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Estimation of cremation temperature on Baekje human bones from Seoul Seokchon-dong Ancient Tomb No.1 using XRD and FT-IR analysis

XRD와 FT-IR을 이용한 백제시대 옛사람 뼈의 화장(火葬) 온도 추정 - 서울 석촌동 고분군 1호 매장의례부 출토 옛사람 뼈를 중심으로 -

  • YU, Jia (Research Division of Conservation Science, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • PARK, Serin (Research Division of Conservation Science, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • SHIN, Jiyoung (Research Division of Conservation Science, National Research Institute of Cultural Heritage)
  • 유지아 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 박세린 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 신지영 (국립문화재연구소 보존과학연구실)
  • Received : 2021.06.30
  • Accepted : 2021.07.29
  • Published : 2021.09.30

Abstract

Cremated archaeological bones provide crucial information to unravel the details of ancient cremation events and funeral culture. The research on cremated bones to date has been mainly focused on extracting archaeological information in Korea. Recently, the techniques of physical anthropology have been applied to obtain biological information and cremation temperatures for individuals. This study analyzed human remains excavated from Seoul Seokchon-dong Ancient Tombs and determined whether there were human cremations as well as the estimated cremation temperatures. There was no trace of fire in the pits where cremated bones were found; therefore, it is assumed that they were deposited with the artifacts. In this study, four samples were selected according to the surface color of the bones, and X-ray diffraction analysis (XRD) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FT-IR) were used for analysis. All four of the Seokchon-dong cremated bones were found, based on the crystallization index of X-ray diffraction analysis, to have experienced cremation above the temperature of 700℃. Infrared spectroscopy results indicated that the four bones from Seokchon-dong were cremated at temperatures above 700℃ and below 1,000℃. IR peaks were observed at 700℃, whereas no changes were found when bones experienced more than 1000℃. We assume that the cremated people in the Seokchon-dong Tombs were people of high-status because cremation at such a high temperature at that period required much effort. Here we present significant evidence of the cremation status and temperature of archaeological human bones on the basis of XRD and FT-IR, allowing for the restoration of the cremation events and funeral culture in archaeological sites.

화장(火葬) 뼈를 연구하는 것은 당시의 화장 의례와 장례 문화를 확인할 수 있다는 점에서 매우 중요하다. 지금까지 국내에서는 화장 뼈에 대한 연구가 주로 고고학적 맥락을 확인하는 연구를 중심으로 진행되어 왔으며, 최근에는 피장자의 생물학적 정보와 화장 온도 추정 등을 위한 체질인류학적 연구 역시 이루어지고 있다. 본 연구에서는 서울 석촌동 고분군에서 출토된 화장 뼈에 분광학적 분석 방법을 적용하여 피장자들이 화장되었는지 여부와 화장 온도에 대한 과학적 근거를 제시하였다. 한성백제박물관이 발굴조사를 실시한 서울 석촌동 고분군에서는 대규모 연접식 적석총이 발견되었고, 이 중 매장의례부에서 백제시대 옛사람 뼈가 출토되었다. 화장 뼈가 발견된 유구 내에서 불의 흔적은 없었고 외부에서 화장 후 유물과 함께 퇴적된 것으로 추정된다. 본 연구에서는 이 중 뼈의 표면 색상에 따라 4점을 선별하여 X-선 회절 분석(XRD)과 적외선 분광 분석(FT-IR)을 수행하였다. 분석 결과 석촌동 화장 뼈 4점은 모두 화장되었다는 것을 확인할 수 있었으며, XRD를 이용한 결정화지수를 통해 700℃ 이상의 온도에서 화장된 것으로 확인되었다. FT-IR 분석 결과 역시 석촌동 화장 뼈 4점 모두 700℃ 이상 1,000℃ 이하의 온도에서 화장된 것으로 확인되었는데, 이는 700℃에서 생성되는 적외선 흡수 피크가 관찰되었고 뼈가 1,000℃ 이상을 경험하였을 때 생성되는 변화가 발견되지 않았기 때문이다. 당시에 이렇게 고온으로 화장하는 것은 큰 노력이 필요했기 때문에 석촌동 고분군 피장자 집단이 백제시대에 매우 중요한 위치였을 것이라 추정할 수 있다. 본 연구는 국내 유적에는 처음으로 XRD와 FT-IR 분석을 적용하여 화장 여부와 화장 온도에 대한 근거를 제시하였다는 점에서 큰 의미가 있으며, 당시 화장 의례 등 장례 문화 복원에도 핵심적인 증거가 될 것이라 기대된다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 국립문화재연구소(NRICH-2105-A53F-1)의 지원을 받아 수행되었으며

References

  1. 경상북도, 2016, 「신라 천년의 역사와 문화 : 문화편」, pp.165~167.
  2. 김이석.오창석.이상준.김명주.최승규.민소리.이나리.하문식.복기대.신동훈, 2010, 「고려시대 사람 뼈에 대한 인류학적 분석을 통해 본 해당 시기 뼈대 모음의 향후 구축 전망」, 「대한체질인류학회지」 23(3), pp.113~123.
  3. 김재현, 2001, 「나주 복암리 3호분 출토 인골에 대한 분석」, 「나주 복암리 3호분 발굴조사보고」, 국립문화재연구소.전남대학교 박물관.
  4. 김재현, 2004 「인골의 분석과 고고학에서의 응용」, 「기전고고」 3, 기전문화재연구소, pp.254~255.
  5. 김호상.김재현, 2005, 「신라 왕경 소재 화장묘의 구조와 출토 인골 분석」, 「신라문화재학술논문집」 26, pp.291~317.
  6. 우은진.정현우.오준혁, 2017, 「청주 오송지구 고려시대 화장묘 유적에서 나온 사람 뼈에 대한 연구」, 「야외고고학」 29, 한국문화유산협회, pp.71~96.
  7. 차순철, 2008, 「통일신라시대의 화장과 불교와의 상호관련성에 대한 고찰」,「문화재」 41, 국립문화재연구소, pp.57~78. https://doi.org/10.22755/kjchs.2008.41.1.57
  8. 하대룡, 2012, 「인골 분석을 통한 장례 방식의 검토」, 한국고고학회 제36회 한국고고학전국대회 발표문, pp.389~400.
  9. 한성백제박물관, 2019, 「서울 석촌동 고분군 I -1호분 북쪽 연접 적석총 1 (하)- 부록」, pp.225~271.
  10. 한성백제박물관, 2020a, 「왕성과 왕릉」, pp.142~145.
  11. 한성백제박물관, 2020b, 「서울 석촌동 고분군 II -1호분 북쪽 연접 적석총 2 (상)- 본문.도면」, pp.130~348.
  12. 황규성.안우환.김정래, 2015, 「SEM/EDS를 이용한 화장 분골의 형태와 성분 분석」, 「The Journal of the Convergence on Culture Technology」 1(2), pp.65~69. https://doi.org/10.17703/JCCT.2015.1.2.65
  13. Endo, K., Kogure, T., Nagasawa, H., Eds., 2018, 'Biomineralization from molecular and nano-structural analyses to environmental science',Springer Open, pp.21~29.
  14. Figueiredo, M., Fernando, A., Martins, G., Freitas, J., Judas, F., Figueiredo, H., 2010, 'Effect of the calcination temperature on the composition and microstructure of hydroxyapatite derived from human and animal bone', Ceramics International 36, pp.2383~2393. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.07.016
  15. Greiner, M., A. Rodriguez-Navarro, M. F. Heinig, K. Mayer, B. Kocsis, A. Gohring, A. Toncala, G. Grupe, W. W. Schmahl, 2019, 'Bone incineration : An experimental study on mineral structure, colour and crystalline state', Journal of Archaeological Science : Reports 25, pp.507~518. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2019.05.009
  16. Krap, T., Ruijter, J. M., Nota, K., Karel, J., Burgers, A. L., Aalders, M. C. G., Oostra, R-J., Duijst, W., 2019, 'Colourimetric analysis of thermally altered human bone samples',Scientific Reports 9 : 8923, pp.1~10. https://doi.org/10.1038/s41598-018-37186-2
  17. Madupalli, H., B. Pavan, M. M. J. Techlenburg, 2017, 'Carbonate substitution in the mineral component of bone discriminating the structural changes, simultaneously imposed by carbonate in A and B sites of apatite', Journal of Solid State Chemistry 255, pp.27~35. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2017.07.025
  18. Mamede, A. P., Goncalves, D., Marques M. P. M., Carvalho L. A. E. B. D., 2017, 'Burned bones tell their own stories : A review of methodological approaches to assess heat-induced diagenesis', Applied Spectroscopy Review 53(5), pp.1~33.
  19. Minami, M., Mukumoto, H., Wakaki, S., Nakamura, T., 2019, 'Effect of crystallinity of apatite in cremated bone on carbon exchanges during burial and reliability of radiocarbon dating',Radiocarbon 61(6), pp.1823~1834. https://doi.org/10.1017/RDC.2019.97
  20. Person, A., H. Bocherens, J. F. Saliege, F. Paris, V. Zeitoun, M. Gerard, 1995, 'Early Diagenetic Evolution of Bone Phosphate : An X-ray Diffractometry Analysis', Journal of Archaeological Science 22, pp.211~221. https://doi.org/10.1006/jasc.1995.0023
  21. Piga, G., A. Amarante, C. Makhoul, E. Cunha, A. Malgosa, S. Enzo, D. Gon alves, 2018, 'β-Tricalcium Phosphate Interferes with the Assessment of Crystallinity in Burned Skeletal Remains', Journal of Spectroscopy 2018(5954146), pp.1~11.
  22. Quarta, G., Calcagnile, L., D'Elia, M., Maruccio, L., Gaballo, V., Caramia, A., 2013, 'A combined PIXE-PIGE approach for the assessment of the diagenetic state of cremated bones submitted to AMS radiocarbon dating', Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 294, pp.221~225. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2012.06.014
  23. Schmahl, W. W., B. Kocsis, A. Toncala, G. Grupe, 2016, 'Mineralogic Characterisation of Archaeological Bone', Isotopic Landscapes in Bioarchaeology, pp.91~110.
  24. Snoek, C., J. A. Lee-Throp, R. J. Schulting, 2014, 'From bone to ash compositional and structural changes in burned modern and archaeological bone', Palaeogeography, Palaeoclimatology,Palaeoecology 416, pp.55~68. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2014.08.002