Lezioni: Appunti di Metodologie della ricerca archeologica

I principali metodi fisico-chimici utilizzano due tipi di registrazione naturale del tempo:

a. Cicli annuali:

A. Dendrocronologia: la sua applicazione arriva per ora a circa 7.000 anni da oggi e dipende

dalle condizioni di conservazione del legno. Il metodo si basa sulla conta degli anelli di

accrescimento annuale degli alberi, forma e spessore dei quali variano in relazione con

l’andamento annuale del clima.

b. Orologi radioattivi: il metodo più noto che misura il decadimento radioattivo è quello del

radiocarbonio, cioè la misurazione del tempo dal quale è iniziato il processo di decadimento

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dell’isotopo del carbonio C .

Fra i metodi indiretti basati sempre sul decadimento radioattivo, per i periodi molto più antichi viene usato il metodo

potassio-argon ( K-Ar ); fra i metodi che non misurano le radiazioni emesse ma quelle ricevute, la termoluminescenza.

Metodi di datazione relativa che devono essere associati con datazioni assolute, comprendono l’idratazione

dell’ossidiane, la racemizzazione degli aminoacidi, la misurazione del paleomagnetismo terrestre.

Periodizzazioni archeologiche: le periodizzazioni sono basata tradizionalmente sulle caratteristiche tecnologiche e

formali dei manufatti e quindi sulla cronologia relativa, verificata e supportata da datazioni assolute.

Determinazione d’origine

Il concetto di partenza è che i manufatti antichi non sempre sono stati prodotti là dove vengono trovati: conoscerne

quindi l’origine consente di delineare e ricostruire traffici e correnti commerciali del mondo antico. Solitamente si

procede alla caratterizzazione della composizione chimico-fisica dell’oggetto, verificando poi se tali composizioni

concordano con quelle della zona di ritrovamento o con quelle delle zone in cui si ipotizza che il manufatto sia stato

fabbricato. Questo tipo di studi sono stati utilizzati con successo soprattutto per le ceramiche antiche; ma essendo

ancora le ricerche ad uno stato iniziale, determinare l’origine di un manufatto in laboratorio significa procedere per

gradi, raccogliendo e associando informazioni diverse, servendosi in alcuni casi di “dati di riferimento”, cioè dati

analitici ottenuti grazie all’analisi di manufatti di origine conosciuta che vengono via via confrontati a manufatti di

origine sconosciuta. Le determinazioni che verranno trattate riguarderanno perlopiù materiali ceramici, in quanto è il

materiale più indagato.

Per poter utilizzare la ceramica come reali indicatore è necessario sapere con precisione dove i reperti sono stati

prodotti. I tradizionali metodi di studio ( analisi morfo-tipologica ) indispensabili nella prima fase di studio, non sempre

consentono di dare risposte definitive a certe domande. Per determinare infatti in laboratorio l’origine di una ceramica si

utilizzano due indicatori: l’origine dell’argilla e quella del degrassante; si procede quindi solitamente confrontando le

caratteristiche composizionali di tale ceramica di origine sconosciuta con le caratteristiche ceramiche di altre ceramiche

o argille di origine conosciuta. In sostanza, le determinazioni d’origine in laboratorio ruotano attorno ai concetti si

somiglianza o dissomiglianza delle composizioni ceramiche. Il lavoro preliminare dell’archeologo tuttavia, osservazioni

di carattere storico e archeologico, che può orientare e preparare la ricerca di laboratorio.

Scelta del metodo analitico: la scelta di un metodo può essere condizionata da diversi fattori: le finalità dello studio, il

tipo di problema che si vuole risolvere, il budget economico. I metodi tuttavia sono riportabili a due grandi gruppi:

metodi chimici e metodi mineralogici. I metodi chimici, è opinione diffusa, sono più efficaci per lo studio delle

ceramiche, mentre il secondo per quelle più grossolane.

• Analisi chimiche: sono metodi particolarmente sensibili, grazie ai quali è possibile la misurazione e la

quantificazione degli elementi presenti nell’argilla, sia degli elementi maggiori sia di quelli minori e in traccia.

Si tratta di metodi distruttivi che comportano il prelievo di un campione la cui entità è variabili ( 1-2 g ).

o Spettografia ottica d’emissione: ridotta in polvere o in soluzione, la ceramica viene sottoposta ad

eccitazione continua: tornati alla loro normalità emettono radiazioni la cui lunghezza d’onda è

caratteristica degli elementi presenti nel campione ( analisi qualitativa ) e la cui intensità dipende dal

numero degli atomi dell’elemento corrispondente contenuto nella ceramica ( analisi quantitativa ).

o Assorbimento atomico: consente l’analisi quantitativa di sostante inorganiche ( soprattutto metalli

non ferrosi come rame e bronzo, per esempio ), vetri, rocce, e il procedimento è simile a quello

precedente, basandosi sulla misurazione dell’energia della luce.

o Fluorescenza a raggi X: si tratta di uno dei metodi più utilizzati. La sorgente di eccitazione è

costituita da un fascio di raggi X che va a colpire un campione ridotto ad una perla vitrea. I raggi X

primari colpiscono il campione e gli elementi in esso contenuti emettono una radiazione X secondaria

( fluorescenza ) la cui lunghezza d’onda viene analizzata allo scopo di individuare quali siano gli

elementi ricorrenti ) l’intensità rivela invece la quantità degli elementi ).

o Attivazione neutronica: il campione viene irraggiato da un fascio di neutroni prodotti da una

centrale nucleare: gli elementi che li assorbono diventano instabili ed emettono energia assorbita sotto

forma di raggi gamma. Il metodo è potente e rapido ( la quantità di materiale necessaria è molto poca,

ca. 0,1 g ) ma necessita in primo luogo di una centrale nucleare.

I dati della analisi, in virtù del carattere quantitativo, si prestano alla rielaborazione tramite procedimenti statistici.

Per questo tipo di ricerche è fondamentale l’utilizzo di “gruppi di riferimento” cioè un numero statisticamente

sufficiente di campioni ceramici appartenenti a vasellame prodotto in un determinato luogo che è stato analizzato e di

cui si conosce la composizione. I gruppi più sicuri provengono da una fornace, in modo particolare da scarti.

• Analisi mineralogiche: spesso l’argilla contiene alcune inclusioni che sono determinanti ai fini della

caratterizzazione. È solo grazie al microscopio che si ottengono ingrandimenti efficaci utili per individuare le

inclusioni, come per esempio i minerali, i frammenti di roccia, i microfossili e quindi ricostruire l’ambiente

geologico del sito produttore. Il principio base è che i minerali sono indicatori delle rocce che li compongono,

e l’individuazione dei minerali può dunque facilitare la delimitazione dell’area di origine. Un metodo molto

importante è quello della diffrattometria, per la quale è possibile individuare le trasformazioni nelle fasi

minerali che si manifestano a diverse temperature ( usata ad esempio per studiare tecniche pittoriche ).

Tecnologia produttive

Questo ambito di ricerca concerne lo studio delle tecnologie di produzione, fondamentali per ricostruire il grado di

sviluppo delle società antiche. Che tipo di argilla è stato utilizzato? È stato aggiunto degrassante? A che temperatura è

stata cotta una ceramica? Come è stato fabbricato un oggetto metallico? Queste sono alcune domande a cui si può

rispondere utilizzando metodi di laboratorio.

Gli studi in laboratorio partono per lo più dallo studio della materia prima e della sua caratterizzazione composizionale (

vengono studiate le sue caratteristiche chimico-fisiche ).

Le tecniche più semplici riguardano un primo esame ottico delle superfici, con lente o microscopio. Inoltre va ricordato

che questo campo non si avvale solo di indagini tecniche, ma anche di altre discipline come l’etnoarcheologia e

l’archeologia sperimentale.

 Ceramica: grazie a tali studi si possono stabilire la composizione della materia prima e caratterizzarla,

verificare se contiene degrassante naturale oppure aggiunto intenzionalmente…

 Esame autoptico : preliminare, in virtù del quale è possibile stabilire, a grandi linee, con che tipo di argilla

il vaso sia stato eseguito e avere qualche prima informazione sull’atmosfera di cottura.

 Microscopio : consente di fare un ulteriore passo avanti, senza che sia necessario il prelievo di un

campione.

Tuttavia per rispondere a quesiti più precisi è necessario procedere con tecniche più sofisticate che spesso implicano

l’asportazione di un campione dal recipiente.

 Microscopio a luce polarizzata : lettura su una sezione sottile, determinante per raccogliere informazioni sulla

preparazione dell’impasto e ricostruire dati tecnologici relativi al trattamento delle superfici tramite

l’orientamento dei minerali.

 Microscopio elettrico a scansione : permette grazie al suo potente ingrandimento ( tra 100 e 100.000x )

l’identificazione di componenti minerali.

 Diffrattometria : identificazione di minerali e della loro struttura cristallina, e permette di ricavare informazioni

sulla temperatura di cottura delle ceramiche attraverso il grado di formazione dei minerali argillosi.

Per studiare le composizioni chimiche è possibile usare invece la microsonda a energia dispersiva, che consente lo

studio di parti anche molto piccole contribuendo alla determinazione di quantità e qualità degli elementi chimici.

Per studiare le temperature molti sono i metodi a disposizione:

 Analisi termiche : un campione viene riscaldato in un forno e ne vengono misurati i cambiamenti chimici o

fisici.

 Metalli: si distinguono fra quelle effettuate sulla materia prima e sulle tecniche estrattive del minerale, e quelle

condotte sul prodotto finito. È piuttosto complesso mettere in relazione un manufatto in metallo con un processo

tecnico, in quanto la sua fabbricazione comprende diverse fasi che hanno prodotto delle trasformazioni nella

materia, e rendono le interpretazioni in laboratorio piuttosto complesse e non sempre scontate.

 Analisi che consentono di determinare le composizioni chimiche:

 Spettrometria indotta da eccitazione di protoni ( Pixe, Pige, Pigme ): consente l’analisi senza che sia

necessario il prelievo di un campione.

 Spettroscopia di Mossbauer: misurazione delle radiazioni gamma assorbite dai nuclei di ferro.

 Analisi isotopica.

 Metodi ottici :

 Radiografia: usato per poter vedere all’interno di oggetti non trasparenti o individuare la forma, la tecnica

e la decorazione.

 Microscopio metallografico: determina le tecniche di fabbricazione di un metallo, se battuto a freddo o

ricotto, o se è stata effettuata la fusione in forma o se sono state usate tecniche miste.

 Tomografia.

 Vetro: per la sua fabbricazione sono necessarie due componenti: la