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Nuovo metodo di datazione della ceramica sviluppato da un team dell'Università di Bristol.

Un team dell'Università di Bristol ha sviluppato un nuovo metodo di datazione delle ceramica che consente agli archeologi di datare reperti, in particolare preistorici, da tutto il mondo con notevole precisione.

Quanto erano accurate nel lavaggio delle stoviglie le massaie, o anche, per parità di genere occorre ricordarli,  i loro uomini sottomessi, che vivevano in età neolitica nell'attuale zona est di Londra? E quanto, oltre 5600 anni dopo, gli zelanti e volenterosi studenti di archeologia abitualmente adibiti al lavaggio cocci? Fortunatamente, in entrambi i casi, non abbastanza da impedire ai "piatti sporchi" di fornire preziose informazioni  cronologiche grazie alla nuova tecnica di datazione al carbonio messa a punto e applicata alla datazione della ceramica da un team dell’Università di Bristol.

La datazione della ceramica è certamente una questione centrale nella ricerca archeologica essendo tra i manufatti più durevoli nel tempo e quindi più comunemente rinvenuti. La tecnica di datazione più ampiamente utilizzata da più di un secolo a questa parte  in archeologia si affida alla classificazione tipologica e alla seriazione. Dal periodo romano in poi può consentire una datazione abbastanza precisa ma andando più a ritroso nel tempo sino al neolitico una datazione accurata diventa sempre più difficile e approssimativa perché i tipi ceramici sono spesso meno distinguibili  e non ci sono nel contesto di rinvenimento elementi come monete o altre attestazioni documentali cui fare riferimento.  Esistono anche altri metodi come la termoluminescenza o la tecnica della reidrossidazione. «Essere in grado di datare direttamente la ceramica è uno dei "Saint  Graal " dell’archeologia» sottolinea il chimico Richard Evershed dell'Università di Bristol uno degli autori della ricerca che ha portato per l’appunto alla definizione di un metodo innovativo per datare direttamente la ceramica archeologica. 

Il contributo del team è una evoluzione  applicativa del  metodo radiometrico del 14C (carbonio-14), o del radiocarbonio, basato sulla misura delle abbondanze relative degli isotopi del carbonio che permette di datare materiali di origine organica (ossa, legno, fibre tessili, semi, carboni di legno, ...) contenenti atomi di carbonio. Il metodo radiometrico del 14C fu ideato e messo a punto tra il 1945 e il 1955 dal chimico statunitense Willard Frank Libby, cui valse il Premio Nobel per la chimica nel 1960.  La sua principale utilizzazione è proprio in archeologia mediante la spettrometria di massa con acceleratore (AMS).  Permette una datazione assoluta, vale a dire in anni calendariali, ed è utilizzabile, salvo alcune eccezioni, per materiali non più vecchi di 50.000 anni. Le date del radiocarbonio possono essere utilizzate insieme a sequenze relative, come quelle derivate dalla stratigrafia o dall'analisi tipologica o dalla correlazione con altri manufatti, per costruire modelli cronologici. L'applicazione del teorema di Bayes consente alla datazione al radiocarbonio di fornire stime sull'età del calendario con incertezze di pochi decenni.

La sua applicazione alla ceramica non costituisce una novità in assoluto pur non essendo gli oggetti in ceramica materiali organici.  Dopo essersi limitati per anni a datare con il C-14 ossa o altri materiali organici sepolti insieme alla ceramica per ricavare da questa indizi cronologici gli archeologi  hanno iniziato a datare la ceramica facendo riferimento alla materia organica sopravvissuta al fuoco e alle croste alimentari superficiali, sebbene queste ultime rare e soggette a contaminazione a causa dell’esposizione. Circostanze sfavorevoli all'utilizzazione del C-14 sono la sopravvivenza limitata del carattere organico dei residui visibili e la loro affidabilità.

La novità rivoluzionaria è invece scaturita dall'idea, circa vent'anni fa, di rivolgere l’attenzione più che ai resti veri e propri piuttosto ai componenti lipidici dei residui di cibo assorbiti nei pori all'interno dei recipienti di cottura in ceramica e protetti dalla matrice di argilla durante la cottura. Sono molto comuni  e spesso ad alte concentrazioni (milligrammi per grammo di tessuto argilloso). I componenti lipidici costituivano sino ad allora una risorsa non sfruttata per la datazione al radiocarbonio. I residui assorbiti più comuni corrispondono ai grassi animali degradati caratterizzati dalle loro elevate abbondanze di acidi grassi palmitici (C16: 0) e stearici (C18: 0). La possibilità di utilizzare la gascromatografia capillare preparativa (pcGC) per isolare acidi grassi chimicamente puri da tali residui per l'analisi del radiocarbonio specifico (CSRA) è stata come si è detto riconosciuta più di 20 anni fa ma solamente di recente l'accuratezza e la precisione richieste dalla scienza archeologica sono state raggiunte grazie all'evoluzione tecnologica.

Il metodo del team - che produce risultati sorprendentemente precisi, rapportabili alla durata della vita umana -  ha preso così in esame i microscopici resti di cibo all'interno degli oggetti di ceramica, costituiti da tracce di carne (capra, manzo, agnello ) e di latticini, parte centrale della dieta di questa popolazione di agricoltori e di allevatori.  Si presume questi abitatori siano giunti in Inghilterra dal continente intorno alla metà del  V millennio a.C., circa 2000 anni dopo la prima fondamentale Brexit alla fine dell’Era glaciale che produsse un fatale innalzamento del livello marino che tagliò la Britannia dal resto del continente Europeo, rendendola un’isola.

Il team (Emmanuelle Casanova, Timothy D. J. Knowles, Alex Bayliss, Julie Dunne,   Marek Z. Barański, Anthony Denaire, Philippe Lefranc, Savino di Lernia, Mélanie Roffet-Salque, Jessica Smyth, Alistair Barclay, Toby Gillard, Erich Claßen,  Bryony Coles, Michael Ilett, Christian Jeunesse, Marta Krueger, Arkadiusz Marciniak, Steve Minnitt, Rocco Rotunno, Pieter van de Velde, Ivo van Wijk, Jonathan Cotton, Andy Daykin & Richard P. Evershed) ha pubblicato il proprio metodo innovativo su Nature, vol 580, del 23 aprile 2020 con il titolo  “Accurate compound-specific 14C dating of archaeological pottery vessels"  (https://doi.org/10.1038/s41586-020-2178-z).

Nello studio sono state utilizzate le più recenti tecnologie di spettroscopia, di risonanza magnetica nucleare ad alta risoluzione e di spettrometria di massa per realizzare un nuovo modo di isolare gli acidi grassi in modo che risultino abbastanza puri per una datazione accurata. In particolare la grafizzazione automatizzata e una macchina-AMS Accellerated Mass Spectrometer  di ultima generazione - la cosidetta MICADAS MIni-CArbon-DAtingSystem - sviluppata per misurare bassi contenuti naturali di carbonio radioattivo (14C concentrazione inferiore al 10 -10%) con un alto grado di precisione, fiore all’occhiello dei laboratori dell’università di Bristol. È anche uno dei primi sistemi AMS al mondo a impiegare la tecnologia a magneti permanenti "verdi". Ciò si traduce in un consumo energetico molto più basso; mentre la forza del campo magnetico e la stabilità della misura rimangono eccellenti.  Il sistema è stato accoppiato alla  risonanza magnetica nucleare  NMR ad alto campo (700 MHz) per effettuare indagini sistematiche di cromatografia multidimensionale (reparative capillary gaschromatography - pcGC) una tecnica che è in grado di offrire un’elevata capacità di separazione di molecole affini costituenti campioni complessi. Il team ha “inventato” una trappola per PCGC senza solventi e implementato procedure di pulizia per evitare il carryover tra le serie, progressi che hanno consentito di ridurre la contaminazione esogena degli acidi grassi a concentrazioni inferiori a quelle che influenzerebbero significativamente l'età misurata dal radiocarbonio. 

Oltre al metodo nell'articolo  vengono presentate  accurate datazioni radiometriche dei lipidi estratti dai recipienti di ceramica neolitici da diversi  contesti. Innanzitutto dalla Gran Bretagna dove il test ha interessato una straordinaria collezione di ceramiche rinvenute a Shoreditch, 436 frammenti di almeno 24 recipienti per un peso di quasi 6,5 kg. Poi da Çatalhöyük nella Turchia centrale, sito Unesco Patrimonio dell'Umanità, dall Europa centrale e occidentale (Alsazia) e dall'Africa sahariana, dal famoso riparo roccioso di Takarkori nel Sahara libico che ha fornito indicazioni  sull'applicazione della metodologia in una regione in cui le condizioni di deposito estremamente aride sono molto diverse dai climi temperati del nord Europa.

Tutte queste datazioni sono state rigorosamente validate confrontandole con le date dendrocronologiche  e  le cronologie dei singoli siti e quelle regionali precedentemente determinate radiometricamente  con precisione su altri materiali risalenti sino a 8.000 anni fa.

Il metodo può efficacemente datare il periodo di utilizzo della ceramica, l'antichità dei residui organici,  la cronologia dei siti in assenza di materiali tradizionalmente databili, fornire una verifica diretta delle tipocronologie della ceramica.

Una nuova tecnica che permetterà  alla comunità di comprendere meglio i principali siti archeologici di tutto il mondo e che porta la ceramica all'interno della gamma di materiali archeologici regolarmente databili con il radiocarbonio.

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