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Studi di provenienza delle ossidiane

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Un campo di applicazione della Scienza e della Diagnostica dei Beni Culturali è rappresentato dallo studio della provenienza di un reperto, ovvero l’individuazione del luogo di origine delle materie prime utilizzate per la realizzazione dei manufatti che sono giunti fino a noi.
Questo ci permette di ricostruire le interazioni, gli scambi e i movimenti delle comunità antiche, verosimilmente legati alla navigazione da parte dell’uomo. 
Ma com’è possibile effettuare queste indagini?
Lo studio si basa su analisi chimiche e minero-petrografiche, se la struttura del materiale lo consente.
In questo articolo tratteremo, nello specifico, delle ossidiane, vetri vulcanici a composizione generalmente acida, costituite principalmente da silice, formatisi durante il rapido raffreddamento di fusi altamente viscosi. Grazie alle sue proprietà chimico-fisiche, come la durezza intorno a 5-5,5 nella scala di Mohs, la frattura perfettamente concoide e la lucentezza vitrea, l’ossidiana è stata utilizzata fin dall’epoca preistorica per la realizzazione di armi, utensili, lame, monili, oggetti decorativi e, successivamente in gioielleria nelle diverse varietà policromatiche.
Pertanto, essa è uno dei beni più ricercati e scambiati, fin dall’età preistorica, anche grazie alla sua reperibilità in tutti i continenti. Nel nostro Paese la ritroviamo in quattro isole del Mediterraneo: a Pantelleria, Lipari, Palmarola e in Sardegna nell’area del Monte Arci.
A causa della struttura amorfa e pressoché priva di fenocristalli dell’ossidiana, l’indagine si basa principalmente sulla composizione chimica della roccia e sulla suddivisione dei suoi componenti in elementi maggiori, minori ed in traccia.
Questi ultimi sono i più discriminanti per la determinazione della provenienza perché la loro concentrazione, espressa in parti per milione (ppm), dipende dalle caratteristiche locali del magma. Secondo il loro rapporto carica/raggio e il grado di compatibilità/incompatibilità nei confronti del solido che si sta formando, gli elementi in traccia vengono raggruppati in: LILE (Large Ion Lithophile Elements), REE (Rare Earth Elements), HFSE (High Fields Strenght Elements), TE (Transition Elements), PGE (Platinum Group Elements). Plottando il contenuto di questi elementi, opportunamente normalizzati, in specifici diagrammi, chiamati “spider diagrams” e “pattern delle terre rare”, è possibile confrontare reperti incogniti con altri di provenienza nota, osservando l’andamento, le eventuali anomalie positive e negative e le concentrazioni degli elementi in traccia. 

Esempio di spider diagram
Questi possono essere, poi, utilizzati anche per altri diagrammi di discriminazione, ad esempio, per caratterizzare il set geodinamico e la tipologia di magma che ha dato origine alle ossidiane in questione. 
Una strumentazione estremamente utile per rilevare un gran numero di elementi in traccia, grazie alla sua elevata precisone e sensibilità, è la LA-ICP-MS (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass), ossia uno spettrometro di massa in cui il campione viene eroso tramite laser e le singole specie ionizzate per mezzo di una torcia al plasma.
Per i più interessati, seguono alcuni casi di studio per approfondire l’argomento. 

Martina

Foresta Martin, F., Di Piazza, A., Doriano, C., Carapezza, M. L., Paonita, A., Rotolo, S. G., & Sagnotti, L. (in press). New insights into the provenance of the obsidian fragments of the Island of Ustica (Palermo, Sicily). Archaeometry.

Khalidi, Lamya, et al., 2016. The growth of early social networks: New geochemical results of obsidian from the Ubaid to Chalcolithic Period in Syria, Iraq and the Gulf." Journal of Archaeological Science: Reports 9: 743-757.

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