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La datazione relativa e la
datazione assoluta

Misurare il tempo
Esistono vari modi per misurare il tempo:
- la nascita di Cristo;
- l’Egira (622 d.C.);
- la morte di Buddha (486 a.C.);
- la creazione del mondo;
- le olimpiadi (I olimpiade: 780-776 a.C.);
- la fondazione di Roma (a.U.C. = ab Urbe Condita)
- le varie ere locali;
Al posto di a.C. e d.C. o BC e AD, si può usare BCE
(Before the Common Era) e CE (Common Era).
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Misurare il tempo
Dopo la “rivoluzione del radiocarbonio” si
usa anche la datazione BP (before present),
stabilendo come presente convenzionale il
1950 (data approssimativa in cui Libby
ottenne la prima datazione con il
radiocarbonio)
4

La stratigrafia
Contesto o associazione di materiali
5

L’età delle ossa
• Un metodo utile per stabilire se alcune ossa
trovate associate nello stesso deposito
stratigrafico abbiano la stessa età relativa è
la datazione chimica, effettuata studiando il
contenuto di azoto, fluoro e uranio dei
reperti.
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L’età delle ossa
• Dopo la deposizione, il contenuto di
proteine delle ossa (in prevalenza il
collagene) si riduce in modo molto graduale
per effetto dei processi di decomposizione
chimica.
• Il più utile indice della quantità di proteine
presenti è il contenuto di azoto nelle ossa,
che, per le ossa moderne, è di circa il 4 %.
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L’età delle ossa
• La velocità con cui diminuisce la
concentrazione di azoto dipende dalla
temperatura e dal contenuto di acqua, dai
composti chimici e dai batteri dell’ambiente
in cui le ossa sono interrate.
• Anche l’acqua freatica che percola
attraverso il terreno ha un effetto importante
sulla composizione dell’osso.
8

L’età delle ossa
• Due elementi presenti in soluzione nell’acqua
freatica – il fluoro e l’uranio – vengono assorbiti
in modo graduale dall’osso. Così il contenuto di
fluoro e di uranio presente in un osso interrato
cresce gradualmente e può essere misurato in
laboratorio. Come la velocità di diminuzione
dell’azoto, la velocità di aumento del fluoro e
dell’uranio dipende fortemente da fattori locali.
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L’età delle ossa
• Tutte queste diverse velocità di variazione
sono troppo variabili per poter costituire la
base di un metodo di datazione assoluta o
per poter comparare le età relative così
determinate su di un sito con quelle di un
altro sito. Ma sul singolo sito la datazione
su base chimica può aiutare a distinguere
ossa di diverse età trovate in apparente
associazione stratigrafica.
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L’età delle ossa
• L’uomo di Piltdown.
• Alcune ossa di un cranio furono ritrovate nel Sussex
(Inghilterra meridionale) agli inizi del XX secolo in una
sepoltura risalente al Paleolitico inferiore.
• L’essere cui appartenevano fu considerato il c.d. “anello
mancante” tra scimmie antropomorfe e uomo, e fu
denominato Eoanthropus dawsoni.
• Nel 1953 la datazione sulla base del contenuto di fluoro,
uranio e azoto, eseguita presso il British Museum,
dimostrò che si trattava di materiali di età differenti
11

L’uomo di
Piltdown
12

La tipologia
• Già nel XVIII secolo il conte di Caylus
aveva sviluppato un metodo di
classificazione dei materiali antichi che
consentiva di disporli in un ordine
cronologico a partire dalle loro
caratteristiche intrinseche e aveva teorizzato
la pratica del confronto.
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Il contributo degli studi preistorici
• La prima cattedra di Archeologia classica e
preistorica fu creata in Olanda
all’Università di Leida nel 1818.
• La prima cattedra di Archeologia classica fu
istituita a Berlino nel 1823.
• Champollion decifra i geroglifici egizi nel
1822-1824.
14

Il contributo degli studi preistorici
• Nel mondo scandinavo si sviluppa un
approccio ai materiali che permette di uscire
dal quel cumulo di dati incoerenti che aveva
tarpato le ali del lavoro antiquario per
costruire uno schema interpretativo capace
di instaurare confronti validi.
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Christian Jürgensen Thomsen
• Classificando la collezione di antichità danesi del
Museo di Copenhagen, Christian Jürgensen
Thomsen divise i manufatti in diverse categorie e
forme raggruppandoli a seconda del materiale di
cui erano fatti e valorizzando le associazioni di
quegli oggetti che, per essere stati rinvenuti in una
stessa tomba o ripostiglio, si poteva presumere che
fossero stati sepolti nello stesso momento.
• Prende corpo il paradigma della successione delle
tre età (età della pietra, del bronzo e del ferro).
16

Copenhagen 1788-1865
17

Oscar Montelius
• Studioso svedese del XIX secolo, formulò
cronologie relative locali per molte delle
regioni europee dell’Età del bronzo.
• Montelius dimostrò che la tipologia dei
manufatti di una regione influenza quella
delle aree adiacenti.
19

Oscar Montelius
1843-1921
20

Classificazione e tipologia
• Gran parte del lavoro dell’archeologo si
basa sul principio elementare che gli oggetti
vengono riconosciuti attraverso le loro
forme e vengono classificati attraverso il
metodo tipologico, che crea i repertori che
consentono di operare confronti fra oggetti
coevi presenti in siti diversi come fra
oggetti di epoche diverse presenti sullo
stesso sito.
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Classificazione e tipologia
• Le procedure di classificazione e di
tipologia definiscono la “classe” e il “tipo”
• “Classe” = “popolazione di manufatti con
caratteristiche diagnostiche condivise”; è
un’entità riconosciuta
• “Tipo” = “popolazione di attributi ricorrenti
insieme”; è un’astrazione creata dallo
studioso.
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La tipologia: concetti essenziali
• Parecchi manufatti con le stesse
caratteristiche costituiscono un tipo;
• I manufatti prodotti in un certo periodo e in
un determinato luogo hanno uno stile
riconoscibile;
• Il cambiamento dello stile (forma e
decorazione) dei manufatti è spesso
piuttosto graduale.
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La tipologia: concetti essenziali
• Differenti tipi di manufatti mutano nello stile con
velocità variabili.
• Per quanto riguarda la ceramica, la decorazione
delle superfici muta più rapidamente della forma,
e costituisce quindi il carattere più sensibile, dal
punto di vista cronologico, per una sequenza
tipologica.
• Le forme dei vasi o dei recipienti possono essere
comunque molto influenzate da necessità pratiche,
le quali possono non cambiare per centinaia di
anni.
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La seriazione
• Nel caso della seriazione dei contesti è la
durata dei differenti stili (forma e
decorazione) nei manufatti a guidare la
seriazione. Il pioniere di questo metodo fu
Flinders Petrie ( ceramica predinastica
egiziana della necropoli di Diospolis Parva).
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seriazione dei contesti:
l’ordinamento della
ceramica predinastica
egiziana ricavata da
Flinders Petrie a
Diospolis Parva
26

Seriazione di frequenza:
mutamenti nella
diffusione di tre
tipologie decorative di
pietre tombali nei
cimiteri del Connecticut
centrale tra il 1700 e il
1860
27

Seriazione di frequenza di ceramica “Black-on-Buff” di Susiana
28

La seriazione
• La seriazione di frequenza si basa sulla
misurazione delle variazioni nei rapporti
proporzionali di comparsa (o frequenza relativa) di
un determinato stile ceramico.
• W.S. Robinson e G.W. Brainerd, nel 1951,
ipotizzano che uno stile ceramico si diffonde
gradualmente, raggiunge una diffusione massima e
tende a scomparire ( istogramma con “battleship
curve”).
29

La seriazione
• I due studiosi stabilirono anche che, in un dato
periodo di tempo, uno stile ceramico diffuso in un
determinato sito doveva essere altrettanto diffuso
su un altro sito.
• La seriazione in sé non è in grado di stabilire quale
dei due estremi della sequenza costituisca l’inizio
e quale la fine; la cronologia vera deve essere
determinata con l’ausilio di altri strumenti.
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La datazione linguistica
• Se si prendono due gruppi di persone che parlano
la stessa lingua e li si separa senza consentire
ulteriori contatti tra i due gruppi, entrambe le
comunità continueranno a parlare la stessa lingua.
Ma in ciascun gruppo avverranno mutamenti.
• Così, dopo alcuni secoli, i due gruppi non
parleranno più esattamente la stessa lingua; dopo
alcune migliaia di anni, la lingua di un gruppo
diverrà pressoché incomprensibile per i
componenti dell’altro.
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La lessicostastica
• La lessicostatica si propone di studiare
questi cambiamenti nel vocabolario.
• Un’applicazione semplice del metodo è
stata quella di scegliere una lista di 100 o
200 termini appartenenti al vocabolario
comune e di vedere quanti di essi, nelle due
lingue poste a confronto, mostrano una
radice comune.
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La glottocronologia
• La disciplina piuttosto sospetta della
glottocronologia tenta di usare una formula per
determinare, sulla base di questa misura di
similarità, quanti anni siano passati dal momento
in cui le due lingue hanno cominciato a divergere.
• In realtà, non ci sono basi per supporre una
velocità di variazione così costante, dato che i
cambiamenti linguistici sono influenzati da molti
fattori.
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La cronologia del Pleistocene
• L’idea di una grande era glaciale (Pleistocene)
risale al XIX secolo.
• L’era glaciale però non fu un unico ininterrotto
periodo di clima più freddo.
• Ci sono quattro glaciazioni principali (Günz,
Mindel, Riss, Würm in Europa, con altre
denominazioni in America) inframmezzate da fasi
più calde (interglaciali).
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La cronologia del Pleistocene
• Fino alla scoperta dei metodi di datazione
assoluta, per datare il Paleolitico ci si basava su
tentativi di correlare i siti archeologici con la
sequenza delle glaciazioni.
• Nelle regioni più lontane dalle calotte glaciali si
fecero grandi sforzi per individuare un legame tra i
siti e le fluttuazioni delle precipitazioni piovose
(periodi pluviali e interpluviali), nella speranza
che tali fluttuazioni fossero legate con la sequenza
delle glaciazioni.
35

La cronologia del Pleistocene
• Negli anni più recenti, tuttavia, gli studiosi sono giunti alla
conclusione che le fluttuazioni climatiche nel corso
dell’era glaciale furono assai più complesse di quanto si
fosse inizialmente supposto.
• Gli archeologi hanno cessato di basarsi sulla complessa
alternanza di espansione e di ritiro dei ghiacciai per datare
il Paleolitico; tuttavia, le fluttuazioni nel clima del
Pleistocene e dell’Olocene, che sono testimoniate dalle
carote estratte dai fondali marini, nelle carote di ghiaccio e
nei sedimenti contenenti pollini, si sono rivelate di grande
utilità ai fini della datazione.
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Carotaggi nel fondo dei mari e nei ghiacciai
• Le testimonianze più coerenti dei cambiamenti
climatici su scala mondiale sono forniti oggi dai
carotaggi che si possono eseguire sul fondo del
mare a grande profondità. I campioni così ottenuti
contengono gusci di foraminiferi. Le variazioni
dei rapporti di due isotopi dell’ossigeno nel
carbonato di calcio di questi gusci costituiscono un
indicatore della temperatura dell’acqua all’epoca
in cui gli organismi erano vivi.
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Carotaggi nel fondo dei mari e nei ghiacciai
• Lo studio degli isotopi dell’ossigeno nelle carote
estratte dal fondo del mare fornisce una cronologia
relativa per il Pleistocene.
• I gusci di foraminiferi possono essere datati anche
con il metodo del radiocarbonio e dell’uranio allo
scopo di ottenere cronologie assolute.
• Le carote estratte dai ghiacci polari dell’Artide e
dell’Antartide forniscono dati utili per ricostruire
sequenze che rivelano oscillazioni climatiche.
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La datazione pollinica
• Tutte le angiosperme (piante a fiore)
producono granuli pollinici pressoché
indistruttibili che consentono ai palinologi
di costruire sequenze della vegetazione e
del clima del passato.
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La datazione pollinica
• Le sequenze polliniche meglio note sono quelle sviluppare
per l’Olocene (postglaciale) dell’Europa settentrionale,
dove è stata elaborata una successione di zone polliniche
che copre gli ultimi 10.000 anni.
• Attraverso lo studio dei campioni di pollini provenienti da
un determinato sito, si può inserire quest’ultimo in una più
vasta sequenza pollinica della zona e si può quindi
assegnargli una datazione relativa.
• Nello stesso modo possono essere datati anche manufatti
isolati e reperti (ad es. i “bog-bodies”, corpi delle torbiere)
scoperti in contesti in cui sono conservati pollini.
40

La datazione faunistica
• La datazione faunistica si basa sul fatto che molte specie di
mammiferi si sono evolute notevolmente negli ultimi
milioni di anni.
• Al fine di creare una prima sequenza sono state
documentate le modificazioni avvenute in ogni specie.
• In pratica il metodo si rivela molto impreciso per diverse
ragioni, tra cui il fatto che le specie estinte in un’area
possono aver continuato a vivere più a lungo in un’altra.
• In ogni caso, la datazione faunistica è ugualmente utile per
la costruzione di una cronologia del Pleistocene, periodo
per il quale può essere utile una precisione a meno di
250.000 anni.
41

La cronologia
assoluta
42

La cronologia storica
• Una cronologia storica ben determinata per quanto
riguarda una regione può essere utilizzata per
datare eventi di regioni circostanti o anche di aree
più lontane per le quali siano andate perdute le
testimonianze storiche.
• Analogamente, gli archeologi possono utilizzare le
esportazioni e le importazioni di merci per
estendere i legami cronologici attraverso la
datazione incrociata (cross-dating).
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Cronologia storica dell’antico Egitto
Periodo protodinastico
Antico regno
Primo periodo intermedio
Medio regno
Secondo periodo intermedio
Nuovo regno
Terzo periodo intermedio
Periodo tardo
3100-2650 a.C. / Dinastie I-II
2650-2175 a.C. / Dinastie III-VI
2175-1975 a.C. / Dinastie VII-XI
2080-1630 a.C. / Dinastie XI-XIII
1630-1539 a.C. / Dinastie XIV-XVII
1539-1069 a.C. / Dinastie XVIII-XX
1069-657 a.C. / Dinastie XXI-XXV
664-332 a.C. / Dinastie XXVI-XXXI
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Cicli annuali: varve e anelli di accrescimento
• Prima dell’avvento dei metodi radioattivi il
conteggio delle varve e quello degli anelli di
accrescimento degli alberi costituivano i sistemi di
datazione assoluta più attendibili.
• Nelle regioni ai limiti delle zone polari, la fusione
delle calotte glaciali, che avviene ogni anno nel
periodo in cui le temperature si innalzano,
determina la formazione di sedimenti argillosabbiosi
fittamente stratificati: le varve.
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Le varve sono sedimenti argillo-sabbiosi deposti dalle acque di
fusione di ghiacci sul fondo di laghi temporanei che si formano
davanti ai ghiacciai in ritiro.
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Cicli annuali: varve e anelli di accrescimento
• L’accrescimento della maggior parte delle piante
varia nel corso di ciascun anno; su tale datazione
si basa la datazione con il metodo degli anelli di
accrescimento (dendrocronologia).
• In qualche caso, si possono identificare variazioni
annuali dei depositi di tessuto sullo scheletro dei
vertebrati o sulle conchiglie dei molluschi marini
47

Varve e sedimenti lacustri
• Nel 1878 il geologo svedese Gerard de Geer notò che
alcuni particolari sedimenti argillo-sabbiosi erano
fittamente stratificati in modo regolare. Si rese conto che
questi sedimenti o varve (dallo svedese varv, “deposito”)
erano stati deposti dalle acque di fusione delle calotte
glaciali sul fondo di laghi temporanei che si erano formati
alla fronte dei ghiacciai scandinavi in fase di ritiro
progressivo a partire dalla fine del Pleistocene: uno strato
di spessore maggiore era dovuto a un anno caldo, mentre
uno strato più sottile indicava un clima più freddo.
49

La dendrocronologia
• La dendrocrologia fu sviluppata da un astronomo
americano, A.E. Douglass, nei primi decenni del
Novecento.
• La tecnica fu introdotta in Europa alla fine degli
anni Trenta.
• Negli anni Sessanta l’uso di procedimenti statistici
e del computer gettò le fondamenta per la
definizione delle lunghe cronologie su base
dendrocronologica.
50

La dendrocronologia
• La dendrocronologia trova oggi due distinti
impieghi in campo geologico:
1) come strumento per calibrare e correggere le
date ottenute con il metodo del radiocarbonio;
2) come metodo indipendente di datazione.
51

La dendrocronologia
• La dendrocronologia:
1) può essere applicata solo 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 la datazione di
restringe a quelle specie di alberi
a) che hanno consentito la costruzione di una sequenza a ritroso a
partire dal presente;
b) che sono state realmente utilizzate dalle popolazioni del
passato;
c) per le quali il campione offre una registrazione
sufficientemente lunga da fornire un’unica corrispondenza.
52

La dendrocronologia
Una data dendrocronologica si riferisce alla data di
abbattimento dell’albero, che è determinata dal confronto
degli anelli più esterni (l’alburno) con la sequenza della
regione. Se gran parte o la totalità di questi anelli esterni è
andata perduta, la data di abbattimento non può essere
identificata. Ma anche nel caso della determinazione di
un’esatta data di abbattimento, l’archeologo deve
formulare un giudizio sul tempo trascorso tra
l’abbattimento dell’albero e l’ingresso del legno nel
deposito archeologico.
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• Radiocarbonio
• Potassio-argon
• Uranio-piombo
• Tracce di fissione
Metodi radioattivi
• Termoluminescenza
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Willard Frank Libby (1908 – 1980)
• Nel 1949 pubblica le prime datazioni
ottenute con il metodo del radiocarbonio.
• Il metodo può essere impiegato ovunque,
qualunque sia il clima, purché sia
disponibile materiale di origine organica.
• La datazione può andare a ritroso fino a
50.000 anni, ma è troppo imprecisa per gli
ultimi 400 anni.
55

Il decadimento radioattivo
• Il carbonio ha tre isotopi: 12 C, 13 C e 14 C (i numeri
corrispondono al peso atomico);
• In ogni campione di carbonio il 98,9% degli atomi
è del tipo 12 C e hanno sei protoni e sei neutroni nel
nucleo, mentre l’1,1% è del tipo 13 C con sei
protoni e sette neutroni.
• Un atomo su un milione di milioni di atomi di
carbonio è un isotopo del tipo 14 C con otto
neutroni nel nucleo.
56

Il decadimento radioattivo
• L’isotopo 14 C è prodotto nella parte superiore
dell’atmosfera, dal bombardamento dell’azoto
( 14 N) da parte dei raggi cosmici, e, contenendo un
eccesso di neutroni, è instabile.
• Esso decade emettendo deboli radiazioni β verso
l’isotopo 14 N, con sette protoni e sette neutroni.
• Come per tutti i tipi di decadimento radioattivo,
questo processo avviene con una velocità costante
e indipendente dalle condizioni ambientali.
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Il decadimento radioattivo
• Il tempo impiegato da metà degli atomi
dell’isotopo radioattivo per decadere viene
chiamato “tempo di dimezzamento”;
• Nel caso del 14 C, il valore del tempo di
dimezzamento, fissato convenzionalmente, è di
5730 anni;
• Per l’isotopo 238 U il tempo di dimezzamento è
4500 milioni di anni;
• Per altri isotopi il tempo di dimezzamento è una
frazione di secondo; in ogni caso, il decadimento
radioattivo segue un andamento regolare.
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La datazione con il C-14
• Libby aveva studiato le radiazioni cosmiche, particelle
subatomiche che bombardano continuamente la Terra
producendo neutroni ad alta energia.
• Questi neutroni reagiscono con gli atomi di azoto
dell’atmosfera producendo atomi di 14 C, o radiocarbonio,
che sono instabili poiché possiedono otto neutroni nel
nucleo invece dei sei del carbonio ordinario ( 12 C).
• Questa instabilità determina il decadimento radioattivo del
14 C a ritmo regolare. Libby determinò che occorrevano
5568 anni perché decadesse la metà del 14 C contenuto in
un campione (“tempo di dimezzamento”), mentre le
ricerche più moderne indicano che il tempo di
dimezzamento è di 5730 anni.
59

La datazione con il C-14
• I laboratori continuano a usare 5568 anni come valore del
tempo di dimezzamento; la differenza non costituisce un
problema dal momento che si dispone di una scala di
tempo calibrata basata sul radiocarbonio.
• Libby si rese conto che il decadimento del radiocarbonio a
un ritmo costante doveva essere compensato dalla sua
produzione costante per opera delle radiazioni cosmiche, e
che quindi la concentrazione percentuale di 14 C
nell’atmosfera doveva rimanere costante nel tempo.
• Inoltre, questa concentrazione costante di radiocarbonio
nell’atmosfera si trasferisce uniformemente in tutti gli
organismi viventi attraverso l’anidride carbonica.
60

La datazione con il C-14
• Libby si rese conto che, conoscendo la velocità di
decadimento del 14C, misurando la quantità di
radiocarbonio rimasta nel campione si poteva determinare
l’età di un tessuto vegetale o di un animale morto.
• Le tracce di 14C sono piccolissime già all’inizio e si
riducono alla metà dopo 5730 anni.
• Libby scoprì che ogni atomo di 14C durante il processo di
decadimento emette particelle β, che egli riuscì a contare
con un contatore Geiger.
• La precisione della misurazione dell’attività di 14C è
condizionata dagli errori di conteggio, dalle radiazioni
cosmiche e da altri fattori.
• Le date ottenute con il metodo del radiocarbonio sono
sempre accompagnate da una stima dell’errore probabile.
61

La datazione con il C-14
• Un progresso significativo è stato fatto, tra la fine degli
anni Settanta e gli inizi degli anni Ottanta, con
l’introduzione di contatori a gas capaci di misurare
campioni molto piccoli.
• Applicando il metodo tradizionale era necessario disporre
di circa 5 g di carbonio, ottenuti da un processo di
purificazione; ciò significa che occorreva disporre di
campioni di circa 10-20 g di legno o di carbone o di 100-
200 g di ossa. Le nuove apparecchiature sono invece già in
grado di fornire risultati con poche centinaia di
milligrammi di carbone.
62

La datazione con il C-14
• La spettrometria di massa con acceleratore (AMS,
Accelerator Mass Spectrometry), permette di usare
campioni ancora più piccoli.
• L’AMS è infatti capace di contare direttamente tutti gli
atomi di 14 C, prescindendo del tutto dalla loro radioattività.
Il campione minimo richiesto è dell’ordine di 5-10 mg.
• L’arco di tempo coperto dalla datazione con il metodo del
radiocarbonio mediante l’AMS può teoricamente
estendersi a ritroso nel tempo fino a 80.000 anni fa: nella
pratica è difficile farlo, anche a causa delle contaminazioni
che ha subito il campione.
63

La datazione con il C-14
• Libby ipotizzò che la concentrazione di 14 C nell’atmosfera
fosse rimasta costante nel tempo; ma oggi si sa che è
variata, in gran parte a causa delle variazioni del campo
magnetico terrestre.
• Il metodo che ha dimostrato l’imprecisione delle datazioni
con il radiocarbonio – la dendrocronologia – ha però
fornito anche il mezzo per calibrare le date stabilite con
quel metodo.
• Le date ottenute con il metodo del radiocarbonio dagli
anelli di accrescimento degli alberi indicano che prima del
1000 a.C. circa le date espresse in anni determinati con il
radiocarbonio risultano progressivamente più recenti
rispetto a quelle espresse in veri anni di calendario.
64

La datazione con il C-14
• Ottenendo sistematicamente date con il radiocarbonio dalle
sequenze principali lunghe di anelli di accrescimento del
Pinus aristata e della quercia, gli scienziati sono riusciti a
rappresentare le età determinate con il radiocarbonio in
funzione di quelle ottenute con la dendrocronologia e
hanno così costruito curve di calibrazione valide fino
all’8500 a.C. circa.
• Le date ottenute con il radiocarbonio divergono sempre più
dalle date vere prima del 1000 a.C.: nel 5000 a.C. in anni
di calendario la data stabilita con il radiocarbonio è di 900
anni più recente.
65

La datazione con il C-14
• Lo spostamento all’indietro di molte date, grazie alla
dendrocronologia, ha condotto alla “seconda rivoluzione
del radiocarbonio”.
• Più recentemente il confronto di datazioni col metodo 14 C
con datazioni col metodo dell’uranio-piombo ha prodotto
una curva di calibrazione dal 9.000 BP al 40.000 BP.
• Tra il 18.000 BP e il 40.000 BP le datazioni ottenute con il
14 C sono di circa 3.000 anni più recenti.
• La curva di calibrazione (INTCAL98) elaborata da Minze
Stuiver combina i dati disponibili col metodo della
dendrocronologia, i coralli datati con l’uranio-torio e i
sedimenti marini datati col metodo delle varve; in questo
modo la curva spazia dal 24.000 a 0 BP
66

La datazione con il C-14
• I laboratori che effettuano datazioni con il radiocarbonio
hanno adottato quale loro “presente” il 1950 d.C., e tutte le
date ottenute con il radiocarbonio sono espresse in anni BP
(before the present).
• Tutte le date determinate con il radiocarbonio sono affette
da un errore statistico, o errore quadratico medio (o
deviazione standard).
• Ad esempio, quando una data viene presentata come 3700
± 100 BP, ciò significa che c’è una probabilità percentuale
del 68% – ossia c’è la possibilità di 2 su 3 – che la stima
corretta dell’età del campione in anni determinati con il
radiocarbonio sia compresa tra i 3800 e i 3600 anni BP.
67

La datazione con il C-14
• Contaminazione prima del campionamento:
– ad esempio, l’acqua freatica o i siti impregnati d’acqua possono
sciogliere i materiali organici e anche farli depositare, modificando
la composizione isotopica;
– la formazione di concrezioni minerali attorno alle sostanze
organiche può far sì che il carbonato di calcio risulti totalmente
privo di radiocarbonio, aumentando l’età apparente del campione.
68

La datazione con il C-14
• Contaminazione durante o dopo il campionamento:
– tutti i campioni contenenti radiocarbonio devono essere sigillati, al
momento della loro individuazione, all’interno di un contenitore
pulito;
– le etichette inserite all’interno possono costituire una notevole
fonte di contaminazione:
– l’applicazione successiva di qualsiasi materiale organico si rivela
disastrosa;
– altrettanto grave è il proseguimento della fotosintesi;
– la presenza di muffa indica che il campione è contaminato.
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• Contesto:
La datazione con il C-14
– chi effettua lo scavo non deve sottoporre a datazione un campione
fino a che non è sicuro del suo contesto archeologico;
– troppo spesso si suppone che una determinazione del radiocarbonio
fornirà automaticamente una datazione del contesto archeologico
in cui il carbone si trova;
– per questa ragione sono da preferire campioni con una vita breve,
per i quali non è possibile una lunga sopravvivenza prima
dell’interramento.
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Datazione con il metodo del potassio-argon
• Il metodo del potassio-argon (K-Ar) è usato dai geologi per datare
rocce risalenti a centinaia o anche a migliaia di anni fa, ma è anche una
delle tecniche più appropriate per datare i siti dei primi essere umani
dell’Africa, che possono risalire fino a 5 milioni di anni fa. Il metodo si
applica solamente alle rocce vulcaniche di età non inferiore a 100.000
anni.
• Le date ottenute in laboratorio sono in realtà date geologiche di
campioni rocciosi, ma alcune delle aree più importanti per lo studio del
Paleolitico Inferiore, in particolare la Rift Valley in Africa orientale,
sono aree vulcaniche.
• I risultati della datazione con il metodo del potassio-argon sono
generalmente accompagnate da una stima dell’errore.
71

Datazione con il metodo del potassio-argon
• La datazione con il metodo del potassio-argon si
basa sul decadimento radioattivo del potassio-40
(l’isotopo radioattivo 40 K, presente nelle rocce
vulcaniche) che si trasforma nel gas inerte argon-
40 ( 40 Ar).
• Conoscendo la velocità di decadimento del 40 K – il
suo tempo di dimezzamento è di circa 1,3 miliardi
di anni – una misurazione della quantità di 40 K
contenuta in un campione di 10 g di roccia
fornisce una stima della data di formazione della
roccia
72

Datazione con il metodo dell’argon-argon
• Una variante del metodo del potassio-argon, che richiede
un campione più piccolo, è la fusione laser dell’argonargon
(datazione 40 Ar/ 39 Ar).
• Un isotopo stabile del potassio, 39 K, viene convertito in
39 Ar per effetto di un bombardamento di neutroni sul
campione.
• Entrambi gli isotopi dell’argon sono quindi misurati
tramite la spettrometria di massa dopo essere stati rilasciati
per effetto della fusione laser.
• Poiché il rapporto tra 40 K e 39 K in una roccia è costante,
l’età della roccia può essere determinata dal suo rapporto
tra 40 Ar e 39 Ar.
73

Datazione con il metodo del
potassio-argon (e argon-argon)
• Il fenomeno che azzera l’«orologio radioattivo» è la
formazione delle rocce attraverso l’attività vulcanica, che
elimina ogni traccia di argon presente in precedenza.
• Le date ottenute in laboratorio sono in realtà date
geologiche di campioni rocciosi, ma alcune delle aree più
importanti per lo studio del Paleolitico Inferiore sono aree
di intensa attività vulcanica.
• I risultati della datazione con il metodo del potassio-argon
sono generalmente accompagnati da una stima dell’errore.
• Per esempio, la data del livello Tuff IB di Olduvai è stata
stimata 1,79±0,03 milioni di anni: una stima dell’errore di
30.000 anni può sembrare grande a prima vista, ma in
realtà è solo il 2% del totale.
74

Datazione con il metodo dell’uranio-piombo
• Questo metodo di datazione si basa sul decadimento radioattivo
dell’uranio a piombo.
• Si è rivelato utile per il periodo che va da 500.000 a 50.000 anni fa, al
di là della portata della datazione con il radiocarbonio.
• In Europa, dove sono poche le rocce vulcaniche databili con il metodo
del potassio-argon, quello dell’uranio-piombo può costituire il metodo
principale per chiarire in quale epoca un certo sito sia stato occupato
dai primi essere umani.
• Dato che i primi uomini usavano come rifugi le caverne e le rocce
sporgenti, i manufatti e le ossa restano spesso inclusi in uno strato di
carbonato di calcio o in un altro tipo di sedimento interposto tra due
strati di deposito calcareo.
• Anche i denti possono essere datati con questo metodo, perché l’uranio
solubile nell’acqua si diffonde nella dentina.
75

Datazione con il metodo dell’uranio-piombo
• Due isotopi radioattivi dell’uranio ( 238 U e 235 U) decadono
secondo una successione di stati che porta alla formazione
di elementi progressivamente meno pesanti.
• Due di questi elementi, il torio ( 230 Th, detto anche “ionio”)
e il protoattinio ( 231 Pa, elemento discendente dal 235 U),
decadono a loro volta con un tempo di dimezzamento utile
per la datazione.
• Gli isotopi dell’uranio progenitore sono solubili in acqua,
mentre i prodotti discendenti non lo sono, per cui
nell’acqua che filtra nelle grotte calcaree sono presenti
solamente isotopi dell’uranio.
76

Datazione con il metodo dell’uranio-piombo
• Dopo che i soluti presenti nelle acque sono precipitati per
formare strati di carbonato di calcio (travertino) sulle pareti
e sul fondo delle grotte, l’ «orologio radioattivo» comincia
a marciare, poiché ora i prodotti discendenti rimangono
intrappolati nel travertino insieme con gli isotopi
progenitori.
• Al momento della sua formazione il travertino contiene
solo gli isotopi 238 U e 235 U solubili nell’acqua: non c’è
traccia degli isotopi insolubili 230 Th e 231 Pa.
• Poi la quantità di isotopi discendenti aumenta nel tempo al
diminuire dell’uranio progenitore; misurando il rapporto
tra progenitore e discendente, in genere 230 Th/ 238 U, può
essere determinata l’età del travertino.
77

Datazione con il metodo dell’uranio-piombo
• Gli isotopi sono misurati secondo le loro emissioni α;
ciascun isotopo emette una radiazione α con una frequenza
caratteristica. In condizioni favorevoli, il metodo produce
delle datazioni con un grado di incertezza (deviazione
standard) di ±12.000 anni per un campione di circa
150.000 anni fa e di ±25.000 anni per un campione di circa
400.000 anni fa.
• Questi numeri possono essere largamente ridotti
utilizzando la spettrometria di massa a ionizzazione
termica (TIMS, thermal ionization mass spectrometry) per
misurare direttamente le quantità di ciascun isotopo
presente.
• Datazioni con una precisione così alta possono comportare
un’incertezza di meno di 1000 anni per un campione di
100.000 anni.
78

Datazione con il metodo delle tracce di fissione
• È un metodo basato sul funzionamento di un “orologio radioattivo”, la
fissione spontanea di un isotopo dell’uranio ( 238 U) presente in una
vasta gamma di rocce e minerali.
• Il metodo delle tracce di fissione si rivela particolarmente utile nei siti
del primo Paleolitico, specialmente quando non è possibile applicare il
metodo del potassio-argon.
• Il metodo delle tracce di fissione viene normalmente applicato ai
materiali che si ritrovano comunemente, ma anche i minerali contenuti
nelle formazioni rocciose possono essere datati con questo metodo.
• Il metodo è generalmente usato per campioni geologici che risalgono
ad oltre 300.000 anni fa.
• Il metodo si può applicare anche a campioni di ossidiana che siano
stati esposti al fuoco durante le fasi di produzione oppure durante o
dopo l’uso.
79

Datazione con il metodo delle tracce di fissione
• Oltre a decadere in natura in un isotopo stabile del piombo,
238 U si divide talora in due parti. Durante questo processo
di fissione spontanea le due parti si separano
allontanandosi velocemente, e si arrestano solo dopo aver
causato molti danni alle strutture che incontrano sul loro
cammino.
• Nei materiali che contengono 238 U, questo danno è
registrato sotto forma di cammini fisicamente visibili, detti
tracce di fissione.
• Le tracce vengono contate utilizzando un microscopio
ottico, dopo aver sottoposto la superficie lucida del vetro
all’attacco di un acido per aumentare la visibilità delle
tracce.
80

Datazione con il metodo delle tracce di fissione
• La quantità di uranio presente nel campione viene quindi
determinata contando un secondo gruppo di tracce create
inducendo artificialmente la fissione in atomi di 235U. • Il rapporto quantitativo tra 235U e 238U è noto e il secondo
conteggio misura quindi indirettamente la quantità di 238U presente.
• Conoscendo la velocità di fissione di 238U si può arrivare a
determinare una data – cioè l’epoca in cui è stato azzerato
l’«orologio radioattivo» – confrontando il numero delle
tracce formatesi spontaneamente con la quantità di 238U presente nel campione.
• L’«orologio radioattivo» viene azzerato dalla formazione
del minerale o del vetro, sia in natura sia al momento della
fabbricazione.
81

Datazione con i metodi degli elettroni intrappolati
• Termoluminescenza;
• Metodo ottico;
• Risonanza di spin elettronico.
• Dipendono anch’essi dal decadimento radioattivo, ma in
modo indiretto: viene misurata la radiazione ricevuta dal
campione.
• Il metodo può essere utilizzato unicamente per datare
materiali cristallini (minerali) e dipende dal
comportamento degli elettroni presenti nel cristallo quando
sono esposti a radiazione.
82

Datazione con i metodi degli elettroni intrappolati
• Quando gli atomi che si trovano in un reticolo cristallino
sono esposti a radiazione nucleare, i singoli elettroni
assorbono energia e si dislocano dai loro nuclei di
appartenenza, finendo intrappolati nei punti di “difetto” del
reticolo cristallino.
• Posto che la quantità di radiazioni (dose annuale) rimane
costante nel tempo, allora gli elettroni intrappolati si
accumuleranno a una velocità uniforme e l’entità della
popolazione di elettroni intrappolati dipenderà dalla
radiazione totale ricevuta dal campione (dose totale) e
quindi dal tempo totale di esposizione.
• L’età di un campione archeologico può quindi essere
determinata dividendo la dose di radiazione totale per la
dose di radiazione annuale: età = dose totale / dose
annuale.
83

Datazione con i metodi degli elettroni intrappolati
• La dose annuale è ricevuta per lo più da radioisotopi di tre
elementi che si ritrovano naturalmente nei depositi
geologici: uranio, torio, e uno isotopo radioattivo del
potassio ( 40 K).
• La radiazione emessa da questi isotopi consiste in:
– particelle α (capacità di penetrazione di 0,02 mm);
– particelle β (capacità di penetrazione di 2 mm);
– particelle γ (capacità di penetrazione di 20 cm).
• Tutti gli isotopi hanno un tempo di dimezzamento lungo e
si assume che la loro emissione sia costante nel periodo di
tempo nel quale questi metodi di datazione vengono
utilizzati.
84

Datazione con i metodi degli elettroni intrappolati
• Ciò significa che la misura delle concentrazioni a oggi di
radioisotopi può essere usata per determinare la dose annuale.
La misura si può realizzare determinando direttamente le
concentrazioni assolute di uranio e torio attraverso l’analisi per
attivazione neutronica e la concentrazione di potassio usando
opportune tecniche fotometriche. In alternativa si possono
contare le particelle radioattive emesse.
• La dose totale è determinata misurando il numero di elettroni
intrappolati. I vari metodi di datazione si distinguono per le
differenti tecniche di misurazione.
• Un’accurata misurazione della grandezza della popolazione di
elettroni intrappolati richiede che tutte le trappole di elettroni
siano svuotate o portate a un valore di riferimento (zero) durante
il tempo di vita del materiale che deve essere datato.
85

La termoluminescenza
• La termoluminescenza si “sovrappone” al radiocarbonio
per lo stesso arco di tempo in cui questo è utilizzabile, ma
offre anche la possibilità di ottenere datazioni assolute per
epoche più remote, come nel caso della risonanza di spin
elettronico (ESR, electron spin resonance);
• Consente di datare la ceramica e altri materiali inorganici
che risalgono a prima di 50.000 anni fa, epoca che
costituisce il limite oltre il quale non si può usare il metodo
del radiocarbonio.
• Le date stabilite con la termoluminescenza sono però meno
precise di quelle stabilite con il metodo del radiocarbonio:
raramente possono avere un errore minore del ±10%.
86

La termoluminescenza
• È possibile svuotare le trappole di elettroni utilizzando il calore.
Quindi la datazione con il metodo della termoluminescenza può essere
adottato su minerali le cui trappole di elettroni sono state portate a zero
con l’esposizione di alte temperature.
• Tipicamente tra questi troviamo le ceramiche, che vengono cotte
durante la loro fabbricazione, ma anche altri materiali, come per
esempio la selce, che può essere bruciata accidentalmente oppure
volontariamente prima di essere scartata.
• Date con il metodo della TL possono essere ottenute anche dai
sedimenti e dai depositi in grotta di carbonato di calcio, cui i manufatti
si possono trovare associati.
• Nel caso del carbonato di calcio, la TL comincia ad accumularsi nel
momento in cui il carbonato in soluzione cristallizza formando il
deposito.
• Questa tecnica consente di distinguere facilmente un oggetto
veramente antico da un oggetto prodotto nell’arco degli ultimi cento
anni.
87

La termoluminescenza
• Poiché le ceramiche vengono prodotte da materiali
geologici (argille), contengono piccole quantità di elementi
radioattivi. In questo caso la dose di radiazione annuale di
ceramiche sepolte viene da due sorgenti: esternamente
dall’ambiente circostante e internamente dal materiale
stesso della ceramica.
• Le particelle α e β hanno una così scarsa capacità di
penetrazione che il loro effetto sul pezzo di ceramica può
essere eliminato rimuovendo pochi millimetri di materiale
dalla superficie esterna. In questo modo la dose annuale
può essere calcolata partendo dal numero di radioisotopi
presenti all’interno della struttura della ceramica e dal
numero di radiazioni γ che il pezzo di ceramica può
ricevere dall’ambiente esterno.
88

La termoluminescenza
• In circostanze ideali la radioattività del suolo si può
misurare direttamente nel sito sotterrando una piccola
capsula contenente materiale radiosensibile, che deve
essere lasciato in situ per circa un anno. Se non è possibile
farlo, si può ottenere una determinazione della radioattività
del suolo utilizzando un contatore di radiazioni, o risolvere
il problema inviando al laboratorio, insieme all’oggetto da
datare, campioni del suolo.
• Quando non è possibile determinare la radioattività del
contesto di seppellimento, la datazione mediante
termoluminescenza risulta assai meno precisa.
89

La termoluminescenza
• La radiazione totale è determinata in laboratorio
riscaldando rapidamente il materiale a temperature di 500°
C o superiori. L’energia persa dagli elettroni quando
vengono liberati dalle trappole è emessa come una
radiazione di luce; per questo motivo viene chiamata
termoluminescenza (TL).
• La luminescenza è direttamente proporzionale al numero di
elettroni intrappolati e quindi della dose di radiazione
totale. È quindi possibile parlare di un minerale che
accumula un segnale TL col passare del tempo, oppure di
un orologio TL.
90

Metodo di datazione ottico
• Questo metodo è simile nei principi a quello della
termoluminescenza, ma è utilizzato per datare i minerali
che sono stati sottoposti alla luce piuttosto che al calore.
• Molti minerali contengono sottogruppi di trappole di
elettroni che sono svuotate da diversi minuti di esposizione
alla luce solare.
• Questo metodo è stato utilizzato per datare depositi
sedimentari di grani di quarzo. Le loro trappole di elettroni
vengono svuotate durante il trasporto, ma dopo la
sedimentazione e l’interramento cominciano ad
accumulare nuovamente elettroni.
91

Metodo di datazione ottico
• Dopo un accurato campionamento la dose di radiazione
totale di un sedimento può essere stimata in laboratorio
dirigendo della luce di un’ampiezza d’onda visibile su un
campione e misurando la luminescenza risultante,
comunemente nota come luminescenza ottica stimolata
(OSL, Optical Stimulated Luminescence);
• Il metodo può essere usato con successo per datare depositi
eolici, mentre per i depositi alluvionali non è al momento
affidabile, poiché non si è sicuri che l’esposizione alla luce
solare dei grani costituenti durante il loro trasporto
nell’acqua sia sufficiente ad assicurarne uno sbiancamento
completo.
92

Metodo della risonanza di spin elettronico
• La datazione con il metodo della risonanza di spin
elettronico (ESR, Electronic Spin Resonance) è meno
sensibile di quella ottenuta con la TL, ma è più adeguata ai
materiali che si decompongono quando vengono riscaldati.
• La sua applicazione è stata quella della datazione dello
smalto dei denti, composto quasi interamente da
idrossiapatite.
• L’idrossiapatite appena formata non contiene elettroni
intrappolati: essi cominciano ad accumularsi una volta che
il dente è stato sotterrato e quindi non è più esposto a
radiazioni naturali. La precisione di questo metodo, quando
viene datato lo smalto dei denti, è dell’ordine del 10-20%.
93

Metodo della risonanza di spin elettronico
• Per la determinazione della dose totale un campione
dell’esemplare da datare viene polverizzato ed esposto a
radiazioni elettromagnetiche ad alta frequenza (microonde)
in presenza di un forte campo magnetico. La forza del
campo può essere cambiata e, una volta fissata, gli elettroni
intrappolati nel campione assorbono microonde di diverse
frequenze ed entrano in risonanza. Si ha risonanza
massima a una specifica combinazione di frequenza delle
onde e forze del campo magnetico. La magnitudine del
risultante assorbimento delle microonde può essere
misurata ed è direttamente proporzionale alla grandezza
della popolazione degli elettroni intrappolati e quindi alla
dose totale di radiazione.
94

Metodo della risonanza di spin elettronico
• L’idrossiapatite in natura non contiene nessun isotopo
radioattivo, ma ne acquisisce dopo l’interramento tramite
l’aumento di uranio solubile nell’acqua. Il suo ammontare
di dose annuale, quindi, aumenta nel tempo ed è necessario
apportare delle correzioni modellando la velocità di
aumento dell’uranio.
• Vengono usati due modelli:
– il modello del primo aumento (EU, Early Uptake), che assume che
il contenuto di uranio del dente rapidamente si equilibri con quello
del suo ambiente in modo tale da diminuire col tempo;
– il modello dell’aumento lineare (LU, Linear Uptake), che assume
che l’aumento di uranio proceda a velocità regolare.
95

Metodo della risonanza di spin elettronico
• Con le ceramiche, l’effetto delle particelle α e β
che emettono all’esterno può essere eliminato
tramite la rimozione di pochi millimetri esterni del
campione da datare. Per la determinazione della
dose annuale, quindi, è necessario misurare la
concentrazione interna dell’uranio (e degli isotopi
discendenti dal torio) e i livelli esterni delle
radiazioni γ.
• È consuetudine fornire i risultati sia nella versione
EU sia in quella LU.
96

Metodo della risonanza di spin elettronico
• L’intervento temporale databile con il metodo ESR è limitato, poiché la
stabilità degli elettroni intrappolati tende a deteriorarsi nel tempo. Questo
deterioramento dipende dalla temperatura, dato che gli elettroni sono meno
stabili in ambienti caldi. In teoria l’intervallo di tempo è dell’ordine di un
milione di anni, ma in pratica può essere meno. L’accuratezza del metodo è
compromessa dalla necessità di un modello dell’aumento di uranio.
• I modelli devono tenere in considerazione le differenti velocità di aumento
dell’uranio nella dentina e nello smalto; inoltre devono prendere in
considerazione il decadimento dell’uranio assorbito e la conseguente
formazione degli isotopi radioattivi discendenti: torio e uranio.
• La ESR non può essere facilmente usata per datare le ossa poiché i nuovi
materiali che si formano durante la fossilizzazione producono considerevoli
sottostime dell’età. È inoltre difficile stabilire un modello del comportamento
dell’uranio nelle matrici più aperte delle ossa.
97

Metodi relativi calibrati
- Idratazione dell’ossidiana
- Racemizzazione degli amminoacidi
- Rapporto tra cationi
- Cloro-36
- Datazione archeomagnetica
98

Metodi relativi calibrati
• Il decadimento radioattivo è l’unico processo
conosciuto tra quelli dipendenti dal trascorrere del
tempo che sia completamente regolare: non è
influenzato dalla temperatura o da altre condizioni
ambientali.
• Esistono tuttavia altri processi naturali che,
sebbene non siano completamente regolari, sono
tanto stabili nel tempo quanto basta per essere utili
agli archeologi.
99

Metodi relativi calibrati
• La calibrazione di ogni tecnica deve spesso essere
eseguita di nuovo per ogni sito e per ogni area,
dato che i fattori ambientali influenzano la velocità
di variazione.
• Ciò rende queste tecniche difficili da usare come
metodi attendibili di datazione assoluta.
• Esse possono però rivelarsi di enorme aiuto
semplicemente quali strumenti per ordinare i
campioni in una sequenza relativa che distingua
quello che è più antico da quello che è più recente.
100

Idratazione dell’ossidiana
• Si basa sul principio che l’ossidiana, quando viene
spezzata, comincia ad assorbire acqua
dall’ambiente circostante e forma uno strato di
idratazione che può essere misurato in laboratorio.
• Nella sezione di una lama o di una scaglia di
ossidiana, osservata al microscopio ottico, questo
strato è visibile sulla superficie come una zona
distinta, che aumenta di spessore con il passare del
tempo.
101

Idratazione dell’ossidiana
• Se lo spessore dello strato aumenta in modo
lineare, allora, supponendo di conoscere la
velocità di accrescimento e lo spessore attuale, si
potrebbe arrivare a calcolare l’intervallo di tempo
trascorso dal momento in cui l’accrescimento è
incominciato.
• L’«istante zero», quello cioè in cui comincia a
formarsi la zona di idratazione, è il momento in
cui lo strumento venne ricavato per scheggiatura
dall’originale blocco di ossidiana.
102

Idratazione dell’ossidiana
• Purtroppo non esiste una velocità di accrescimento o di
idratazione universalmente valida.
• In primo luogo, la velocità dipende dalla temperatura:
l’esposizione alla luce solare diretta per lunghi periodi
aumenta la velocità di idratazione.
• Inoltre, le ossidiane provenienti da cave diverse presentano
una differente composizione chimica e questa differenza
può influire sul quadro.
• È quindi necessario stabilire separatamente la velocità di
idratazione dei differenti tipi di ossidiana rinvenuti in una
determinata area, e tenere nel debito conto il fattore
temperatura.
103

Idratazione dell’ossidiana
• Per essere utilizzato per la datazione assoluta, il metodo
deve essere calibrato per confronto con una sequenza
cronologica definita (tenendo sempre presenti i fattori
chimici e quelli legati alla temperatura) per la regione in
questione.
• I campioni usati per la datazione devono provenire da uno
o più contesti ben definiti, datati con certezza impiegando
altri metodi: un singolo manufatto in ossidiana non può
fornire una data attendibile.
• Per questo motivo, è più sicuro usare un gruppo di circa 10
pezzi, in maniera tale che la data di ciascuno possa essere
calcolata separatamente.
104

Idratazione dell’ossidiana
• Oltre a fornire informazioni cronologiche dirette,
il metodo dell’idratazione dell’ossidiana si rivela
utile per stabilire le date relative di strati differenti
all’interno di un sito o di un’area in cui l’ossidiana
sia abbondante.
• Sebbene sia particolarmente importante per siti e
manufatti relativi agli ultimi 10.000 anni (cioè al
periodo postglaciale), il metodo ha fornito date
accettabili fino a circa 120.000 anni fa per
materiali del Paleolitico Medio provenienti
dall’Africa orientale.
105

Datazione con il metodo della racemizzazione
degli amminoacidi
• Questo metodo, applicato per la prima volta agli inizi degli
anni Settanta, viene utilizzato per datare le ossa, sia umane
sia animali (è sufficiente un campione di 10 g). Esso può
essere applicato a materiali risalenti fino a 100.000 anni fa.
• Gli amminoacidi, che entrano nella costituzione delle
proteine presenti in tutti gli organismi viventi, possono
esistere in due forme tra di loro speculari, dette
enantiomeri.
• Gli enantiomeri differiscono nella loro struttura chimica,
che si manifesta nella loro azione sulla luce polarizzata: gli
enantiomeri che fanno ruotare verso sinistra la luce
polarizzata sono detti levo-enantiomeri o L-amminoacidi,
mentre quelli che fanno ruotare verso destra la luce
polarizzata sono detti destro-enantiomeri o Damminoacidi.
106

Datazione con il metodo della racemizzazione
degli amminoacidi
• Gli amminoacidi presenti nelle proteine degli organismi
viventi contengono solo l-enantiomeri. Dopo la morte,
questi si trasformano, a una velocità costante, in denantiomeri
(cioè si racemizzano). La velocità di
racemizzazione dipende dalla temperatura e quindi tende a
variare da sito a sito. Ma, sottoponendo alla datazione con
il radiocarbonio alcuni campioni di ossa provenienti da un
particolare sito e misurando il rapporto tra enantiomero D
ed enantiomero L, si può arrivare a stabilire la velocità
locale di racemizzazione. Questa calibrazione viene quindi
usata per datare campioni di ossa provenienti dai livelli più
antichi del sito che siano fuori dalla portata temporale della
datazione con il radiocarbonio.
107

Datazione con il metodo della racemizzazione
degli amminoacidi
• Gli L-enantiomeri dell’amminoacido stabile isoleucina
formano D-enantiomeri tramite un processo ben diverso,
noto col nome di epimerizzazione. La velocità di
epimerizzazione è stata misurata con successo nei residui
proteici delle conchiglie di ostrica e, tramite il raffronto
con datazioni ottenute con il
108
14C, si è mostrato che è
rimasta costante negli ultimi 800.000 anni.
• Tra gli amminoacidi stabili, l’acido aspartico è quello che
ha la più alta velocità di racemizzazione e viene quindi
normalmente scelto per la datazione dei campioni di ossa.
• Gli amminoacidi raggruppati in complesse proteine, come
il collagene, hanno velocità di racemizzazione differenti da
quelle degli stessi amminoacidi allo stato libero. La
conservazione delle ossa ha perciò un enorme effetto
sull’età apparente.

Datazione con il metodo del rapporto tra cationi
• Negli anni Ottanta è stata sviluppata una tecnica che
consente la datazione degli intagli e delle incisioni nella
roccia; essa è potenzialmente applicabile anche ai
manufatti di epoca paleolitica che presentano una forte
patina prodotta dalla lunga esposizione alla polvere del
deserto.
• Negli ambienti desertici, sulle superfici delle rocce esposte
alla polvere del deserto si forma una sorta di patina, detta
vernice o patina del deserto, composta di materiali
argillosi, ossidi e idrossidi di manganese e ferro, altri
elementi secondari ed elementi in tracce, e una
piccolissima quantità di materiale organico.
109

Datazione con il metodo del rapporto tra cationi
• Questo metodo di datazione si basa su principio che i
cationi di alcuni elementi (e cioè gli atomi carichi di quegli
elementi che si combinano con ioni ossido e ioni idrossido
di carica opposta per formare composti stabili) sono più
solubili di quelli di altri elementi. Essi scompaiono dalla
patina delle rocce più rapidamente degli elementi meno
solubili e la loro concentrazione va quindi diminuendo con
il passare del tempo.
• Il metodo richiede semplicemente la misurazione del
rapporto tra questi cationi più solubili, di solito quelli del
potassio (K) e del calcio (Ca), e i cationi del titanio (Ti),
che sono più stabili.
• Si suppone che il rapporto diminuisca in modo
esponenziale nel tempo (con una curva di diminuzione
avente lo stesso andamento delle curve di decadimento
degli isotopi radioattivi).
110

Datazione con il metodo del rapporto tra cationi
• Tuttavia, non esiste una velocità di diminuzione assoluta.
• La datazione con il metodo del rapporto tra cationi (CR,
catio-ratio) rimarrà sempre una sorella più debole rispetto
alle altre tecniche, poiché è necessario prendere in
considerazione molte varianti ambientali che la
influenzano.
• Le curve di calibrazione sono in via di revisione, ma il
metodo è al momento utilizzato principalmente come
supporto ad altre tecniche.
• Strati di calcite che si sono formati sopra la superficie delle
immagini nelle grotte possono essere datati col metodo del
radiocarbonio oppure dell’uranio-torio; anche gli ossalati
(sali di acido ossalico contenenti carbone organico)
formano depositi che possono essere datati col metodo del
radiocarbonio.
111

Datazione con il metodo del cloro-36
• La questione delle datazioni delle incisioni su roccia non
associate a nessun altro manufatto ha fatto un piccolo
passo avanti con il metodo della datazione del cloro-36
( 36 Cl).
• Il metodo dipende dall’accumulazione di nuclidi sulla
superficie della roccia quando è sottoposta a radiazione
cosmica. Uno o due metri di roccia sono in grado di
bloccare le radiazioni cosmiche.
• Tuttavia, quando degli spessi blocchi di roccia vengono via
ed espongono delle facce fresche, l’accumulazione di
nuclidi cosmogenici inizia sulla faccia fresca proprio dal
momento in cui è avvenuta la spaccatura.
112

Datazione con il metodo del cloro-36
• La concentrazione, nei campioni, di 36 Cl sulla superficie
della roccia è calcolata utilizzando uno spettrometro di
massa accelerato e viene paragonata con la concentrazione
di sottofondo presente in campioni di roccia esposta da
poco tempo.
• Quando l’esposizione della roccia è vecchia, la
concentrazione è molto più alta.
• Il paragone, comunque, non fornisce nessuna informazione
sulla data dell’incisione, ma semplicemente su quanto
tempo la superficie della roccia in questione è rimasta
esposta, dall’evento geologico che portò alla sua
esposizione.
113

Datazione archeomagnetica
• La datazione archeomagnetica o paleomagnetica si è
dimostrata fino a oggi di limitata utilità in campo
archeologico, e ciò è in parte dovuto al fatto che nelle
diverse aree geografiche non sono ancora state portate a
termine una quantità sufficiente di ricerche in questo
campo.
• Il campo magnetico terrestre (campo geomagnetico) varia
continuamente sia in direzione orientata (direzione e verso)
sia in intensità.
• Testimonianze storiche hanno permesso agli scienziati di
rappresentare graficamente le variazioni della direzione del
polo Nord magnetico registrate in alcune regioni, mediante
letture della bussola, negli ultimi 400 anni.
114

Datazione archeomagnetica
• Gli scienziati sono riusciti anche a seguire queste
variazioni risalendo ancor più indietro nel tempo, sia in
Europa sia altrove, attraverso lo studio della
magnetizzazione in periodi più antichi, contraddistinti dalla
presenza di strutture in argilla cotta (forni, fornaci,focolari)
databili in maniera indipendente.
• Quando l’argilla viene riscaldata a 650/700 °C e non
subisce altri forti riscaldamenti successivi, le particelle di
ferro presenti in essa assumono permanentemente la
direzione orientata (direzione e verso) e l’intensità del
campo magnetico terrestre al momento della cottura;
questo fenomeno è detto magnetizzazione termoresidua
(TRM, thermoremanent magnetism).
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Datazione archeomagnetica
• Misurando la magnetizzazione termoresidua si possono
costruire diagrammi delle variazioni della direzione
orientata del campo magnetico nel tempo, diagrammi che
possono essere usati per datare altre strutture di argilla
cotta di epoca sconosciuta, di cui si misura la
magnetizzazione termoresidua e poi la si mette in
corrispondenza con un particolare punto (data) della
sequenza principale.
• Per quanto riguarda invece le variazioni nell’intensità del
campo magnetico, che varia indipendentemente dalla
direzione orientata del campo, si devono costruire
differenti sequenze principali.
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Datazione archeomagnetica
• Le variazioni regionali entro il campo magnetico planetario
richiedono necessariamente la costruzione di una sequenza
principale per ciascuna regione. Per la direzione orientata
del campo magnetico esse sono state create in alcune aree
del mondo, risalendo all’indietro fino a oltre 2000 anni fa.
• Un forno da ceramica o un forno da pane in argilla cotta
costruiti in questo arco di tempo, la cui magnetizzazione
termoresidua sia misurata in loco in un sito di una di queste
aree territoriali, possono essere datati con una precisione
soddisfacente con il metodo della direzione orientata del
campo magnetico.
• Tuttavia, dopo che la struttura è stata rimossa, l’antica
direzione orientata del suo campo magnetico non può più
essere confrontata con quella del campo magnetico attuale.
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Datazione archeomagnetica
• L’intensità del campo magnetico può invece essere
misurata anche quando l’argilla cotta è al di fuori del
proprio contesto di provenienza, e ciò rende il metodo – a
differenza di quello basato sulla direzione orientata del
campo – applicabile alla ceramica.
• Fino a oggi, comunque, il metodo basato sull’intensità del
campo magnetico si è rivelato assai meno preciso di quello
basato sulla direzione orientata del campo.
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Datazione archeomagnetica
• Un altro aspetto dell’archeomagnetismo, pertinente alla
datazione dei materiali del Paleolitico Inferiore, è il
fenomeno delle inversioni complete della direzione
orientata del campo magnetico terrestre (il Nord magnetico
diventa il Sud magnetico e viceversa).
• L’inversione più recente è avvenuta intorno a 780.000 anni
fa, e una sequenza di tali fenomeni è stata costruita,
risalendo a ritroso per alcuni milioni di anni, con l’ausilio
del metodo del potassio-argon e di altre tecniche di
datazione.
• Il rinvenimento di parti di questa sequenza di inversioni
negli strati rocciosi dei siti africani abitati dai primi
ominidi si è rivelato un utile strumento di controllo per gli
altri metodi di datazione impiegati su quegli stessi siti.
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