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

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.

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

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.