, deoarece temperatura va rămâne relativ constantă în timp și spațiu într-un cuptor de laborator, departe de a fi reprezentativă pentru condițiile din viața reală. Variabilitatea temperaturilor, privită împreună cu variația grosimii osului, explică de ce unele părți ale osului au fost doar carbonizate, în timp ce altele au fost complet calcinate. În general, fragmentele mici (de exemplu, falangele unui picior de porc) au fost complet calcinate, în timp ce cele mai mari (de exemplu, tibia de vacă) au fost parțial calcinate, cu părțile lor exterioare în cea mai mare parte albe și părțile interioare parțial gri și negre.
Fragmentele de os carbonizate (carbonizate și calcinate) și nearse au fost analizate prin spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) pentru a observa modificările structurale și compoziționale. Figura 6 prezintă spectrele în infraroșu ale unei tibii de vacă nearsă, carbonizată și calcinată. Prima caracteristică principală de interes este eliminarea completă a substanțelor organice odată ce osul este calcinat. Cu toate acestea, este încă posibil să se detecteze o cantitate mare de materie organică în os atunci când acesta este doar parțial ars, cu alte cuvinte, carbonizat. A doua observație este pierderea unei cantități mari de carbonați în timpul transformării fragmentelor osoase nearsă în fragmente osoase complet calcinate. Din fericire, o parte din carbonat rămâne, iar acest lucru are o importanță deosebită pentru datarea cu radiocarbon. Deoarece toată materia organică a fost distrusă în timpul incinerării, cantitatea mică de carbonat rămasă în os după incinerare este singurul loc în care se poate găsi carbon. Cu toate acestea, rămâne neclar dacă acest carbon este endogen în os sau dacă a fost absorbit din altă parte (de exemplu, din dioxidul de carbon emis de carne și piele sau de combustibilul utilizat în timpul incinerării).
Câteva dintre fragmentele osoase studiate au fost datate cu radiocarbon și au fost măsurate raporturile izotopice stabile ale carbonului (δ13C) prin spectrometrie de masă (SM). Una dintre articulațiile animalelor arse pe brichetele de cărbune fabricate (datată la cca. 26.000 î.Hr.) a dat un rezultat de 4.000 de ani atunci când a fost datată cu radiocarbon (OxA-24941: 2115 ± 86 î.Hr.). Rezultatele detaliate ale acestor analize, alături de sugestii cu privire la originea carbonului care rămâne în os după incinerare urmează să fie prezentate în altă parte (Snoeck et al. în pregătire).
Concluzie
Când osul este incinerat, nu doar aspectul său extern se schimbă, ci și compoziția chimică și microstructura sa. Aceste modificări nu se produc instantaneu, ci treptat, așa cum indică deja variațiile de culoare. Cu toate acestea, continuă să se dovedească dificil de explicat exact ce se întâmplă în timpul incinerării din punct de vedere chimic și izotopic. Rezultatele prezentate aici și în altă parte (Snoeck et al. în pregătire) reprezintă un pas înainte spre înțelegerea proceselor de incinerație. Cu toate acestea, sunt necesare mult mai multe experimente de laborator și incinerări în aer liber înainte de a se putea răspunde la toate întrebările legate de incinerare. Cercetarea de față evidențiază importanța efectuării de incinerații în aer liber: din cauza variabilității extreme a condițiilor de ardere (vânt, tipuri și cantități de lemn utilizate, dimensiunea corpului, poziția corpului pe foc, etc.), va fi posibil să se obțină un set de date fiabile și cuprinzătoare numai prin arderea unei game largi de fragmente osoase pe ruguri în aer liber de diferite tipuri și dimensiuni și prin efectuarea acestui lucru în zile diferite și în regiuni diferite.
Recunoștințe
Această cercetare este posibilă datorită sprijinului financiar generos al Fundației Wiener-Anspach (www.fwa.ulb.ac.be). Autorii sunt foarte recunoscători doctorului Daniel Miles de la Oxford Dendrochronology Laboratory, care a furnizat lemnul datat dendrocronic. De asemenea, li se mulțumește măcelarilor și vânzătorilor de pește (Hedges, John Lindsey and Son și Haymans Fisheries) de la Oxford Covered Market pentru furnizarea diverselor mostre de animale și pește.
.