2022 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-isotopic analysis of hydroxyapatite in cremated bones for dietary reconstruction
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21H04359
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
南 雅代 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90324392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 亜聖 滋賀県立大学, 人間文化学部, 教授 (40321947)
若木 重行 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 副主任研究員 (50548188)
高橋 浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (70357367)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 火葬骨 / ヒドロキシアパタイト / ストロンチウム同位体比 / カルシウム同位体比 / 炭素14年代測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 被熱骨の浸透実験によるSr・C取り込み過程解明：ストロンチウム(Sr)、炭素(C)がどのように被熱骨に取り込まれるかを調べるため、異なる温度で加熱したアパタイト結晶度が異なる現生骨片を、84Sr同位体が濃縮したSrCO3水溶液に浸す実験を行い、1週間後、2週間後、1ヶ月後、3ヶ月後、半年後、1年後に骨片を取り出し、1ヶ月後の試料までの分析を終えた。その結果、300℃、450℃で加熱した骨片のSr同位体比変化が最も大きく、700℃、900℃で加熱した骨片の変化が最も小さかった。また、600℃以下で加熱した骨片においては、浸した直後の1週間に急激に取り込む傾向が見られた。すべての結果が出揃った段階で解析を行い、論文にて公表の予定である。また、水試料のC同位体分析を行うにあたり、長期間保存した水溶液において、C同位体比の変化が生じないための保存方法、効率的な炭素抽出法に関する基礎実験も行い、論文に公表した。
②火葬骨のBa・Ca同位体比測定：大阪府松原市立部遺跡の火葬骨及び周辺土壌のバリウム(Ba)分析を行い、変質の指標としてのBaの有効性の評価を行った。Ca同位体分析に関しては、2021年度に確立した測定法により火葬骨試料の分析を行う予定であったが、標準試薬の入手が遅れたため、次年度に繰り越す。
③基礎同位体比データの蓄積：滋賀県多賀町の敏満寺遺跡石仏谷墓跡周辺から採取した植物、土壌の他、全国的に試料の収集に努め、Sr同位体比の基礎データの蓄積を行った。髙橋・南が開発した簡便で高精度なC同位体比が得られる水の溶存無機炭素の抽出法を用いて、天然水の分析を行い、土壌だけでなく、水の基礎データを揃えた。
④考古骨試料の収集・考古学的解釈：大阪府松原市立部遺跡、京都市本壽寺、天理市杣之内火葬墓から収集した火葬骨のC14年代、Sr同位体比測定を行い、考古学的解釈を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
① 被熱骨の浸透実験によるSr・C取り込み過程解明：2022年度に、試料のC濃度・同位体比、 Sr濃度・同位体比の測定を終え、得られた結果から、骨アパタイトの結晶度とSr・Cの取り込みの速度の関係を定量化する予定であったが、分析装置の故障により分析が一部遅れ、次年度に繰り越した。その代わり、計画当初は、骨の分析だけを考えていたが、溶液側のC濃度・同位体比、 Sr濃度・同位体比の情報も必要であるとの考えに至り、水試料からの効率的な炭素抽出法に関する基礎実験を行った。また、長期間保存した水溶液中において、C同位体比の変化が生じないための保存方法を試み、塩化ベンザルコニウムを添加する殺菌方法の検証実験を行い、論文に公表した。本手法は、一般的に水試料のC濃度・同位体分析を行う際に簡便で高精度であり、幅広い分野に応用される手法として有効である。さらに、骨はリン酸カルシウムからなるが、炭酸カルシウムにおける元素の取り込みも調べるべく、炭酸コンクリーションにも範囲を広げ、詳細なC濃度・同位体分析を行った。得られた結果を学会で発表するとともに、論文として公表した。
②火葬骨のBa・Ca同位体比測定：Ca標準試薬を入手し、考古遺跡から出土した火葬骨試料の分析に取りかかる予定であったが、入手が遅れ、次年度に分析を繰り越すことになった。現在、Ca標準試薬を入手済みであり、基礎実験を行いつつある。
③基礎同位体比データの蓄積：Sr同位体比の基礎データの蓄積を行っている。特に、群馬県周辺の地質のデータを増やし、一部の結果を論文に公表した。
④考古骨試料の収集・考古学的解釈：滋賀県多賀町の敏満寺遺跡石仏谷墓跡に加え、大阪府松原市立部遺跡、京都市本壽寺、天理市杣之内火葬墓から収集した火葬骨のC14年代、Sr同位体比測定を行い、順次、考古学的解釈を行っている。以上のことから、おおよそ計画通りに研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に進めた研究内容を踏まえ、2023年度も引き続き研究を推進する。2023年度は、論文公表に加え、火葬骨を用いた本研究を他分野にも広く公表することを目指す。
①骨試料への元素取り込みとアパタイト結晶状態の関係の解明：これまでに得られた結果をできるだけ早く整理し、骨のアパタイトの結晶度とSr・Cの取り込みの速度の関係を定量化し、論文化を目指す。また、骨の浸透実験において、2週間ほどで、骨中のアパタイトの結晶度の違いによる元素取り込みの様相がわかる結果が得られたため、Srに加えてCa・Baスパイク溶液を準備し、浸透実験に取りかかる。3日後、1週間後、2週間後に骨片を取り出し、Sr・Ca・Baの濃度・同位体比測定を行い、Srに比べてCa・Baの取り込みが異なるかどうかを明らかにすることを目指す。
②骨のBa・Ca同位体分析：入手できたCa標準試薬を用い、Sr同位体分析結果が得られている骨試料を選び、Ca同位体分析に取りかかる。特に、滋賀県多賀町の敏満寺遺跡石仏谷墓跡から採集された火葬骨に対して分析を行い、これまで得られているSrCaなどの元素比、Sr同位体比などに基づく食性解析の結果と比較する。
③基礎同位体比データの蓄積：着実にSr同位体比の基礎データの蓄積を行う。2023年度は、考古学的に興味深い九州地方、近畿地方の地質のSr同位体比結果についてまとめることを目指す。群馬県周辺の地質のデータの蓄積も引き続き継続し、これまでの結果を国際誌に公表することを目指す。
④考古骨試料の収集・考古学的解釈：滋賀県多賀町の敏満寺遺跡石仏谷墓跡、大阪府松原市立部遺跡から出土した火葬人骨の分析結果を論文として公表することを第一とする。天理市の杣之内火葬墓の被葬者は717 年没の石上麻呂あるいは750 年没の石上乙麻呂の可能性が得られ、この結果を早めに公表することを目指す。
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[Journal Article] Salinity, oxygen isotope, hydrogen isotope, and radiocarbon of coastal seawater of North Japan2022
Author(s)
Kubota, K., Sakai, K., Ohkushi, K., Higuchi, T., Shirai, K., Minami, M.
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Journal Title
Geochemical Journal
Volume: 56
Pages: 240-249
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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