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Monete d’oro romane e spettroscopia muonica: è tutto oro quel che luccica!

Quanto oro c’era veramente nelle monete romane? E come stabilirlo? Con quali conseguenze sulle nostre conoscenze storiche ed economiche sull’impero romano al di là del luogo comune che vorrebbe gli imperatori romani nascondere con una patina aurea il più vile contenuto interno delle monete? A queste domande, aperte da tempo tra gli studiosi, profila alcune risposte una ricerca che ha utilizzato una tecnica sperimentale emergente, l’analisi di spettri di raggi x da atomi muonici, la muonic X-ray emission spectroscopy (μXES), che promette grandi prospettive di sviluppo anche nel settore dei beni culturali.

Ne comunicano i risultati e ne discutono metodi e tecnologia alcuni studiosi riuniti in un team interdisciplinare (George Alexander Green, Bethany V. Hampshire, Kevin Butcher, A. Mark Pollard e Adrian D. Hillier tutti afferenti a istituzioni accademiche e di ricerca del Regno Unito e Katsu Ishida, fisico giapponese) in un interessante lavoro dal titolo “Understanding Roman Gold Coinage Inside Out” in uscita sul numero del Journal of Archaeological Science (Elsevier) di ottobre 2021, Volume 134. 

 

 

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FIG.2 - Aureus di Tiberius, zecca di Lugdunum (14-37 d.C.). Rovescio PONTIF MAXIM: figura.   

 

L’esperimento si poneva come si è detto l’obiettivo di rispondere ad alcune domande, sostanzialmente tre: le prime due metodologiche e la terza di merito. Innanzitutto, può la nuova tecnica impiegata, la μXES, restituire risultati circa la composizione degli elementi principali che siano comparabili con quelli fornibili da tecniche già ampiamente sperimentate come la spettrofotometria XRF? Può la μXES fornirci un qualcosa di più, specificatamente essere utile per indagare e discriminare il nucleo interno degli oggetti? Nel caso studio specifico, quello delle monete auree di età imperiale romana, la capacità della μXES di indagare "superficie" e "nucleo" ha fornito informazioni utili e soddisfacenti in grado di gettare nuova luce sulla storia economica e sulle politiche monetarie di Roma antica?

Partiamo dal confronto che gli autori fanno con altre tecniche analitiche in particolare la XRF. XRF e μXES sono entrambe tecniche analitiche non invasive e non distruttive e, quanto ai principi scientifici posti alla loro base, non distanti. Nel settore dei beni culturali la XRF è una procedura consolidata e ben nota da decenni tanto che alcune strutture museali hanno al proprio interno apposite unità di indagine XRF. La μXES è certamente ancora una via da valorizzare e da ottimizzare. L’impiego di entrambe nel settore dei beni culturali riguarda in prima istanza oggetti di grande valore e unicità che non possono in alcun modo essere campionati in modo distruttivo.

I risultati che sono scaturiti da questo confronto attuato dal team di ricercatori sono stati importanti. Innanzitutto al pari della XRF la μXES è in grado di analizzare in modo non distruttivo la superficie di un oggetto e rilevare elementi fino a una frazione dell'1%. La μXES, però, aumentando la quantità di moto dei muoni, può penetrare molto più profondamente e in modo controllato nell'oggetto, per quanto l'esatta profondità dipenda anche dal materiale, caratterizzandone gli “strati” separatamente e prendendone misurazioni indipendenti. Ovvero con la μXES siamo in grado di analizzare e caratterizzare in modo non distruttivo sia la 'superficie' che il ‘nucleo’ di un oggetto cosa che la XRF non può fare. Le prime conseguenze che se ne possono trarre sono evidenti: a parità di risultati precisi e accurati per la composizione degli elementi le capacità penetrative fanno la differenza. 

Poi altri aspetti che gli autori sottolineano a vantaggio della μXES rispetto alla XRF. La μXES non richiede preparazione del campione, avendo profondità di penetrazione controllata, e quindi non c’è necessità per esempio di pulire gli oggetti appena scavati o attendere il restauro per quelli corrosi o coperti da ruggine da rimuovere. La μXES non altera in alcun modo gli oggetti e, aspetto non secondario, non presenta un rischio per la sicurezza lasciando il campione irradiato dopo l’analisi. Il che significa che l’oggetto analizzato può essere gestito e, soprattutto, restituito alle strutture di ricerca o al museo subito dopo la fine dell’indagine, evitando che manufatti di valore restino fuori dal museo per lunghi periodi di tempo con conseguenze anche sui costi come quelli assicurativi. La tecnica può essere impiegata per oggetti di varie dimensioni, piccole anche di 0,1 cm ma anche allo stesso modo per analizzare l'interno di grandi statue, sculture e fusioni. Tra le varie possibilità investigative che la tecnica permette c’è quella di creare una "mappa termica" della concentrazione di un particolare elemento all'interno della matrice dell'oggetto. Infine la μXES può essere utilizzata per indagare su falsi moderni o contemporanei, a condizione che sia presente un elemento “diagnostico” nascosto sotto la superficie da rilevare, per esempio per oggetti d'oro che hanno a volte un nucleo segreto di tungsteno.

Veniamo dunque agli specifici risultati rilevanti conseguiti nell’esperimento su tre monete d'oro romane, tutte di notevole valore monetario, storico e artistico. Da tre campioni, quindi: la più antica prodotta dalla zecca di Lugdunum, tra il 14 e il 37 d.C, regnante l’imperatore Tiberio, l’intermedia della zecca di Roma sotto l’imperatore Adriano, datata tra il 134 e il 138 d.C., e, infine, la più recente che proviene dalla zecca di Antiochia tra il 361-363 d.C., all’epoca dell’imperatore Giuliano II "l'Apostata". A fronte dei risultati XRF, riferiti esclusivamente ai primi micron della superficie, prodotti nel loro articolo dagli studiosi, che dimostrano come le monete di Tiberio e di Adriano abbiano un elevatissimo grado di purezza, rispettivamente al 99,7% e al 99,6% di oro e quella di Giuliano II circa il 95,6%, segno di una svalutazione, la μXES ha fornito dati in notevole accordo ovvero 99,73% per Tiberio, 99,55% per Adriano e 95,58% per Giuliano II. Ovvero le monete di Tiberio e di Adriano contengono meno dell'1% in peso di argento, mentre per Giuliano II si rileva una concentrazione di circa il 4% in peso (±1,0) di argento in una matrice d'oro. Soprattutto la μXES ha messo in luce che non ci sono rilevanti differenze tra gli spettri riguardanti la "superficie" e quelli riguardanti il "nucleo" delle monete auree. La conclusione degli studiosi è che non ci sono prove di trattamento superficiale o arricchimento in nessuna delle monete che sono state da loro indagate, fornendo un indizio convincente che la pratica di arricchimento delle monete auree non fosse affatto diffusa tra i romani.

La purezza elevata delle monete tra la prima metà del I secolo e la seconda metà del II secolo conferma la sostanziale buona salute economica dell'Impero romano durante la media età imperiale, con interessanti implicazioni per la discussione tra gli studiosi circa la fiducia monetaria. Il peso dell’aureo fu ridotto più volte tra il I secolo a.C. e il I d.C., ma questo apparentemente non si accompagnò ad alterazioni della purezza. Anche con Giuliano II lo stato romano, pur avendo la capacità tecnica per farlo, non fece alcun tentativo di nascondere il fatto che la moneta era stata svalutata. Si rimanda il lettore all’articolo per i dettagli riferendo per quanto riguarda la strumentazione le analisi XRF sono state eseguite utilizzando lo spettrometro portatile a fluorescenza di raggi X (XRF) X-MET8000 di Oxford Instruments, analizzatore a dispersione di energia che viene fornito già con parametri fondamentali (FP) specifici per varie applicazioni, in particolare nel nostro caso è stata utilizzata la calibrazione di fabbrica per "Metalli Preziosi". Il margine di errore dichiarato dagli autori per i risultati dell’analisi XRF sulle monete d'oro viene valutato probabilmente significativamente inferiore a un punto percentuale.

 

 

 

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FIG. 2 - Schema del processo di spettroscopia. 

Gli esperimenti con i muoni sono stati condotti presso le strutture sperimentali dell’impianto di accelerazione di protoni ISIS del Rutherford Appleton Laboratory (RAL) del Science and Technology Facilities Council, nell'Harwell Science and Innovation Campus nell'Oxfordshire, nel Regno Unito.  L’esposizione del campione ad un fascio collimato di muoni, la “linea di luce” dell’impianto, consente un'analisi compositiva a strati di qualsiasi materiale, determinata semplicemente controllando la quantità di moto dei muoni. Va sottolineato come siano pochissime al mondo tuttora le strutture in grado di compiere questo tipo di analisi, e il RAL è una di queste. Sebbene nessuna delle monete qui analizzate contenga concentrazioni significative di rame (l'oro nativo normalmente contiene meno dell'1% di rame), le analisi mostrano che la tecnica μXES è in grado di discriminare tra argento e rame a livello percentuale al fine di discriminare una potenziale tecnica di svilimento con l'aggiunta deliberata di rame nella lega d'oro.

L'applicazione di μXES nel settore dei beni culturali è ancora un risorsa sottoutilizzata con pochi impianti disponibili di muoni in tutto il mondo. Solamente la realizzazione di altri impianti muonici potrà imprimere sviluppo alla diffusione di questa nuova tecnica e potrà così senza dubbio consentire ulteriori domande di ricerca e vie di indagine da esplorare. C’è ancora - assicurano gli autori - ampio margine per miglioramenti come quelli attinenti alla sensibilità, ai tempi di conteggio, all’efficienza del rivelatore e alla copertura. Ad esempio, la sensibilità della tecnica è determinata dal tempo di conteggio, dalle efficienze del rivelatore e dalla copertura di vari angoli attorno al campione da parte del rivelatore. Un numero maggiore di rivelatori più efficienti dovrebbe consentire un aumento di due ordini di grandezza della sensibilità. Ciò sarebbe particolarmente utile per studiare i rapporti isotopici attraverso il rilevamento di gamma o per il rilevamento di elementi minori. Gli autori ricordano come la misurazione della composizione in massa raggruppi le misurazioni di "superficie" e "nucleo", non aiutandoci a determinare come esattamente i due differiscano o non differiscano, e come il peso specifico stesso non sia in grado di distinguere tra argento e rame. Infine, soggetti a miglioramento sono certamente anche gli approcci statistici adottati durante l'interpretazione degli spettri in modo da consentire di ottenere figure compositive più precise. Tutti miglioramenti che si auspica possano consentire in futuro di determinare la composizione degli elementi principali molto più rapidamente, consentendo l’analisi di un numero maggiore di oggetti.

A differenza di quanto Shakespeare fa trovare scritto nel cofanetto dorato di Porcia al principe del Marocco nel “Il mercante di Venezia“ ovvero il celeberrimo cartiglio con scritto “All that glisters is not gold“,  la ricchezza dei romani era moneta sonante, solido oro puro.

Fonte: Journal of Archaeological Science 

 


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