DATAZIONI DI MATERIALI GEO-ARCHEOLOGICI
La datazione di siti, oggetti, sedimenti, ecc. è fondamentale per il geo-archeologo.
Analisi stratigrafiche e tipologiche consentono di ordinare i dati in sequenze e
classificazioni cronologiche relative (classificazione e tipologia; cronologia e
periodizzazione).
Nel caso di impossibilità di datare, o in situazioni di incertezza, le datazioni possono
essere stabilite o verificate con metodi di laboratorio, grazie ai quali è possibile
situare un fatto archeologico o stratigrafico o un oggetto nel tempo, arrivando in
alcuni casi a datazioni assolute.
Le metodologie scientifiche utilizzate per determinare l'età dei materiali
archeologici si basano sulla misura di grandezze che siano dipendenti dal fattore
tempo nell'ambito della scala temporale d'interesse archeologico e storico - artistico.
La tendenza moderna per lo studio dei manufatti antichi è di produrre nuovi
strumenti e metodi per ottenere quante più informazioni possibili sull'oggetto senza
distruggere alcuna (anche piccola) parte di esso ed evitando di spostarlo dal suo
luogo naturale di custodia.
DATAZIONE DI MATERIALI ARCHEOLOGICI:
CLASSIFICAZIONE E TIPOLOGIA
Lo scopo principale delle metodologie di caratterizzazione é l'identificazione del
luogo di produzione. Una volta identificato il luogo, si possono collegare su una
carta geografica tutti i siti dove si sono trovati oggetti della stessa provenienza, e
quindi stabilire i percorsi delle vie commerciali e delle relazioni sociali esistenti nel
passato.
La classificazione dei materiali archeologici consiste nel riconoscimento della
presenza ricorrente di elementi tecnici, formali e dimensionali dei materiali.
La tipologia dei materiali archeologici tende invece a riconoscere le
differenziazioni formali sistematiche e culturalmente significative fra i manufatti.
ARCHEOMETRIA
Disciplina che implica la misura di proprietà fisico-chimiche dei materiali (oggetti)
archeologici. Include anche la prospezione geofisica e le loro numerose
applicazione (p.es. georadar).
Essenzialmente le sue applicazioni in campo archeologico riguardano:
1.
La ricostruzione delle tecniche produttive dei vari materiali, dai metalli alle
ceramiche;
2.
La determinazione della provenienza delle rocce utilizzate per la produzione dei
manufatti nell’edilizia antica;
3.
La datazione dei materiali in base ad una cronologia assoluta oppure relativa.
GEOCRONOLOGIA
Riguarda le tecniche di datazione assoluta e le problematiche connesse con le varie
tipologie di datazione. Richiede competenze specifiche particolarmente nel
campo della fisica, della chimica e della geofisica.
Datazioni assolute e datazioni relative
I resti culturali raccolti in insediamenti all'aperto, la cui occupazione risale ad un solo
periodo archeologico, possono venire inseriti nel livello stratigrafico in cui questi
materiali compaiono in una delle sequenze verticali già conosciute.
Questo modo di datare i reperti archeologici viene chiamato metodo della cronologia
"relativa".
Esistono però altri sistemi che forniscono una datazione "assoluta" dei vari sedimenti e/
o dei reperti in essi contenuti, che permettono di avere una età precisa rispetto ad una
età di riferimento (Before present, Avanti Cristo, Before Christ, Anno Domini, ecc.).
Tali metodi si basano sul fatto che in natura esistono diversi “orologi” e che certi
cambiamenti naturali (chimici e fisici) nei materiali sono misurabili e possono portare
ad una datazione.
I più impiegati sono quello del radiocarbonio, del K-Ar, U-Th, della termoluminescenza
ed altri meno applicati su materiali specifici.
Nella scelta di un metodo vanno valutate caratteristiche e potenzialità: il tipo di
materiale da datare, la quantità necessaria di campione, la portata temporale e la
precisione della datazione.
Attendibilità di una datazione
Datazione radiometrica
Tra le conseguenze più importanti della scoperta della radioattività va annoverato il
fatto che su questo fenomeno si basa un metodo effettivamente attendibile per la
determinazione dell’età di rocce e minerali contenenti isotopi radioattivi: la
datazione radiometrica. L’attendibilità di tale metodo è dovuta al fatto che la
velocità di decadimento di un isotopo radioattivo è costante e indipendente da
qualsiasi fattore fisico o chimico.
Il tempo di dimezzamento ha un valore caratteristico per ogni isotopo radioattivo e
ne esprime la velocità di disintegrazione. Ad esempio, se partiamo da un grammo di
isotopo radioattivo, dopo che sarà trascorso un tempo pari al suo tempo di
dimezzamento resterà di quell’isotopo solo mezzo grammo; di questo mezzo
grammo la metà (ossia un quarto di grammo) sarà decaduta dopo che sarà trascorso
un altro tempo pari al tempo di dimezzamento, e così via.
Determinando con opportune analisi la percentuale di un isotopo radioattivo ancora
presente e quella di isotopo stabile già prodotto, si può risalire all’età del campione
in esame.
Dei numerosi isotopi radioattivi esistenti in natura, solo i cinque riportati nella
tabella seguente si presentano particolarmente utili per la datazione radiometrica di
alcune rocce. Quanto infatti agli altri isotopi radioattivi, o sono presenti in quantità
troppo piccole, o hanno tempi di dimezzamento troppo brevi o troppo lunghi per
essere effettivamente utili.
Ci si basa in genere sul rubidio-87 e sui due isotopi dell’uranio (235 e 238) solo
per datare rocce vecchie di milioni di anni. Il potassio-40 ha invece un campo di
impiego più vasto; infatti, anche se il suo tempo di dimezzamento è piuttosto
elevato (1.3 miliardi di anni), recenti tecniche analitiche hanno rese possibile
misurare perfino le piccolissime quantità di argon-40, l’isotopo stabile del suo
decadimento, che sono presenti in rocce aventi un’età di solo 50.000 anni.
Elemento
progenitore
Tempo di dimezzamento
(in anni)
Carbonio-14
5730
Elemento
figlio
Materiali datati
Azoto-14
Materiali organici
Piombo-207
Zircone, Uraninite, Pechblenda
Uranio-235
723 milioni
Potassio-40
1.300 milioni
Argon-40
Muscovite, Biotite, Orneblenda, Feldspato potassico
Rocce vulcaniche
Uranio-238
4.510 milioni
Piombo-206
Zircone, Uraninite, Pechblenda
Torio-232
13.900 milioni
Piombo-208
Rocce vulcaniche
Rubidio-87
47.000 milioni
Stronzio-87
Miche, Feldispati potassici
Rocce metamorfiche
Il metodo del radiocarbonio, o 14C
E’ basato sul principio che i vegetali, durante la loro vita, assorbono anidride
carbonica dall'atmosfera e, trasformandola, trattengono un isotopo del Carbonio 12,
chiamato Carbonio 14 o 14C; questo è prodotto nell'atmosfera dal bombardamento
dei raggi cosmici.
Tutti gli esseri viventi, uomo compreso, contengono carbonio radioattivo derivato
più o meno direttamente dai vegetali. Al momento del decesso, ogni individuo
termina l'assunzione di carbonio radioattivo, la cui quantità comincia a diminuire in
modo costante. La perdita della metà del peso atomico del 14C è stata calcolata in
5730 anni; la metà restante impiega altri 5730 anni a dimezzarsi e così via sino alla
disintegrazione totale.
Il conteggio esatto della perdita di radiocarbonio dai tessuti porta quindi alla
datazione assoluta dei reperti organici che viene fornita in anni BP* (Before present),
vale a dire dal 1950, anno con cui si dà inizio all'era atomica, con un'oscillazione in
più ed in meno, detta "deviazione standard".
Il materiale più impiegato per questo tipo di datazioni il carbone vegetale (fig.2);
anche se svariati resti, quali i reperti ossei, la torba, le valve dei molluschi e diversi
altri sono più che idonei all'impiego.
Assimilazione del Carbonio radioattivo (C14) da parte di organismi viventi.
Le datazioni radiometriche vengono inoltre accompagnate dal numero di laboratorio
dove il conteggio è stato eseguito. Ad esempio Bln-3232: 4356±60 yr BP, sta ad
indicare che il campione è il numero 3232 conteggiato a Berlino; che ha dato il
risultato di 4356 anni radiometrici da oggi con un'oscillazione in più o meno di 60
anni.
Con il progredire degli studi, si è però osservato che l'assimilazione di carbonio da
parte degli organismi non è sempre stato costante nel tempo. Da questo la necessità
di una correzione, delle date radiometriche ottenute, in anni calendario attraverso la
curva di correzione dendrocronologica, vale a dire per mezzo della datazione degli
anelli di accrescimento di grandi piante, sequoie e conifere in particolare, sempre
più antiche. La calibrazione delle date radiometriche in anni calendario, vale a dire
negli anni che noi impieghiamo ogni giorno per contare il tempo, avviene seguendo
delle curve costruite datando migliaia e migliaia di anelli di accrescimento. Queste
date calendariche vengono espresse in anni calibrati BC (Before Christ).
Il limite massimo della possibilità di impiego del metodo di datazione 14C si aggira
sui 45000-55000 anni da oggi.
Termoluminescenza (TL)
Questa tecnica è specifica per ogni materiale contenente vari minerali, principalmente
quarzo o feldspati, che abbia subito un riscaldamento prolungato a temperature
dell'ordine di alcune centinaia di gradi. Possono essere datati: ceramiche, terrecotte e
laterizi, porcellane, fornaci, focolari, terre di fusione. Per essi si possono ottenere di
norma (ed in corrette condizioni di prelievo) datazioni nell'intervallo indicativo di età
tra 50 e 600.000 anni. (In alcuni casi sono stati datati sedimenti fino a 2 milioni yr
BP).
Una frazione non trascurabile degli usuali costituenti la ceramica (quarzo e feldspati,
per esempio) è termoluminescente: questi materiali immagazzinano cioè in trappole
stabili gli elettroni che hanno subito un'interazione con radiazioni alfa, beta e gamma a
causa dell'irraggiamento naturale.
La liberazione degli elettroni dalle trappole avviene a seguito di cessione di energia
termica mediante riscaldamento a temperature dell'ordine di diverse centinaia di gradi
centigradi, ed è caratterizzata da una emissione luminosa: la termoluminescenza.
La cottura in fornace della ceramica elimina ogni TL accumulata durante l'esistenza
geologica dell'argilla e degli eventuali costituenti aggiunti all'impasto: da questo
momento, la TL ricomincia ad accrescere col tempo, tanto più rapidamente quanto
maggiori sono le concentrazioni di radioattività nella ceramica e nell'ambiente.
La quantità di TL osservata è quindi un indicatore sia dell'età dell'oggetto che
dell'irraggiamento cui è stato sottoposto.
Misurata la TL di un campione, e quindi, indirettamente, la quantità di radiazione
che lo ha attraversato, e misurata la sua radioattività e quella dell'ambiente, si
giunge all'equazione fondamentale dell'età, che nella sua forma semplificata è data:
ETA' (anni)= Radiazione totale assorbita/Radiazione assorbita annualmente
Le datazioni con TL si riferiscono pertanto all'ultima cottura subita dall'oggetto;
Nell’interpretazione e nella valutazione dei risultati ciò deve essere sempre tenuto
presente perché potrebbe portare a valutazioni errate per materiali che per es.
possono essere stati soggetti a incendi, oppure riscaldati accidentalmente o
restaurati, oppure soggetti alla pratica del reimpiego.
Come tutte le misure fisiche, le età ottenute con queste tecniche sono sempre
accompagnate da imprecisione, il che significa che viene indicato l'intervallo
temporale entro il quale è avvenuta la cottura, centrato sull'età di probabilità
massima. Tenendo conto di tutti i fattori in gioco e della complessità delle
valutazioni sperimentali necessarie, si giunge a stimare un errore globale medio del
7-10%, riducibile soltanto in casi particolari al 5-6%.
Luminescenza otticamente stimolata (OSL)
Questa tecnica è simile alla TL ma il segnale da cui si ricava la datazione viene
ottenuto per stimolazione ottica, investendo il campione con un raggio di fotoni.
Il metodi si applica a materiali esposti a forti fonti di calore (fuoco o luce del sole).
Serve a datare materiali di natura archeologica (ceramiche, pareti di forni, oggetti
litici bruciati), ma anche loess e sabbie eoliche, malgrado per questi materiali possa
sussistere il dubbio che il loro sistema non sia stato completamente azzerato dalla luce
solare prima del seppellimento.
L’intervallo cronologico è di circa 100.000 anni e la precisione si aggira su di un
errore del 10%, anche se nuove tecniche di misura tendono a ridurre questo margine.
Datazione con Potassio-Argon (K-Ar)
Viene utilizzato per datare rocce risalenti a centinaia e anche migliaia di milioni di anni
fa, ma anche per datare i siti dei primi esseri umani (ominidi) dell’Africa che possono
risalire anche a 5 milioni di anni fa.
Il metodo si applica solamente alle rocce vulcaniche di età non inferiore a
60.000-100.000 yr b.p.
Il metodo è simile a quello del radiocarbonio, cioè basato sul decadimento radioattivo
dell’isotopo radioattivo potassio (40K) che si trasforma nel gas inerte argo (40Ar).
La formazione delle rocce attraverso l’attività vulcanica elimina ogni traccia di argo
presente in precedenza. Conoscendo il tempo di decadimento 40K (il suo tempo di
dimezzamento è di 1,3 miliardi di anni), una misurazione della quantità di 40Ar
contenuta in un campione di roccia fornisce una stima della data di formazione della
roccia.
I limiti principali del metodo consistono nel fatto che esso può venire applicato solo per
datare siti sepolti da rocce vulcaniche e che solo raramente è possibile ottenere un
errore inferiore al ±10% .
Datazione con il metodo dell’Uranio-Torio (U-Th) e
dell’Uranio-Piombo (U-Pb)
Tali metodi si basano sul decadimento radioattivo dell’Uranio a Torio e dell’Uranio a
Piombo, ed è particolarmente efficace per il periodo che va da 50.000 a 500.000yr b.p.
Due isotopi dell’uranio (238U e 235U) decadono in una successione di stadi trasformandosi
in elementi discendenti. Due di questi elementi, il Torio (230Th) e il Protoattinio (231Pa),
decadono a loro volta con un tempo di dimezzamento utile per la datazione.
Gli isotopi progenitori dell’uranio sono solubili in acqua, mentre i prodotti discendenti
non lo sono. Pertanto nell’acqua che filtra, ad esempio nelle grotte calcaree, sono presenti
solamente gli isotopi dell’uranio; dopo che i soluti presenti nelle acque sono precipitati
per formare strati di carbonato di calcio sulle pareti e sul fondo delle grotte, l’orologio
radioattivo riprende a marciare, poiché i prodotti discendenti rimangono intrappolati nelle
concrezioni insieme con gli isotopi progenitori.
Maggiore è la quantità dei prodotti discendenti rispetto a quella degli isotopi dell’uranio
progenitore e maggiore sarà l’età della concrezione.
Con tale metodo è possibile
datare: travertini, concrezioni
carbonatiche (bambole del
loess; pseudomiceli, ecc.),
stalattiti e stalagmiti, ecc.
Risonanza dello spin elettronico (ESR)
Si basa su un concetto simile a quello della TL in quanto il metodo prevede di contare
il numero di elettroni, intrappolati nei reticoli cristallini e prodotti dal decadimento
radioattivo.
Si applica particolarmente agli speleotemi, sedimenti calcarei, ossa e conchiglie e
stabilisce il momento di formazione del materiale, il momento in cui il sistema si è
chiuso ed i radioisotopi inclusi hanno iniziato a decadere.
Ha il vantaggio che viene misurato direttamente il numero di elettroni messi in gioco
senza dovere, come nel caso della TL, ricorrere al riscaldamento del campione.
Tracce di fissione
La disintegrazione, tramite fissione del radioisotopo 235U, provoca delle lesioni
all’interno dei minerali che lo compongono. Queste possono sparire qualora un
sufficiente riscaldamento permetta al cristallo di riorganizzarsi.
Il numero delle tracce di fissione, evidenziate da un trattamento chimico del
cristallo, permette di calcolare il tempo passato dal riscaldamento significativo, che
può essere messo in relazione ad eventi geologici o archeologici: l’eruzione
vulcanica per l’ossidiana, l’opera di un artigiano per la fusione di un vetro,
invetriature di ceramiche, ecc.
In genere tale metodo viene utilizzato per la datazione di campioni molto antichi,
risalenti ad oltre 300.000 anni fa, ma con i metodi attuali è possibile applicare tale
metodo anche a campioni risalenti a 1000 anni fa.
Racemizzazione degli aminoacidi
Gli aminoacidi, composti organici che si trovano negli organismi viventi, sono
formati da gruppi di atomi (gruppi amminici) che si legano ad un atomo centrale di
idrogeno. A seconda del loro orientamento nello spazio si distinguono in levogiri o
destrogiri. Gli aminoacidi naturali si presentano nella forma levogira.
Con la morte dell’organismo, gli aminoacidi tendono a trasformarsi nella forma
destrogira finchè non sia raggiunta una situazione di equilibrio fra le due forme
(racemizzazione).
Conoscendo la velocità di racemizzazione e misurando la quantità di aminoacidi
levogiri rimasti nel campione è possibile determinarne l’età.
Molte variabili (temperatura, pH, storia geologica; ecc.) influenzano la velocità di
racemizazzione e pertanto è difficile ottenere da questo metodo una data precisa.
Varve
Alcuni sedimenti sabbioso-argillosi, fittamente stratificati in modo regolare, depositi dalle acque di
fusione delle calotte glaciali sul fondo di laghi temporanei (solitamente al fronte dei ghiacciai in fase di
ritiro progressivo), prendono il nome di varve.
Gli strati variano di anno in anno: uno strato di spessore maggiore indica un anno caldo, con un aumento
della fusione della calotta glaciale, mentre uno strato più sottile indica un clima più freddo.
Misurando gli spessori successivi degli strati delle varie sequenze e confrontando l’andamento dello
spessore delle varve con altre sequenze simili delle aree circostanti è possibile legare insieme lunghe
sequenze ed avere informazioni a carattere areale.
Gli Anelli di accrescimento e la Dendrocronologia
La maggior parte degli alberi producono un anello di legno nuovo ogni anno (anello di
accrescimento).
Questi anelli non sono di spessore uniforme; in ogni albero essi possono variare per due cause:
1- gli anelli sono più sottili man mano che aumenta l’età della pianta;
2- l’accrescimento annuale della pianta è influenzato dalle fluttuazioni del clima (nelle regioni
aride, precipitazioni superiori alla media producono un anello particolarmente spesso; nei climi
temperati, un periodo di freddo intenso in primavera, producono un anello di accrescimento sottile).
Alberi della stessa specie che crescono nella stessa area mostrano la stessa sequenza di anelli di
accrescimento, per cui la sequenza di accrescimento può essere confrontata tra frammenti di
legname via via più antichi fino a ricostruire la cronologia dell’area (fino ad alcune migliaia di
anni).
Lo sviluppo di lunghe sequenze di anelli di accrescimento ha permesso la verifica e la calibrazione
dei dati ottenuti con il metodo del radiocarbonio (Es: un esemplare di pino hickory (Pinus aristata)
ha una età di 4900 anni).
Nell’Europa centrale e orientale, la sequenza principale della quercia permette una datazione
precisa delle fasi di sviluppo dei villaggi lacustri del Neolitico e dell’Età del Bronzo.
Limiti del metodo
1- Può essere applicato solamente ad alberi delle regioni non tropicali, dove le marcate differenze tra
le stagioni producono anelli annuali di accrescimento chiaramente definiti;
2- per una datazione dendrocronologica autonoma il campo si restringe a quelle specie di alberi che
(a) hanno consentito la costruzione di una sequenza a ritroso a partire dal presente e (b) che sono state
realmente utilizzate dalle popolazioni del passato.
DATAZIONI RELATIVE
Si basa sulla possibilità di correlare sedimenti, sequenze stratigrafiche o livelli
antropici con altri già inseriti in un contesto cronologico.
Terminus ante
quem (data
prima della
quale):
La moneta non
può essere più
recente del
deposito, ma
potrebbe essere
molto più
antica del
deposito nel
quale si trova.
Terminus post quem (data dopo la quale): il deposito non può essere
antecedente alla moneta, ma potrebbe essere anche assai posteriore a quella
data.
Archeomagnetismo
Il campo magnetico terrestre ha subito inversioni di polarità
durante la storia della Terra.
Il metodo si basa sul concetto che minerali metallici contenuti
nelle rocce, prima della loro litificazione, hanno registrato il
campo magnetico terrestre esistente in quel momento.
Intervalli importanti di polarità sono detti croni, inversioni di
durata più breve sono detti subcroni.
Analogamente alcuni minerali magnetici presenti nelle argille
cotte (ceramiche o forni) o che abbiano subito un forte
riscaldamento ad oltre 700°C, raffreddandosi acquisiscono
una magnetizzazione permanente che può essere misurata con
questo metodo.
Tale metodo è stato abbinato alla datazione radiometrica delle colate
di lava permettendo di stabilire l’età delle inversioni magnetiche
durante gli ultimi 4,5 milioni di anni.
Idratazione dell’ossidiana
L’ossidiana è un vetro naturale formatosi durante le eruzioni vulcaniche ed utilizzato
per fabbricare utensili preistorici.
Per la sua datazione si ricorre al metodo dell’idratazione che consiste nel misurare lo
strato idratato che si forma nelle fratture in seguito a scheggiatura ed a successivo
interrimento. In questa fase l’acqua presente nell’ambiente viene assorbita e forma
uno strato misurabile al microscopio.
Alcuni problemi sono causati dal fatto che esistono diverse velocità di accrescimento
dello strato di idratazione a seconda della composizione chimica dell’ossidiana (e
quindi della sua origine) ed a seconda della temperatura dell’ambiente circostante.
Le datazioni consentite riguardano gli ultimi 10.000 anni.
Il metodo può essere utilizzato come datazione assoluta solo in qualche caso
particolare, se calibrato con una sequenza cronologica definita, in uno stesso ambito
e con gli stessi materiali.
La Spettroscopia IR
Utilizzata da decenni nei laboratori e nell'industria per analisi chimiche, viene solo
recentemente applicata per l'accertamento dell'età di oggetti in legno, come mobili,
dipinti su tavola, sculture, travi, strumenti musicali, nonché oggetti d'arte.
Questa nuova tecnica di datazione del legno si basa sui seguenti fattori: 1- ogni
sostanza organica è composta da molecole i cui legami chimici, a causa della loro
energia vibrazionale, assorbono la radiazione infrarossa emessa dallo strumento (lo
spettrofotometro) a specifici valori di lunghezza d'onda; 2- questi assorbimenti danno
luogo ad uno spettro.
Inserendo nello strumento una piccolissima quantità di polvere di legno di un albero
appena tagliato, esso registra l'assorbimento delle singole molecole o gruppi di
molecole e sullo schermo del computer appare la curva dello spettro del legno che è
funzione della sua composizione chimica complessiva.
Questa curva è paragonabile all'impronta digitale di uno specifico tipo di legno
e permette di ottenere dati chiaramente interpretabili senza dover ricorrere a
complicate analisi chimiche.
Quando il legno dell'oggetto invecchia, un sottile strato esterno si decompone
rapidamente a causa della luce, dell'ossigeno e di altri fattori, mentre la massa del legno
interno, da cui viene prelevato il campione da misurare, degrada molto più lentamente e
costantemente a causa di precisi processi chimici e dell'azione di microrganismi.
Questo decadimento e la formazione di nuovi legami trasformano lo spettro originario
in continuazione e indipendentemente da fattori esterni.
La datazione assoluta si ottiene confrontando l'impronta in esame con quella di altri
campioni dello stesso tipo di legno di sicura datazione.
Pioppo 20 anni
Pioppo 480 anni
Gli spostamenti delle frequenze di specifiche molecole non influenzate da
temperatura e umidità durante i secoli vengono scelti per la datazione del legno.
Un confronto dello spettro dello strato esterno con quello dell'interno della
massa lignea consente inoltre di riconoscere l'uso di legno vecchio per la
realizzazione di falsi.
Il largo impiego del metodo spettroscopico riduce i costi delle analisi in
modo tale da rendere conveniente la datazione anche nel caso di oggetti di
poco valore.
Con il metodo spettroscopico la zona o il paese di crescita dell'albero non
influenza la misura di datazione; gli stessi legni delle varie specie hanno lo
stesso processo d'invecchiamento in tutti i continenti, esclusi i paesi a clima
tropicale, dove crescono e decadono più rapidamente (Africa Equatoriale,
Asia Sudorientale, ecc. ) e le regioni con lunghi periodi con temperature
sotto il punto di congelamento (Canada, Finlandia ecc.).
Per legni di origine sopraccitata vengono utilizzate specifiche tabelle.
la lettura SPETTROSCOPICA: La misurazione indica le frequenze dell'assorbimento
delle molecole presenti nel legno. Lo spostamento delle frequenze nel tempo di molecole
scelte, permette la datazione del legno.
la lettura SPETTROGRAFICA: Lo spettro appare come un disegno composto da
picchi e valli. L'analisi di questi picchi e valli permette di riconoscere i diversi tipi di
legni e di fare valutazioni approssimative anche sull'età del legno.
Età presunta
Precisione dei metodi
Anni
Spettroscopia IR
14C (radiocarbonio)
0 - 50 50 - 350 350 - 800 800 - 1000 >1000
Buona Buona per legni noti Buona per legni noti Buona con > tolleranza Sufficiente o scarsa
Significativa, ma non certa * Inapplicabile con certezza Buona Buona Buona
* La bomba atomica ha aumentato in modo significativo la formazione dell'isotopo 14C.
Vantaggi rispetto ad altri metodi di datazione di oggetti in legno
1.
Solo l'analisi spettroscopica può riconoscere l'utilizzo di legno già vecchio per falsi recenti.
2.
La misurazione spettroscopica dà risultati certi anche nel periodo dal 1650 ad oggi, che
costituisce una lacuna per il metodo 14C. La spettroscopia inoltre misura, a differenza degli
altri metodi di datazione, il decadimento del legno in modo identico per tutta l'ampiezza del
tronco.
3.
La misurazione è indipendente dal clima del luogo di crescita dell'albero e dell'ambiente di
conservazione dell'oggetto. Le eccezioni sono ben note.
4.
L'analisi spettroscopica riconosce la maggior parte dei tipi di legno comunemente impiegati,
fattore importante per il restauro e la valutazione di importanti oggetti d'arte.
5.
La datazione non viene alterata da processi di invecchiamento artificiale del legno.
6.
Il metodo di datazione copre l'intero periodo a cui risale la maggior parte degli oggetti presenti
sul mercato antiquario.
7.
Una datazione attendibile dà al proprietario di un oggetto la consapevolezza precisa su cosa
possiede.
Limitazioni intrinseche del metodo spettroscopico
La maggior parte dei legni usati nell'arte e nell'antiquariato può essere datata ad eccezione di
alcune essenze raramente utilizzate ed altre date da composizioni chimiche particolarmente
complesse. Il campo di applicazione ideale è attualmente per età comprese tra i 20 e gli 800 anni. Il margine d'errore della datazione, (in funzione della purezza ed integrità del campione, del
tipo di legno, e della sua età, è mediamente di ± 10 anni) aumenta con l'età del campione e può
raggiungere dopo i 800 anni di età un errore anche di ± 50 anni.
La composizione chimica del legno viene modificata dal tarlo che consuma soprattutto alcune
molecole specifiche. La preliminare osservazione microscopica e l'analisi spettroscopica stessa
permettono di riconoscere la polvere lignea proveniente da legno tarlato; a seconda del grado di
tarlatura la datazione può essere effettuata con un più ampio margine di errore o richiede un altro
campione. Legni di oggetti esposti a prolungati periodi di congelamento, come le travi di ruderi in
montagna, che rallentano i processi chimici d'invecchiamento, danno risultati che devono essere
corretti secondo i dati disponibili. Legni di provenienza tropicale o equatoriale che si trovano da molti anni in Europa o in altre
zone con clima mite, danno risultati spettroscopici di un'età minore e debbono essere corretti
secondo le tabelle elaborate. Il metodo misura l'età del legno dall'abbattimento del tronco e vanno quindi tenuti presenti i
tempi di stagionatura, soprattutto nei casi in cui si richiedeva un legno particolarmente
stagionato.
Microscopia RAMAN
La microscopia Raman (MR), sia sottoforma mobile (MRM) che immobile (MRI),
è divenuta una delle tecniche maggiormente utilizzate (soprattutto per lo studio delle
opere d’arte) perché consente il riconoscimento dei materiali che le compongono
dal solo confronto degli spettri Raman standard.
