Studi di provenienza

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Studi di provenienza

• Attribuzione di un reperto ad una provenienza
  geografica
• Campioni di riferimento certificati
• Conoscenza delle sorgenti
• Ossidiana, marmi facile
• Ceramica, vetro, metalli difficile

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Postulato di provenienza
Un grosso contributo della chimica analitica
allarte e allarcheologia si ha attraverso le
indagini di provenienza. È possibile individuare
la provenienza di un manufatto sulla base di
caratteristiche della sua composizione che siano
specifiche del particolare sito da cui sono state
prelevate le materie prime utilizzate per
realizzarlo Affinché sia possibile eseguire
indagini di provenienza con metodi scientifici
deve essere soddisfatto il cosiddetto postulato
di provenienza, secondo il quale la
determinazione della provenienza di un materiale
è possibile se esiste una qualche differenza
chimica o mineralogica, qualitativa o
quantitativa, tra le sorgenti da cui esso si
ricava questa differenza deve essere maggiore
rispetto alle differenze che si rilevano
all'interno di una stessa sorgente
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L'individuazione delle differenze mineralogiche
tra le sorgenti è di competenza dei geologi,
mentre i chimici sono coinvolti in studi di
provenienza basati sulle differenze nel contenuto
degli elementi o dei composti costituenti il
materiale o su differenze nella distribuzione
isotopica di alcuni elementi. Si è soliti
suddividere gli elementi costituenti un materiale
in base alla loro abbondanza nel materiale
stesso, distinguendo tra

• elementi maggiori, presenti in concentrazione
  superiore al 1
• elementi minori, presenti in concentrazione pari
  a 0.01-1
• elementi in traccia o ultratraccia, presenti in
  concentrazione ancora inferiore

La concentrazione degli elementi in traccia è in
genere espressa in parti per milione (ppm) o
parti per miliardo (ppb) potenzialmente, in ogni
materiale di origine naturale sono presenti
numerosissimi elementi a livello di tracce,
mentre il numero degli elementi maggiori e minori
è in genere limitato
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Studi di provenienza
La determinazione della provenienza su basi
composizionali è stata condotta con successo per
molti materiali di interesse archeologico e
storico-artistico tra i quali il marmo, la
quarzite e in generale i materiali lapidei, le
pietre preziose, alcuni metalli, alcuni pigmenti,
la ceramica e l'ambra. Questi materiali
presentano una distribuzione degli elementi o dei
composti maggiori diversificata da sito a sito,
oppure, più frequentemente, contengono elementi
in traccia per i quali il livello di
concentrazione è caratteristico di una
particolare cava, miniera o generico sito di
estrazione. Anche la distribuzione isotopica può
essere utilizzata con successo per le indagini di
provenienza infatti, alcuni elementi mostrano
una variazione del contenuto relativo dei vari
isotopi in funzione delle differenti zone di
estrazione La determinazione della provenienza di
un artefatto non è comunque cosa semplice. Per
ogni oggetto esistono numerose possibilità di
reperimento delle materie prime, che ovviamente
vanno tutte prese in considerazione
nellattribuzione dellorigine. Il materiale che
si vuole studiare deve avere una composizione il
più possibile omogenea, in modo da non generare
errori nellattribuzione dovuti a problemi di
campionamento
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Due situazioni diverse
La conoscenza delle tecniche di lavorazione
impiegate in antichità ci permette di capire
quali sono i materiali più idonei agli studi di
provenienza. Ci sono due situazioni nettamente
diverse

• alcuni materiali, in particolare quelli lapidei,
  non subiscono processi di lavorazione che
  modificano la composizione chimica originaria ed
  il manufatto mantiene inalterata la composizione
  del materiale estratto dalla cava, sia a livello
  di elementi maggiori e minori, sia a livello di
  tracce. In questi casi, lo studio di provenienza
  è potenzialmente più semplice, in quanto non sono
  presenti effetti di fattori non controllati e non
  controllabili. Risulta particolarmente utile la
  determinazione degli elementi in tracce che
  forniscono un'impronta digitale della materia
  prima
• altri materiali, invece, subiscono l'effetto
  della lavorazione che agisce sulla composizione
  delle materie prime, trasformandole in qualcosa
  di chimicamente diverso. Ad esempio, la
  realizzazione di un oggetto in metallo è
  preceduta da un complesso processo di estrazione
  e lavorazione, dal quale si ottiene un materiale
  (il metallo) la cui composizione è notevolmente
  differente da quella della materia prima
  originaria (il minerale). Materiali che hanno
  caratteristiche di questo tipo sono la ceramica,
  il vetro e i metalli. In questo caso la relazione
  tra manufatto e materia prima diventa
  problematica anziché correlare il manufatto ad
  una specifica fonte di materie prime si può
  attribuirlo ad una specifica produzione, a patto
  di disporre di manufatti dello stesso materiale
  di cui sia stata determinata con certezza la
  provenienza sulla base di parametri archeologici.
  Questi campioni fungono da veri e propri standard
  per l'assegnazione di campioni ignoti

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Tecniche per lo studio di provenienza
Per le indagini di provenienza si ricorre
principalmente a tecniche che permettono di
individuare e quantificare il contenuto degli
elementi presenti nel campione. Generalmente, non
è noto a priori quali elementi potranno fornire
informazioni utili per la determinazione della
provenienza (elementi discriminati). La
quantificazione degli elementi maggiori fornisce
in alcuni casi informazioni sufficienti ad
individuare la provenienza dei manufatti, mentre
in genere è la concentrazione degli elementi
presenti a livello di tracce che costituisce una
sorta di impronta digitale caratteristica delle
differenti sorgenti. Per questo motivo è utile
porsi nella condizione di poter determinare un
ampio set di elementi, in modo che sia maggiore
la probabilità che tra di essi si trovino quelli
discriminanti Le caratteristiche che una tecnica
analitica deve possedere per essere adeguata a
produrre risultati utili per le indagini di
provenienza sono principalmente

• la possibilità di ottenere risultati precisi ed
  accurati sulle matrici in esame
• la possibilità di determinare la concentrazione
  di elementi presenti in quantità molto bassa
  (basso limite di rivelabilità)
• la possibilità di isolare il segnale
  dell'elemento di interesse rispetto a quello
  degli altri componenti il materiale (selettività)
• la possibilità di determinare più elementi
  contemporaneamente in nel corso di un'unica
  analisi (multielementarità)
• la possibilità di eseguire analisi senza
  danneggiare il reperto (non-distruttività)

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Le tecniche più utilizzate negli studi di
provenienza sono quelle di analisi elementare Tra
queste si distinguono per la capacità di
determinare un numero elevato di elementi

• l'analisi per attivazione neutronica (INAA
  instrumental neutron activation analysis)
• la spettroscopia di fluorescenza X (XRF)
• la spettroscopia con microsonda elettronica
  (EMPA Electron Micro-Probe Analysis)
• la spettroscopia a emissione di radiazioni
  indotta da particelle (PIXE particle induced
  X-ray emission)
• le tecniche di spettroscopia atomica (GF-AAS,
  ICP-AES, ICP-MS)

Alcune di queste tecniche sono nominalmente non
distruttive o microdistruttive (INAA, PIXE),
tuttavia, in alcuni casi, l'accuratezza dei
risultati è garantita unicamente eseguendo
l'analisi su porzioni prelevate dal reperto ed
opportunamente pretrattate
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Analisi isotopica
Una metodica di grande potenzialità è l'analisi
isotopica, effettuata mediante le tecniche TIMS o
ICP-MS. Essa permette di determinare la
distribuzione isotopica di un elemento, parametro
che si mantiene invariato dalle materie prime ai
manufatti, e di risalire quindi alla sorgente
delle materie prime. Questa tecnica è
particolarmente efficace nello studio dei
materiali lapidei inoltre, attraverso i rapporti
isotopici del piombo è possibile risalire alla
sorgente di materie prime di altri manufatti nei
quali il piombo sia presente. Il piombo esiste in
natura con quattro isotopi 204Pb, 206Pb, 207Pb e
208Pb, con proprietà chimiche identiche. I
nuclidi 206Pb, 207Pb e 208Pb derivano
parzialmente (piombo radiogenico) dai processi di
decadimento radioattivo degli isotopi 232Th, 235U
e 238U, mentre il 204Pb ha origine esclusivamente
radiogenica I rapporti tra i vari isotopi si
modificano durante le ere geologiche in seguito a
fenomeni di radiogenesi, per effetto dei quali si
è determinata una diversa distribuzione isotopica
del Pb in varie zone della crosta terreste. Oltre
alla constatazione che esiste una
diversificazione dei rapporti isotopici del
piombo per minerali estratti in differenti zone,
si è verificato sperimentalmente che le varie
fasi del processo di estrazione e lavorazione del
piombo, e degli altri metalli o minerali che lo
contengono, non modificano significativamente la
distribuzione isotopica di questo elemento nel
corso della lavorazione della materia prima. Essa
si mantiene inalterata anche durante il
successivo processo di deterioramento del
metallo. Su queste premesse è evidente che la
determinazione dei rapporti isotopici del piombo
è uno strumento molto promettente per gli studi
di provenienza
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Procedura analitica
Il percorso di indagine che congiunge la
formulazione del quesito archeologico con le
risposte di tipo scientifico è in genere lungo e
complesso. Molti passaggi richiedono la
valutazione di numerosi fattori sia archeologici
sia specificatamente tecnici e devono quindi
coinvolgere congiuntamente l'archeologo e il
chimico. Schematicamente, si può considerare il
percorso analitico complessivo suddiviso in
cinque passaggi

1. Selezione dei campioni
2. Campionamento
3. Preparazione dei campioni per l'analisi
4. Esecuzione dell'analisi
5. Interpretazione dei risultati

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Materiali lapidei
Sono i materiali più idonei agli studi di
provenienza. Tra le rocce sono particolarmente
adatte quelle ignee di origine vulcanica come
l'ossidiana e il basalto. Nell'ossidiana, la
composizione è variabile per differenti colate,
ma per effetto del flusso vulcanico è
relativamente omogenea all'interno della medesima
colata. Le tracce elementari contenute
nell'ossidiana sono quindi una vera impronta
digitale, diversa da sito a sito, che si mantiene
nei manufatti da essa derivati. Le sorgenti di
ossidiana nellarea mediterranea sono note e
ampiamente studiate in archeometria
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Provenienza dellossidiana
Nel grafico riportato, si nota come molte
sorgenti note in antichità siano differenziabili
sulla base del contenuto di bario e zirconio, due
metalli presenti nell'ossidiana a livello di
parti per milione
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Un altro studio sullossidiana
In questo studio sono considerati elementi a
concentrazione più elevata come calcio, magnesio,
potassio, silicio e sodio anche in questo caso
le maggiori sorgenti sono differenziabili
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Rotte commerciali dellossidiana
Sulla base dellidentificazione delle cave di
provenienza delle materie prime è possibile
ricostruire le rotte commerciali dellossidiana
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Provenienza del marmo
Il marmo, il più importante tra i materiali
lapidei, è di origine sedimentaria e i processi
geologici di formazione non favoriscono, in
genere, la presenza di elementi in traccia. Come
conseguenza, questi elementi non sono
omogeneamente distribuiti nel materiale e sono
possibili ampi intervalli di concentrazione anche
per campioni provenienti dalla stessa cava.
Questa caratteristica limita la possibilità di
riconoscere le differenti cave sulla base della
composizione chimica Una strategia alternativa
molto efficace consiste nell'analizzare la
distribuzione isotopica di alcuni elementi
presenti nel marmo. La tecnica che si impiega è
l'analisi isotopica che è basata sul fatto che
durante il processo di formazione della roccia,
alcuni fattori biologici e geologici determinano
localmente un frazionamento degli isotopi di un
elemento. Ciò significa che la distribuzione
degli isotopi nelle rocce primarie viene mutata
in maniera differente in relazione alle
specifiche condizioni locali. I fattori di
variazione sono Siccome al termine del
processo di formazione della roccia, la
composizione isotopica del materiale si mantiene
immutata nel tempo, è possibile mettere in
relazione manufatti in marmo con le cave da cui
esso è stato prelevato anche molti secoli prima.
Gli isotopi aventi maggior potere discriminante
dal punto di vista della provenienza del marmo
sono il carbonio (12C e 13C) e l'ossigeno (16O e
18O), i cui rapporti si mantengono relativamente
costanti all'interno della medesima cava e hanno,
invece, differenze significative tra cave diverse

• fattori biologici (assimilazione minore degli
  isotopi a numero di massa maggiore) che agiscono
  nel primo stadio del processo di formazione del
  materiale, cioè il deposito e l'accumulo di
  sedimenti calcarei ad opera degli organismi
  marini
• fattori geologici (mobilità maggiore degli
  isotopi più leggeri) che hanno effetto nel corso
  del metamorfismo dei depositi calcarei
  sedimentari dai quali deriva il marmo

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Analisi isotopica sui marmi
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Marmi di Aosta
24 campioni di marmo bianco prelevati da sei
costruzioni di epoca romana della città di
Aosta Problema qual è lorigine dei blocchi di
marmo? In quali cave sono stati estratti?

• Esame petrologico su sezione sottile con
  microscopio
• Analisi delle fasi cristalline con XRD
• Analisi chimica elementare con ICP-AES
• Analisi isotopica (13C/12C, 18O/16O)

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Misure sui campioni di marmo
AGS Average Grain Size, dimensione media delle
particelle MGS Maximum Grain Size, dimensione
massima delle particelle Mg, Mn, Fe, Sr
Magnesio, Manganese, Ferro, Stronzio
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Dendrogramma con i marmi di Aosta
Lanalisi multivariata con il metodo Cluster
Analysis evidenzia lesistenza di tre gruppi ben
distinti, visibili nel dendrogramma
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Analisi PCA sui marmi
Utilizzando lanalisi PCA, i grafici PC1-PC2 e
PC1-PC3 consentono di evidenziare due gruppi e
alcuni outliers
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Conclusione

• Metà dei campioni provengono da sorgenti non note
  tra quelle sfruttate in epoca romana
• Alcuni campioni provengono dalle cave di Carrara
  e Paros
• Alcuni campioni provengono dallAsia Minore
  Proconnesos (mar di Marmara) e Dokimeion
  (Anatolia occidentale). Queste possibilità di
  scambi commerciali sono confermate dalle
  indicazioni degli archeologi in quanto è noto che
  questi marmi asiatici arrivassero a Roma in
  grande quantità

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I Colossi di Memnone
I Colossi di Memnone sono stati studiati
approfonditamente in una famosa ricerca dei primi
anni '70 pubblicata su Science, in cui la tecnica
di analisi INAA è stata impiegata per determinare
la sorgente da cui proveniva la quarzite di cui
sono costituiti i Colossi
I Colossi di Memnone si trovano in prossimità di
Luxor. Essi sono stati scolpiti a partire da due
monoblocchi di quarzite, la roccia più dura tra
quelle impiegate per monumenti di grandi
dimensioni. Viste le dimensioni più che
ragguardevoli dei blocchi (? 700 tonnellate), gli
archeologi si posero il problema di identificare
la cava da cui essi erano stati prelevati
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Le possibili sorgenti
Esistevano in Egitto non più di sei cave di
quarzite con pietra dalle caratteristiche idonee
alla scultura di queste, la più vicina alla zona
dei Colossi
(nella piana occidentale di Tebe) si trova a 60
km a monte di Tebe Nello studio non sono state
considerate cave senza ragionevole accesso al
Nilo, per l'impossibilità di trasportare pesi
così elevati su terreno collinoso e a così grande
distanza sono quindi state scartate le cave del
Sinai e di Wadi Natrun
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Analisi INAA
L'analisi INAA è stata effettuata su un numero
elevato di campioni prelevati sia dai Colossi,
sia dalle cave. A sx è mostrato il contenuto di
ferro ed europio determinato nei campioni di
quarzite delle cave. Se confrontiamo questo
grafico con quello relativo all'analisi INAA dei
campioni di quarzite prelevati sui Colossi (dx),
è facile concludere che la sorgente più probabile
dei blocchi è quella di Gebel el Ahmar, vicino al
Cairo. Non è noto il motivo per cui gli antichi
Egizi abbiano scelto di trasportare due blocchi
di 700 tonnellate per circa 680 km in direzione
sud a sfavore di corrente, ma l'evidenza della
risposta scientifica è stringente. Alcune parti
di una delle due statue hanno però
unaconcentrazione di ferro ed europio
compatibile con le cave di Assuan ciò è
spiegabile
storicamente con l'intervento restaurativo fatto
eseguire dall'imperatore romano Settimio Severo
nel III secolo d.C., effettuato con blocchi
prelevati da cave più vicine
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Provenienza di rubini
Alcuni studi recenti hanno evidenziato la
possibilità di stabilire la provenienza di rubini
in base al contenuto di cromo, ferro, gallio,
titanio e vanadio. Questi elementi differenziano
i rubini provenienti dai tre principali tipi di
deposito geologico
Rubini sintetici e naturali possono essere
differenziati sulla base dei metalli in tracce in
quanto i cristalli cresciuti in laboratorio hanno
variazioni minori rispetto a quelli naturali
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Provenienza di diamanti
La tecnica ICP-MS con Laser Ablation è stata
recentemente proposta per caratterizzare
l'impronta digitale o fingerprinting di diamanti
provenienti da varie zone. I risultati
preliminari
sembrano promettenti, come si può notare dal plot
ternario sottostante i diamanti provenienti da
Botswana, Canada, Russia e Sudafrica sono
chiaramente distinguibili. La modalità di
campionamento Laser Ablation permette di
effettuare l'analisi senza campionamento
Il possibile danno ai diamanti è illustrato nella
figura superiore
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Provenienza di pigmenti
Nel campo dei materiali coloranti gli studi di
provenienza sono in fase di sviluppo. Dal punto
di vista geochimico, i minerali di cui i pigmenti
sono composti e i depositi di materia prima hanno
composizione eterogenea a livello di impurezze
risulta impossibile la correlazione tra il
minerale e il sito di prelievo. Migliori
risultati si hanno con l'analisi isotopica,
determinando i rapporti tra 16O e 18O oppure tra
gli isotopi del piombo. Uno studio interessante
che sfrutta l'analisi isotopica è quello relativo
al dipinto di Raffaello Dama con Liocorno,
conservato presso la Galleria Borghese a Roma. In
questo dipinto sono stati determinati i rapporti
isotopici del piombo per identificare la
provenienza dei pigmenti, in particolare del
Bianco Piombo o biacca utilizzata come sfondo per
apporre i vari colori. Questi valori possono
permettere di identificare le aree minerarie da
cui è stato estratto il minerale di piombo
(galena, PbS) utilizzato per la manifattura del
pigmento i valori cadono in intervalli ristretti
legati al periodo e al luogo di esecuzione delle
opere in altre parole, la biacca utilizzata da
artisti che hanno operato nella stessa epoca e
nella stessa area geografica è caratterizzata da
rapporti isotopici simili
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Confronto con altri artisti
Nella tabella i risultati ottenuti per la Dama
con liocorno vengono messi a confronto con quelli
di altre opere di Raffaello e di artisti legati
allo stesso ambito pittorico. I valori di indice
isotopico (un parametro di confronto globale)
sono molto simili e significativamente diversi da
quelli determinati in opere di altri autori. Per
determinare con accuratezza la sorgente di
materia prima utilizzata da Raffaello è
necessario investigare le principali miniere di
galena sfruttate nel Rinascimento lo studio è
attualmente in corso
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Provenienza di ocre aborigene
Un altro studio di analisi isotopica, basato
sugli isotopi dell'ossigeno, riguarda campioni di
ocra rossa rinvenuti in un sito archeologico
aborigeno dell' Australia Centrale chiamato
Puritjarra. L'ocra rossa era molto importante
presso gli Aborigeni, i quali la impiegavano per
usi tribali, ed è noto che le ocre provenienti
dalle sorgenti migliori erano oggetto di scambio
anche a distanza di centinaia di km nell'arido
interno del continente australiano. Diventa
quindi molto importante poter ricostruire le
rotte commerciali In questo studio-pilota si è
verificato che i valori di rapporto isotopico
18O/16O in ocre provenienti dalle sorgenti
limitrofe a Puritjarra sono significativamente
diversi e permettono l'identificazione della
sorgente più probabile
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Provenienza di vetri
Gli studi di provenienza sul vetro sono numerosi,
visto il valore degli artefatti vetrosi e
l'importanza del relativo commercio. Tuttavia,
gli studi non permettono di identificare
l'origine delle materie prime, essendo il vetro
un materiale composito in cui molte sostanze sono
impiegate e trasformate per dare il prodotto
finale. Si può perciò riconoscere soltanto la
similitudine di un reperto vetroso incognito con
produzioni note. Un esempio di studio di
provenienza è relativo al riconoscimento di
frammenti di vetri Art Nouveau di due produzioni
diverse (Tiffany e Loetz, le più famose) da vetri
moderni (Jack Ink e Stini Art). I vetri Art
Nouveau iridescenti sono di grande valore e sono
oggetto di imitazioni. Lanalisi dei frammenti,
effettuata con la tecnica XRF, fornisce i
risultati illustrati dopo trattamento con
la PCA. I vari gruppi di frammenti sono
chiaramente differenziabili, ed è quindi
possibile riconoscere un autentico vetro Art
Nouveau (limitatamente alle produzioni
considerate) da un'imitazione moderna
30
Studi sulla ceramica
Gli studi di provenienza su reperti ceramici sono
sicuramente i più numerosi nel campo
archeometrico. Produzioni assai diffuse come la
Terra Sigillata o la ceramica greca sono state
ampiamente studiate dal punto di vista della
composizione, in modo tale che sia possibile
confrontare reperti di tipologie analoghe ma di
provenienza ignota Va considerato però che la
ceramica si produce dallargilla e questo è un
punto di partenza sfavorevole dal punto di vista
degli studi di provenienza, in quanto i depositi
di argilla, formati in natura per effetto
dell'azione degli agenti atmosferici sulle rocce,
possono essere molto diffusi e sono generalmente
caratterizzati da una scarsa omogeneità nella
composizione elementare Un secondo punto a
sfavore è dato dal fatto che la composizione di
un manufatto in ceramica dipende solo
parzialmente dalla composizione originaria
dell'argilla. Prima della lavorazione, infatti,
largilla può subire un trattamento di selezione
in cui vengono eliminate le particelle di
dimensioni maggiori, costituite dai componenti
non argillosi, con conseguente modificazione
della composizione iniziale. Durante la
lavorazione possono venire aggiunte all'impasto
le cosiddette tempere, sostanze aventi funzioni
varie, e i fondenti che favoriscono la fusione
dei granuli costituenti l'impasto e accrescono la
durezza del prodotto finito. Infine, durante la
cottura alcune sostanze nellimpasto modificano
la loro struttura o si decompongono
31
Inconvenienti nello studio della ceramica
I processi di lavorazione e la grande diffusione
delle possibili fonti di materiale argilloso
limitano quindi la possibilità di correlare
direttamente la composizione di un reperto in
ceramica con quella delle probabili sorgenti
dellargilla. Per questo motivo, ove possibile,
si preferisce tentare di individuare la
provenienza dei reperti in ceramica confrontando
la composizione dei campioni incogniti con quella
di specifici gruppi di controllo. Questi sono
costituiti da reperti che, per qualche motivo,
hanno provenienza nota ad esempio, possono
costituire un gruppo di oggetti con bolli,
sigilli o iscrizioni che testimoniano il luogo di
produzione, oppure cocci rinvenuti nei resti
delle antiche botteghe dei ceramisti La
letteratura scientifica riporta i dati analitici
relativi ad alcuni gruppi di controllo per
specifiche produzioni locali. Occorre
sottolineare che è necessario confrontare tra
loro solo oggetti con caratteristiche simili. Ad
esempio, considerando due reperti in ceramica
rinvenuti in Attica, un vaso a figure rosse
(prodotto di maggior pregio) ed unanfora
(prodotto più comune) avranno in ogni caso
composizione differente anche se prodotti con
argilla prelevata dalla stessa cava in questo
caso, infatti, il diverso processo di lavorazione
dell'argilla impiegato per ottenere i due oggetti
si traduce in una differente composizione del
prodotto finito
32
Ceramica di Aosta
45 frammenti di ceramica provenienti dagli scavi
archeologici di Augusta Pretoria, dei quali 21
del tipo Terra Sigillata e 24 del tipo comune,
risalenti al I-II secolo d.C.
Problema le produzioni locali sono
differenziabili da quelle di importazione? La
Terra Sigillata è differenziabile dalla ceramica
comune?

• Analisi elementare con ICP-AES, GF-AAS
• 12 elementi determinati

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Cartina della zona di Aosta
La cartina riporta i principali centri di
produzione della ceramica Terra Sigillata
34
Plot di analisi elementare
Il biplot CaO-MgO consente di assegnare alcuni
campioni a gruppi noti Dal biplot Ba-Cr sono
evidenti due gruppi distinti di campioni
35
CA sulle ceramiche di Aosta
Il dendrogramma evidenzia lesistenza di tre
gruppi ben distinti
Sigillata di origine Gallica
Sigillata di origine locale
comuni
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PCA sulle ceramiche di Aosta
Lanalisi PCA fornisce risultati analoghi
allanalisi a cluster
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Provenienza di oggetti metallici
Per risalire alla provenienza delle materie prime
utilizzate per gli artefatti metallici sarebbe
necessario confrontare la distribuzione
elementare di questi ultimi e dei minerali da cui
derivano i metalli impiegati, con particolare
interesse per gli elementi in tracce.
Sfortunatamente, ciò è spesso di scarsa utilità.
Con l'esclusione di alcune rare eccezioni (oro,
argento, rame), i metalli non si trovano in
natura in forma di sostanze elementari, ma
vengono estratti dai minerali che li contengono
in forma combinata Le procedure di estrazione di
un metallo dal minerale comportano trattamenti
complessi che si avvalgono principalmente del
calore e dell'effetto riducente e fondente di
varie sostanze che vengono aggiunte nel corso
della lavorazione. La composizione del minerale,
la volatilizzazione di alcuni elementi durante i
numerosi passaggi ad alta temperatura, l'aggiunta
di materiali fondenti o di altri metalli per
produrre una lega e, non ultimo, il reimpiego di
frammenti già usati, sono alcuni tra i fattori
che intervengono nel determinare la composizione
di un reperto metallico ne consegue che è
generalmente impossibile rintracciare una qualche
similitudine tra la composizione elementare del
minerale metallifero originario ed un reperto
archeologico in metallo
38
Analisi isotopica del piombo
Da queste premesse risulta chiaramente che le
indagini di provenienza per i materiali metallici
non possono essere basate sul confronto tra la
composizione elementare dei reperti e quella
delle possibili sorgenti della materia
prima Risultati soddisfacenti per individuare la
provenienza dei vari manufatti in metallo sono
stati ottenuti attraverso la determinazione della
distribuzione isotopica del piombo oltre alla
possibilità di studiare oggetti prodotti con
questo metallo, che sono peraltro rari tra i
reperti archeologici, e oggetti che lo contengano
il lega, la distribuzione isotopica del piombo
offre la possibilità di studiare altri materiali
metallici che lo contengano come impurezza. Tra
questi l'argento, il quale è stato utilizzato
come metallo da conio ed ha pertanto permesso
agli archeologi di ricostruire le antiche vie di
scambio commerciale. Questo metallo veniva
ottenuto per coppellazione della galena (PbS),
minerale che può contenere fino allo 0.1 di
argento. Il processo portava alla produzione di
un materiale arricchito fino al 95 di argento,
contenente una quantità di piombo residuo
sufficiente a permettere l'individuazione
dell'impronta isotopica del giacimento di
provenienza del minerale Altri materiali
metallici che rivestono una notevole importanza
dal punto di vista archeologico sono le due
principali leghe del rame il bronzo (rame e
stagno) e l'ottone (rame e zinco). Il principale
minerale da cui si ottiene il rame è la
calcopirite (CuFeS2), che spesso si trova
associata alla galena (PbS). Ne consegue che il
rame prodotto da questo minerale mantiene tracce
di piombo, la cui distribuzione isotopica è
caratteristica del giacimento di provenienza
della calcopirite
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Statuette bronzee dal Belgio
Un esempio di studio di provenienza di reperti
metallici riguarda un set di statuette bronzee
risalenti all'epoca romana e rinvenute in scavi
archeologici nelle Fiandre (Belgio
nord-orientale). Le statuette riproducono
divinità romane. L'analisi elementare effettuata
con la tecnica ICP-MS ha permesso di identificare
sei gruppi omogenei di campioni sulla base della
determinazione di rame, zinco, stagno, piombo
(elementi maggiori), nickel, antimonio e ferro
(impurezze). Tuttavia, i soli dati di analisi
elementare non sono sufficienti per individuare
l'origine delle materie prime, trattandosi di
oggetti in lega. L'analisi isotopica del piombo,
invece, permette un'attribuzione relativamente
accurata che si basa sul confronto con minerali
provenienti da miniere sfruttate in epoca romana.
Dal grafico è possibile attribuire un gruppo di
statuette a sorgenti di area mediterranea e uno a
sorgenti di area britannica
1a Laurion (Grecia) 1b Kythnian (Grecia) 1c
Cipro 2 Isole Britanniche
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Studi di provenienza Ambra
Relativamente all'ambra, Schliemann, contemplando
i ricchi ritrovamenti di ambra a Micene,
commentava che "...rimarrà per sempre un segreto
per noi sapere se quest'ambra deriva dalla costa
del Mar Baltico o dall'Italia". Curiosamente, si
sbagliava La determinazione della provenienza
dell'ambra si può effettuare misurando il
contenuto di acido succinico, un composto
organico che si trova presente in differenti
quantità nell'ambra proveniente da differenti
regioni europee. La presenza, in epoca terziaria,
di vaste foreste di piante resinose in tutta
Europa ha dato origine a abbondanti giacimenti di
un particolare tipo di ambra detta succinite.
Questo materiale, per effetto della glaciazione,
si è concentrato nel nord-est dell'Europa,
attorno al mare Baltico. Sorgenti di altri tipi
di ambra sono state trovate in siti dell'Europa
meridionale ed orientale. La distinzione tra
ambra baltica e non baltica si fonda non solo
sulla determinazione del contenuto di elementi in
traccia nella matrice organica, ma anche sulla
base della determinazione del contenuto di acido
succinico nelle differenti sorgenti. In questo
caso, si tratta di un composto (e non di un
elemento come visto nei casi precedenti), che
viene quantificato la presenza di questo
composto in percentuale minore del 3 indica che
l'ambra non è di origine baltica. Anche
l'assorbimento di radiazioni nel campo
dell'infrarosso permette di ottenere informazioni
circa l'origine baltica o meno della materia
prima. Per l'ambra è' stata individuata una
regione dello spettro IR, compresa tra 7 e 11
micron di lunghezza d'onda, che può essere
considerata una specie di impronta digitale e
permette di riconoscere l'ambra baltica da quella
di altra origine