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骨は、バイオアパタイトを主とするリン酸カルシウム結晶とコラーゲン繊維を主とする有機分子からなる構造をしている。バイオアパタイトは、アパタイトのリン酸基あるいは水酸基が炭酸基に置換した形で存在している。このため、アパタイト結晶のサイズがナノメートルサイズに抑制され、土壌中で自然に分解されやすい状態にある。火葬骨は高温で加熱されることにより、バイオアパタイトがヒドロキシアパタイト化し、土壌中で分解されにくい状態にある。本研究では、この分解しにくくなっている火葬骨を、強力な酸・アルカリによって急激に分解するのではなく、徐々に分解する手法を見出すことを目的としている。
骨の結晶構造に他の元素が入り込むことによって、アパタイト結晶のサイズが広がり、分解しやすくなる現象を明らかにするべく、2019年から1年間、現生骨をいくつかの温度で加熱したものを、質量数84のストロンチウム(S)同位体が濃縮したスパイクを含む炭酸ストロンチウム溶液に浸す実験を行い、順次、骨を溶液から取り出し、2021年に元素濃度測定を進めた。同位体比測定に関しては、現在、測定を始めており、論文の準備を行っている。
また、2020年、ヒドロキシアパタイトの水酸基のサイトに炭酸基を置換させる促進剤として炭酸カルシウムを共存させる実験を計画し、炭酸カルシウムに弱酸を加えて密閉内で二酸化炭素を発生させ、それを抽出するための反応容器を製作した。この反応容器は、天然水の溶存炭素の分析にも有効であり、いくつかの基礎実験を行い、論文に公表した。今後、この容器を用い、いくつかの酸を用いて、骨を徐々に分解させる実験を行う予定にしている。
室内実験だけでなく、火葬骨がどのように変質・分解していくのかを調べるために、遺跡から出土した考古人骨や、炭酸塩コンクリーション試料に対して、周辺の埋没土壌からの元素の取り込みについて調べた。
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