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Dossier Thématique : The international Arboco workshop towards a better understanding and preservation of ancient bone materials

Towards a Better Understanding of Alteration Phenomena of Archaeological Bone by a Closer Look at the Organic/Mineral Association at Micro- and Nanoscale. Preliminary Results on Neolithic Samples from Chalain Lake Site 19, Jura, France

Vers une meilleure compréhension des phénomènes d’altération des ossements archéologiques par une observation fine de l’association organique-minérale à micro- et nanoéchelle. Premiers résultats obtenus sur des échantillons néolithiques de la station 19 du lac de Chalain, Jura, France
Ina Reiche, Céline Chadefaux, Katharina Müller et Aurélien Gourrier
p. 143-158

Résumés

Dans cet article nous présentons une extension de méthodes analytiques existantes pour évaluer précisément l’état de conversation des os archéologiques. Les nouveaux développements méthodologiques concernent particulièrement l’étude des caractéristiques structurales et morphologiques des ossements archéologiques aux échelles micro- et nanoscopiques afin de pouvoir élucider des modifications diagénetiques fines et de mieux comprendre les mécanismes d’altération sous-jacents. Une combinaison de microtomographie X, de micro-spectroscopie infrarouge et de micro-imagerie SAXS à balayage au synchrotron a permis d’étudier les altérations micromorphologiques et la répartition spatiale des composés organiques et minéraux dans les os à l’échelle histologiques. La microscopie électronique à transmission donne des informations précises sur les modifications de la taille des cristaux, leur orientation, la périodicité des arrangements des fibres collagéniques ainsi que la répartition des cristaux au sein des fibres dans l’os archéologique. Ces observations ont permis d’établir des paramétres permettant l’évaluation fine des modifications diagénetiques de la structure des os archéologiques en comparaison aux références modernes. Le potentiel de ces méthodes est illustré grâce à l’étude d’os archéologiques qui sont bien préservés à l’échelle macroscopique provenant du site néolithique de Chalain 19, Jura, France. Cette investigation a permis de montrer des différences dans l’état de conservation de ces os et permet de proposer une séquence d’altération pour les os enfouis dans des environnements humides et riches en craie.

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Extrait du texte

Cairn

Texte intégral en libre accès disponible sur le portail Cairn. Le texte intégral en libre accès sera disponible à cette adresse en janvier 2015.
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Plan

1. Introduction
2. New analytical approach and experimental conditions
Micro-morphological analyses
Micro-structural investigations
Nanostructural investigations
Preparation of archaeological bone sections and thin sections
Possible effects of the sample preparation
3. Material
4. Results
Determination of the micromorphological changes using synchrotron microtomography
Spatially resolved analysis of the organic and mineral content at microscale using synchrotron microFTIR in transmission mode
Statistical view of crystalline structure of the nanoparticles by means of scanning-SAXS imaging
Observation of the crystal structure and the organic – mineral arrangement at nanoscale by TEM
5. Discussion and conclusions

Aperçu du texte

1. Introduction

Bones or objects made of bone material are an important part of the archaeological witnesses and contribute largely to the understanding of ancient societies. In archaeological studies they are, among others, used to estimate the number of individuals that lived at a given archaeological site, [1] and to get information on the exploitation of animal troops by humans of past societies (mode of use, treating with primary materials, fabrication techniques) [2-5]. As biological materials they also register in their chemical and isotopic composition a wealth of information on the life style of individuals [6-10]. More recently ancient DNA studies have also been used to extract information on past civilizations [11, 12].

Generally, archaeological materials are buried in soils or sediments and feature complex alteration phenomena. It is indispensable to study these modifications in order to better assess their original state, and thus to gather as much information as possible...

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Pour citer cet article

Référence papier

Ina Reiche, Céline Chadefaux, Katharina Müller et Aurélien Gourrier, « Towards a Better Understanding of Alteration Phenomena of Archaeological Bone by a Closer Look at the Organic/Mineral Association at Micro- and Nanoscale. Preliminary Results on Neolithic Samples from Chalain Lake Site 19, Jura, France », ArcheoSciences, 35 | 2011, 143-158.

Référence électronique

Ina Reiche, Céline Chadefaux, Katharina Müller et Aurélien Gourrier, « Towards a Better Understanding of Alteration Phenomena of Archaeological Bone by a Closer Look at the Organic/Mineral Association at Micro- and Nanoscale. Preliminary Results on Neolithic Samples from Chalain Lake Site 19, Jura, France », ArcheoSciences [En ligne], 35 | 2011, mis en ligne le 29 mai 2012, consulté le 22 décembre 2014. URL : http://archeosciences.revues.org/3075

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Auteurs

Ina Reiche

UMR 171 CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France, Palais du Louvre, 14 quai François-Mitterrand, 75001 Paris, France. Present address: Biomaterials department, Max-Planck-Institute of Colloids and Interfaces, Am Mühlenberg 1, 14476 Potsdam-Golm, Germany

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Céline Chadefaux

UMR 171 CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France, Palais du Louvre, 14 quai François-Mitterrand, 75001 Paris, France.

Katharina Müller

UMR 171 CNRS, Laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France, Palais du Louvre, 14 quai François-Mitterrand, 75001 Paris, France.

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Aurélien Gourrier

Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France. European Synchrotron Radiation Facility, 38043 Grenoble, France.

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Droits d’auteur

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