Arkeolojik olarak diş minesinde bulunan elementler ve bunların izotopları, ilgili döneme ait yaşam biçimi ve beslenme kültürü gibi birçok bilgi sağlamaktadır. Bu çalışmada diş minesinde en çok tespit edilen H, C, N ve S elementleri ile bunların en kararlı izotopları olan D (döteryum), 13C, 15N, 34S elementlerinin varlığı ile diş minesinin dayanıklılığının veya kırılganlığının nasıl değiştiği tespit edilmiştir. Bu elementler diş minesinde en bol bulunan ve minenin temel taşı olan hidroksiapatit (HAp) kristalinin içine ve yüzeyine taşındı. Çalışma sonunda HAp kristalinin dayanıklılığını sağlayan Ca atomları başta olmak üzere Azot (N) ve Sülfür (S) elementleri ile Oksijen atomlarının elektronik yük paylaşımını engelleyen bağlar yaptığı ortaya çıktı. Ayrıca bu tip bağlar (çok sayıda Ca atomu içeren geometrilerde) Ca-O bağlarının sayısı azaldıkça kırılganlığı artırmaktadır. Aynı zamanda bu tür bağlanmalar ilgili elementlerin izotoplarının belirlenmesinde de zorluklar yaratır. C bağı ise Oksijen atomu ile çift bağ sağladığı için güçlü bir germe etkisi sağlar, bu nedenle karbon atomunun izotopik durumu kendini kolayca gösterir. Aynı durum H elementi ve onun D izotopu için de gözlemlenmiştir. Bu bulgular, özellikle deniz yaşamıyla beslenen eski insanların dişlerinin kırılganlığını daha iyi açıklamaktadır.
Archaeologically, the elements in the tooth enamel and their isotopes provide a lot of information about the related period, such as the way of life and nutrition culture. In this study, it was determined how the durability or brittleness of tooth enamel varies with the presence of H, C, N and S elements, which are mostly detected in tooth enamel, and their most stable isotopes, D (deuterium), 13C, 15N, 34S elements. These elements were moved inside and on the surface of the hydroxyapatite (HAp) crystal, which is the most abundant in tooth enamel and the cornerstone of enamel. At the end of the study, it was revealed that Nitrogen (N) and Sulphur (S) elements, especially Ca atoms that ensure the durability of the HAp crystal, and Oxygen atoms make bonds that prevent electronic charge sharing. In addition, this type of bonding (in geometries holding many Ca atoms) increase the fragility as the number of Ca-O bonds decrease. At the same time, such bindings create difficulties in determining the isotopes of the relevant elements. C bonding, on the other hand, provides a strong stretching action as it provides a double bond with the Oxygen atom, so the isotopic state of the carbon atom easily shows itself. The same situation was observed for element H and its isotope D. These findings better explain the brittleness of the teeth of ancient people, especially those who were fed marine life.
Keywords: Carbon, Hydrogen, Hydroxyapatite, Nitrogen, Sulphur
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Early Pub Date | December 29, 2023 |
Publication Date | December 31, 2023 |
Submission Date | May 15, 2023 |
Published in Issue | Year 2023 |