ogień jest bardzo niszczycielską siłą, zdolną do wielkich zniszczeń. Spalone szczątki ludzkie można znaleźć w różnych sytuacjach, od archeologicznych urn pogrzebowych, przez katastrofy lotnicze, erupcje wulkanów, po współczesne kremacje. Pomimo tego zakresu kontekstów, rzeczywisty wpływ na ciało i kość (które nazywamy „zmianami wywołanymi przez ciepło”) jest taki sam. W rzeczywistości pod wieloma względami zmiany, które widzimy w wyniku pożaru, są takie same jak normalne diagenezy w czasie – po prostu dużo szybciej. Ważne jest, aby pamiętać, że szkielet nie „zamienia się w popiół” po spaleniu. Nawet w nowoczesnych krematoriach, które spalają się wydajnie i w wysokich temperaturach, szkielet przetrwa. Szczątki szkieletowe są następnie zgrabiane z krematora i umieszczane w maszynie zwanej krematorem, która Miele kości na popiół. Dzieje się tak dlatego, że ludzie nie chcą rozpraszać ludzkich fragmentów swoich bliskich.
ciała podczas spalania
ciało ludzkie składa się z tkanek miękkich i twardych, a ogień będzie miał dramatyczny wpływ na oba. Ogień może być śmiertelny na różne sposoby, ale najczęściej są spowodowane upałem lub uduszeniem się z wytwarzanego dymu. Dym może ograniczać przepływ tlenu do organizmu i zawierać trucizny, które mogą być śmiertelne. Ciepło ognia spowoduje znaczne uszkodzenia ciała.
pożar spowoduje kurczenie się tkanek miękkich, co spowoduje rozerwanie skóry, a tłuszcz i mięśnie skurczą się. Narządy wewnętrzne również się kurczą. Mięśnie kurczą się z powodu pieczenia, co powoduje zginanie stawów. W rezultacie spalone ciała są często konturowane w tzw. bokserską pozę. Najlepiej widać to w zgiętych ciałach odzyskanych ze starożytnego miasta Pompeje (AD 79), kiedy wielu zmarło z powodu ekstremalnego ciepła piroklastycznego przepływu z wulkanu Wezuwiusz.
spalone Kości
ciepło spowoduje również znaczące zmiany w kości. Szkielet nie pali się w jednolity sposób. Niektóre kości będą palić się z większą intensywnością niż inne z powodu czynników, takich jak rozkład tkanki tłuszczowej, bliskość źródła ciepła itp. Na przykład kości ramienne poniżej pochodzą od tej samej osoby, ale ciemniejsza po lewej stronie została spalona z niższym natężeniem do tej po prawej, która została całkowicie spalona.
Kości ramienne (ramienne) pojedynczego osobnika. Zwróć uwagę na różnice w Kolorze (copyright Joy Szigeti)
dość często kości obwodowe dłoni i stóp nie będą spalane do tak wysokiej intensywności, jak te w centrum ciała, gdzie znajduje się większość tłuszczu. Tłuszcz działa jako źródło paliwa, a ludzie z większą ilością tłuszczu spalają się z większą intensywnością niż ludzie bardzo ciency.
kość przechodzi cztery etapy przemiany po spaleniu.
1) odwodnienie
usunięcie wody z kości w wyniku parowania wilgoci w odpowiedzi na ciepło. Występuje w zakresie temperatur 100-500 °C.
niespalony fragment kości zwierzęcej po lewej i częściowo odwodniony fragment kości zwierzęcej, który został spalony w niskiej temperaturze po prawej
2) rozkład
organiczny Składnik kości (kolagen) zostaje utracony.
fragmenty kości zwierzęcej, które zostały odwodnione z powodu palenia po lewej stronie i fragmenty, które uległy rozkładowi z powodu większego spalania po prawej stronie
3) Inwersja
zmiany w nieorganicznej, mineralnej części kości, węglanach. Występuje w zakresie temperatur 500-1100 °C.
rozłożone fragmenty kości zwierzęcej po lewej stronie i fragmenty wykazujące inwersję po prawej stronie z powodu większego spalania
4) fuzja
kryształy tworzące minerał kostny zaczynają się topić i łączą. Występuje w zakresie temperatur 700-1200 °C
fragmenty po prawej wykazują ślady fuzji z powodu większego spalania
te cztery etapy nie są fazami dyskretnymi – dana kość może doświadczać wszystkich czterech etapów w różnych częściach w tym samym czasie.
co oznaczają te zmiany?
etapy te powodują szereg zmian w strukturze i wyglądzie kości. Może to utrudnić antropologom, którzy próbują wykorzystać spalone szczątki do wytworzenia osteoprofilu.
etapy odwodnienia i rozkładu powodują wzrost porowatości (małych otworów) w kości, co prowadzi do zwiększenia szczelinowania, fragmentacji i pękania. Dlatego spalone szczątki są często bardzo rozdrobnione.
utrata materiału organicznego powoduje również znaczną zmianę koloru. Przez wiele dziesięcioleci antropolodzy i archeolodzy próbowali wykorzystać zmianę koloru w spalonej Kości jako sposób przewidywania temperatury osiągniętej podczas spalania. Następnie wykorzystują te informacje do wnioskowania o zdarzeniu spalania. W miarę pieczenia kości jego kolor zmienia się z naturalnego kremowo-brązowego stanu do ciemnoszarego przez czarny do jasnoszarego, a następnie czysto białego. Problem z użyciem koloru w ten sposób polega na tym, że nie tylko temperatura wpływa na zmianę koloru, ale także Czas palenia, poziom tlenu, ilość tkanek miękkich i tak dalej.
etapy inwersji i fuzji prowadzą do reorganizacji struktury mineralnej kości, co prowadzi do kurczenia się, zmniejszonej porowatości, zwiększonej krystaliczności i konwersji do bardziej ceramicznego materiału. W rzeczywistości, gdy kość jest bardzo dobrze spalona, staje się kalcynowana, a następnie może czuć i brzmieć trochę jak ceramika. Tak więc spalone Kości o wysokiej intensywności mogą zachować znacznie lepiej w ziemi niż spalone Kości o niskiej intensywności z powodu tej zmiany na bardziej ceramiczną strukturę krystaliczną.
poniżej przedstawiono serię obrazów wypalonych Kości o różnej intensywności, oglądanych pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Widać, że przy niskiej intensywności kość ma otwory i złamania na powierzchni, a te stają się większe przy średniej intensywności spalania. Cechy te będą oznaczać, że kość jest bardziej krucha i może nie przetrwać tak dobrze w ziemi. Następnie przy wyższej intensywności spalania otwory stają się mniejsze, a pęknięcia znikają. Jest to punkt, w którym kość staje się trochę jak ceramika, a następnie lepiej zachowuje się w ziemi.
złamania charakterystyczne dla spalania
przy wypalaniu świeżej kości (tj. ciała mięsistego) widoczne będzie charakterystyczne pęknięcie w kształcie litery U. Te złamania w kształcie litery u mogą nadal występować jakiś czas po śmierci, ale gdy tkanki miękkie rozkładają kości nie złamania w ten sposób.
złamania w kształcie litery U na kości długiej (Copyright Joy Szigeti)
jeśli ciało jest poparzone po rozkładzie tkanek miękkich, powstaje wzór złamania przypominający siatkę (patrz poniżej).
*wzór złamania przypominający siatkę na neolitycznej kości z Guernsey (Cataroche and Gowland 2015).
czasami ciało jest spalane po całkowitym rozłożeniu. Może to być z wielu powodów, takich jak pożar budynku, w którym znajduje się ciało, lub dlatego, że sprawcy próbują zmylić dochodzenie kryminalistyczne. W takich przypadkach można stwierdzić, czy przed spaleniem doszło do znacznego rozkładu, badając subtelne zmiany powierzchni i mikrostruktury kości, które powoduje pożar.
Analiza antropologiczna
na podstawie skremowanych szczątków ludzkich można jeszcze określić przybliżony wiek i płeć. Patologiczne dowody można również zaobserwować w spalonych szczątkach, w tym choroby stawów lub ślady cięcia. Jest to przydatne w kontekście kryminalistycznym, ponieważ sprawcy często uważają, że spalenie ciała wyeliminuje ślady urazu (takie jak rany od noża lub rozczłonkowanie), ale nie zawsze tak jest.
DNA może przetrwać w kości, ale często ulega degradacji. Stabilne dowody izotopowe na stront mogą być również pobrane ze spalonych szczątków i trwają eksperymenty na Uniwersytecie w Durham dotyczące temperatury, w której kolagen do analizy węgla i azotu nadal przetrwa. Dalsze przykłady ostatnich eksperymentów mających na celu przyspieszenie badań kryminalistycznych spalonych szczątków ludzkich przedstawiono w następnym kroku.