Il fuoco è una forza molto distruttiva, capace di grandi danni. Resti umani bruciati possono essere trovati in una serie di situazioni, dalle urne funerarie archeologiche, agli incidenti aerei, alle eruzioni vulcaniche, alle moderne cremazioni. Nonostante questa gamma di contesti, l’impatto effettivo sul corpo e sulle ossa (che definiamo “cambiamenti indotti dal calore”) sono gli stessi. In effetti, in molti modi i cambiamenti che vediamo a causa del fuoco sono gli stessi della normale diagenesi nel tempo-solo molto più velocemente. È importante notare che lo scheletro non “si trasforma in cenere” al momento della combustione. Anche all’interno dei moderni crematori, che bruciano in modo efficiente e ad alte temperature, lo scheletro sopravviverà. I resti scheletrici vengono poi rastrellati dal crematore e i resti collocati in una macchina nota come cremulatore, che macina le ossa in cenere. Questo perché le persone non vogliono disperdere frammenti umani riconoscibili dei loro cari.
Corpi durante la combustione
Il corpo umano è costituito da tessuti morbidi e duri, e il fuoco avrà un effetto drammatico su entrambi. Il fuoco può essere fatale in modi diversi, ma i più comuni sono dovuti al calore o al soffocamento dal fumo prodotto. Il fumo può limitare il flusso di ossigeno nel corpo e contenere veleni che possono essere letali. Il calore del fuoco causerà danni significativi al corpo.
Il fuoco farà contrarre i tessuti molli, causando la rottura della pelle e il grasso e i muscoli a ridursi. Anche gli organi interni si restringeranno. I muscoli si contraggono a causa della combustione e questo fa flettere le articolazioni. Di conseguenza, i corpi bruciati sono spesso contorti in ciò che è noto come una posa pugilistica o pugile. Questo è più chiaramente visto nei corpi flessi recuperati dall’antica città di Pompei (79 d.C.) quando molti morirono per il calore estremo del flusso piroclastico dal vulcano Vesuvio.
Ossa bruciate
Il calore causerà anche cambiamenti significativi all’osso. Lo scheletro non brucia in modo uniforme. Alcune ossa bruceranno ad una maggiore intensità rispetto ad altri a causa di fattori come la distribuzione del grasso corporeo, la vicinanza alla fonte di calore, ecc. Ad esempio, gli omeri sottostanti provengono dallo stesso individuo, ma quello più scuro a sinistra è stato bruciato ad un’intensità inferiore a quello a destra, che è diventato completamente calcinato.
Omeri (ossa del braccio) di un singolo individuo. Nota le differenze di colore (copyright Joy Szigeti)
Molto spesso le ossa periferiche delle mani e dei piedi non vengono bruciate ad un’intensità così elevata come quelle al centro del corpo, dove si trova la maggior parte del grasso. Il grasso corporeo agisce come fonte di carburante e le persone con più grasso bruceranno ad un’intensità maggiore rispetto alle persone molto magre.
L’osso passa attraverso quattro fasi di trasformazione quando viene bruciato.
1) Disidratazione
Rimozione dell’acqua dall’osso a causa dell’evaporazione dell’umidità in risposta al calore. Ciò si verifica a un intervallo di temperatura di °C 100-500.
Un incombusti frammento di osso animale sulla sinistra e parzialmente disidratato frammento di osso animale, che è stato masterizzato a bassa temperatura sulla destra
2) Decomposizione
componente organica dell’osso (collagene) è perduto.
Frammenti di ossa di animali che sono stati disidratati a causa di bruciore sulla sinistra e frammenti che hanno decomposto, a maggiore intensità di bruciore sulla destra
3) Inversione
Modifiche al inorganici, parte minerale dell’osso, i carbonati. Ciò si verifica a un intervallo di temperatura di °C 500-1100.
Scomposto frammenti di ossa di animali a sinistra e frammenti con inversione a destra a causa della maggiore intensità di masterizzazione
4) Fusion
I cristalli che formano il minerale ossea inizia a sciogliersi e fondersi insieme. Questo si verifica in un intervallo di temperatura di °C 700-1200
I frammenti sulla destra, mostra segni di fusione, a causa della maggiore intensità di masterizzazione
Questi quattro stadi non sono fasi distinte di un osso potrebbe trattarsi di tutte e quattro le tappe in diverse parti allo stesso tempo.
Cosa significano questi cambiamenti?
Questi stadi provocano una serie di alterazioni della struttura ossea e dell’aspetto. Questi possono rendere più difficile per gli antropologi che stanno cercando di utilizzare questi resti bruciati per produrre un osteoprofilo.
Le fasi di disidratazione e Decomposizione causano un aumento della porosità (piccoli fori) nell’osso, che porta ad un aumento della fratturazione, della frammentazione e della rottura. Questo è il motivo per cui i resti bruciati sono spesso molto frammentati.
La perdita del materiale organico provoca anche un significativo cambiamento di colore. Per molti decenni, antropologi e archeologi hanno cercato di utilizzare il cambiamento di colore nelle ossa bruciate come un modo per prevedere la temperatura raggiunta durante la combustione. Quindi usano queste informazioni per fare inferenze riguardanti l’evento di masterizzazione. Quando l’osso brucia, il suo colore passa da uno stato naturale cremoso-marrone al grigio scuro al nero al grigio chiaro e poi al bianco puro. Il problema con l’uso del colore in questo modo è che non è solo la temperatura che influenza il cambiamento di colore, ma anche la durata della combustione, i livelli di ossigeno, la quantità di tessuto molle e così via.
Gli stadi di Inversione e Fusione determinano una riorganizzazione della struttura minerale dell’osso, che porta a restringimento, riduzione della porosità, aumento della cristallinità e conversione in un materiale più simile alla ceramica. Infatti, quando l’osso è molto ben bruciato diventa calcinato e può quindi sentire e suonare un po ‘ come la ceramica. Quindi l’osso bruciato ad alta intensità può effettivamente conservare molto meglio nel terreno rispetto all’osso bruciato a bassa intensità a causa di questo cambiamento in una struttura cristallina di tipo più ceramico.
Di seguito sono riportate una serie di immagini di ossa bruciate a diverse intensità se viste al microscopio elettronico a scansione. Si può vedere che a bassa intensità, l’osso ha buchi e fratture nella superficie e questi diventano più grandi sotto la combustione di media intensità. Queste caratteristiche significano che l’osso è più fragile e potrebbe non sopravvivere così bene nel terreno. Quindi, sotto una maggiore intensità di combustione, i fori diventano più piccoli e le fessure scompaiono. Questo è il punto in cui l’osso diventa un po ‘ come la ceramica e quindi si conserverà meglio nel terreno.
Fratture Caratteristiche della combustione
Quando l’osso fresco viene bruciato (cioè un corpo carnoso) sarà visibile la caratteristica frattura a forma di U. Queste fratture a forma di U possono ancora verificarsi qualche tempo dopo la morte, ma una volta che i tessuti molli si sono decomposti l’osso non si frattura più in questo modo.
Fratture a forma di U su un osso lungo (Copyright Joy Szigeti)
Se il corpo viene bruciato dopo la decomposizione dei tessuti molli viene prodotto un modello di frattura a griglia (vedi sotto).
*Modelli di frattura a griglia su un osso neolitico di Guernsey (Cataroche e Gowland 2015).
A volte un corpo viene bruciato dopo che si è completamente decomposto. Questo potrebbe essere per una serie di motivi, come l’edificio in cui si trova il corpo che prende fuoco, o perché gli autori stanno cercando di confondere le indagini forensi. In questi casi, è possibile dire se si fosse verificata una decomposizione significativa prima della combustione esaminando i sottili cambiamenti alla superficie ossea e alla microstruttura causati dall’incendio.
Analisi antropologica
Un’età approssimativa alla morte e il sesso possono ancora essere determinati da resti umani cremati. L’evidenza patologica può anche essere osservata nei resti bruciati, tra cui malattie articolari o segni di taglio. Questo è utile per i contesti forensi perché gli autori spesso pensano che bruciare un corpo eliminerà le prove di traumi (come ferite da coltello o smembramento), ma questo non è sempre il caso.
Il DNA può sopravvivere nell’osso ma è spesso degradato. La prova stabile dell’isotopo per stronzio può anche essere recuperata dai resti bruciati e gli esperimenti sono in corso all’università di Durham per quanto riguarda la temperatura a cui il collagene per l’analisi dell’azoto e del carbonio ancora sopravviverà. Ulteriori esempi di recenti esperimenti per far avanzare le indagini forensi sui resti umani bruciati sono presentati nella fase successiva.