IL RADIOCARBONIO

Tra i vari metodi di datazione assoluta, uno in particolare segnò in maniera indelebile il futuro della ricerca archeologica, espandendo notevolmente gli orizzonti della scienze storiche: Il metodo del radiocarbonio. Inventato da Willard Libby nel 1949, questa tecnica, fondandosi sul principio del decadimento radioattivo di un isotopo del carbonio, il carbonio14, permette di datare in maniera assoluta qualsiasi reperto contenente carbonio, come tessuti organici, legno, conchiglie, avorio ed addirittura l’anidride carbonica presente in acque fossili o imprigionate nei ghiacciai.

l’interazione tra l’atmosfera e la radiazione cosmica ha l’effetto di produrre atomi di carbonio14, i quali vengono ossidati immediatamente dall’ozono (O3) e trasformati in anidride carbonica che si mischia con quella già presente in tutta l’atmosfera. Successivamente, mediante i processi respiratori e la fotosintesi clorofilliana, il carbonio14 entra, sia direttamente che indirettamente, a far parte della composizione di ogni organismo vivente (fig1). 

fig. 1

Durante il corso della loro vita gli esseri viventi continuano ad assumere radiocarbonio mantenendo in equlibrio costante la quantità di detto elemento nei tessuti, ma al momento della loro morte interrompono questa continua assunzione di carbonio14, facendo in modo che quest’ultimo cominci a diminuire di quantità, fino alla sua disintegrazione totale. Si è scoperto che il carbonio14 perde la meta del suo peso atomico in 5730 anni, in tal modo possiamo conoscerne la velocità di decadimento. Quanto detto ci consente di datare un reperto attraverso il confronto tra il suo contenuto residuo di carbonio14 e quello di un campione standard, che è per convenzione l’acido ossalico preparato il 1 gennaio 1950 dal National Bureau of Standards, Usa. Le date così ottenute non sono riferite quindi al presente ma al 1950 e vengono espresse con la dizione before present (BP), ad esempio il 1900BP corrisponde al 50AD, pertanto, se si volesse creare una scala cronologica, l’anno 0 corrisponderebbe al 1950AD. Il limite operativo di questa metodologia è rappresentato dagli ultimi 60000 anni, i reperti riferiti ad età più antiche non possono datarsi in quanto il segnale residuo di carbonio14 si confonde con il rumore di fondo ambientale.

Con il progredire degli studi ci si è accorti di alcuni limiti che presentava questo metodo, in particolare si è scoperto che nel corso del tempo l’assimilazione del carbonio14 da parte degli organismi viventi non è stata costante. Questa scoperta ha comportato l’esigenza di calibrare le datazioni ottenute con il metodo del radiocarbonio in quanto uno dei principi cardine su cui si basa questa tecnica afferma che sia la costanza della radiazione cosmica, sia la produzione di carbonio14 siano state identiche a quelle rilevate nel 1950 e che non siano mutate nel corso del tempo. Per poter calibrare le date ottenute con il radiocarbonio bisogna usare delle particolari curve di correzione espresse in anni calendarici. Il metodo universalmente usato e che ha dato i migliori risultati, è quello mediante calibrazione dendrocronologica , vale a dire per mezzo della datazione degli anelli di accrescimento delle grandi piante. La tecnica dendrocronologica si basa su di un fenomeno naturale cioè la crescita annuale che coinvolge un’albero nel corso della sua vita. Le nuove cellule prodotte si dispongono ad anello attorno a quelle prodotte gli anni precedenti e vanno a formare ciò che viene denominato “cerchio annuale”, questi è di spessore variabile a seconda che si sia formato in un anno piovoso o secco. I vari cerchi sono facilmente riconoscibili gli uni dagli altri e costituiscono delle vere e proprie sequenze cronologiche che prendono il nome di “sequenze dendrocronologiche”.Basterà effettuare un campionamento mediante carotaggio dall’albero e quindi, sapendo che all’anello più esterno corrisponde l’anno della morte della pianta, procedere a ritroso. Il fatto che alberi della medesima specie e provenienti dallo stesso contesto climatico – regionale siano facilmente correlabili a permesso di costruire delle serie cronologiche di 11000 anni (pino e quercia tedeschi) grazie al confronto con legni provenienti da contesti archeologici (fig2).

fig. 2

Dopo aver spiegato sommariamente i principi base del metodo dendrocronologico, torniamo alla calibrazione del radiocarbonio. L’operazione di base consiste nel tagliare alcuni pezzi di legno, gia perfettamente datati mediante analisi dendrocronologica, in parti molto sottili, cioè contenenti il minor numero possibile di cerchi annuali, dopo questa fase si procede con il datare mediante carbonio14 ognuna di queste parti in modo che ad ogni “fettina” di legno corrispondano due date, una dendrocronologica ed una al radiocarbonio. Basterà allora costruire un semplice grafico cartesiano e confrontare la datazione al radiocarbonio di un reperto, con il valore corrispondente nella scala dendrocronologica per avere, in linea di principio, una data calibrata.