Riproduzione di una fornace romana. Fonte: www.archeologia.unipd.it

Negli scavi archeologici i reperti che emergono con più frequenza sono sicuramente le ceramiche, un archivio di testimonianze non facilmente soggette a degrado come, invece, lo sono i materiali organici. Prodotte per lo più con argilla e quarzo, sono riuscite, spesso in frammenti, a giungere sino a noi superando le alterazioni chimiche, fisiche e biologiche a cui sarebbero potute andare incontro. Analizzandole dal punto di vista culturale, ci rendiamo conto che questi oggetti hanno registrato nella storia delle civiltà il variare nel tempo di mode, funzioni tecniche e simboli: le principali differenze nella forma (morfologia) di vasi, ad esempio, sono ben delimitabili nel tempo e nello spazio. Per gli archeologi la ceramica rappresenta un ottimo orologio. E lo diventa ancora di più se pensiamo che può essere datato con un metodo scientifico e non solo basandosi sullo stile di un manufatto. Oggi parliamo di termoluminescenza.

La termoluminescenza (TL) è utilizzata per la datazione di reperti geologici ed archeologici che contengano al loro interno cristalli di quarzo. Questo minerale si comporta come un dosimetro – sì, proprio come i badge per il controllo dell’esposizione indossati da medici e infermieri che conducono analisi con radiazioni di varia natura– che assorbe e accumula nel tempo energia scaturita dal decadimento di isotopi radioattivi presenti nel terreno circostante e nel reperto stesso (radioattività ambientale). Occorre che in un dato momento del passato questa energia immagazzinata dal materiale sia totalmente rilasciata. Nel caso delle ceramiche, l’azzeramento iniziale coincide con la cottura a temperature superiori a circa 500  °C. Da quel momento in poi la radioattività tornerà ad accumularsi fino al rilascio “artificiale” dovuto alla misura operata dagli studiosi nei laboratori. Infatti la ceramica antica può essere riscaldata in laboratorio e la quantità di energia, emessa sottoforma di radiazione luminosa, sarà proporzionale all’età del campione o meglio, al tempo intercorso tra l’analisi e l’ultima cottura durante la quale l’energia immagazzinata nella storia geologica dei cristalli di quarzo sarà stata interamente liberata.

Schematizzazione del meccanismo legato alla termoluminescenza

L’età del reperto potrà essere ottenuta dalla semplice equazione:

Età = Paleodose/Dose annua

nella quale la Paleodose è l’energia assorbita dal reperto, dall’esposizione ad alte temperature fino al momento della misura di TL, mentre la Dose annua corrisponde alla quantità di energia assorbita dal materiale in un anno. La dose annua dipenderà dai vari tipi di radioattività presenti nel luogo in cui i reperti fittili erano conservati ed è determinata nel momento della raccolta dei campioni o prelevando del terreno e analizzandolo mediante l’apposita strumentazione, in laboratorio.

Quanto indietro nel tempo possiamo giungere con la termoluminescenza? Difficile dare un limite certo in quanto i fattori in gioco sono tanti e variabili: l’ambiente di deposizione, la “sensibilità” del quarzo, i protocolli adoperati per la misura permettono, a volte, di arrivare a centinaia di migliaia di anni fa (come leggiamo nell’articolo pubblicato su Quaternary Science Review nel lontano 1993 da Huntley, Hutton e Prescott).

Abbiamo parlato di radioattività ambientale? Cos’è esattamente? Dovremmo averne timore? Lo capiremo insieme la prossima settimana!