Дополнительные методы колебательной спектроскопии для анализа древних обожжённых костей

Группа исследователей из нескольких учреждений в Италии разработала метод применения трёх дополнительных методов колебательной спектроскопии для анализа древних обожжённых костей. В своей работе, опубликованной в журнале Science Advances, команда описывает использованные техники и полученные результаты.

При раскопках археологи часто находят обугленные кости, как человеческие, так и животных. В случаях сильного обжига такие кости мало что могут рассказать о своей истории. Однако ситуация меняется: новое исследование показывает, что методы колебательной спектроскопии позволяют оценить температуру огня — параметр, который может дополнить историю места раскопок.

При обжиге химическая структура костей сильно меняется, но оставшиеся молекулы всё ещё несут информацию, отчасти потому, что все молекулы вибрируют. Для изучения обожжённых костей учёные применили три типа колебательной спектроскопии: неупругое рассеяние нейтронов (INS), инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR) и микро-Рамановскую спектроскопию. Техники были опробованы на разнообразных образцах костей от Средневековья до периодов Римской империи, Медного века и неолита, а также на современных костях, обожжённых в лаборатории для контроля.

Исследователи отмечают, что методы обладали разными преимуществами: INS, например, оказался особенно полезен для изучения водородосодержащих соединений в костях. Колебания, слабо проявлявшиеся в микро-Рамановской спектроскопии, были сильнее при использовании FTIR. С помощью этих дополнительных техник учёные смогли определить температуры, при которых были обожжены несколько образцов: например, 440 °C для черепа со средневекового участка и 500 °C для кости руки из Медного века. Авторы также отмечают, что эти три метода могут найти применение в современной судебной экспертизе.