Tafonomie I. Mgr. Sandra Sázelová Ústav antropologie PřF MU sazelova@sci.muni.cz Tafonomie • 1940: Ivan Antipovič Jefremov • Z řečtiny taphos (τάφος )= pohřbení; nomos (νόμος) = zákon • Veškeré vlivy a jevy, které se podílejí na fosilizaci těl živých organismů, jejich částí (např. schránky měkkýšů, semena rostlin) či produktů (např. guano) • Tafonomičtí činitelé: a. Abiotické aktivity= geologické jevy → pH sedimentů, zvětrávání, sesuvy, transport vodou na povrchu/vliv podzemní vody… b. Biotické aktivity= činnosti mikroorganismů a hub, aktivita rostlin (otisky kořenových systémů) a živočichů (transport i lokální akumulace, ohryz a rozlámání, zdupávání…) c. Činnost člověka = transport, pálení, bourání, stahování a porcování, rozlámání… ? Jakým způsobem tyto procesy ovlivňují kumulaci a rozdílné stupně zachování antropologických a zooarcheologických nálezů na archeologických lokalitách? Predepoziční procesy u kostí Destrukce •Rozklad a disartikulace •Dekompozice •Zvětrávání •Abraze •Transport •Zdupání Predace • Transport • Ohryz, fragmentarizace • Trávení, vývržky… Člověk •Pohřební rituály •Bourání, stahování, porcování, transport •Vaření, pečení •Nakládání s odpadem Postdepoziční procesy u kostí Diageneze • Ztráta organické složky kosti • Rekrystalizace • Mineralizace Sediment •Chem. a fyz. vlivy •Podzemní voda • Kryoturbace • Transport a fragmentarizace • Kořínky rostlin • Bioturbace Expozice • Opakování některých predepozičních procesů • Při opětovném překrytí sedimenty postdepoziční procesy  Tafonomická historie kosti = komplexní souhrn všech procesů. Dekompozice a disartikulace Wiegelt 1927; Toots 1965; Hill 1980; Bickart 1984; Blumenschine 1986; Micozzi 1986, Potts 1988; Ellison 1990; Janaway 1990; Bell a kol. 1996; Davis, Briggs 1998 • Dekompozice = rozklad měkkých tkání, v běžných podmínkách začíná jako anaerobní proces (bakterie z trávicího traktu organismu) • Disartikulace = rozvolňování kloubních spojení v důsledku dekompozice měkkých tkání. • Hlava + mandibula (atlanto-occipitální spojení)  rozvolnění cervikálních a lumbálních spojení  sterno-kostální spojení a pubická symfýza  spojení končetin Činnost mikroorganismů (bakterie, houby a Protozoa) • Dekompozici těla iniciují střevní bakterie (Staphylococcus, sp.; Clostridium, sp. a E. coli) • V půdě 26 mikroorganismů, avšak pouze 17% z nich mohlo využívat kolagen jako základní zdroj dusíku → chemismus sedimentu větší impakt • nejvýznamnější saprofágní houby, které potřebují dostatek kyslíku a 20 % vlhkost; růžové a červené skvrny na povrchu kostí (x tmavě červené-hnědé = infiltraci faktorů z půdy) 1. Kompletní pohřby (lidí, zvířat) = bakteriální aktivity z počátečních stádií dekompozice 2. Ojedinělé fragmenty = činnost hub během tafonomické historie (i po exkavaci) Child 1995; Jans, Kars 2002; Jans a kol. 2004 Zvětrávání • Modifikace povrchu kostí v důsledku jejich dočasné/dlouhodobé expozice na povrchu vlivem chemických a fyzikálních poškození • Progresivní praskání, štěpení a loupání → totální destrukce kosti • Anna K. Behrensmeyer (1978) definovala 6 stupňů: Stupeň 0 = Kosti bez jakýchkoliv známek zvětrání Stupeň 1 = Kosti vykazují drobné praskliny Stupeň 2 = Povrch kosti se odlupuje, hlubší vrstvy jsou postiženy praskáním Stupeň 3 = Povrchové vrstvy jsou odstraněny, povrch kosti vykazuje hrubý a nerovnoměrný charakter Stupeň 4 = povrch kosti je hrubě vláknitý a drsný, mohou se vyskytovat kostěné třísky Stupeň 5 = chybí velké části kompakty, kost se rozpadá Behrensmeyer 1978; Tappen 1994, 1995; Andrews 1995; Andrews, Armour-Chelu 1996; 1998; Fernandéz-Jalvo a kol. 2002; Janjua, Rogers 2008 Kryogenní vlivy Kryogenní vlivy • Aerobní dekompozice, primární atak z okolního prostředí (x běžným podmínkám) • Fragmentarizace kostí není ovlivněna obsahem vody, nýbrž funkčním typem kosti; vzorec je velmi nepravidelný • Cerviko-lumbální spojení  costo-vertebrální spojení a sterno-costální lumbosacrální, sacroiliakální a kyčelní klouby Kryoturbace Wood, Johnson 1978; Micozzi1986; Gaudelli, Ozouf 1994; Abraze a transport • Experimentální remodelace povrchu kostí (jíl, písek, štěrk, oblázky, voda) a) Velikost stop a zlomů = úměrná klastické velikosti abraziva; voda ohlazuje a leští b) Zvětralé kosti abradují rychleji c) Voda = třídí kosti na základě velikosti a hustoty; artikulované kosti mají menší potencionalitu transportu než disartikulované, pohybují se pomaleji. • Transport Abraze : Korth 1979; Boyde 1984; Bromage 1984; d´Enrrico a kol. 1984; Andrews 1990; 1995; Fernandéz-Jalvo 1992; Transport: Voorhies 1969; Dodson 1973; Behrensmeyer 1975; Boaz, Behrensmeyer 1976; Korth 1979; Hanson 1980; Coard, Dennel 1995 Zdupání • Kosti ležící na povrchu, či mělko pod povrchem = průchod stáda, jsou-li na sídlišti možné zdupání i lidmi • Dochází ke změně orientace kostí (chaotizaci), fragmentarizaci; u vlhkých sedimentů horizontální vtlačení kostí pod povrch. • Na povrchu kostí se objevují mělké, subparalelní linie, na průřezu tvar U x stopy po kamenných artefaktech mají tvar V; či rozsáhlejší odštěpení Courtin, Villa 1982; Behrensmeyer a kol. 1986; Fiorillo 1989; Olsen, Shipman 1988; Domínguez-Rodrigo a kol. 2009 Predace • Činnost dravců = zachování kostí, mění počet kostí a jejich zastoupení (např. roztahání kořisti, akumulace kostí v doupatech a hnízdech); mohou být zaměněny s lidskými (např. rozlámání lebek hyenami, či vlčí trháky mohou při strhávání masa zanechat podobné stopy jako lidské nástroje). 1) Ohryz (Brain 1980; Haynes 1980, 1983; Maguire et al. 1980; Andrews 1990; Laudet, Fosse 2001) = nejčastěji na apikálních koncích dlouhých kostí a v oblasti žeber a páteře (extrakce morku), báze lební (extrakce mozku); lze odlišit taxony podle velikosti ohryzu, avšak ne na příliš ohryzaných kostech. 2) Koroze gastrickými kyselinami (Boyde a kol. 1978; Dodson, Wexlar 1979; Fernandéz-Jalvo 1992; Lyman 1994; Denys 1995; Laudet a kol. 2005) = dochází ke zvětšení osteoblastů a ohlazení kosti, fragmentarizaci i ztrátě → významnější aktivita enzymů, než-li pH a čas. Fyzikální a chemický vliv sedimentů • Fyzikální vlivy: tlak, gravitace, vzlínání podzemní vody… • Chemická koroze: abraze reliéfu kosti, zejm. epifýz, kyselé sedimenty agresivnější než zásadité • Frekvence ztráty kostí ani míru koroze nelze na základě pH predikovat = záleží na velikosti, geografii, podzemní vodě Fernandéz-Jalvo 1992; 2002; Andrews 1995; Cattaneo a kol. 1995, Child 1995; Van Klinken, Hedges 1995; Nicholson 1996; Kontakt s podzemní vodou • Voda prochází kostí podobně jako sedimentem = gravitace, osmóza a kapilarita. • U kostí dochází k přijímání uranu, rozpouštění jejích organických molekul, zvyšování mineralizace (karbon hydroxyapatit, dahllite), zvětšování vnitřních struktur. • Interakce: 1. Difúzní gradient u permanentně mokrých či nenasycených půd 2. Hydraulický tok hydraulický potenciál se mění prostorově, ale minimálně v čase, důležité sezónní změny 3. Dobíjení hydraulický potenciál se mění v čase, ale minimálně v prostoru = u kosti dochází k rovnovážným stavům s okolním sedimentem; při vyschnutí sedimentu je voda z kosti vysáta, či naopak nasáta z mokrého prostředí. → možnost predikce, jak bude kost v konkrétním prostředí pozměněna Nelson a kol. 1986; Millard 1993; Hedges, Millard 1995 Kontakt s kořenovým systémem rostlin • Vytváří na povrchu kosti různě výrazné vlnovkovité otisky; kořeny povrch rozrušují, tendence zvětšovat osteoblasty. • Kost se po určitou dobu své tafonomické historie nacházela poměrně mělko pod povrchem, ač tomu nemusí aktuální nálezová situace nasvědčovat. Fernandéz-Jalvo, nepublikováno Bioturbace Činnost hlodavců = transport + dislokace, ohryz (Shipman, Rose 1983) Ohryz na kostech – za účelem zbroušení řezáků; charakter širokého a mělkého vzoru, tvořícího paralelní či subparalelní linie: a) Vějířovitý tvar = horní řezáky jsou fixní a mění se směr ohryzu dolních řezáků (např. veverky) b) Chaotický tvar = horní i dolní řezáky se při ohryzu volně pohybují oproti sobě (např. dikobraz, myši) Děkuji vám za pozornost.