Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra
“Macedonio Melloni”
Corso di laurea magistrale in
Scienze per la Conservazione e il Restauro
CARATTERIZZAZIONE DI CERAMICHE DEL BRONZO
ANTICO IIIB PROVENIENTI DA KHIRBET ALBATRAWY (GIORDANIA): UN APPROCCIO MULTIANALITICO
CHARACTERIZATION OF EARLY BRONZE IIIB
POTTERY FROM KHIRBET AL-BATRAWY (JORDAN):
A MULTI-ANALYTICAL APPROACH
Relatore: Dott. Danilo Bersani
Correlatore: Prof. Pier Paolo Lottici
Laureanda: Elena Bacchini
Anno Accademico 2013/2014
Pagina | 1
INDICE
1
Introduzione
pag. 4
2
Il sito archeologico di Khirbet al-Batrawy
pag. 5
3
2.1.
Prima di Khirbet al-Batrawy
pag. 5
2.2.
Obiettivi e attività della missione archeologica in Giordania
pag. 5
2.3.
Gli anni di scavi
pag. 7
2.4.
La città di Khirbet al-Batrawy
La ceramica archeologica
3.1.
3.2.
4
Argilla: materia prima del vasaio
pag. 11
pag. 14
pag. 14
3.1.1. Minerali argillosi
pag. 15
3.1.2. Minerali non argillosi
pag.16
3.1.3. Materiali accidentali
pag. 18
3.1.4. Il sistema acqua-argilla
pag. 19
Dall’argilla al manufatto ceramico
pag. 20
3.2.1. Lavorazione
pag. 20
3.2.2. Modellazione
pag. 21
3.2.3. Essiccamento
pag. 22
3.2.4. Rifiniture, rivestimenti e decorazioni
pag. 23
3.2.5. Cottura
pag. 25
Tecniche analitiche e metodologie d’indagine
pag. 28
4.1.
Microscopia ottica
pag. 28
4.2.
Spettroscopia micro-Raman
pag. 28
4.3.
Diffrattometria a raggi X
pag. 32
4.4.
Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier
pag. 35
4.5.
Microscopia elettronica a scansione
pag. 38
5
I campioni
pag. 41
6
Risultati delle analisi
pag. 50
6.1.
Microscopia ottica
pag. 50
6.2.
Spettroscopia micro-Raman
pag. 55
6.2.1.
Carbonati
pag. 55
6.2.2.
Ossidi e idrossidi
pag. 56
6.2.3.
Silicati
pag. 62
6.2.4.
Solfati
pag. 66
6.2.5.
Fosfati
pag. 68
Pagina | 2
6.2.6.
Materiale organico
pag. 68
6.3.
Diffrattometria a raggi X
pag. 69
6.4.
Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier
pag. 73
6.5.
SEM-EDX
pag. 78
6.5.1. Tempera
pag. 78
6.5.2. Matrice
pag. 84
7
Discussione dei risultati
pag. 87
8
Conclusioni
pag. 94
9
Appendice
pag. 96
9.1.
Periodizzazioni
pag. 96
9.2.
JADIS e MEGA-Jordan
pag. 98
9.3.
Archeologia come metodo
pag. 100
9.4.
Giacimenti rocciosi vicino a Khirbet al-Batrawy
pag. 101
9.5.
Tabelle riassuntive dei risultati
pag. 103
Note bibliografiche e sitografiche
pag. 107
Ringraziamenti
pag. 112
Pagina | 3
1
INTRODUZIONE
Studiare una cultura materiale significa studiare tutti quei manufatti che, anche senza
possedere una valenza estetica, risultano significativi, se non determinanti, per ricostruire non
una storia dell’arte, ma una storia della produzione. Oggetto della cultura materiale divengono,
quindi, non le opere d’arte, bensì gli oggetti della vita quotidiana: i “cocci”, gli utensili, gli
strumenti manuali. Attraverso questi oggetti, che diventano le fonti principali dei vari modi di
produrre, è possibile studiare le formazioni economico-sociali scomparse.
A tal fine, il presente studio si propone di caratterizzare manufatti ceramici risalenti
all’Antica Età del Bronzo IIIB (2500 – 2300 a.C.). Tali oggetti provengono dal sito archeologico
giordano di Khirbet al-Batrawy, scoperto nel 2004 da un’équipe dell’Università degli Studi di
Roma “La Sapienza”, diretta da Lorenzo Nigro. Gli studi su questo insediamento hanno rivelato
la sua importanza come città-stato del Levante meridionale nel III millennio a.C.
Nello specifico sono stati analizzati 36 campioni, sia da un punto di vista mineralogico petrografico che chimico, con lo scopo di definirne la composizione, le tecnologie di produzione
e la provenienza. Ai suddetti campioni si è aggiunto lo studio di marna, proveniente dalla stessa
area geografica del sito archeologico, e di un frammento di mattone, proveniente da
un’abitazione sempre del Bronzo Antico IIIB.
Data la complessità e l’eterogeneità degli impasti ceramici, si è scelto un approccio multianalitico: i frammenti sono stati analizzati tramite microscopia ottica, spettroscopia micro Raman, diffrattometria a raggi X (XRD), spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) e microscopia elettronica a scansione accoppiata a spettrometria a dispersione di energia
(SEM-EDX).
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2
IL SITO ARCHEOLOGICO DI KHIRBET AL-BATRAWY
L’attività di prospezione archeologica in Giordania, svolta dall’équipe dell’Università degli
Studi di Roma “La Sapienza”, ha portato alla luce, sulla sommità della rupe di Khirbet al-Batrawy,
un sito archeologico del III millennio a.C., mai indagato prima. Gli straordinari rinvenimenti
effettuati hanno rivelato al mondo una città dimenticata, che illumina una fase storica
apparentemente lontana: il sito, infatti, si pone come unicum nello stato degli studi attuali,
perché prova che già nel III millennio a.C. i popoli del Levante abitavano queste zone e perché la
posizione strategica occupata dalla città la delinea come un centro importante di controllo degli
scambi commerciali della zona.
2.1. Prima di Khirbet al-Batrawy
Gli studi archeologici nel Levante hanno avuto un notevole sviluppo negli ultimi decenni del
secolo scorso. Il pioniere in Giordania fu Nelson Glueck, ma si deve a Siegfried Mittmann la
produzione di una mappa dettagliata degli insediamenti e dei siti archeologici, principalmente
nella parte centro-settentrionale del Paese. Queste ricerche diedero vita, negli anni ’80 e ’90, ad
una serie di precise indagini sul territorio: un importante ritrovamento fu quello del sito
neolitico di ‘Ain Ghazal, localizzato nella valle dove sorge del fiume Zarqa.
Dalla seconda metà degli anni ’80 anche l’Università “La Sapienza” di Roma partecipò a
queste esplorazioni territoriali e alla loro sistematizzazione; in particolare, Gaetano Palumbo, in
collaborazione con l’American Center of Oriental Research di Amman, portò a termine la prima
catalogazione sistematica del patrimonio archeologico giordano: il JADIS (The Jordan Antiquities
Database and Information System). Alla fine degli anni ’90, però, le ricerche vennero sospese.
Nel 2004 il professor Lorenzo Nigro, assieme a due dottorandi di ricerca de “La Sapienza”
(Andrea Polcaro e Maura Sala), decise di far ritorno in Giordania.
2.2. Obiettivi e attività della missione archeologica in Giordania
La spedizione in Giordania ha lo scopo di studiare le origini delle città del Levante
meridionale e la loro evoluzione socio-economica durante l’Età del Bronzo; questo fenomeno si
sviluppa tra la metà del IV millennio e la fine del II millennio a.C. ed è il frutto della cultura detta
“dei Cananei” [Nigro, 2010]. L’oggetto specifico di queste attività di ricerca, che sono annuali ed
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effettuate in collaborazione con le autorità locali, è il sito di Khirbet al-Batrawy, situato nella
valle dello Wadi az-Zarqa.
Il gruppo, diretto da Nigro, cominciò la ricerca dopo aver studiato le vie di comunicazione e i
corsi d’acqua, cioè dopo aver analizzato le aree più adatte all’insediamento umano [Nigro, 2010].
Muniti di mappe satellitari della Giordania, di un GPS e del JADIS, continuarono a cercare, finché
non si trovarono nei pressi di Zarqa, ai piedi di una rupe dominante la valle. Era Khirbet al Batrawy: circondata a sud ed a est dalle case della periferia settentrionale di Zarqa, ad ovest da un
dirupo che scendeva a picco sul fiume e a nord da una cava di pietra [Nigro, 2010].
Una volta arrivato in cima, il gruppo vide un’immensa distesa di pietra e una miriade di
frammenti ceramici [Nigro, 2010]. Ebbe così inizio lo studio di una città fino ad allora
sconosciuta.
SIRIA
IRAQ
ISRAELE
ARABIA
SAUDITA
Fig. 2.1 – Immagine della Giordania: l’area verde indica la provincia di Zarqa, al cui interno si trova
il sito di Khirbet al-Batrawy (evidenziato dalla bandierina) [da www.megajordan.org].
Fig. 2.2 - Vista generale del sito di Khirbet al-Batrawy (da nord) [Nigro, 2010].
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2.3. Gli anni di scavi
Le attività sul campo iniziarono nel maggio 2005, con la perimetrazione e il rilievo del sito .
Nella prima campagna di scavi il gruppo lavorò sull’Acropoli (area A), in due diversi punti (area
A Est e area A Ovest), ai lati del cairn (cumulo di pietra) più grande, individuando i resti del
piccolo villaggio del Bronzo Antico IV (2200 – 2000 a.C.) [Nigro, 2010]; lavorò, inoltre, a cavallo
delle mura, sul lato nord del sito (area B), portando alla luce una porzione del muro di
fortificazione della città del Bronzo Antico II-III; infine procedette al rilievo della Torre No rdOvest (area C). L’arco temporale di occupazione del sito è stato, dunque, confermato dali scavi
della prima campagna che hanno anche attestato l’esistenza di una monumentale cinta muraria.
Con la seconda campagna di scavi, condotta tra maggio e giugno del 2006, vennero aperte tre
nuove aree di scavo: l’area D, all’estremità sud-occidentale del sito, l’area E, all’interno della linea
di fortificazione (circa a metà del lato meridionale) e l’area F, nella zona orientale della rupe di
Batrawy. Le fortificazioni vennero maggiormente esposte in tre differenti punti (aree B nord, D
ed E) e si individò il tempio cittadino (area F). Vennero iniziati, inoltre, restauri sistematici delle
mura [Nigro, 2010].
Nella terza campagna di scavi, avvenuta nel 2007, il gruppo proseguì nell’esplorazione delle
fortificazioni (area B) e terminò lo scavo del tempio. A ciò si aggiunse un’esplorazione del
territorio intorno a Batrawy, per individuare i centri coevi alla città (e probabilmente dipendenti
da essa) e delle principali rotte che da Batrawy si spingevano a est e a nord-est, verso il deserto
basaltico [Nigro, 2010].
Nella quarta campagna di scavi (2008) i lavori furono concentrati nell’area B, dove il tratto di
mura scavate giunse a più di 40 metri di lunghezza e il gruppo di lavoro riuscì a determinare la
completa sequenza stratigrafica delle fortificazioni.
Con la quinta campagna di scavi, avvenuta nel 2009, il gruppo concentrò le ricerche nel tratto
più occidentale delle mura (area B nord), dove l’alzato delle strutture, che si era conservato,
raggiungeva i 3,5 m e dove fu portato alla luce un bastione e un’altra struttura aggettante [Nigro,
2010]. Sempre nello stesso periodo venne esposta un’altra porzione del villaggio del Bronzo
Antico IVB, sorto sulle rovine della città del Bronzo Antico II-III.
Durante la sesta campagna (maggio 2010), venne scoperto un importante edificio costituito
da grandi stanze e solide mura di pietra, risalente al Bronzo Antico IIIB (2500 – 2300 a.C.).
All’interno di questo edificio – che si rivelò poi essere un palazzo – venne ritrovato anche un
ampio magazzino rettangolare (7,5 x 4,9 m), che ospitava almeno 20 enormi pithoi e giare
contenenti semi carbonizzati (una conteneva anche ocra rossa), così come altri vasellami e
oggetti, tutti in uno stato di conservazione abbastanza buono, per un totale di più di 120 oggetti,
i quali erano sprofondati sotto uno strato composto da cenere, mattoni di fango rotti e bruciati,
frammenti di gesso, pietre e travi in legno carbonizzate. I muri dell'ambiente, spessi 0,8‐0,9 m,
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avevano conservato all’interno l’intonaco color avorio, anch’esso con forti tracce dell’incendio
che pose fine alla città del Bronzo Antico III intorno al 2300 a.C. [Nigro, 2010]. Le grandi giare e i
pithoi erano allineati su due file, lungo le pareti del magazzino, spesso con piccoli vasi ai loro
piedi. Sono state recuperate anche brocche rosso-brune, brocche puntinate nero-brune, vasi di
medie dimensioni e uno speciale vaso rosso-bruno a due anse con un alto piedistallo scanalato (a
quanto pare un vaso cerimoniale), illustrando, dunque, una serie quasi completa di stoviglie.
Anche altri oggetti, trovati nel magazzino, sono degni di nota: diverse ossa lavorate (anche un
pugnale d'osso), considerati beni di lusso, così come un tornio da vasaio accuratamente lavorato
e costituito da una base in calcare e da due dischi in basalto. Essi sono una testimonianza delle
conquiste tecnologiche raggiunte dalla comunità di Khirbet al-Batrawy nel III millennio a.C. La
diffusione del tornio, infatti, ha portato successivamente alla standardizzazione sempre più
capillare delle forme ceramiche e ad una produzione in serie [Nigro, 2010].
Fig. 2.3 - Ritrovamento del vaso cerimoniale a due anse [Nigro, 2010].
Nel mezzo del magazzino (successivamente rinominato “Sala a Pilastri”) sono state ritrovate
anche quattro asce di rame. Questa scoperta risulta essere molto importante, dal momento che
fino a quel momento si conoscevano nell’intero Levante solo pochi esemplari di armi in rame e
quelle recuperate nel palazzo di Batrawy illustrano tipi distinti. Inoltre, grazie alla recente
missione archeologica dell’Università di San Diego (California), sono state scoperte miniere di
rame in Wadi Feinan, dove il minerale veniva estratto e pre‐lavorato, per poi essere
commerciato verso nord proprio tra il 2700 e il 2300 a.C. (BA III); questa potrebbe essere la
fonte di metallo utilizzato per le asce di Batrawy [Nigro, 2010].
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Fig. 2.4 - Pianta topografica di Khirbet al-Batrawy con le aree e i principali monumenti
scavati nelle campagne 2005-2010 [Nigro, 2010].
La settima campagna di investigazioni archeologiche e di restauri è stata effettuata tra
maggio e giugno 2011 e si è focalizzata sull’area B sud, dove è stata scoperta un’ulteriore
porzione del palazzo (Bronzo Antico IIIB), dalle cui stanze è stata portata alla luce una serie di
oggetti, tra i quali due vasi decorati con figure applicate: uno con un grande serpente, l’altro
diviso in metope, nelle quali erano rappresentati, in posizione opposta, un serpente e uno
scorpione; i due reperti sono, al momento, senza confronti nel panorama levantino coevo e
testimoniano verosimilmente un aspetto del culto dei Cananei [Nigro, 2011].
È stato, inoltre, portato alla luce un secondo tornio in basalto, analogo a quello rinvenuto nel
2010, ad ulteriore testimonianza della tesaurizzazione palaziale degli strumenti che
rappresentavano l’innovazione tecnologica (il tornio veniva utilizzato, infatti, per realizzare il
collo dei pithoi). Nella Sala a Pilastri, caratterizzata da un pavimento su due livelli, realizzato
tagliando e regolarizzando la roccia della collina, oltre agli oggetti rivenuti nella campagna
precedente, è stato messo in luce, al centro della parete est, un sedile in pietra – forse un seggio –
mentre sul lato sud un grande pithos murato in una nicchia [Nigro, 2011].
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Fig. 2.5 - Vaso con applicazione di serpente (a sinistra) e vaso con decorazione divisa in metope (a destra) , [Nigro, 2010].
Fig. 2.6 - Vaso con decorazione divisa in metope: particolari del serpente e dello scorpione [Nigro, 2010].
Davanti al sedile e attorno al pilastro centrale erano presenti i reperti più significativi: una
giara piena di 630 perle in corniola, osso, cristallo di rocca, fritta, giadeite, conchiglie, a metista e
rame, con alcune perle infilate in sottilissimi fili di rame, una quinta ascia di rame, due falcetti di
legno con le lame costituite da serie di selci affilate (“Cananean blades”), una grande brocca in
ceramica rossa lustrata e un rarissimo vaso (“Lotus Vase”) ispirato ad una tipologia egiziana
(forse un vaso d’importazione) [Nigro, 2011]. Oltre a ciò è stato realizzato il restauro della
parete occidentale del padiglione orientale (B1) e di una parte del padiglione occidentale (B3)
del palazzo. Nello strato sottostante più antico, appartenente al Bronzo Antico II, è stato
rinvenuto il frammento di una paletta egiziana in scisto grigio, un oggetto pregiato testimone
delle relazioni internazionali dell’antica città agli inizi del III millennio a.C. Il gruppo di lavoro ha
continuato anche l’esplorazione del villaggio del Bronzo Antico IVB: dai rilevamenti effettuati
sembra che l’accampamento fosse nato appena dentro il margine settentrionale delle rovine
della precedente città del BA IIIB e che si este ndesse verso sud solo nella sua fase finale di vita,
quando divenne un piccolo villaggio più consistente [Nigro, 2011].
L’ottava campagna di scavi, condotta tra maggio e giugno 2012, ha concentrato le attività
sulle fortificazioni settentrionali e sul “Palazzo delle asce di rame”, portando a nuove scoperte.
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Lo scavo delle triple mura ha rivelato una nuova torre aggettante costruita in grandi blocchi di
calcare e con uno spessore di 5,5 m, sostenuta da imponenti bastioni curvilinei dallo spe ssore
complessivo di circa 20 m. Questa struttura difensiva (Torre Nord) proteggeva la porta di
accesso alla città. Lo scavo del palazzo è continuato con il completamento della grande Sala a
Pilastri, caratterizzata da due ingressi monumentali con gradini in mattoni crudi e quattro
pilastri sull’asse mediano. In essa sono stati trovati anche strumenti d’osso femminili, legati alla
filatura. Un terzo tornio è stato trovato nel padiglione orientale del palazzo. Gli scavi hanno
inoltre consentito di identificare una ulteriore terrazza del palazzo, ancora da esplorare, ma in
cui sono stati scoperti alcuni reperti, tra i quali una grande vasca in ceramica [Nigro, 2012].
Durante la nona campagna di scavi, condotta tra agosto e settembre 2013, si è continuata
l’esplorazione delle possenti fortificazioni sul lato nord, oltre allo sviluppo del turismo e
all’implementazione del parco archeologico.
Sono stati condotti restauri su tutti i monumenti portati alla luce e sui reperti rinvenuti.
2.4. La città di Khirbet al-Batrawy
La posizione scelta per la città di Batrawy – la cima di una rupe – sfruttava non solo le
caratteristiche geomorfologiche della collina, ma anche i percorsi utilizzati dalle genti nomadi o
seminomadi che si trasferivano d’estate, dal deserto e dalla steppa, nella valle fluviale. Questi
percorsi seguivano gli wadiat, gli alveoli dei ruscelli e dei fiumi stagionali che solcavano i fianchi
del deserto basaltico giordano [Nigro, 2010].
Il territorio compreso nel fiume dello Wadi az-Zarqua, ai margini del deserto siro-arabico, si
potrebbe definire come un imbuto in cui confluivano tante strade. Batrawy si trovava sul collo
dell’imbuto e proprio da ciò derivava la sua importanza strategica: la città controllava le vie
carovaniere verso la Siria, l’Arabia e la Mesopotamia e il guado che consentiva di scendere a
ovest nella Valle del Giordano, in Palestina, fino al Mediterraneo e al Mar Rosso. A conferma del
fatto che la città fosse un centro carovaniero, si debbono considerare i numerosi ritrovamenti di
ossa d’asino all’interno del sito di Batrawy: nel III millennio a.C., infatti, l’asino era l’animale da
trasporto per eccellenza.
La città nacque negli ultimi secoli del IV millennio a.C. in seguito al sedentizzarsi di gruppi di
pastori e allevatori seminomadi, i quali si stabilirono lungo le sponde dello Wadi az-Zarqa e
iniziarono a praticare l’agricoltura. Si formarono, così, una serie di villaggi e fattorie.
Alcuni processi socio-economici, tra i quali l’arrivo di altri gruppi seminomadi e la diffusione,
mediante il commercio, di nuovi materiali, portarono le comunità rurali a decidere di
concentrare i beni, i luoghi delle decisioni e del culto religioso in un’unica struttura protetta, la
città fortificata, affinché essa divenisse il centro di riferimento. Sulla terrazza rocciosa sorse il
tempio monumentale, centro simbolico delle comunità che vivevano nella valle sottostante, e un
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circuito di mura monumentali, le quali imponevano un controllo territoriale politico e militare
[Nigro, 2010].
La tormentata vicenda storica di Batrawy si svolse nell’arco di un millennio (dal Bronzo
Antico II al Bronzo Antico IV).
La fase di formazione e il primo sviluppo della città avvenne tra il 3000 e il 2700 a.C. (BA II);
durante questo periodo vennero erette le mura della città, vennero costruiti il monumentale
tempio sulla terrazza orientale e altri edifici. Un violentissimo terremoto interruppe la crescita
della città, causando il crollo sia del muro di facciata del tempio che della porta al centro del
settore nord-occidentale delle mura [Nigro, 2010].
Tra il 2700 e il 2500 a.C. (BA IIIA) la città venne ricostruita con una nuova cinta di mura e con
un tempio completamente rinnovato e ingrandito; si svilupparono le attività commerciali, lo
scambio e la tesaurizzazione delle mate rie prime. Ma la crescita della città e i beni che in essa
vennero raccolti diventarono un’attrazione per potenziali nemici (popolazioni nomadi e
seminomadi della steppa e del deserto): proprio un’incursione nemica causò la fine della città, la
quale venne data alle fiamme dopo essere stata saccheggiata [Nigro, 2010].
Subito dopo la violenta distruzione (2500 a.C.) la città venne ricostruita, in forma ancora più
monumentale: vennero edificati possenti sistemi difensivi, torri aggettanti, bastioni e un ampio
complesso palatino, nel quale furono concentrate le funzioni produttive e amministrative e in cui
vennero raccolti beni di lusso (vasellame, oggetti in osso e in metallo, strumenti per la
produzione in serie degli oggetti di uso comune – come il tornio da vasaio). L’imponenza delle
mura difensive, con uno spessore che superava i 15 m e un alzato che nel tratto più occidentale
del muro principale raggiungeva 4 m, testimoniano lo sforzo compiuto per difendere i beni e le
ricchezze della città. Quest’ultima grande fase di vita di Batrawy (2500-2300 a.C. – BA IIIB)
venne interrotta, però, da un attacco nemico: il Palazzo Reale , ormai assediato, venne in parte
murato, per proteggere le ricchezze che vi erano stipate. Fu tutto inutile perché la città venne
data alle fiamme [Nigro, 2010].
Reperti archeologici e resti paleobotanici e zooarcheologici, attribuibili al Bronzo Antico III,
documentano una ricca presenza di prodotti agricoli e alimentari, ben al di là della soglia di
sussistenza. La cultura materiale del BA III mostra una forte standardizzazione delle produzioni
ceramiche, sia per le forme che per l’impasto e per le funzioni e rivela un aumento nel numero e
nella varietà delle ceramiche pettinate e delle ceramiche metalliche (chiamate così perché cotte
ad alte temperature e proprio per questo più fragili). Anche le ceramiche specializzate (la
ceramica dipinta e la ceramica rossa lustrata) diventano sempre più diffuse. La grande quantità
di contenitori pettinati suggerisce che l’olio di oliva, solitamente immagazzinato e spedito in
questo tipo di recipiente, fosse soprattutto ricevuto da territori limitrofi [Nigro, 2010].
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Per circa un secolo la rupe di Batrawy rimase abbandonata, finché non cominciò ad essere
riutilizzata, soprattutto come luogo di sepoltura e, comunque, non in modo sistematico.
Successivamente alcuni settori dell’altura vennero occupati da piccoli gruppi di capanne di una
comunità di pastori e agricoltori, caratterizzata da una cultura materiale molto povera,
sfruttando le rovine degli edifici crollati dell’antica città (2300-2200 a.C. – BA IVA) [Nigro,
2010].
Tra il 2200 e il 2100 a.C. sulla rupe si era formato un villaggio rurale, con abitazioni che
testimoniano il ritorno ad un’economia rurale domestica, anche se completamente diversa da
quella complessa dell’antica città. La cultura materiale di questa comunità è illustrata da un
numero relativamente alto di rinvenimenti ceramici molto semplici, con una scarsa varietà
tipologica e strumenti di selce, pietra e basalto. La vita del villaggio fu però breve: la collina di
Batrawy venne definitivamente abbandonata attorno al 2000 a.C. (BA IVB) [Nigro, 2010];
rimase inalterata per quattromila anni, finché non venne nuovamente scoperta dall’équipe de
“La Sapienza”.
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3
LA CERAMICA ARCHEOLOGICA
Il semplice vaso fornisce una testimonianza della vita quotidiana e riflette il gusto locale e la
capacità economica della comunità in cui il vasaio esercita il proprio mestiere.
L’argilla, materia prima del vasaio, può essere modellata nelle forme più diverse. Varietà di
forme e di funzioni significa varietà di lavorazione. Ma non basta studiare il prodotto finito,
bisogna anche conoscere come si è arrivati ad ottenerlo: si devono, quindi, indagare le proprietà
e le composizioni dei materiali in maniera approfondita, poiché su di essi si basa la produzione
ceramica.
3.1. Argilla: materia prima del vasaio
L’argilla può essere considerata sotto tre aspetti:
1. Aspetto geologico: argilla intesa come roccia sedimentaria detritica incoerente, dalla
composizione mineralogica variabile. Sono prevalenti i minerali argillosi accompagnati dai
minerali non argillosi (che comprendono quarzo, carbonati, feldspati, composti del ferro),
da materiali accidentali e da sostanze di natura organica. Nel bacino del Mediterraneo la
materia prima impiegata abitualmente in campo ceramico è composta soprattutto da
argille secondarie, ovvero da rocce sedimentarie il cui processo di formazione è passato
attraverso fasi di trasporto e di sedimentazione. Le argille primarie (che sono rimaste in
situ, non subendo trasporti e/o inquinamenti) sono, infatti, meno abbondanti e quindi
utilizzate meno frequentemente
2. Aspetto mineralogico: argilla intesa come minerali argillosi, componenti essenziali delle
rocce chiamate argille (vedi punto 1) e che ne determinano la plasticità. Questi minerali
sono formati da cristalli estremamente piccoli, le cui dimensioni non superano qualche
µm.
3. Aspetto tecnologico: argilla intesa come materia prima del vasaio. Essa è una miscela
solida naturale, dotata di plasticità quando viene mescolata con acqua in quantità
appropriata, da modellare a freddo e consolidare a caldo. È composta da minerali argillosi
(che costituiscono circa il 50% dell’impasto), minerali non argillosi (i quali forniscono al
manufatto una struttura portante rigida) e da materiali accidentali, come più
specificatamente descritto dallo schema 3.1 a pagina seguente.
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MINERALI
ARGILLOSI
MINERALI NON
ARGILLOSI
ARGILLA
MATERIALI
ACCIDENTALI
ILLITE, CAOLINITE,
MONTMORILLONITE,
MINERALI MINORI
DEGRASSANTI
QUARZO, MICHE,
ALTRI
DEGRASSANTI FONDENTI
FELDSPATI
FONDENTI-LEGANTI
CALCITE, OSSIDI E
IDROSSIDI DI FERRO
SOSTANZE ORGANICHE,
MATERIALI ETEROGENEI
Schema 3.1 – Composizione dell’argilla del vasaio [Cuomo di Caprio, 2007].
3.1.1. Minerali argillosi
Sono allumosilicati idrati, appartenenti al gruppo dei fillosilicati. Essi presentano struttura
lamellare, a strati, di poliedri sovrapposti, costituita dall’associazione di due elementi base
fondamentali, che si estendono indefinitamente (fogli):
Tetraedro [SiO4]4Ottaedro [AlO6]9I tetraedri presentano ai vertici ioni ossigeno e al centro uno ione silicio, talvolta sostituito da
alluminio, mentre gli ottaedri presentano ai vertici ioni ossigeno e ossidrili, al centro uno ione
alluminio talvolta sostituito da un catione trivalente (Fe3+) o da uno bivalente (Fe 2+ o Mg2+) con
adattamenti più o meno complicati nella struttura per mantenere la neutralità elettronica. Nei
fillosilicati il foglio tetraedrico e quello ottaedrico sono legati tra loro: l’ossigeno dei tetraedri
viene messo in comune con quello degli ottaedri; i vertici degli ottaedri che non sono impegnati
nel legame con i tetraedri sono occupati da gruppi ossidrilici. La sovrapposizione di fogli
tetraedrici (T) e ottaedrici (O), a cui si aggiunge lo spazio d’interstrato (occupato o meno da
cationi di varia valenza o molecole d’acqua) forma un’unità chiamata strato o pacchetto (fig. 3.1).
I legami tra pacchetto e pacchetto sono più o meno deboli e possono essere dovuti a legami
residuali o a cationi d’interstrato.
La disposizione degli ioni si ripete con una certa periodicità e la distanza che intercorre tra
due ioni identici è detta periodo di identità (di solito misurato in Å). Il periodo d’identità lungo
l’asse cristallografico z è chiamato c 0. Questo valore varia notevolmente da un fillosilicato ad un
altro e viene utilizzato, tramite la tecnica della diffrazione a raggi X (XRD), per riconoscere i vari
minerali argillosi.
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Fig. 3.1 – Esempi di disposizione dei fogli tetraedrici e ottaedrici nei minerali argillosi.
I minerali argillosi, che interessano di più ai fini della lavorazione ceramica, fanno parte di tre
gruppi, definiti in base alle caratteristiche strutturali:
1.
gruppo della caolinite: a struttura lamellare a 2 strati sovrapposti (T-O). Ne fa parte la
caolinite.
2.
gruppo delle miche: a struttura lamellare a 3 strati sovrapposti (T-O-T) più cationi,
soprattutto monovalenti, nell’interstrato. Molto simile alle miche è l’illite, il minerale
argilloso più noto e maggiormente usato per la ceramica tradizionale.
3.
gruppo delle smectiti: a struttura lamellare a 3 strati sovrapposti (T-O-T) più interstrato
occupato da cationi monovalenti o bivalenti, circondati da molecole d’acqua. Ne fa parte la
montmorillonite.
3.1.2. Minerali non argillosi
I minerali non argillosi sono costituiti da quarzo, calcite, feldspati, ossidi e idrossidi di ferro e
altri minerali minori. Essi sono già presenti naturalmente nell’argilla, in quanto ne costituiscono
la frazione, cosiddetta, sabbiosa. Se il vasaio ne aggiunge una maggiore quantità di proposito, le
modifiche
rispecchiano
un’azione
intenzionale
e
poterli
distinguere
può
portare
all’individuazione di pratiche lavorative tipiche di specifiche officine.
Questi minerali vengono di solito divisi in:
degrassanti, che hanno la funzione di diminuire la plasticità dell’argilla, il ritiro, la durata
dell’essiccamento, il pericolo di fessurazioni e deformazioni oltre a fornire al manufatto
una robusta struttura portante;
fondenti, che abbassano la temperatura di fusione dei minerali arg illosi e durante la
cottura del manufatto esercitano azione di consolidamento sui componenti dell’argilla,
cementandoli insieme e conferendo insolubilità, indeformabilità e resistenza meccanica.
Il quarzo è il degrassante per eccellenza; alla temperatura di cottura dei reperti archeologici
(di solito inferiore ai 1000°C) non subisce trasformazioni rilevanti, conservando inalterate le
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caratteristiche originarie e non apporta cambiamenti sensibili alla composizione dell’impasto
argilloso. Altri degrassanti sono le miche (muscovite e biotite) e la calcite.
Anche i feldspati svolgono funzione di degrassante, generalmente nelle ceramiche antiche,
mentre hanno azione fondente nelle ceramiche cotte a temperature molto elevate (oltre i
1000°C), tipicamente più moderne.
Un degrassante sicuramente artificiale è la chamotte (o grog per gli anglosassoni), la quale è
ricavata da frammenti di terracotta o di altre ceramiche (scarti) ridotti in polvere più o meno
fine, a seconda delle attrezzature disponibili e del tempo utilizzato per la macinazione. Sotto
l’aspetto chimico la chamotte è praticamente inerte e durante la cottura del manufatto non
subisce notevoli dilatazioni e contrazioni di volume (al contrario del quarzo). Spesso ha colore
differente e più o meno intenso, che macula la superficie del manufatto che la contiene.
I fondenti-leganti sono prevalentemente costituiti da calcite, ossidi e idrossidi di ferro;
durante la cottura essi subiscono profonde trasformazioni e cambiano le loro caratteristiche
chimico-fisiche originarie, provocando la formazione di silicati complessi con un punto di
fusione più basso rispetto a quello di altri componenti dell’argilla. La granulometria è
importante, perché i fondenti-leganti con granulometria fine completano la propria
trasformazione in tempi più brevi, esercitando, di conseguenza, un’azione più incisiva rispetti a
quelli più grossolani. Questi materiali, durante la cottura, reagiscono con i minerali argillosi e i
degrassanti, creando attorno ai componenti un sottile velo viscoso con un inizio di fase vetrosa,
che è incompleta. Questo processo è noto come sinterizzazione. Il velo viscoso è ciò che unisce
tutti i componenti e consente di ottenere un corpo ceramico dotato di buona coesione, durezza
e resistenza meccanica. Nelle ceramiche antiche la sinterizzazione all’interno del materiale non
era mai completa: quello che avveniva era più che altro un consolidamento, da cui conseguiva
un corpo ceramico ad elevata porosità.
La calcite è un minerale costituito da carbonato di calcio (CaCO3); è il minerale principale del
calcare, una roccia sedimentaria molto diffusa sulla crosta terrestre. Alla calcite spesso si
accompagna la dolomite, cioè carbonato doppio di calcio e magnesio [CaMg(CO3)2]. Nelle rocce
sedimentarie la quantità di calcite può variare entro un ampio intervallo. Il nome marna indica
un calcare misto a quantità variabili di minerali argillosi, oltre a quarzo, miche, ossidi e idrossidi
di ferro e altri componenti minori. In genere vengono attribuiti nomi differenti alle marne, man
mano che diminuiscono i minerali argillosi e aumenta la percentuale di calcite: si parla di argilla
calcarea quando si ha dal 2 al 10% di CaCO 3, argilla marnosa con una percentuale tra il 10 e il
25, marna argillosa se la quantità di CaCO 3 è tra il 25 e il 40% e marna se è tra il 40 e il 60%. Con
una percentuale di CaCO 3 sino al 20% viene chiamata semplicemente argilla e costituisce la
materia prima preferita del vasaio per le sue numerose qualità. La calcite svolge la sua azione
legante a temperature relativamente basse, alle quali avviene la dissociazione del carbonato di
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calcio, che inizia a 800°C o anche prima, per completarsi attorno ai 900°C. Sulla reazione
influiscono la composizione dell’impasto argilloso, la durata della temperatura massim a
raggiunta all’interno del forno e l’atmosfera di cottura. La dissociazione provoca la formazione
di ossido di calcio (CaO) e di biossido di carbonio (CO 2); quest’ultimo nel liberarsi accresce il
volume dei pori, poi si disperde. L’ossido di calcio, invece, esercita il suo potere legante per
reazione con gli altri componenti dell’impasto argilloso, dando solidità e resistenza al
manufatto. Superata la temperatura di dissociazione, i silicati che via via si formano sono stabili
e diminuisce il pericolo di un’eventuale ricarbonatazione (fenomeno dovuto alla neoformazione di calcite per azione dell’anidride carbonica presente nell’atmosfera, con
conseguente formazione di calcinelli).
In un’argilla ricca anche di ossidi di ferro, la proprietà della calcite di influire sul colore del
manufatto deriva dalla cottura: si formano dei silico-alluminati di calcio e ferro dai colori chiari,
soprattutto se la calcite è presente in granulometria molto fine e quando la temperatura di
cottura è superiore a 800°C. L’effetto schiarente riesce a ridurre, se non annullare, gli effetti
arrossanti degli ossidi di ferro, per cui si ottengono ceramiche con tonalità che variano dal
rosato al nocciola tenue.
I composti del ferro quali ossidi (ematite, α-Fe2O3 – ocra rossa) e idrossidi (limonite,
Fe2O3·nH2O – ocra gialla) sono presenti nell’argilla calcarea usata dal vasaio tra l’1 e il 5%.
Durante la cottura essi reagiscono con l’ossido di carbonio (CO, sempre presente nella fornace),
con riduzione totale o parziale del ferro: trasformazione da ossido ferrico (α-Fe2O3, ematite,
rossa) in ossido ferroso (FeO, wustite, nero) [Fe 2O3 + CO  2FeO + CO2] oppure da ossido ferrico
in ossido ferroso-ferrico (Fe3O4, magnetite, nera) [3Fe 2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2]. L’ossido ferroso
ha potere fondente già prima di 800°C, soprattutto in atmosfera riducente. Assieme all’ossido di
calcio forma silicati complessi (es.: fayalite, egirina), dando solidità e resistenza meccanica al
manufatto.
I composti alcalini agiscono, invece, da fondenti. Gli alcali, ovvero i metalli alcalini sodio (Na)
e potassio (K), si trovano in natura combinati con altri elementi e formano numerosi minerali,
come carbonati, cloruri, nitrati, borati,ecc.; nelle argille da vasaio gli alcali sono presenti sia nei
minerali argillosi che in miche e feldspati. Molti composti alcalini hanno un punto di fusione
piuttosto basso – tra 750°C e 850°C – e si ritrovano nella composizione del rivestimento
vetrificato del manufatto.
3.1.3. Materiali accidentali
Sono materiali che possono essere presenti nell’argilla da vasaio in quantità minime o
maggiormente consistenti, ma che non sono indispensabili alla lavorazione ceramica e a volte
possono addirittura avere effetti negativi. Talvolta possono essere aggiunti volutamente dal
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vasaio, altre volte, invece, la loro presenza è casuale. Questi materiali possono risultare
importanti quando sono “caratterizzanti”, cioè quando possono dare indicazioni sulle aree
geografiche di provenienza, sotto il profilo geologico e mineralogico; con la loro presenza o
assenza, infatti, possono contribuire ad individuare l’area di origine dei reperti e le pratiche
lavorative dei centri di produzione.
Tra i vari materiali accidentali si annoverano le sostanze organiche, intese come resti di
vegetazione, di organismi animali e di altri materiali organici, che possono rimanere inglobati
nelle rocce sedimentarie detritiche durante il processo di formazione ed essere sottoposti a
lenta putrefazione ad opera di vari microrganismi. Durante la lavorazione dell’argilla il processo
putrefattivo produce un colloide organico che accresce la plasticità, facilitando la modellazione
dei manufatti. Durante la cottura, le sostanze organiche possono provocare diverse
conseguenze: per esempio, se la cottura avviene a temperatura non elevata o per un tempo
troppo breve, i resti vegetali carbonizzati possono essere ancora riconoscibili oppure possono
lasciare un’impronta in negativo; se la combustione è difettosa e/o incompleta e l’ambiente è
riducente, le sostanze organiche possono rimanere allo stato di particelle carboniose, causando
colorazioni grigio-brune più o meno intense e nello spessore interno del manufatto possono
formare una zona nerastra chiamata “cuore nero” o “nucleo nero”. Se le sostanze organiche sono
abbondanti e di dimensioni grossolane, nel bruciare possono provocare vacuoli più o meno
grandi e quindi una porosità molto forte, che porta a diminuzione della resistenza meccanica.
Tra i materiali eterogenei, presenti nell’argilla in quantità molto variabili, vi sono i clasti
litici, il vetro e la sabbia vulcanica, i frammenti di selce, i resti di macro e microfossili e la pirite
(Fe2S). Quest’ultima può rimanere presente nell’impasto argilloso, anche dopo aver subito la
depurazione; essa dà luogo ad una serie di reazioni durante la cottura: verso i 400°C avviene la
decomposizione del solfuro, si libera anidride solforosa che si ossida in anidride solforica e
attacca l’ossido di calcio proveniente dalla dissociazione dei carbonati, trasformandosi in solfato
di calcio, che resta inalterato fin sotto i 1000°C. Successivamente, se il manufatto viene esposto
lungamente all’aria e senza protezione, il solfato assorbe l’umidità atmosferica e diventa solfato
di calcio biidrato (gesso – CaSO4 · 2H2O), con conseguente aumento di volume. Sulla superficie si
formano efflorescenze biancastre, dannose sia da un punto di vista estetico, ma soprattutto
perché possono provocare sfaldamenti superficiali.
3.1.4. Il sistema acqua-argilla
L’acqua del sistema acqua-argilla si può suddividere in 3 tipologie:
Acqua d’impasto. È l’acqua aggiunta all’argilla per conferirle plasticità e renderla, quindi,
lavorabile. Essa si dispone attorno alle laminette argillose formando un velo che le tiene
unite per tensione superficiale e che agisce anche come lubrificante, permettendo loro di
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slittare le une sulle altre. Generalmente l’acqua d’impasto è tra il 15 e il 25%, con varianti
a seconda della composizione dell’argilla e del tipo di modellazione; può essere aggiunta
o eliminata a temperatura ambiente in maniera reversibile. Essa evapora durante
l’essiccamento del manufatto, assumendo il nome di “acqua di ritiro” e “acqua di
porosità” perché provoca la contrazione di volume e la porosità.
Acqua d’interstrato. Alcuni minerali argillosi possono avere nell’interstrato, cioè tra
pacchetto e pacchetto, anche delle molecole d’acqua (es.: illite e montmorillonite), che
sono debolmente legate e, quindi, facilmente eliminabili tramite riscaldamento del
manufatto a bassa temperatura (circa 200°C). Il processo può essere reversibile, ma con
qualche diminuzione della plasticità.
Acqua reticolare. È l’acqua chimicamente combinata, rappresentata dagli ossidrili
presenti ai vertici degli ottaedri dei pacchetti. Essi sono, quindi, parte essenziale della
struttura del reticolo e richiedono un riscaldamento a temperatura elevata per essere
eliminati. Quando ciò avviene, il reticolo subisce un collasso e viene distrutto: è un
processo irreversibile che trasforma l’argilla in corpo ceramico.
3.2. Dall’argilla al manufatto ceramico
Il vaso è il risultato di un lungo percorso, che diventa evidente solo quando il manufatto esce
dalla fornace: soltanto in quel momento il vasaio vede il risultato d’insieme di tutte le fasi
lavorative. Se vi sono stati degli errori, il lavoro di giorni e mesi è perduto e il vaso non può
essere utilizzato per svolgere la sua funzione.
3.2.1. Lavorazione
La prima fase del percorso lavorativo del vasaio è costituita dalla lavorazione dell’argilla, la
quale, essendo una miscela complessa, presenta modalità di formazione che posso no cambiare
nello stesso bacino sedimentario, a seconda delle fasi di trasporto, di sedimentazione e di
diagenesi. L’approvvigionamento poteva avvenire sfruttando cave conosciute grazie a tradizioni
familiari oppure dipendere dall’attenta osservazione della zona o essere frutto del caso. Altre
volte si utilizzava l’argilla depositata lungo le sponde di corsi d’acqua.
A seconda della composizione e del tipo di produzione cui è destinata, l’argilla può essere
usata tal quale, qualora quella disponibile in loco abbia caratteristiche appropriate, oppure
dopo una stagionatura più o meno lunga, attuata per migliorarne il grado di plasticità. Il vasaio,
infatti, accumulando le zolle argillose all’aperto, sfrutta l’azione chimico -fisica degli agenti
atmosferici: pioggia e gelo/disgelo esercitano un’azione disgregatrice, riducendo le zolle a
dimensioni inferiori e ammorbidendole; la prolungata esposizione provoca la putrefazione delle
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sostanze organiche presenti nell’argilla e produce un colloide organico. Inoltre, la stagionatura
permette l’ossidazione della pirite (l’aria ossida i solfuri in solfati, che, essendo solubili in acqua,
vengono dilavati facilmente dalle piogge). Terminati questi processi, le zolle argillose vengono
fatte essiccare e immagazzinate sino al loro utilizzo.
L’utilizzo di correttivi serve a modificare le caratteristiche dell’impasto argilloso, a
migliorarne le prestazioni. I correttivi possono essere di natura organica (vegetali tritati e
sterco di bovini ed equini) od inorganica. Quelli inorga nici servono a dare solidità al manufatto
e tra i prediletti vi è il calcare, materiale facile da macinare e di comodo approvvigionamento.
Anche un’opera di depurazione dell’argilla serve a modificarne le caratteristiche, eliminando
componenti presenti in quantità eccessiva o di dimensioni troppo grandi o perché causa di
inconvenienti durante la cottura del manufatto (es. pirite). Lo scopo della depurazione (o
raffinazione) è quello di ottenere argille fini ed omogenee. Essa può essere eseguita a secco
(setacciatura) o a umido (sedimentazione in acqua).
L’argilla deve poi essere preparata per la modellazione di manufatti; se essa è destinata alla
modellazione a tornio, deve essere eseguita battitura con i piedi e successivamente con le mani,
per eliminare le bollicine d’aria rimaste intrappolate nell’argilla durante la depurazione. Tanto
più vigorosa è la battitura, tanto meglio vengono eliminate o rimpicciolite le bollicine gassose e
più è lungo il trattamento, migliori sono i risultati. Alla fine l’impasto argilloso è pronto per la
modellazione.
3.2.2. Modellazione
La modellazione (o foggiatura) può essere eseguita con diverse tecniche, che spesso si
intrecciano poiché usate in combinazione o in successione.
Le produzioni ceramiche che privilegiano la quantità rispetto alla qualità, debbono sfruttare
al massimo lo spazio dentro la camera di cottura e ciò porta alla produzione di forme
standardizzate.
Le tecniche sono:
Modellazione a mano. Essa non richiede attrezzi particolari: sono sufficienti argilla,
acqua e le mani del vasaio. Spesso il vasaio utilizza un “supporto mobile”, cioè un
piattello che viene fatto ruotare manualmente durante la modellazione; esso è l’antenato
del tornio. Si parla di modellazione ad incavo se il vasaio maneggia un pezzo d’argilla di
cui poi svuota l’interno, creando una cavità più o meno profonda; poi con pollice ed
indice schiaccia la parete per farla crescere in altezza. La tecnica “a percussore e
incudine” prevede, invece, che il vasaio percuota con un ciottolo il lato esterno del vaso
mentre sostiene con un altro ciottolo il lato interno. Il vasaio che attua una modellazione
a sfoglia appiattisce l’argilla sino ad ottenere un sfoglia, appunto, dello spessore voluto; i
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bordi vengono poi rialzati e saldati insieme mediante pressione manuale. Infine, la
modellazione più comune è quella a colombino (detta anche a lucignolo, a cercine o ad
anelli): caratterizzata dall’avvolgimento a spirale di cordoli d’argilla sino a costruire il
vaso nella forma e nelle dimensioni volute; il vasaio esercita pressioni per congiungere
saldamente un cordolo a quello sottostante e il manufatto presenta porosità elevata,
poiché nel congiungere i cordoli si formano bollicine d’aria.
Modellazione a tornio. Essa privilegia la quantità sulla qualità. Il tornio è costituito da un
disco, che regge l’argilla da modellare, e da un asse verticale di sostegno che ne permette
il movimento rotatorio. Grazie alla forza centrifuga trasmessa dal disco e alle pressioni
esercitate dal vasaio, l’impasto argilloso assume forma cilindrica e si sviluppa in altezza.
Il tornio più semplice è il cosiddetto tornio primitivo, che presenta una scarsa efficienza,
poiché con esso non è possibile avere una produzione veloce e regolare. Con il tornio a
mano, si ha un movimento rotatorio di durata tale da lasciare al vasaio le mani libere per
un tempo relativamente lungo. Altri tipi di tornio sono il tornio a bastone e il tornio a
piede.
Nel sito di Khirbet al-Batrawy sono stati rinvenuti tre torni, costituiti da una base in
calcare e due dischi in basalto. La figura sottostante mostra il sistema del tornio,
relativamente al suddetto scavo archeologico.
Fig.3.2 – Sezione dei dischi del tornio: nel foro (ralla) di quello inferiore era alloggiato
un perno sul quale si innestava il disco superiore (volano), permettendone la rotazione [Nigro, 2010].
Modellazione da matrice. Con essa è possibile produrre un ampio numero di manufatti in
serie. La matrice è un’impronta in negativo ottenuta da punzoni o da prototipi, di cui
replica la forma; quella più comunemente usata nel mondo antico è in terracotta e ha
come requisito essenziale la porosità: più è porosa, più velocemente assorbe l’acqua
dell’impasto argilloso pressato al suo interno, tanto prima avviene il distacco del
manufatto “figlio”.
3.2.3. Essiccamento
Una volta completata la modellazione, il manufatto viene fatto essiccare a temperatura
ambiente, affinché perda la cosiddetta acqua d’impasto. Questo è un processo reversibile.
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Durante l’essiccamento l’argilla subisce una contrazione di volume (chiamata ritiro), che è
proporzionale alla quantità d’acqua eliminata: in un primo momento le particelle argillose
slittano le une sulle altre, occupando gli spazi vuoti lasciati dall’acqua e si avvicinano tra loro.
L’acqua che evapora è chiamata acqua di ritiro o acqua libera (è la percentuale più alta
dell’acqua d’impasto). In questa prima fase è maggiore il pericolo di fessurazioni. In un secondo
momento il manufatto comincia a consolidarsi e le particelle argillose non possono più
avvicinarsi. Gli spazi lasciati vuoti creano pori e vacuoli. L’acqua rimasta – chiamata acqua di
porosità o acqua legata – evapora lentamente, senza ulteriori contrazioni di volume e
diminuisce, così, il pericolo di fessurazioni.
Il ritiro in crudo generalmente è tra il 5 e il 7%. Esso è minore nella modellazione a mano,
poiché richiede poca acqua, rispetto alla modellazione a tornio; quest’ultima, infatti, richiede
continui apporti d’acqua durante la lavorazione. In linea generale il ritiro è tanto maggiore
quanto più l’impasto è plastico, cioè assorbe maggiore acqua.
Per indicare il grado di essiccamento si usano le espressioni “stato verde” e “stato cuoio”, a
seconda del grado di durezza e del colore (più scuro il primo, più chiaro il secondo). Lo stato
verde è tipico del manufatto dopo la modellazione. Lo stato cuoio, invece, presenta un buon
grado di essiccazione ed è la condizione adatta per applicare il rivestimento.
L’essiccamento totale indica che il manufatto è pronto per essere messo dentro la fornace.
Dopo l’essiccamento, sulla superficie del vaso rimane un leggerissimo film umido, chiamato
acqua di superficie, che è provocato dall’umidità atmosferica.
3.2.4. Rifiniture, rivestimenti e decorazioni
Dopo la modellazione, la forma del vaso può risultare asimmetrica e la superficie grossolana:
il vasaio può decidere, dopo un breve essiccamento, di eseguire una rifinitura per aumentare la
coesione in crudo, ottenere una minima impermeabilità e migliorare l’aspetto estetico. Il
trattamento consiste nello strofinio della superficie con arnesi. Si parla di lisciatura (o
levigatura) se la superficie risultante è liscia, ma opaca, mentre se è lucida si parla di lucidatura.
La brunitura indica un effetto di lucentezza dato da arnesi chiamati “brunitoi”. La steccatura,
invece, indica l’uso della stecca (strumento a forma di spatola rettangolare, quadrata o
semicircolare, piatta e liscia): il vasaio esegue lo sfregamento, premendo e lisciando la
superficie; lo sfregamento della stecca provoca striature più o meno profonde a seconda del la
pressione esercitata. Sul reperto archeologico questi segni possono servire a risalire alla tecnica
di produzione.
Un rivestimento è uno strato sottile, di composizione e proprietà chimico-fisiche variabili, che
ricopre la superficie del manufatto ceramico allo scopo di migliorarne l’aspetto e la funzione
[Cuomo di Caprio, 2007].
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Le stesse materie prime utilizzate per i rivestimenti possono essere utilizzate anche per fini
pittorici: quello che cambia è la depurazione e la densità (miscele fluide nel primo caso, più
dense nel secondo). Il rivestimento si applica quando il manufatto si trova allo stato cuoio: la
parte liquida penetra, mentre i componenti solidi si depositano in superficie e formano lo strato
che in cottura si trasforma nel rivestimento vero e proprio. L’applicazione del rivestimento può
essere effettuata per immersione, per aspersione o a pennellatura.
Tra i vari tipi di rivestimento si annoverano:
Ingobbio. Esso presenta opacità, porosità e permeabilità e il suo spessore può variare
entro un intervallo di alcune centinaia di µm. Se il vasaio opera una buona lisciatura, il
rivestimento può raggiungere anche un certo grado di lucentezza. La sua composizione
chimico-mineralogica è simile a quella dell’argilla utilizzata per creare il manufatto. I due
tipi di ingobbio più comuni sono quello rosso e quello bianco (o comunque molto chiaro).
Con il primo termine si intende, in realtà, un’ampia gamma di sfumature di rosso; le
materie prime sono generalmente le ocre argillose rosse e la maggiore o minore intensità
della tinta dipende dalla maggiore o minore presenza di ossidi e idrossidi di ferro. Anche
l’atmosfera della fornace influisce sul colore: un ambiente ossidante provoca una
colorazione rossa dell’ingobbio, mentre un ambiente riducente (pove ro di ossigeno)
provoca una colorazione nera del rivestimento, a causa della trasformazione da ossido
ferrico (ematite – rossa) a ossido ferroso-ferrico (magnetite – nera). Per l’ingobbio
bianco le materie prime sono di solito costituite da argille caoliniche.
A volte un manufatto privo di rivestimento può presentare una superficie chiara: in
questo caso lo schiarimento è dovuto alla presenza di calcite e di ossidi di ferro
nell’impasto argilloso, i quali durante la cottura formano silico-alluminati di calcio e
ferro, dal colore molto chiaro (soprattutto se la temperatura di cottura supera gli 800°C).
Vernice nera e vernice rossa. Essi sono rivestimenti coprenti e lucenti, sinterizzati
oppure no.
In genere la decorazione viene eseguita a mano libera dal vasaio, sul manufatto crudo allo
stato verde o allo stato cuoio, dopo la rifinitura. Si possono distinguere tre gruppi, in base alle
tecniche:
Decorazione in negativo. Rispetto alla superficie del vaso viene compressa o tolta
dell’argilla; ne fanno parte l’incisione, l’excisione, l’impressione semplice, a rotella, a
cilindretto, a stampo.
Decorazione in positivo. Essa comporta un’aggiunta di argilla; ne fanno parte il rilievo
alla barbottina, il rilievo applicato e il rilievo da matrice.
Decorazione pittorica. Si distingue in geometrica e figurata. Le sostanze utilizzate sono
generalmente ocre rosse, ocre gialle, argilla caolinica e altri materiali naturali che
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possono sopportare bene le temperature elevate, senza subire alterazioni. Di solito sono
le stesse sostanze utilizzate per i rivestimenti argillosi (sinterizzati e non).
3.2.5. Cottura
Il manufatto si consolida, acquistando durezza e resistenza, soltanto durante la cottura, fase
conclusiva del ciclo di lavorazione. Per “cottura” si intende un trattamento termico che provoca
trasformazioni chimico-fisiche irreversibili nel manufatto, le quali terminano con il
raggiungimento della temperatura massima all’interno della fornace. Non solo la temperatura
massima raggiunta, ma anche la durata stessa influisce sul susseguirsi e completarsi delle
reazioni. Altre variabili importanti sono la velocità di crescita della temperatura, la durata e
l’atmosfera, oltre all’impilaggio dei manufatti e al combustibile utilizzato.
A parità di spessore della parete, un vaso che si rompe con frattura netta e bordi taglienti
sottintende una cottura a temperatura superiore a quella subita da un vaso che presenta una
frattura dal bordo smussato.
Nella combustione, carbonio e idrogeno (presenti nei più comuni combustibili naturali –
legna, paglia e altri materiali vegetali) reagiscono con l’ossigeno (comburente) per dare
anidride carbonica e vapore acqueo. Quando la combustione non è completa, oltre ai prodotti
suddetti si possono formare anche piccole quantità di monossido di carbonio e di idrocarburi
vari.
Per favorire un ambiente ossidante nella fornace, bisogna avere un buon tiraggio: il
combustibile (generalmente ben secco), cioè, deve avere aria disponibile nella quantità
necessaria; si formeranno fumi molto chiari. Se l’aria risulta insufficiente, carbonio e idrogeno
vengono ossidati solo parzialmente e si è in presenza di un’atmosfera riducente, con
abbondanza di fumi scuri.
Nella prima fase di cottura (da temperatura ambiente a circa 200°C) il riscaldamento avviene
molto lentamente e viene eliminata l’acqua residua d’impasto, che non era evaporata durante
l’essiccamento, e buona parte dell’acqua d’interstrato.
Tra 300°C e 600°C avviene la combustione delle materie organiche; se l’ambiente è
riducente, la combustione risulta incompleta e una parte di esse rimane allo stato di particelle
carboniose. Queste ultime possono rimanere intrappolate nello spessore del manufatto,
formando una zona nerastra chiamata “cuore nero”. Esso si trova spesso nelle ceramiche
archeologiche di fattura più o meno grossolana, che presentano pareti molto spesse e che hanno
subito un raffreddamento troppo veloce, tale da non permettere la riossidazione completa del
manufatto. La parete, vista in sezione, presenta in questo caso il cosiddetto aspetto a sandwich
(a causa degli strati di differenti colori).
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Tra 450°C e 650°C avviene l’eliminazione dell’acqua reticolare tramite un processo che è
irreversibile.
Tra 400°C e 500°C avviene la decomposizione dei solfuri: lo zolfo si ossida in anidride
solforosa che, combinandosi con CaO di dissociazione dei carbonati, forma solfati stabili fino a
1000°C.
A circa 574°C si assiste alla trasformazione di fase del quarzo (α β), con conseguente
aumento di volume. Ciò implica l’insorgere di tensioni interne al manufatto.
Attorno ai 700°C avviene la decomposizione dei carbonati (CaCO 3  CaO + CO2) che si
completa a circa 900°C. I tempi di reazione sono influenzati dalla granulometria dei cristalli (più
sono fini, più rapida e completa è la dissociazione), dalla durata della temperatura e
dall’atmosfera di cottura.
Tra 600°C e 1000°C si assiste alla trasformazione delle argille anidre in una nuova sostanza
più rigida: avviene l’interazione tra argille e minerali non argillosi per formare nuovi minerali.
Si può parlare di una iniziale sinterizzazione, in cui una primordiale fase vetrosa “cementa” tutti
i componenti dell’argilla.
Oltre i 1000°C fondono i feldspati e si ottiene la vera e propria vetrificazione. Generalmente i
manufatti archeologici non raggiungono mai queste temperature.
Tutto ciò porta ad una contrazione di volume (minore rispetto a quella avvenuta durante
l’essiccamento).
Una volta raggiunta la temperatura massima, essa viene mantenuta per un periodo più o
meno lungo, affinché il calore si propaghi in maniera omogenea all’interno di ogni manufatto e
possano completarsi le varie reazioni chimico-fisiche.
Quando termina l’immissione del combustibile nella fornace inizia il raffreddamento, che
deve essere lento e durare tanto quanto il tempo di cottura. Di solito esso avviene in atmosfera
ossidante, in modo tale che l’ossigeno riossidi il manufatto, liberandolo dalle particelle
carboniose rimaste intrappolate all’interno. L’ossidazione comincia dalla superficie esterna e
penetra verso l’interno (tanto maggiore è lo spessore della parete, tanto più lungo è il tempo
necessario per una completa ossidazione). A 573°C il quarzo ritorna alla fase α (βα), con una
conseguente contrazione di volume.
In base al tipo di forno utilizzato si possono ottenere ceramiche di qualità differente. Il
focolare a cielo aperto è il sistema di cottura più antico: le dimensioni sono limitate e non vi
sono impianti strutturali fissi, la cottura è breve – così come il raffreddamento –, il vasellame è
posto sul terreno e a contatto diretto con il combustibile; inoltre le temperature raggiunte sono
medio-basse (tra i 600°C e gli 800°C) e non uniformi, in atmosfera prevalentemente riducente.
La ceramica prodotta in questo tipo di focolare è generalmente grossolana, costituita da argilla
ricca di degrassante e con elevata porosità.
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La fornace verticale presenta diversi aspetti che la rendono differente dal focolare sopra
descritto: essa è costituita da un impianto fisso, chiuso, nel quali i manufatti sono separati dal
combustibile. È possibile raggiungere temperature elevate e controllare la velocità di crescita
della temperatura e la sua durata massima, oltre al raffreddamento e all’atmosfera di cottura. I
prodotti di combustione dalla camera di combustione salgono verso il piano forato e la camera
di cottura e poi vanno verso i fori della volta, sfociando, in seguito, all’esterno (tiraggio
verticale).
Da menzionare anche la fornace orizzontale, nata in Oriente e utilizzata soprattutto in Cina:
essa può raggiungere anche i 1200-1300°C (produzione di porcellana). Anche qui i manufatti
sono separati dal combustibile, ma il tiraggio segue un andamento inclinato, permettendo di
sfruttare al massimo la propagazione del calore per irraggiamento.
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4
TECNICHE ANALITICHE E METODOLOGIE D’INDAGINE
Al giorno d’oggi esistono numerose tecniche d’indagine applicabili agli studi di ceramiche
antiche e per l’analisi dei frammenti provenienti dal sito archeologico di Khirbet al-Batrawy è
stato scelto un approccio multi-analitico, costituito dall’utilizzo di microscopia ottica,
spettroscopia micro-Raman, diffrattometria ai raggi X, spettroscopia infrarossa in trasformata di
Fourier e microscopia a scansione elettronica accoppiata a spettrometria a dispersione di
energia. Di seguito un approfondimento delle varie tecniche utilizzate in questo studio.
4.1. Microscopia ottica
Lo stereomicroscopio è caratterizzato da una visione tridimensionale di ciò che si sta
osservando, poiché utilizza due percorsi ottici separati, terminanti con due obiettivi e due
oculari, che lavorano simultaneamente, dando una visione realistica dell’oggetto. Il più delle
volte l’illuminazione si ottiene per riflessione, piuttosto che per trasmissione. Proprio grazie alla
luce riflessa è possibile osservare la morfologia di oggetti opachi e dotati di un certo spessore. Il
numero di ingrandimenti è inferiore a quello di un microscopio ottico convenzionale e i sistemi
d’ingrandimento sono generalmente di due tipi: ingrandimento fisso (di solito 2x o 4x) oppure
ingrandimento variabile, cioè capace di una variazione continua all’interno di un intervallo di
ingrandimenti (di solito da 0,65x a 4,5x). L’ingrandimento totale, in entrambi i sistemi, può
variare cambiando gli oculari (di solito con ingrandimento 10x o 20x).
I frammenti ceramici giordani sono stati osservati in luce riflessa allo stereomicroscopio
Optika SZR-2, attraverso illuminazione con fibre ottiche. Gli ingrandimenti totali utilizzati vanno
da 6,7x a 45x. Di ciascun campione (sia macroscopico che in sezione sottile) sono state scattate
numerose
fotografie
con
fotocamera
Canon
PowerShot
A590
IS,
accoppiata
allo
stereomicroscopio.
4.2. Spettroscopia micro-Raman
La spettroscopia Raman è
una tecnica non distruttiva (o
micro-distruttiva, se
l’apparecchiatura non è portatile e ci riferiamo al campo dei beni culturali) che analizza le
vibrazioni molecolari e reticolari cristalline, per cui è in grado di identificare in maniera
inequivocabile materiali quali gas, liquidi, cristalli e solidi amorfi. L’accoppiamento dello
spettrometro ad un microscopio ottico aumenta ulteriormente la versatilità dello strumento,
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permettendo l’analisi selettiva, su scala micrometrica, di componenti che costituiscono un
campione eterogeneo. Per queste sue caratteristiche, la spettroscopia Raman è una tecnica
ottimale ed importante per lo studio dei beni culturali.
Questa tecnica d’indagine sfrutta la radiazione diffusa anelasticamente dal campione, cioè il
così detto effetto Raman, scoperto nel 1928 da V. C. Raman, fisico indiano che vinse il premio
Nobel nel 1930. La spettroscopia Raman si basa sull’interazione tra la radiazione
elettromagnetica, proveniente da una sorgente laser, e la materia. La radiazione monocromatica,
costituita da fotoni della stessa energia, quando incide sulla superficie di un materiale può
essere riflessa, assorbita o trasmessa, ma una piccola parte di essa viene diffusa in tutte le
direzioni con la medesima frequenza della radiazione incidente, cioè senza perdita di energia: in
questo caso si parla di diffusione elastica o Rayleigh. Una percentuale ancora minore di
radiazione subisce una diffusione di tipo anelastico (effetto Raman), cedendo energia ai moti
vibrazionali delle molecole (effetto Raman Stokes) oppure acquisendo energia (effetto Raman
anti-Stokes). I tre differenti processi di diffusione si possono suddividere in base alla differenza
di energia tra fotoni incidenti e diffusi (fig. 4.1):
Un fotone incidente di energia E=hν 0 viene assorbito da una molecola del campione, la
quale utilizza questa energia per portarsi in uno stato eccitato virtuale, che è altamente
instabile. La molecola torna allo stato fondamentale dopo un brevissimo intervallo di
tempo, emettendo un fotone con la stessa energia (E= hν 0) di quello incidente (diffusione
elastica). Questo tipo di diffusione non fornisce informazioni riguardo ai livelli energetici
vibrazionali tipici del campione.
Un fotone incidente di energia E=hν 0 viene assorbito da una molecola del campione, la
quale utilizza questa energia per portarsi in uno stato eccitato virtuale, dove parte
dell’energia acquisita innesca una vibrazione molecolare. Quando la molecola ritorna allo
stato fondamentale, essa emette un fotone di energia inferiore (E=hν 0-hν1) rispetto a
quello incidente e decade in un livello vibrazionale più alto (diffusione anelastica Stokes).
Un fotone incidente di energia E=hν 0 viene assorbito da una molecola del campione, la
quale utilizza questa energia per portarsi in uno stato eccitato virtuale, in cui acquista
energia in seguito allo spegnimento di un moto vibrazionale. Quando la molecola ritorna
allo stato fondamentale, essa emette un fotone di energia maggiore (E=hν 0+hν1) di quello
incidente e decade in un livello vibrazionale più basso (diffusione anelastica anti-Stokes).
Nel caso della diffusione elastica, lo spettro consiste in un’intensa riga della stessa frequenza
della radiazione incidente; nella diffusione anelastica lo spettro presenta una serie di righe più
deboli, rispetto alla riga Rayleigh, disposte simmetricamente a frequenza minore (righe Stokes)
e a frequenza maggiore (righe anti-Stokes), come da fig. 4.2.
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Fig. 4.1 – Diagramma dei livelli energetici, che mostra i fenomeni di eccitazione/rilassamento
responsabili della diffusione Rayleigh (a), Raman Stokes (b) e Raman anti-Stokes (c) [Smith e al., 2004].
Fig. 4.2 – Spettro Raman generico, che mostra l’intensa riga Rayleigh e la serie di righe Raman
a frequenze minori (righe Stokes, a destra) e a frequenza maggiore (righe anti-Stokes, a sinistra).
Le righe anti-Stokes sono visibilmente meno intense delle corrispondenti Stokes: ciò avviene
perché per ottenere una diffusione anti-Stokes, le molecole devono essere in origine in uno stato
vibrazionale eccitato e questo accade con minore probabilità; la probabilità aumenta
all’aumentare della temperatura (legge di Boltzmann). Di conseguenza, gli spettri Raman
riportati in letteratura presentano generalme nte soltanto le linee Stokes.
In uno spettro Raman convenzionale, in ordinata si trova l’intensità della luce diffusa
anelasticamente (che è direttamente proporzionale alla concentrazione della specie Raman
attiva e alla variazione della polarizzabilità) mentre in ascissa si trova la differenza tra la
frequenza della luce diffusa e quella della luce incidente: è il così detto Raman shift, ovvero lo
spostamento, in numero d’onda, dei picchi Stokes ed anti-Stokes rispetto alla riga Rayleigh. Ciò
che lo spettro evidenzia sono, quindi, dei picchi che corrispondono a frequenze vibrazionali
tipiche di ciascun materiale, dipendenti non solo dalla composizione ma anche dal tipo di legami
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e dalla struttura cristallina. Ogni materiale, di conseguenza, ha un proprio spettro Raman
identificativo.
Il manifestarsi dell’effetto Raman è strettamente correlato al grado di polarizzabilità delle
molecole presenti in un campione. La polarizzabilità è la misura della tendenza di una molecola
ad acquistare, per effetto di un campo elettrico esterno, un momento di dipolo. La diffusione
della radiazione comporta, di conseguenza, solo una distorsione momentanea degli elettroni
distribuiti attorno ad un legame, seguita da riemissione della radiazione, appena il legame
ritorna al suo stato elettronico fondamentale. L’assorbimento infrarosso, per contro, richiede
che un modo vibrazionale della molecola sia associato ad una variazione di dipolo: solo a questa
condizione una radiazione con la stessa frequenza può interagire con la molecola e promuoverla
ad uno stato vibrazionale eccitato. Con la spettroscopia Raman, quindi, si possono osservare i
modi vibrazionali legati ad una variazione della polarizzabilità (Raman attivi), mentre con la
spettroscopia IR si possono osservare i modi vibrazionali legati ad una variazione del momento
di dipolo (IR attivi). La “regola di esclusione” stabilisce che se una molecola possiede un centro
di simmetria, nessun modo vibrazionale può essere contemporaneamente Raman attivo e IR
attivo. Questo significa che la spettroscopia Raman è da considerare complementare a quella IR.
Spesso negli spettri si può rilevare una curva di fondo molto alta, dovuta al fenomeno della
fluorescenza: quest’ultima è caratterizzata da intensità molto più elevata rispetto a quella
dell’effetto Raman (fenomeno che si verifica sempre con bassa probabilità), indi per cui a volte
risulta difficile rilevare spettri Raman ben risolti. Nonostante siano state proposte varie strategie
per minimizzare la fluorescenza [Smith et al., 2004], l’unica che può avere successo consiste
nell’utilizzo di diversi laser, a lunghezza d’onda estremamente lunga o corta.
La strumentazione micro-Raman è generalmente costituita da:
Sorgente laser. Tra i più utilizzati vi è il laser He-Ne, con lunghezza d’onda λ=632,8 nm.
Filtro notch (o filtri d’altro tipo). Reticolo olografico che fa passare solo la radiazione
diffusa anelasticamente, evitando che la radiazione riflessa e diffusa elasticamente
interferiscano con l’effetto Raman e saturino il rivelatore. In alternativa al filtro notch
possono essere presenti monocromatori e fenditure, ma il filtro permette di ridurre le
dimensioni dello strumento e di aumentare l’efficienza ottica [Smith e al., 2004].
Microscopio ottico. Il fascio laser viene focalizzato sul campione attraverso un obiettivo.
Generalmente il microscopio dispone di un set di tre obiettivi (10x, 50x e 100x). Nel
nostro caso è presente anche un obiettivo a lunga distanza di lavoro, particolarmente
utile nello studio delle ceramiche.
Telecamera. Si utilizza per visualizzare l’immagine del campione ed agevolare la
focalizzazione del laser sul punto di analisi.
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Reticolo di diffrazione. Ha lo scopo di separare spazialmente le diverse lunghezze d’onda
della radiazione.
Rivelatore. Generalmente è un sensore CCD (Charge-Coupled Device), che permette di
restituire il segnale sotto forma di spettro sul computer.
Fig. 4.3 – Micro-spettrometro Raman [Smith et al., 2004].
Per l’analisi dei frammenti giordani è stata utilizzata un’apparecchiatura Jobin-Yvon Horiba
Labram, equipaggiata con un microscopio Olympus, con obiettivi 10x, 50x, 50x ULWD, 100x e
uno stage x-y motorizzato. La risoluzione spaziale è di 2 µm usando l’obiettivo 50x. Per
l’irraggiamento si è scelto il laser rosso He-Ne (λ=632,8 nm). Prima di ogni sessione di misura il
sistema è stato calibrato utilizzando la riga Raman del silicio a 520,6 cm -1. La linea di fondo degli
spettri è stata corretta con il software LabSpec, al fine di rimuovere la curva di fluorescenza.
4.3. Diffrattometria a raggi X
La diffrattometria a raggi X (XRD) è una tecnica distruttiva che permette di riconoscere
composti cristallini all’interno di un campione. A partire dal 1912, quando Max von Laue applicò
i raggi X allo studio di materiali cristallini, questa tecnica è diventata di fondamentale
importanza per numerosi campi di studio, tra i quali quello dei beni culturali.
La diffrazione è un complesso fenomeno di diffusione e interferenza originato
dall’interazione dei raggi X con un reticolo cristallino. I cristalli presentano una struttura
tridimensionale ordinata, costituita da periodi d’identità, cioè periodicità caratteristiche, lungo
gli assi cristallografici. Quando un fascio di raggi X colpisce una tale struttura, esso fa vibrare gli
elettroni che incontra nel suo percorso con una frequenza uguale a quella della radiazione
incidente. Questi elettroni assorbono in parte l’energia dei raggi X e si comportano come una
nuova sorgente puntiforme di radiazioni X (della stessa frequenza e lunghezza d’onda). Quindi,
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in un filare di atomi regolarmente spaziati, ogni atomo può essere considerato come un centro di
emissione di fronti d’onda sferici e quando le onde diffuse interferiscono costruttivamente,
producono fronti d’onda in fase e si ha il fenomeno della diffrazione.
Per avere diffrazione di raggi X la spaziatura tra piani atomici deve essere dell’ordine della
lunghezza d’onda della radiazione (Å) e i centri diffusori devono essere distribuiti in maniera
regolare nello spazio.
W.L. Bragg evidenziò il fatto che anche se i raggi X sono diffratti dai cristalli, essi si
comportano come se fossero riflessi da piani presenti nel cristallo, ma solo quando si verificano
determinate condizioni. Queste condizioni debbono soddisfare l’equazione
nλ = 2dsenθ
dove n è un numero intero, λ è la lunghezza d’onda, d è la distanza interplanare del cristallo e
θ è l’angolo d’incidenza e “riflessione” del fascio di raggi X, da un dato piano atomico.
Fig. 4.4 – Diffrazione di raggi X da parte di un cristallo.
In definitiva, per far sì che i raggi riflessi non si annullino (interferenza costruttiva) la
differenza di cammino ottico (Δ = 2dsinθ) deve essere uguale a un numero intero di lunghezze
d’onda (nλ). L’equazione di Bragg ci descrive, quindi, le condizioni per le quali può avvenire
interferenza costruttiva e, di conseguenza, il fenomeno della diffrazione: si hanno riflessioni, o
più correttamente massimi di diffrazione, solamente per quagli angoli θ che soddisfano
l’equazione. Quando un fascio di raggi X colpisce un cristallo, esso vi penetra e l’effetto di
diffrazione risultante deriva da un numero quasi infinito di piani paralleli ed ognuno
contribuisce, per una piccola quantità, all’effetto complessivo di diffrazione.
La diffrazione di raggi X generalmente si suddivide in:
Diffrazione da cristallo singolo. Indica gli effetti di diffrazione dati da un cristallo singolo
molto piccolo, che possono essere registrati su pellicola fotografica o misurati da un
rivelatore.
Diffrazione su polveri. Attualmente è la tecnica più utilizzata, a causa della relativa rarità
di cristalli ben formati e della difficoltà di ottenere l’orientamento preciso del cristallo
(richiesto dal metodo a cristallo singolo). Il campione viene macinato finemente e legato
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con collante amorfo oppure pressato; quando un fascio di raggi X monocromatici colpisce
il preparato, tutti i possibili effetti di diffrazione avvengono simultaneamente.
Lo strumento maggiormente utilizzato attualmente è il diffrattometro per polveri: il
campione, inserito nell’apposita camera, ruota nel percorso di un fascio di raggi X,
mentre un rivelatore ruota attorno ad esso e raccoglie i raggi X diffratti; quando il
campione ruota di un angolo θ, il rivelatore ruota di un angolo 2θ (geometria BraggBrentano). Il fascio diffratto entra nel rivelatore e produce un segnale: l’impulso generato
viene amplificato e il segnale elettronico risultante determinala la comparsa di un picco,
all’interno del così detto diffrattogramma, che rappresenta l’evento di diffrazione.
Fig. 4.5 – Schema di un diffrattometro per polveri.
La strumentazione di un diffrattometro per polveri è generalmente costituita da:
Sorgente di raggi X. Quella più comune è il tubo a raggi X, che produce un fascio di raggi X
paralleli e monocromatici. Il tubo ad alto vuoto è costituito da un anodo (generalmente è
in Cu, ma può essere anche in Fe o Mo) e un filamento di tungsteno (catodo). Quando il
filamento si riscalda, per passaggio di corrente elettrica, emette elettroni che vengono
accelerati da un’elevata differenza di potenziale applicata tra anodo e catodo. Quando gli
elettroni che collidono con l’anodo hanno sufficiente energia da dislocare elettroni dagli
orbitali elettronici interni del materiale dell’anodo, allora si generano raggi X, che
dipendono dal metallo dell’anodo.
Supporto per campioni. Il campione, macinato finemente, viene montato su un vetrino.
Rivelatore. Converte l’energia radiante in segnale elettrico. Può essere di tre tipi:
rivelatore a gas, contatore a scintillazione o rivelatore a semiconduttore. Nei rivelatori a
gas, la radiazione X passa attraverso un gas inerte (es.: argo, xenon), dando luogo ad
interazioni che producono un numero elevato di ioni gassosi ed elettroni per ogni fotone
X: ne risulta un aumento di conducibilità. Nei contatori a scintillazione la radiazione X
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passa attraverso un cristallo (generalmente ioduro di sodio drogato) e la sua energia
viene prima ceduta allo scintillatore e poi rilasciata sotto forma di fotoni di radiazione
fluorescente: i lampi di luce prodotti vengono trasmessi al fotocatodo di un tubo
fotomoltiplicatore e poi convertiti in impulsi elettrici. Nei rivelatori a semiconduttore
[Si(Li) o Ge(Li)] l’assorbimento di un fotone causa la formazione di un fotoelettrone, che
a sua volta cede energia cinetica promuovendo in banda di conduzione migliaia di
elettroni del silicio (o del germanio), con conseguente aumento di conducibilità.
Per l’analisi dei frammenti giordani è stata utilizzata un’apparecchiatura Seifert MZIV,
equipaggiata con un monocromatore di grafite che sfrutta la radiazione Cu Kα, operante a 40 kV
e 20mA. I diffrattogrammi sono stati raccolti da 5° a 60° 2θ, ad una velocità di 0,02° per step, con
un tempo di conteggio di 8 s per step.
Tutti i campioni sono stati macinati finemente in un mortaio d’agata e i campioni
KB.06.A.120/6,
KB.10.B.1054/24,
KB.10.B.1054/62a,
KB.11.B.1124/,
KB.11.B.1124/3,
KB.11.B.1124/15, KB.11.B.1124/29, KB.11.B.1124/33, KB.11.B.1128/50, KB.11.B.1128/51,
KB.11.B.1128/65 hanno subito dei setacciamenti, con lo scopo di dividere le componenti del
campione che presentavano granulometria differente. Sono stati utilizzati setacci con maglie da
0,063 mm, 0,032 mm e 0,020 mm; i campioni macinati sono stati fatti passare attraverso i tre
setacci, i quali sono stati impilati uno sopra l’altro (in alto quello con la maglia più grossa, in
basso quello con la maglia più fine): sul foglio posto alla base della pila di setacci, una volta
terminato il setacciamento, sarebbe dovuta rimanere solo la matrice, con granulometria ≤ 0,020
mm.
Fig. 4.6 – Fotografie della metodologia di setacciamento: a sinistra
macinazione del campione, a destra la pila di setacci.
4.4. Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier
La spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR) è una tecnica che analizza le
vibrazioni molecolari e rotazionali ed è capace di identificare i gruppi funzionali che
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caratterizzano sia i composti organici che inorganici. Tra i materiali inorganici, si possono
maggiormente identificare carbonati, solfati e nitrati; gli ossidi generalmente non danno un
sufficiente segnale, mentre non si riesce a discriminare con sufficiente precisione i diversi tipi di
silicati, ma soltanto il composto come classe.
Si hanno spettri di tipo vibrazionale quando si utilizzano radiazioni comprese fra 3 e 25 µm
(corrispondenti all’assorbimento nel vicino e medio infrarosso), mentre si hanno spettri di tipo
rotazionale quando si utilizzano radiazioni tra 25 e 200 µm (corrispondenti all’assorbimento nel
lontano infrarosso).
Nelle analisi spettroscopiche generalmente si utilizza la regione del medio infrarosso (MIR),
spesso espressa in numeri d’onda (da 4000 a 400 cm -1). Da circa 1000 a 400 cm -1 si parla della
così detta regione delle impronte digitali (fingerprint), in cui si trovano bande di assorbimento
che debbono essere associate ad altre bande presenti nella zona da 4000 a 1000 cm -1 per poter
caratterizzare il campione, perché la regione del fingerprint funge da marker delle sostanze.
Le molecole che assorbono radiazione IR devono presentare legami di tipo polare (maggiore
è la polarità, maggiore è l’assorbimento) e le vibrazioni devono causare una variazione del
momento di dipolo. Quindi non tutte le vibrazioni sono IR attive: ne sono un esempio le
vibrazioni simmetriche che rispettano il centro di simmetria o le vibrazioni delle molecole
biatomiche omonucleari.
Per una molecola non lineare contenente n atomi, esistono 3n-6 modi vibrazionali (cioè
frequenze caratteristiche di vibrazione), mentre per una molecola lineare esistono 3n-5 modi
vibrazionali; anche per molecole relativamente semplici, quindi, esiste un gran numero di livelli
energetici vibrazionali. L’energia vibrazionale è legata a movimenti di stiramento (stretching –
vibrazioni lungo la direzione dei legami della molecola, che si distinguono in simmetriche e
asimmetriche), in cui varia la distanza fra gli atomi, e a movimenti di deformazione ( bending),
che si basano sulle variazioni degli angoli di legame e su torsioni.
Generalmente uno spettro viene presentato in:
Trasmittanza (%T), che misura la radiazione trasmessa attraverso il campione.
Assorbanza (A), che misura la radiazione assorbita dal campione.
Questi due tipi di interazione sono inversamente correlate nell’equazione:
A = log (1/T)
La radiazione IR passa attraverso il campione, il quale assorbe l’onda elettromagnetica in
funzione della lunghezza d’onda; come conseguenza, l’intensità della luce trasmessa viene
diminuita. L’assorbimento della luce a diversi numeri d’onda (espressi in cm -1) corrisponde
all’eccitazione dei livelli vibrazionali della molecola. Se si raccoglie e analizza nello spettrometro
la luce trasmessa o assorbita, si ottiene uno spettro costituito da bande d’assorbimento
caratteristiche del tipo di materiale esaminato. Per identificare un composto, si analizza la
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posizione, la forma e l’intensità delle varie bande presenti nello spettro. La posizione indica quali
sono i gruppi funzionali esistenti nella molecola; la forma delle bande ci offre l’informazione sul
gruppo funzionale e sulla purezza del materiale: molte bande, infatti, sono apparentemente
simmetriche e l’osservazione di deviazioni dalla simmetria può essere indicativa della presenza
di una o più altre bande. Le variazioni possono essere dovute all’esistenza di un componente a
più bassa concentrazione (che di conseguenza risulta difficile da identificare) oppure a
modificazioni del materiale. L’intensità relativa di una banda, rispetto all’intensità di altre,
fornisce informazioni sulla quantità del gruppo funzionale specifico all’interno della molecola.
Va ricordato, inoltre, che con la spettroscopia IR è possibile anche misurare l’intensità della
radiazione riflessa in relazione all’intensità della radiazione incidente. Ciò può essere utile per
l’analisi di superfici di campioni difficili da trattare.
In presenza di campioni solidi, se si vuole effettuare l’analisi in trasmissione occorre
preparare delle pasticche di KBr o altri alogenuri, quali BaF 2 o AgCl. Il campione viene triturato
finemente e mescolato con KBr, che ha la capacità di essere compresso, fino ad ottenere una
pastiglia trasparente nel medio infrarosso. L’unico inconveniente di questo alogenuro è la sua
alta igroscopicità: per questo motivo si deve prestare attenzione durante la preparazione del
campione. Le due fasi si mescolano in quantità idonee e poi la polvere ottenuta si comprime
mediante un’apposita pressa, in modo tale da ottenere un dischetto trasparente.
La strumentazione FT-IR è generalmente costituita da:
Sorgente. Può essere una sorgente Globar (candela di SiC), una sorgente a filo
incandescente o un filamento di Nerst (ossidi di terre rare).
Interferometro di Michelson. È costituito da uno specchio semiriflettente ( beamsplitter) e
da due specchi: uno fisso e l’altro mobile. La radiazione IR proveniente dalla sorgente
viene divisa in due fasci dal beamsplitter; un fascio viene mandato allo specchio fisso e
viene riflesso, l’altro fascio viene mandato allo specchio mobile e viene riflesso. I due
fasci colpiscono di nuovo il beamsplitter e si ricombinano dando luogo ad interferenza
costruttiva o distruttiva a seconda della posizione dello specchio mobile.
Supporto per campioni.
Rivelatore. Analizza la radiazione, risultante dalla ricombinazione dei due fasci, che
attraversa il campione. Si ottiene l’interferogramma, che rappresenta la variazione
dell’intensità della luce che raggiunge il rivelatore in funzione del tempo o della distanza
dello specchio mobile. La trasformata di Fourier (operazione matematica), effettuata dal
calcolatore collegato allo strumento, consente di trasformare l’interferogramma in un
tradizionale spettro IR vibrazionale (segnale d’intensità in funzione del numero d’onda o
della lunghezza d’onda), passando dal dominio delle distanze al dominio delle frequenze.
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Un requisito molto importante è quello di ottenere un buon interferogramma, dal quale
dipende la precisione dello spettro ottenuto: lo specchio mobile deve avere una velocità costante
e la sua posizione deve essere nota in maniera esatta in ogni istante; inoltre, lo specchio deve
mantenere una costante planarità, durante tutto il suo spostamento.
Fig. 4.7 – Schema di uno FT-IR.
Per l’analisi dei frammenti giordani è stata utilizzata un’apparecchiatura Jasco 6100. Gli
spettri sono stati acquisiti ed elaborati attraverso il software Spectra Manager. Ogni campione è
stato preparato utilizzando KBr: è stata presa una piccola porzione di ciascun frammento ed è
stata polverizzata con un mortaio d’agata; ad essa è stata poi aggiunta una quantità di KBr, pari a
circa tre volte la quantità del campione polverizzato. Una volta ottenuta la pastiglia, essa è stata
posta nello strumento e si è proceduto con l’analisi. Per ciascuna misura sono state effettuate in
media 90 scansioni, con una risoluzione di 4 cm -1 ed è stato raccolto lo spettro in un range da
450 a 4000 cm-1. È stato collezionato il background (spettro dell’aria) prima di effettuare le
analisi. Gli spettri sono stati misurati in trasmittanza e poi convertiti in assorbanza.
4.5. Microscopia elettronica a scansione
La microscopia elettronica a scansione (SEM) è una tecnica capace di evidenziare le
caratteristiche superficiali di un oggetto: dettagli a diverse profondità (qualche µm), forma,
dimensioni e disposizioni delle particelle che compongono il campione. È in grado di forni re
immagini tridimensionali, caratterizzate da elevato grado di definizione e maggiore risoluzione
rispetto al microscopio ottico: può fornire fino 150000-200000 ingrandimenti teorici. Con tale
tecnica si possono determinare anche gli elementi chimici che compongono il campione, sia
qualitativamente che quantitativamente, tramite microanalisi a sonda elettronica (EMPA). Si
possono osservare solo campioni solidi di dimensioni ridotte (massimo 30 cm).
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Quando una superficie viene investita da un fascio di elettroni ad alta energia, si creano
interazioni tra elettroni ed atomi e vengono prodotti parecchi tipi di segnali, che vengono
raccolti da rivelatori specifici, a seconda del segnale. Tali segnali sono dovuti ad elettroni
retrodiffusi, elettroni secondari, elettroni Auger, raggi X caratteristici e fotoni con varie energie.
Quelli più comunemente studiati sono quelli dovuti a elettroni secondari (forniscono
informazioni sulla morfologia del campione), a elettroni retrodiffusi (forniscono informazioni
sulla distribuzione degli elementi chimici nel campione) e a raggi X (analizzati con la microsonda
elettronica).
Quando un elettrone colpisce un materiale possono verificarsi diversi tipi di interazione con
gli atomi del campione, o meglio, con gli elettroni degli atomi: esse si possono suddividere in due
grosse categorie. La prima è data dagli urti elastici, nei quali l’elettrone cambia la sua traiettoria
ma mantiene invariata la sua energia; la seconda è data dagli urti anelastici, in cui l’elettrone
perde parte della sua energia trasferendola al materiale. Gli elettroni retrodiffusi (BSE –
backscattered electron) sono quelli diffusi in modo elastico: più elevato è il numero atomico (Z)
del materiale colpito e maggiori sono gli elettroni che vengono “riflessi” dalla superficie. Di
conseguenza, la quantità di segnale dovuta agli elettroni retrodiffusi dipende dal numero
atomico del materiale analizzato. L’immagine che si ottiene al SEM è costituita da toni di grigio:
maggiore è la quantità di elettroni retrodiffusi dal materiale e più il grigio risulta chiaro, quindi
zone chiare si riferiscono ad elementi chimici ad alto Z mentre zone scure ad elementi chimici a
basso Z. Gli elettroni secondari (SE – secondary electron) sono quelli diffusi in modo anelastico:
essi sono debolmente legati al materiale e vengono strappati dai loro legami dagli elettroni del
fascio incidente. Avendo bassa energia (<50 eV), soltanto quelli che vengono generati nello
strato più vicino alla superficie del materiale riescono a sfuggire e ad essere rivelati (circa i primi
25 nm), mentre gli elettroni secondari generati in profondità vengono riassorbiti dal materiale. Il
numero di elettroni secondari rivelati dipende dall’inclinazione del materiale rispetto al fascio
incidente; essi non danno informazioni composizionali, ma forniscono informazioni sulla
morfologia del campione. L’immagine che si ottiene al SEM è costituita da contrasti di chiaroscuro e ciò dipende da come sono orientate le facce del campione.
La strumentazione SEM è generalmente costituita da:
Emettitore di elettroni. Generalmente è costituito da un filamento di tungsteno riscaldato
ad alte temperature, il quale emette elettroni (effetto termoionico) e li accelera verso la
colonna. Il fascio di elettroni che incide sul campione presenta due parametri
fondamentali: l’energia (1-30 keV) e la corrente (1 pA - 1 µA), le quali determinano la
dimensione del fascio, quindi la risoluzione, la quantità di segnale utile e la profondità di
penetrazione.
Pagina | 39
Colonna. Costituita da un cilindro carico negativamente (anodo), che respinge gli
elettroni collimandoli verso il centro, e da diverse lenti elettromagnetiche che hanno lo
scopo di controllare e focalizzare il fascio di elettroni.
Camera. Contiene il campione da analizzare – che viene reso conduttivo dalla stesura di
un sottile strato di grafite – e lavora con il vuoto, altrimenti l'aria impedirebbe la
produzione del fascio, data la bassa energia degli elettroni.
Rivelatore. Differente per ciascuno dei segnali ottenuti. Tra i vari, vi è la spettrometria a
dispersione d’energia (EDS), per l’analisi dei raggi X emessi dal campione – che sono
caratteristici degli elementi chimici presenti – la quale permette, quindi, di effettuare una
caratterizzazione elementare del materiale. Si possono analizzare tutti gli elementi a
partire dal boro (Z = 5), poiché gli elementi più leggeri non possono essere rivelati. La
tecnica EDS utilizza uno spettrometro in grado di discriminare le energie: tutte le righe X
emesse vengono misurate simultaneamente.
Fig. 4.8 – Schema di un SEM.
Per l’analisi dei frammenti giordani è stata utilizzata un’apparecchiatura FEI-Quanta 400,
operante a 20kV, accoppiata a spettrometria a dispersione di energia (EDX – Energy Dispersive Xray Analysis) Genesis. È stata effettuata una calibrazione automatica utilizzando le righe K di Al e
Cu (griglia di rame su uno stub di alluminio).
Pagina | 40
5
I CAMPIONI
Le ceramiche di Khirbet al-Batrawy, risalenti al III millennio a.C., sono una prova
inequivocabile del fatto che il sito fu occupato solamente in quell’epoca.
Nell’area A (Acropoli) e nell’area B sud le case hanno restituito una notevole quantità di
ceramica comune, che illustra la varietà delle forme e delle funzioni sviluppatesi con la nascita
della città. Numerosi reperti e resti, attribuibili al Bronzo Antico III, documentano, come già
detto in precedenza, una ricca presenza di prodotti agricoli e alimentari.
All’interno del palazzo, risalente al Bronzo Antico IIIB, sono stati rinvenuti 3 torni da vasaio.
Essi sono una testimonianza del livello tecnologico raggiunto dalla comunità di questo sito nel III
millennio a.C.. I reperti ceramici mostrano una forte standardizzazione delle produzioni, sia per
le forme che per l’impasto e per le funzioni. Oltre ai torni, nel palazzo sono stati rinvenuti anche
numerosi pithoi, grandi vasi per lo stoccaggio delle derrate alimentari, alti più di un metro e con
una capienza di circa 120 litri ciascuno.
Fig. 5.1 – Due torni rinvenuti rispettivamente nel magazzino e nella Sala a Pilastri [Nigro, 2010].
Fig. 5.2 – Pithoi restaurati, rinvenuti nella Sala a Pilastri [Nigro, 2010].
Pagina | 41
Il tornio risulta essere stato utilizzato per realizzare il collo dei pithoi, contenitori prodotti
espressamente dal palazzo per se stesso. Dunque esso è uno strumento ca rdine del sistema
economico centralizzato, in quanto necessario per realizzare i vasi, che sono funzionali
all’accumulo del surplus agricolo e, di conseguenza, alla gestione del potere economico da parte
del palazzo [Nigro, 2010]. I pithoi sono generalmente caratterizzati da corpo ovoidale, collo
cilindrico, orlo svasato, ripiegato e modanato, due cordonature a rilievo (una applicata per
mascherare i punti di giunzione tra le due metà che costituivano il corpo e una all’attaccatura del
collo). Tutti presentano un impasto marroncino-rosato (talvolta con un nucleo grigio). La
maggior parte dei pithoi conteneva granaglie (in particolare semi d’orzo) carbonizzate e diversi
vasi presentavano deformazioni delle pareti, causate dal prolungato contatto con le travi lignee
incendiate, come possono testimoniare le evidenti sfiammature sulle pareti esterne [Nigro,
2010]. Oltre ai pithoi sono stati rinvenuti piatti, coppette, coppie di vasi tra i quali due bacini
profondi (“vats”), brocche e brocchette, ollette, attingitoi e giare di diverso tipo, tra cui giare del
tipo “hole mouth” (giare senza collo) e del tipo “pattern combed” (letteralmente “motivo a
pettine”). Queste ultime sono ceramiche da conservazione della produzione, cioè giare olearie
decorate all’esterno con un pettine a maglia larga, tipiche nel Levante. Questi contenitori
venivano impiegati per il trasporto dell’olio di oliva (utilizzato come alimento, ma anche come
cosmetico e combustibile per l’illuminazione). Il numero di frammenti “pattern combed” ritrovati
indicano che dalla città di Batrawy dipendessero verosimilmente diversi centri di produzione
dell’olio. A riprova di ciò, sul territorio attorno al sito archeologico prospezioni hanno rivelato
che i pendii collinari erano ricoperti da distese di olivet i [Nigro, 2009].
Nel presente studio sono stati analizzati 36 campioni, trovati nelle aree A e B e risalenti al
Bronzo Antico IIIB (2500 – 2300 a.C.), momento di maggior splendore della città. Da 12 di questi
sono state ricavate anche le sezioni sottili. Sono stati inoltre analizzati un frammento di mattone,
proveniente da un’abitazione del Bronzo Antico IIIB e un campione di marna, proveniente dalla
stessa area geografica del sito archeologico.
AREA B
AREA A
Fig. 5.3 – Luoghi di ritrovamento dei frammenti
Pagina | 42
Di seguito i campioni presi in esame, compresivi di foto dei frammenti e, ove possibile, di
disegni e di foto delle sezioni sottili.
BA IIIB (2500-2300 a.C.)
Descrizione
Campione
Disegno (sezione e
prospetto)
Sezione sottile
KB.05.A.46/2
Ansa di giara.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.05.A.46/8
Parete di giara.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.05.A.216/4
Ansa di giara.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.05.A.224/2
Parete di pithos.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
Pagina | 43
KB.06.A.120/6
Brocca rossa
lustrata.
KB.06.A.220/5
Parete di pithos.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.10.B.1040/8
Pithos.
KB.10.B.1054/6
Bacino
Profondo
(vat).
KB.10.B.1054/21
(a-b-c)
Giara “pattern
combed”.
Pagina | 44
KB.10.B.1054/22
Giara rossa
lustrata
(red burnished
jar).
KB.10.B.1054/24
Pithos.
KB.10.B.1054/62
(+ a e b)
Giara con doppie
anse.
Pagina | 45
KB.11.B.1054/2
Pithos.
KB.11.B.1054/12
Giara con anse
verticali.
KB.11.B.1054/13
Giara rossa
lustrata
(red burnished
jar).
KB.11.B.1124/
Giara semplice.
KB.11.B.1124/1
Giara
“hole mouth”.
Pagina | 46
KB.11.B.1124/3
Giara
“hole mouth”.
KB.11.B.1124/10
Pithos.
KB.11.B.1124/15
Giara
“hole mouth”.
KB.11.B.1124/19
Spouted vat
(contenitore con
beccuccio).
KB.11.B.1124/22
Giara.
KB.11.B.1124/24
Giara.
KB.11.B.1124/28
Pithos.
Pagina | 47
KB.11.B.1124/29
Giara con anse
sporgenti.
KB.11.B.1124/33
Brocchetta rossa
lustrata
(red burnished
juglet).
KB.11.B.1128/
Giara.
KB.11.B.1128/1
Giara con anse
verticali.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.11.B.1128/50
Pithos.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
Pagina | 48
KB.11.B.1128/51
Pithos.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.11.B.1128/52
Giara
“hole mouth”.
Ceramica da
deposito
(storage ware).
KB.11.B.1128/65
Brocchetta rossa
lustrata
(red burnished
juglet).
Mattone
Marna
Pagina | 49
6
RISULTATI DELLE ANALISI
Si riportano i risultati delle analisi, effettuate sui frammenti ceramici, sul campione di marna
e sul frammento di mattone tramite microscopia ottica, spettroscopia micro -Raman,
spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR), microscopia elettronica a scansione
accoppiata a spettrometria a dispersione di energia (SEM-EDX) e diffrattometria a raggi X (XRD).
6.1. Microscopia ottica
Tramite l’analisi allo stereomicroscopio è possibile esaminare le superfici del manufatto, la
colorazione sia interna che superficiale, nonché la forma e la distribuzione dei granuli costituenti
la tempera. Da questa prima analisi macroscopica si possono, quindi, ottenere già alcune
informazioni sulle tecnologie di produzione di tali manufatti.
La quantità di ferro presente nelle materie prime e la cottura in condizioni ossido-riducenti
sono generalmente i principali fattori che determinano il colore nelle ceramiche. In ambiente
ossidante si forma soprattutto ematite, che è il principale minerale pigmentante nei frammenti
ceramici.
I campioni KB.05.A.46/2, KB.05.A.216/4, KB.05.A.224/2, KB.11.B.1124/, KB.11.B.1124/24,
KB.11.B.1128/, KB.11.B.1128/51 presentano in sezione una colorazione a sandwich (all’esterno
varia dal rosa al rosso, all’interno varia dal grigio chiaro al grigio scuro a seconda dei campioni)
(fig. 6.1).
Come già detto in precedenza (si veda cap. 3), la colorazione grigio-nera può essere data da
una combustione incompleta di materiale organico presente nell’impasto, se l’ambiente è
riducente: una parte di esso rimane allo stato di particelle carboniose, che possono rimanere
intrappolate nello spessore del manufatto. Ma la struttura a sandwich è stata ottenuta
sperimentalmente anche cuocendo delle argille ricche in materiale organico in una fornace
caratterizzata da atmosfera ossidante, bassa velocità di riscaldamento e temperatura massima
raggiunta mantenuta per lungo tempo [Maritan at al., 2006]. Come sottolineano anche Nodari et
al. [2004], il “cuore nero” si può formare anche se il manufatto viene cotto in ambiente
riducente e poi raffreddato in ambiente ossidante: laddove il raffreddamento risulti troppo
veloce, può non avvenire una completa riossidazione del manufatto. Il colore scuro, in questo
caso, si attribuisce generalmente ad un alto rapporto Fe 2+/Fe3+ e in particolare alla presenza di
magnetite (Fe3O4) o wustite (FeO) (ma anche di hercynite – FeAl2O4 - o maghemite – γ-Fe2O3),
mentre il colore rosato o rossiccio è dato solitamente dalla presenza di ematite (α-Fe2O3),
Pagina | 50
associata a volte a maghemite (quest’ultima, caratterizzata da colorazione marrone, si può
formare da ossidazione a basse temperature di spinelli contenenti ossido ferroso, come, ad
esempio, la magnetite).
Fig. 6.1 – Fotografie dei campioni KB.05.A.46/2 (7x), KB.05.A.216/4 (6,7x), KB.05.A.224/2 (7x),
KB.11.B.1124/ (8x), KB.11.B.1124/24 (6,7x), KB.11.B.1128/ (8x), KB.11.B.1128/51 (10x).
I campioni KB.06.A.120/6, KB.06.A.220/5, KB.10.B.1054/22, KB.10.B.1054/62 (a -b),
KB.11.B.1054/2,
KB.11.B.1124/10,
KB.11.B.1124/28,
KB.11.B.1124/33,
KB.11.B.1128/1,
KB.11.B.1128/50 presentano invece in sezione una doppia colorazione (da un lato è
generalmente rossiccia, dall’altro varia dal grigio scuro al marroncino a seconda dei campioni)
(fig. 6.2). Ciò potrebbe essere dovuto ad un’incompleta trasformazione di fase – probabilmente
dovuta ad una cottura o raffreddamento troppo brevi – oppure ad una cottura in atmosfera non
totalmente controllata e quindi parzialmente ossidante-riducente [Broekmans et al., 2008],
come spesso accadeva nelle fornaci a cielo aperto.
Fig. 6.2 – Fotografie dei campioni KB.06.A.120/6 (7x), KB.06.A.220/5, KB.11.B.1054/2, KB.11.B.1124/10 (7x),
KB.11.B.1124/33 (6,7x), KB.11.B.1128/1, KB.11.B.1128/50 (7x).
Pagina | 51
I
campioni
KB.10.B.1040/8,
KB.10.B.1054/6,
KB.11.B.1124/22
e
KB.11.B.1124/29
presentano in sezione una colorazione grigiastra/marrone più o meno omogenea (fig. 6.3),
probabilmente dovuta all’atmosfera riducente dell’ambiente di cottura e di raffreddamento.
L’ambiente riducente è tipico del forno a fossa (utilizzato anche durante l’Età del Bronzo),
caratterizzato da una rapida velocità di riscaldamento e una breve durata della temperatura
massima raggiunta. In questo tipo di forno i vasi vengono posti in una fossa a cielo aperto,
ricoperti da paglia e legna, che viene bruciata; successivamente si copre tutto con terra per
preservare il calore e aumentare la temperatura di cottura. [Maritan et al. 2006; Cuomo di
Caprio, 2007].
Fig. 6.3 - Fotografie dei campioni KB.10.B.1054/6, KB.11.B.1124/22 (8x).
I campioni KB.05.A.46/8, KB.10.B.1054/21 (a-b-c), KB.10.B.1054/24, KB.11.B.1054/12,
KB.11.B.1054/13,
KB.11.B.1124/1,
KB.11.B.1124/3,
KB.11.B.1124/15,
KB.11.B.1124/19,
KB.11.B.1128/65, KB.11.B.1128/52 presentano in sezione una colorazione prevalentemente
omogenea che va dal rosa al rosso, a seconda dei campioni (fig. 6.4). Ciò può essere dovuto a
cottura e raffreddamento avvenuti in atmosfera ossidante oppure ad una cottura avvenuta in
atmosfera riducente, con conseguente raffreddamento in atmosfera ossidante e riossidazione
completa del manufatto [Nodari e al., 2004].
Fig. 6.4 - Fotografie dei campioni KB.10.B.1054/24 (7x), KB.11.B.1054/12 (6,7x),
KB.11.B.1124/1 (6,7x), KB.11.B.1128/65 (15x).
Secondo Murad e Wagner (1995) la colorazione rossa aumenta d’intensità quando la cottura
di ceramiche avviene a temperatura elevata (> 900°C), a causa di un aumento della quantità di
ematite. Per Sendova et al. (2005), però, il differente grado di colorazione rossa non è solo
dovuto alla quantità, ma anche alle dimensioni granulometriche dell’ematite: ceramiche di
Pagina | 52
colore rosso presentano cristalli di ematite con granulometria inferiore, rispetto a ceramiche di
colore rosa.
Dalle osservazioni delle sezioni sottili si nota che i campioni contengono granuli di
dimensioni e colori differenti, che vanno dal bianco al giallo-arancione, dal rosso al marrone, dal
grigio (chiaro e scuro) fino al nero. La quantità di inclusi varia da campione a campione. È
possibile osservare anche come tutte le sezioni presentino fessurazioni più o meno marcate.
Alcuni campioni (KB.06.A.120/6, KB.11.B.1124/15, KB.11.B.1124/29, KB.11.B.1128/50)
contengono frammenti di conchiglie, come evidenziato anche dalle analisi al SEM-EDX (fig. 6.5).
Essi sono generalmente caratterizzati da una colorazione bianca e una forma allungata.
Fig. 6.5 – In alto immagini di un incluso del campione KB.11.B.1124/15,
in basso immagini di un incluso del campione KB.06.A.120/6.
In base alla forma degli inclusi è possibile dedurre se essi facevano parte della materia prima
argillosa oppure se erano stati aggiunti dal vasaio per migliorare le prestazioni del manufatto.
Generalmente se i granuli presentano una forma arrotondata è verosimile che derivino da
condizioni deposizionali. Se invece sono caratterizzati da bordi spigolosi e da dimensioni
maggiori è più probabile che siano delle tempere aggiunte appositamente [Fabbri et al., 2014].
Nel caso dei campioni giordani sono presenti entrambe le tipologie (fig. 6.6).
Pagina | 53
Fig. 6.6 – Fotografie dei campioni KB.06.A.120/6 (45x), KB.10.B1054/24 (15x), KB.10.B1054/62a (45x), KB.11.B.1124/3
(15x), KB.11.B.1124/15 (20x), KB.10.B1054/21a (8x), KB.11.B.1128/65 (10x) (sezioni sottili).
Per quanto riguarda le rifiniture, la maggior parte dei campioni non presenta alcun
trattamento
superficiale,
mentre
i
campioni
KB.10.B.1054/22,
KB.11.B.1054/12,
KB.11.B.1054/13, KB.11.B.1124/33 e KB.11.B.1128/65 evidenziano una superficie brunita o
comunque lucidata (fig. 6.7). In merito alle decorazioni, i campioni KB.05.A.46/8, KB.05.A.224/2,
KB.06.A.120/6 e KB.06.A.220/5 presentano una decorazione a rilievo applicato, mentre i
campioni KB.10.B.1054/21a-b-c fanno parte di una giara chiamata “pattern combed”, decorata
con un pettine a maglia larga. Un solo campione (KB.11.B.1128/1) presenta una decorazione
pittorica geometrica di colore rosso (fig. 6.8).
Fig. 6.7 – Fotografie dei campioni KB.11.B.1054/13, KB.11.B.1124/33, KB.11.B.1128/65.
Pagina | 54
Fig. 6.8 - Fotografie dei campioni KB.05.A.46/8, KB.05.A.224/2, KB.06.A.120/6,
KB.10.B.1054/21b, KB.10.B.1054/21b (40x) e KB.11.B.1128/1.
Alcuni campioni presentano dei solchi paralleli sulla superficie, verosimilmente attribuibili
all’uso del tornio. La fig. 6.9 ne è un esempio.
Fig. 6.9 – Fotografia del campione KB.11.B.1124/ .
6.2. Spettroscopia micro-Raman
Tutti i campioni, sia macroscopici sia in sezione sottile, sono stati analizzati tramite
spettroscopia micro-Raman. Questo metodo analitico non distruttivo è utile per la
caratterizzazione dei materiali che costituiscono i frammenti ceramici, soprattutto gli inclusi.
Esso può fornire, quindi, informazioni sulla natura delle materie prime così come sulla
temperatura e l’atmosfera di cottura utilizzate.
La forte fluorescenza, rilevata in tutti i campioni analizzati, non ha permesso di identifica re la
composizione della matrice. Gli spettri sono stati analizzati utilizzando il database
dell’Università di Parma, il database presente sul sito www.rruff.info (e il correlato software
CristalSleuth) e diversi articoli scientifici (De Faria et al., 1997; Sendova e al., 2005; Centeno et
al., 2012; ecc.]
6.2.1. Carbonati
La presenza di calcite (CaCO 3) è stata riscontrata in maniera abbondante in tutti i campioni.
Lo spettro della calcite è caratterizzato generalmente da un forte picco a 1086 cm-1, dovuto allo
stretching v1 dello ione carbonato (CO 3)2-, da un picco più debole a 712 cm -1, dovuto al bending
Pagina | 55
dello ione carbonato e da altri due deboli picchi a 155 e 281 cm -1 (contributi di modi vibrazionali
reticolari).
Nei campioni KB.10.B.1040/8, KB.11.B.1054/12, KB.11.B.1128/1 e KB.11.B.1128/52 è stata
riscontrata anche la presenza di dolomite (MgCa(CO 3)2), che si distingue dalla calcite per i picchi
a 295, 728 e 1097 cm-1 (fig. 6.10) o comunque di un carbonato magnesifero, quale può essere
anche la magnesite (MgCO3).
Fig. 6.10 – Spettro della dolomite ottenuto dal campione KB.10.B.1040/8 e spettro della calcite ottenuto dal campione
KB.11.B.1124/33; a destra microfotografie di dolomite (in alto) e calcite (in basso).
6.2.2. Ossidi e idrossidi
Nei campioni giordani sono stati riscontati numerosi ossidi, quali ematite (α-Fe2O3),
magnetite (Fe3O4), maghemite (γ-Fe2O3), jacobsite (MnFe 2O4), magnesioferrite (MgFe 2O4),
ilmenite (FeTiO3), anatasio (TiO 2), rutilo (TiO2), brookite (TiO2) e corindone (Al2O3), mentre per
gli idrossidi è stata rilevata la presenza di goethite [α-FeO(OH)].
L’ossido presente in maniera più abbondante è sicuramente ematite, caratterizzata dai picchi
a 223, 243, 290, 410, 498, 610, 660 e 1320 cm -1 (fig. 6.11). Questo minerale è il principale
responsabile della colorazione rossa dei corpi ceramici e la sua diffusa presenza è indicativa di
un’atmosfera ossidante [Sendova et al., 2005; Bersani et al., 2010].
Pagina | 56
Fig. 6.11 – Spettro dell’ematite ottenuto dal campione KB.11.B.1128/65; a destra microfotografia del minerale.
A volte è possibile che il picco a 660 cm -1 si trovi spostato a circa 665-670 cm-1 e presenti
un’intensità più elevata del picco a 610 cm -1 (fig. 6.12): ciò può essere dovuto ad un contenuto
residuale di magnetite [Lofrumento et al., 2004; Centeno et al, 2012] e, quindi, ad un’incompleta
trasformazione di fase durante la cottura oppure ad una struttura disordinata e non
perfettamente stechiometrica dell’ematite stessa, a causa di alcuni ioni metallici che hanno
rimpiazzato il ferro [Bersani et al., 1999].
La trasformazione della magnetite in ematite è, comunque, un fenomeno molto comune in
natura ed è chiamato martitizzazione [De Faria et al., 1997]. Per evitare di indurre questa
trasformazione, è bene mantenere una bassa potenza del laser.
Fig. 6.12 – Spettro dell’ematite, accompagnato dal caratteristico picco della magnetite a 677 cm -1
(dal campione KB.11.B.1124/10).
Pagina | 57
La magnetite è un tipico spinello inverso, caratterizzato da formula generale Y(YX)O4. Essa
presenta i picchi a circa 310, 555 e 669 cm-1. De Faria (1997) sottolinea che esistono, per questo
minerale, delle discrepanze riguardo ai valori riportati da diversi studiosi, a differenza dei valori
relativi ad ematite, che sono sempre identici. Il picco principale della magnetite può, quindi,
presentarsi tra 665 e 680 cm -1. Nei campioni di Khirbet al-Batrawy, gli spettri attribuiti a
magnetite presentano il picco principale entro tale range (fig. 6.13).
Fig. 6.13 – Spettro della magnetite ottenuto dal campione KB.10.B.1054/24 (sezione sottile);
a destra microfotografia della magnetite.
In atmosfera ossidante, la magnetite si tramuta in maghemite ad una temperatura di circa
200°C e successivamente in ematite a circa 400°C [De Faria et al., 1997; Lofrumento et al., 2004;
Centeno et al., 2012]. La reazione inversa può avvenire in atmosfera riducente [Scarpelli et al.,
2014]. Proprio per questo motivo, anche la presenza di maghemite può essere indicativa di
un’incompleta trasformazione di fase [Lofrumento et al., 2004].
La maghemite ha la struttura dello spinello inverso e può essere vista come una forma di
magnetite deficiente in ferro, con la formula strutturale Fe 3+21.33 2.67 O2-32, dove 2.67 sta ad
indicare 2,67 lacune nei siti ottaedrici dello spinello [De Faria et al., 1997].
Tale minerale presenta generalmente tre ampie bande a 350, 500 e 700 cm -1: contrariamente
ad ematite e magnetite, la maghemite non presenta bande ben definite, ma a causa della
differenza strutturale tra ematite (simmetria trigonale) e maghemite (simmetria cubica), i loro
spettri Raman sono ben distingubili [De Faria et al., 1997; Sendova et al., 2005].
Nei campioni giordani, la maghemite è stata riscontrata sia da sola (fig. 6.14), che in
associazione ad ematite.
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Fig. 6.14 – Spettro della maghemite ottenuto dal campione KB.11.B.1124/3 (sezione sottile);
a destra microfotografia del minerale.
In alcuni campioni è stato identificato anche il minerale jacobsite (MnFe2O4), che è uno
spinello inverso e forma soluzioni solide estese con la magnetite e la magnesioferrite.
In letteratura vengono generalmente riportate tre ampie bande: 339, 456 e 640 cm -1 [Clark et
al., 2007; Centeno et al., 2012]; le prime due sono deboli, mentre la terza è più intensa ed è legata
allo stretching simmetrico del legame Mn-O. Gli spettri presenti sul sito www.rruff.info
presentano, invece, il picco di maggiore intensità a 625 o 649 cm -1; nei campioni giordani il picco
oscilla tra i 622 e i 635 cm-1 (fig. 6.15). Lo spostamento del picco principale può essere dovuto ad
una variazione della composizione chimica della jacobsite, determinata dalla sostituzione di
Mn2+ con Mg2+: in questo caso si ha uno spostamento verso sinistra, cioè verso la magnesioferrite
(MgFe2O4) [Buzgar et al., 2010].
Fig. 6.15 – Spettro di jacobsite ottenuto dal campione KB.06.A.120/6 (sezione sottile);
il picco a 960 cm-1 è legato alla presenza di fosfato. A destra microfotografia della jacobsite.
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La magnesioferrite (MgFe2O4) è stata riscontrata in solo campione (KB.11.B.1128/52); è uno
spinello inverso e forma soluzioni solide estese con la magnetite e la jacobsite. È caratterizzata
dal picco principale a circa 606 cm -1 e da una debole e larga banda a 327 cm -1 (fig. 6.16).
Fig. 6.16 – Spettro di magnesioferrite ottenuto dal campione KB.11.B.1128/52;
il picco a 223 cm-1 è legato alla presenza di ematite. A destra microfotografia della magnesioferrite.
L’ilmenite è un minerale contenente ferro e titanio, fa parte del gruppo dell’ematite ed è
caratterizzato dai picchi a 228, 369 e 681 cm -1 [Sendova et al., 2005]. È stato osservato soltanto
in un campione (KB.10.B.1054/24), che mostra picchi a 379 e 685 cm -1 (fig. 6.17). Ilmenite ed
ematite formano soluzioni solide complete solo sopra i 950°C [Klein, 2004].
Fig. 6.17 – Spettro di ilmenite ottenuto dal campione KB.10.B.1054/24 (sezione sottile).
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Nei campioni di Khirbet al-Batrawy è stata riscontrata la presenza di tutti e tre i polimorfi di
TiO2 ovvero anatasio, rutilo e brookite. Il Ti 4+ si trova al centro di un ottaedro di ossigeni, il quale
condivide gli spigoli formando catene parallele all’asse c e queste catene sono collegate
trasversalmente per condivisione dei vertici degli ottaedri. Nell’anatasio gli ottaedri condividono
quattro spigoli, nel rutilo ne condividono due e nella brookite tre [Klein, 2004]. I campi di
stabilità dei tre polimorfi non sono ancora ben stabiliti, ma il rutilo viene generalmente
considerato il polimorfo di alta temperatura e l’anatasio, invece, quello di bassa temperatura
[Sendova et al., 2005].
L’anatasio è stato trovato in numerosi campioni e presenta un forte picco a 143 cm -1 e quattro
deboli picchi a 196, 395, 513 e 637 cm -1; il rutilo è presente solo in alcuni campioni ed è
caratterizzato da tre picchi a 234, 428 e 610 cm -1. La brookite è stata riscontrata in un solo
campione (KB.10.B.1054/62a) ed è caratterizzata dai picchi a 128, 155, 212, 248, 283, 291, 325,
366 cm-1. Gli spettri sono confrontabili con i dati presenti in letteratura [Smith et al., 1999;
Sendova et al., 2005; Clark et al., 2007; Bersani et al., 2010].
Fig. 6.18 – A sinistra, spettri di rutilo e anatasio ottenuti rispettivamente dai campioni KB.11.B.1128/1 e KB.11.B.1128/50
(sezione sottile). A destra spettro di brookite ottenuta da KB.10.B.1054/62a;
i picchi a 203 e 464 cm-1 sono attribuibili a quarzo.
Il corindone, minerale che fa parte del gruppo dell’ematite, è stato riscontrato in un solo
campione (KB.05.A.46/2): qui è riconoscibile dal doppietto a 1369-1395 cm-1,il quale è
caratteristico della fluorescenza del Cr (III), elemento contenuto in tracce (ppm) nel corindone
[Van der Weerd et al., 2004].
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Fig. 6.19 – Spettro del corindone ottenuto dal campione KB.05.A.46/2.
La goethite, unico idrossido riscontrato nei campioni giordani, è stata trovata in un solo
frammento ceramico (KB.11.B.1124/3) e nel frammento di mattone. Questo minerale è
caratterizzato dai picchi a 235, 293, 393 e 547 cm -1, confrontabili con quelli riportati da De Faria
(1997). La goethite, essendo un forma idrata dell’ossido di Fe (III), verosimilmente potrebbe
essersi formata durante la sepoltura [Lofrumento et al., 2004].
Fig. 6.20 – Spettro della goethite ottenuto dal campione KB.11.B.1124/3;
il picco a 144 cm-1 è attribuibile ad anatasio.
6.2.3. Silicati
Il quarzo (SiO2) è uno dei minerali più frequenti, assieme a calcite, nelle ceramiche di Khirbet
al-Batrawy. Esso è caratterizzato da un’intensa banda a 463 cm -1, dovuta a bending simmetrico
di Si-O-Si; i picchi a 203 e 264 cm-1 sono dovuti a distorsioni reticolari e le deboli bande a 354 e
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401 cm-1 sono, invece, dovute a bending asimmetrico dei tetraedri di silice [Sendova et al., 2005].
Altri picchi riscontrati nei campioni giordani sono presenti a 649, 808, 1045 e 1164 cm-1.
Fig. 6.21 – Spettro del quarzo ottenuto dal campione KB.06.A.120/6 (sezione sottile);
a destra microfotografia del minerale.
In alcuni campioni è stata riscontrata la presenza di un pirosseno, i cui picchi sono attribuibili
a diopside o augite. Tramite analisi Raman non siamo riusciuti ad effettuare una distinzione
ulteriore, data la somiglianza dei rispettivi spettri Raman. In combinazione con le analisi SEM EDX (si veda paragrafo 6.5.), si può verosimilmente supporre la presenza, in maggior quantità, di
un pirosseno più prossimo all’augite, considerando l’utilizzo di basalto locale per la tempera
delle ceramiche giordane.
Fig. 6.22 – Spettro di diopside/augite ottenuto dal campione KB.11.B.1124/1; a destra microfotografia del minera le.
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L’olivina [(Mg, Fe)2SiO4] è un nesosilicato, i cui termini estremi sono forsterite (Mg 2SiO4) e
fayalite (Fe2SiO4). Essa si trova principalmente in rocce ignee basiche, quali basalti.
In alcuni campioni di Khirbet al-Batrawy è stata rilevata la presenza di una composizione
intermedia di questo minerale.
Fig. 6.23 – Spettro di olivina ottenuto dal campione KB.11.B.1054/13.
Lo zircone (ZrSiO 4) è un nesosilicato ed è stato trovato solo nel campione KB.10.B.1040/8.
Questo minerale possiede un’elevata resistenza chimica: la sua presenza, può, quindi, essere
utilizzata per studi di provenienza. Il picco a 1005 cm -1 è legato stretching asimmetrico del
gruppo SiO4, mentre il picco a 973 cm -1 è legato a stretching simmetrico; il picco a 354 cm -1 è
attribuibile a vibrazione di bending di SiO 4 [Kolesov et al., 2001].
Fig. 6.24 – Spettro dello zircone ottenuto dal campione KB.10.B.1040/8.
Pagina | 64
In qualche campione è stata riscontrata anche la presenza di feldspati, le cui composizioni
chimiche si possono esprimere con un sistema a tre componenti: ortoclasio (KAlSi 3O8) – albite
(NaAlSi3O8) – anortite (CaAl2Si2O8). I membri della serie tra ortoclasio e albite sono i così detti Kfeldspati (o feldspati alcalini), mentre i membri della serie tra albite e anortite sono chiamati
plagioclasi.
I k-feldspati constano di tre polimorfi – microclino, ortoclasio e sanidino – i quali si
differenziano nella distribuzione degli ioni Si e Al fra i due siti tetraedrici (T1 e T2) della
struttura. Il sanidino è il polimorfo di alta temperatura, in cui la distribuzione Si-Al è
completamente disordinata. Nel microclino, polimorfo di bassa temperatura, la distribuzione dei
due ioni è completamente ordinata. L’ortoclasio cristallizza a temperature intermedie e la
distribuzione Si-Al si colloca fra quella del sanidino e del microclino. I K-feldspati presentano
picchi a 412, 454, 474 e 512 cm -1, a volte assieme a picchi più deboli a 138 e 266 cm -1. Dagli
spettri ottenuti, rumorosi per effetto della fluorescenza e con bande piuttosto larghe, a causa del
basso grado di cristallinità dovuto al processo di cottura, non è stato possibile, tuttavia, fare una
distinzione tra i vari polimorfi [Ospitali et al., 2005].
Tra albite e anortite esistono soluzioni solide complete, i cui termini intermedi sono costituiti
da oligoclasio, andesina, labradorite e bytownite. L’albite è caratterizzata dal picco a 506 cm -1,
dalla spalla a 478 cm-1 e dai picchi a 293 e 459 cm-1 [Akyuz et al., 2007 e 2008], mentre l’anortite
presenta picchi a 192, 486, 505 e 560 cm -1.
Nei campioni giordani gli spettri raccolti presentano pochi e deboli picchi, che rendono
difficile l’identificazione di uno specifico minerale: si può solo parlare di presenza di K-feldspati
e plagioclasi.
Fig. 6.25 – Spettro di plagioclasio ottenuto dal campione KB.11.B.1124/10.
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6.2.4. Solfati
Il gesso (CaSO 4 · 2H2O) è stato trovato in alcuni campioni e nel campione KB.11.B.1128/65
esso è il composto che caratterizza le efflorescenze presenti nella parete interna del frammento
stesso (fig. 6.26). Questo minerale è caratterizzato da un picco principale a 1006 cm -1, dovuto
allo stretching simmetrico ν 1 del gruppo (SO4)2-, da un picco di media intensità a 412 cm -1
(bending simmetrico ν 2), oltre a deboli picchi a 132, 180, 491, 619 e 669 cm -1 (gli ultimi due
legati a bending asimmetrico ν 4). [Buzgar et al., 2009]
Fig. 6.26 – Efflorescenze del campione KB.11.B.1128/65 (a sinistra, in alto ingrandimento 30x,
in basso campione intero; a sinistra ingrandimento a 45x).
Fig. 6.27 – Spettro del gesso, ottenuto dal campione KB.11.B.1128/65.
Pagina | 66
In alcuni campioni è stata riscontrata anche la presenza di barite (BaSO 4), uno dei solfati
anidri più comuni. Questo minerale si può trovare in vene in calcari, assieme a calcite o in masse
residuali entro argille sovrastanti calcari [Klein, 2004].
La barite presenta un picco molto intenso a 986 cm-1, che corrisponde allo stretching
simmetrico di SO4; a ciò si aggiungono i picchi di media intensità a 450, 459 cm -1 (vibrazioni ν2) e
i deboli picchi a 615, 627, 645, 1138, 1167 cm -1 (vibrazioni ν3 e ν4) [Buzgar et al., 2009].
Fig. 6.28 – Spettro della barite, ottenuto dal campione KB.11.B.1128/51 (sezione sottile);
a destra microfotografia della barite.
Nel campione KB.11.B.1054/2 è stata riscontrata la presenza di un solfato alcalino,
verosimilmente aphthitalite [K3Na(SO4)2], il quale presenta un picco di elevata intensità a 993
cm-1 e altri picchi di media-debole intensità a 453, 621, 629, 983 e 1082 cm -1 (fig. 6.29).
Fig. 6.29 – Spettro di aphthitalite, ottenuto dal campione KB.11.B.1054/2;
il picco a 1006 cm-1 è attribuibile a gesso.
Pagina | 67
Anche altri campioni presentano un picco a circa 992-993 cm-1, che è caratteristico dei solfati
[Zuo et al., 1999], ma non essendo caratterizzati da ulteriori picchi non è possibile effettuare
un’attribuzione più precisa.
6.2.5. Fosfati
In alcuni campioni è presente anche la banda a 960 cm-1: tipica della vibrazione simmetrica
del gruppo fosfato (PO4) 3-, che caratterizza il minerale apatite [Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)] [Smith et al.,
1999].
L’apatite è un minerale accessorio diffuso in tutte le classi di rocce (ignee, metamorfiche e
sedimentarie).
Fig. 6.30 – Spettro di apatite, ottenuto dal campione KB.05.A.46/8.
6.2.6. Materiale organico
Se è presente materiale organico durante la cottura, nei campioni sono generalmente
riscontrabili prodotti di decomposizione, quali carbone amorfo e grafite [Maritan et al., 2005]
La maggior parte dei campioni risulta caratterizzata da due ampie gobbe a circa 1350 e 1585
cm-1, tipiche del carbone amorfo (chiamato anche “grafite disordinata”). La prima banda è
relativa all’ibridizzazione sp3 ed è comunemente chiamata D, mentre la seconda corrisponde
al’ibridizzazione sp2 ed è chiamata G. L’intensità della banda D aumenta quando la dimensione
delle particelle carboniose diminuisce e il grado di disordine aumenta [Smith et al., 1999; Van
der Weerd et al., 2004]. Nei campioni giordani si notano differenti intensità dei picchi suddetti
(fig. 6.31). Secondo Beyssac et al. (2003), in carbone estremamente disordinato la banda D si
allarga significativamente e la banda G diminuisce d’intensità, spostandosi a numeri d’onda più
alti (fig. 6.31).
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In alcuni campioni è stata riscontrata anche la presenza di grafite, caratterizzata dai picchi a
1320 e 1570 cm-1 (fig. 6.32).
Fig. 6.31 – A sinistra spettri di carbone amorfo, che presentano differenti intensità dei picchi (ottenuti dai campioni
KB.11.B.1124/1 e KB.06.A.120/6); a destra spettro di carbone estremamente disordinato,
ottenuto dal campione KB.10.B.1054/24.
Fig. 6.32 – Spettro di grafite, ottenuto dal campione KB.05.A.46/2.
6.3. Diffrattometria a raggi X
I campioni KB.05.A.46/2, KB.05.A.46/8, KB.05.A.216/4, KB.05.A.224/2, KB.06.A.120/6,
KB.06.A.220/5,
KB.10.B.1040/8,
KB.10.B.1054/21a,
KB.10.B.1054/24,
KB.10.B.1054/62,
KB.11.B.1124/
,KB.11.B.1124/3,
KB.11.B.1124/15,
KB.11.B.1124/29,
KB.11.B.1128/50,
KB.11.B.1128/51, KB.11.B.1128/65 e il frammento di mattone sono stati analizzati tramite
diffrattometria a raggi X. Per i campioni KB.06.A.120/6, KB.10.B.1054/62a, KB.11.B.1124/ ,
KB.11.B.1124/29 e KB.11.B.1128/51 le analisi sono state effettuate anche sulle polveri
setacciate (secondo la metodologia già descritta nel cap. 4).
Pagina | 69
Questo tipo di analisi fornisce informazioni sulle fasi cristalline presenti nei campioni e di
conseguenza anche sulle temperature di cottura dei framment i stessi. Sulla base dell’intensità
dei picchi si possono ottenere informazioni anche sulla quantità di fasi mineralogiche presenti.
L’assegnazione dei picchi è stata effettuata utilizzando i diffrattogrammi presenti sul sito
www.rruff.info.
Le analisi hanno rivelato la presenza di calcite e quarzo in tutti i campioni e le proporzioni tra
i due minerali variano da frammento a frammento. In alcuni campioni queste due fasi
mineralogiche sono le uniche osservabili: a causa della loro elevata abbondanza non è stato
possibile rilevare altre fasi presenti in minor quantità (fig. 6.33).
Fig. 6.33 – Diffrattogramma del campione KB.05.A.216/4; Qtz = quarzo, Cal = calcite.
In altri campioni è stata riscontrata la presenza di illite, K-feldspati, plagioclasi, gehlenite,
ematite, dolomite, caolinite e gesso. L’esistenza di una fase amorfa è evidenziata da una maggior
rumore di fondo nei diffrattogrammi [Cultrone et al., 2001].
L’illite [KxAl4(AlxSi8-x)O20(OH)4 · nH2O con x<2] è il costituente principale di molte rocce
argillose ed è una mica povera in alcali, con composizione simile alla muscovite
[K2Al4(Al2Si6)O20(OH,F)4]; da quest’ultima differisce per una minore sostituzione di Al per Si e
per un maggiore contenuto d’acqua.
Se Al sostituisce casualmente Si, non ci può essere una carica di aggregato sufficiente sugli
strati T-O-T per produrre una struttura tipo mica ordinata, con tutti i siti per i cationi interstrato
riempiti. Possono, invece, essere occupati siti occasionali, producendo minerali con proprietà
intermedie tra i minerali argillosi e le miche [Klein, 2004]. L’illite ne è un esempio.
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La gehlenite [Ca2Al(SiAl)O7] è un classico minerale di cottura poiché deriva dalla reazione tra
calcite e minerali argillosi, per lo più illite. Il processo avviene sopra i 750-850°C [De Benedetto
et al., 2002; Maritan et al., 2006; Issi et al., 2011].
La caolinite [Al4Si4O10(OH)8] è un fillosilicato a due fogli di ottaedrico, costituito dalla
ripetizione di uno strato Si4O10 unito ad uno strato gibbsitico (1 sito ottaedrico su 3 rimane
libero). La caolinite è il costituente principale del caolino e si trova spesso mescolata a feldspati,
in rocce che soggette ad alterazione: dove l’alterazione risulta completa si hanno depositi
costituiti interamente da caolinite [Klein, 2004].
Fig. 6.34 – Diffrattogramma del campione KB.10.B.1040/8; Qtz = quarzo,
Plag = plagioclasi, Cal = calcite, Gehl = gehlenite, Hem = ematite.
Nel campioni setacciati si è osservato che calcite e quarzo sono presenti in tutte e tre le
frazioni granulometriche e da ciò si può dedurre che questi due minerali verosimilmente fanno
parte anche della matrice e, quindi, della frazione argillosa.
Nel campione KB.10.B.1054/62a i k-feldspati sono stati riscontrati nella frazione con Ø > 63
µm e ciò potrebbe indicare che sono stati aggiunti intenzionalmente dal vasaio. Nelle due classi
granulometriche più piccole, la quantità di quarzo diminuisce; in questo caso, probabilmente
esso è presente in maggior quantità, all’interno del campione, come tempera aggiunta. Sempre
nello stesso campione è stata rilevata anche la presenza di illite nelle frazioni con dimensioni tra
i 63 µm e i 20 µm: più diminuisce la granulometria più aumenta il segnale dei minerali argillosi.
Non si può dire la stessa cosa per il campione KB.11.B.1124/ , in cui non è stata trovata illite:
al suo posto è stata riscontrata gehlenite, oltre a k-feldspati e plagioclasi in tracce, in tutte e tre le
frazioni granulometriche. Ciò può indicare l’utilizzo di una maggiore temperatura di cottura,
rispetto al campione precedente.
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Nel campione KB.11.B.1124/29 è stata rilevata la presenza di ematite in tracce (63 µm ≤ Ø <
20µm) oltre a plagioclasi, k-feldspati e illite in tracce in tutti e tre i tipi di granulometrie.
Nel campione KB.06.A.120/6 oltre all’illite anche i feldspati continuano a persistere nella
granulometria più fine e ciò potrebbe indicare che sono presenti come minerali primari. Nella
diffrattogramma della polvere più fine (32 µm ≤ Ø < 20 µm) compare anche il gesso.
Nel campione KB.11.B.1128/51 diminuendo la granulometria diminuisce la quantità di
quarzo e scompaiono i feldspati, mentre permane illite in tracce.
Di seguito un riepilogo (tab. 6.1) delle fasi mineralogiche riscontrate nei campioni:
l’abbondanza relativa è stata stimata sulla base dell’intensità dei picchi.
Cal
Qtz
Hem
K-feld
Plag
Dolom
Gyps
Gehl
Ill
Kaol
KB.05.A.46/2
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KB.05.A.46/8
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KB.05.A.216/4
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KB.05.A.224/2
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KB.06.A.120/6
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KB.06.A.120/6
(Ø > 63 µm)
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KB.06.A.220/5
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KB.10.B.1040/8
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KB.10.B.1054/21a
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KB.10.B.1054/24
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KB.10.B.1054/62
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KB.11.B.1124/
(32 µm≤ Ø<20 µm)
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KB.11.B.1124/3
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KB.06.A.120/6
(63 µm≤ Ø<32 µm)
KB.06.A.120/6
(32 µm≤ Ø<20 µm)
KB.10.B.1054/62a
(Ø > 63 µm)
KB.10.B.1054/62a
(63 µm≤ Ø<32 µm)
KB.10.B.1054/62a
(32 µm≤ Ø<20 µm)
KB.11.B.1124/
KB.11.B.1124/
(Ø > 63 µm)
KB.11.B.1124/
(63 µm≤ Ø<32 µm)
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KB.11.B.1124/15
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KB.11.B.1124/29
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KB.11.B.1128/50
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MATTONE
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KB.11.B.1124/29
(Ø > 63 µm)
KB.11.B.1124/29
(63 µm≤ Ø<32 µm)
KB.11.B.1124/29
(32 µm≤ Ø<20 µm)
KB.11.B.1128/51
(Ø > 63 µm)
KB.11.B.1128/51
(63 µm≤ Ø<32 µm)
KB.11.B.1128/51
(32 µm≤ Ø<20 µm)
Tab. 6.1 – Minerali identificati tramite analisi FT-IR. Cal = calcite, Qtz = quarzo, Hem = ematite, K-feld = k-feldspati, Plag
= plagioclasi, Dolom = dolomite, Gyps = gesso, Gehl = gehlenite, Ill = illite, Kaol = caolinite.
Il numero di asterischi è correlato all’abbondanza dei minerali; tr = tracce.
6.4. Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier
I
campioni
KB.11.B.1124/,
KB.06.A.120/6,
KB.11.B.1124/3,
KB.10.B.1054/21b,
KB.11.B.1124/15,
KB.10.B.1054/24,
KB.11.B.1124/29,
KB.10.B.1054/62a,
KB.11.B.1124/33,
KB.11.B.1128/50, KB.11.B.1128/51, KB.11.B.1128/65 e il frammento di mattone sono stati
analizzati tramite spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR). Questo metodo
analitico è utile per la determinazione della composizione chimica e mineralogica dei frammenti
ceramici. Se si analizzano campioni nel range del medio infrarosso, generalmente è possibile
caratterizzare la maggior parte dei composti inorganici che contengono anioni complessi
(carbonati, solfati, silicati, ecc.), mentre i composti inorganici che contengono anioni semplici,
come per esempio ossidi o solfuri, spesso non possono essere identificati. Questo significa che
molto spesso uno spettro IR non può essere considerato rappresentativo della composizio ne
totale del materiale. Esso può comunque fornire informazioni sulla natura delle materie prime
così come sulla temperatura e l’atmosfera di cottura utilizzate.
La parte dello spettro che fornisce indicazioni sulla composizione mineralogica dei campioni
va da 400 a 2000 cm-1. Sopra i 2000 cm-1 generalmente si riscontrano solo bande date da
composti organici, CO 2 e acqua. Le intensità delle bande sono direttamente proporzionali alle
Pagina | 73
concentrazione dei componenti e quando si è in presenza di un campione eterogeneo, lo spettro
risulta essere più complesso, poiché può presentare delle bande sovrapposte.
Gli spettri sono stati analizzati utilizzando il database presente sul sito www.rruff.info e
diversi libri e articoli scientifici [Adrover Gracia, 2001; De Benedetto et al., 2002; Barilaro et al.,
2008; ecc.].
Tutti i campioni analizzati presentano due bande, una dovuta allo stretching asimmetrico Si-O
dei silicati a 1200-800 cm-1 e l’altra dovuta allo stretching asimmetrico C-O dei carbonati a 13201530 cm-1. L’intensità delle bande sopra descritte varia da campione a campione e gli spettri in
fig. 6.35 ne sono un esempio.
Fig. 6.35 – Spettri IR dei campioni KB.10.B.1054/62a e KB.11.B.1124/33.
Durante la cottura dell’argilla, tra i 300°C e i 500°C avviene la deossidrilazione degli strati
ottaedrici dei minerali argillosi, i quali formano fasi pseudoamorfe: caolinite e smectite, per
esempio, si trasformano rispettivamente in meta-caolinite e meta-smectite; a circa 600°C la
struttura silicatica collassa e si può osservare nello spettro FT-IR un’ampia banda centrata a
1030-1060 cm-1 [Ravisankar et al., 2011; Maritan et al., 2006; Shoval et al., 2011; Shoval, 2003].
Dall’analisi degli spettri si può osservare che tutti i campioni contengono calcite, quarzo e
illite. La calcite si presenta con una banda principale che varia da 1425 a 1437 cm -1; a questa si
aggiungono le bande a circa 874 e 712 cm -1; laddove questi picchi sono piuttosto intensi, si può
osservare una debole banda anche a circa 1798 cm-1 [Adrover Gracia, 2001]. Secondo Nodari et
al. (2007) la banda a 1437 cm -1 può derivare dal contributo sia di calcite che di dolomite. Le
bande a 1453, 875 e 727 cm -1, infatti, sono tipiche della dolomite [Shoval et al., 2011] e la
vicinanza della banda di stretching (CO 3)2- della dolomite può influenzare la posizione del picco
della calcite. Secondo Shoval (2011) e Fabbri (2014) lo spostamento della banda principale è
Pagina | 74
dovuto, invece, ad una ricarbonatazione della calcite. Tramite la spettroscopia FT-IR, infatti, è
possibile effettuare una distinzione tra calcite primaria e secondaria (ricarbonatata) in base alla
posizione del picco principale, poiché la calcite secondaria presenta dimensioni più piccole dei
cristalli, un più basso grado di cristallinità e la presenza di impurità, quali Mg e Fe [Shoval,
2003]. La banda dovuta allo stretching C-O della calcite secondaria ha una forma generalmente
ampia, asimmetrica, con apice arrotondato e compare a 1430 -1450 cm-1, mentre quella della
calcite primaria è osservabile a 1420-1430 cm-1 e presenta un apice più appuntito [Shoval et al.,
2011; Fabbri et al., 2014]. Nel caso delle ceramiche giordane, nella maggior parte dei campioni
analizzati si osserva il picco a 1426-1428 cm-1, il quale presenta apice più appuntito, mentre in
alcuni campioni il picco, con apice arrotondato, compare a 1430-1437 cm-1 (fig. 6.36). Solo
ulteriori analisi (microscopio mineralogico e analisi termiche), però, potrebbero confermare
l’ipotesi della presenza di calcite secondaria.
Fig. 6.36 – Spettri dei campioni KB.11.B.1124/3 (a sinistra) e KB.11.B.1124/ (a destra):
in evidenza il picco principale della calcite.
Il quarzo è riscontrabile dalle bande a 1162, 1078 e 1058
cm -1; a ciò si aggiunge il
caratteristico doppietto a 798-777 cm-1 e le deboli bande a circa 695, 512 e 454 cm -1. L’illite
invece presenta una banda debole e larga a circa 1635 cm -1 [Barilaro et al., 2008], dovuta ad
acqua molecolare incorporata nella struttura reticolare cristallina, oltre alle b ande
caratteristiche a 1030, 490 e 460 cm -1.
Il campione KB.11.B.1128/65 differisce maggiormente dagli altri ( fig. 6.37), poiché lo spettro
presenta anche le bande tipiche del gesso (CaSO 4 · 2H2O): 1144 e 1116 cm-1 (stretching S-O) ,
670 e 603 cm-1 (bending), oltre a 3544, 3402, 1685 e 1620 cm -1 (bande dovute ad acqua di
idratazione).
Pagina | 75
Fig. 6.37 – Spettro IR del campione KB.11.B.1128/65: in evidenza i picchi relativi al gesso.
Oltre ai minerali suddetti è stata riscontrata anche la presenza di ematite (540 e 475 cm-1),
apatite (1042, 604 e 565 cm-1) [Shoval et al., 2011], k-feldspati (1105, 1089, 1045, 720, 647, 640,
603, 578, 542 cm-1), albite (1028, 760, 743, 648, 607, 586, 529, 473, 461 cm -1), anortite (1091,
1076, 1018, 913, 727, 698, 680, 665, 619, 600, 565, 537, 467 cm-1), gehlenite (848 e 720 cm -1) e
diopside/augite (1064, 759, 668, 632, 505, 464 cm -1). Per questi ultimi non è possibile, tramite
analisi IR, effettuare una distinzione ulteriore, poiché i due pirosseni presentano le stesse bande.
In combinazione con le analisi SEM-EDX (si veda paragrafo successivo 6.5.), si può
verosimilmente supporre la presenza di un pirosseno più prossimo all’augite, considerando
l’utilizzo di basalto locale per la tempera delle ceramiche giordane. Nel mattone è stata
riscontrata la presenza di caolinite (1033, 1010, 937, 913, 539, 473 cm -1).
Come detto in precedenza, nella parte dello spettro che va da 2000 a 4000 cm -1 si evidenziano
bande correlate a composti organici, CO 2 e acqua. L’analisi dei residui organici nelle ceramiche
può fornire importanti informazioni sulle attività e sulla cultura antica, consentendo una
comprensione dei tipi di prodotti che le persone preparavano, cuocevano o immagazzinavano.
La difficoltà nel determinare questi tipi di composti è dovuta non solo alla loro complessità
chimica, ma anche al cambiamento che possono subire a causa dell’attività umana (cottura,
miscelazione, ecc.) o a causa delle condizioni di seppellimento. Solitamente la spettroscopia FT IR è in grado di fornire informazioni preliminari sui residui organici presenti nelle ceramiche. Va
ricordato anche che i composti a base di carbonio (C) possono derivare da materie organiche già
presenti nell’argilla o aggiunte appositamente dal vasaio, per conferire maggiore plasticità a l
manufatto.
In tutti i campioni giordani sono state rilevate deboli bande attorno a 2515, 2872 e 2926 cm 1.
La prima è relativa a stretching O-H di acidi carbossilici (-COOH), mentre le altre due sono da
Pagina | 76
attribuire alle vibrazioni di stretching C-H dei gruppi CH2 e CH3 [Colombini et al., 2005; Maritan
et al., 2006]. Alcuni campioni presentano anche una banda molto debole a 2986 cm -1, sempre
attribuibile a stretching C-H. Secondo Maritan [2005], la presenza di bande legate a stretching C H può essere indicativa di materiale organico presente nell’impasto argilloso, il quale non ha
subito una combustione completa, a causa di cottura a basse temperature. In questo studio, data
la bassa intensità delle bande, non è possibile determinare l’origine precisa del materiale
organico. Il doppietto a 2340-2357 cm-1 è da attribuirsi ad anidride carbonica (CO 2).
L’ampia banda centrata a 3440 cm -1 è relativa ad acqua assorbita; si potrebbe pensare ad
acqua incorporata nelle strutture pseudoamorfe della ceramica [Shoval et al., 2011], ma più
verosimilmente si tratta di acqua atmosferica assorbita dal KBr, che è un materiale altamente
igroscopico. Alla banda suddetta si aggiunge anche una banda più debole a 1629-1639, sempre
attribuibile ad acqua assorbita [Ravisankar et al., 2011].
Di seguito un riepilogo (tab. 6.2) dei minerali riscontrati nei campioni, tramite analisi FT-IR:
l’abbondanza relativa è stata stimata sulla base dell’intensità dei picchi.
Cal
Qtz
Hem
Apa
Kfeld
Alb
Anor
Dio/
Gyps
Gehl
Ill
Kaol
Aug
KB.06.A.120/6
***
***
*
tr
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tr
tr
tr
-
tr
*
-
KB.10.B.1054/21b
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tr
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tr
tr
tr
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tr
tr
-
KB.10.B.1054/24
**
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tr
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tr
tr
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-
KB.10.B.1054/62a
*
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tr
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-
tr
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tr
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-
KB.11.B.1124/
***
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tr
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tr
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-
KB.11.B.1124/3
***
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tr
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-
tr
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-
KB.11.B.1124/15
**
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tr
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tr
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-
tr
tr
-
KB.11.B.1124/29
***
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tr
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-
tr
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KB.11.B.1124/33
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tr
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tr
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tr
tr
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KB.11.B.1128/50
**
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tr
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tr
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KB.11.B.1128/51
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tr
tr
tr
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tr
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KB.11.B.1128/65
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tr
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tr
-
MATTONE
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-
-
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tr
tr
tr
tr
-
tr
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Tab. 6.2 – Minerali identificati tramite analisi FT-IR. Cal = calcite, Qtz = quarzo, Hem = ematite, K-feld = k-feldspati, Alb =
albite, Anor = anortite, Dio/Aug = diopside/augite, Gyps = gesso, Gehl = gehlenite, Ill = illite, Kaol = caolinite. Il numero di
asterischi è correlato all’abbondanza dei minerali; tr = tracce.
Pagina | 77
6.5. SEM-EDX
I
campioni
KB.11.B.1124/,
KB.06.A.120/6,
KB.11.B.1124/3,
KB.10.B.1054/21a,
KB.11.B.1124/15,
KB.10.B.1054/24,
KB.11.B.1124/29,
KB.10.B.1054/62a,
KB.11.B.1124/33,
KB.11.B.1128/65, in sezione sottile, sono stati analizzati tramite microscopia elettronica a
scansione accoppiata a spettrometria a dispersione di energia (SEM-EDX). Questo metodo
analitico è utile per osservare la morfologia dei campioni e il grado di vetrificazione dell’impasto,
da cui si può dedurre la procedura di cottura (in accordo con gli studi di Maniatis e Tite [1981]),
ma anche per ottenere informazioni sui materiali che costituiscono i frammenti ceramici
(tempera e matrice). Con questa tecnica è possibile, quindi, studiare anche la composizione
elementale della matrice, difficilmente indagabile con le altre tecniche utilizzate in questo studio.
Come già detto in precedenza, le immagini al SEM, date dall’analisi di elettroni retrodiffusi,
sono costituite da toni di grigio: le zone più chiare si riferiscono ad elementi chimici ad alto
numero atomico (Z), mentre le zone più scure ad elementi chimici a basso Z. In questo modo si
possono ottenere informazioni qualitative sulla composizione elementale del campione, a cui si
possono abbinare, in maniera sinergica, le analisi date da uno spettrometro a dispersione di
energia. Le immagini fornite dallo studio di elettroni secondari sono costituite, invece, da
contrasti di chiaro-scuro. Con esse si possono ottenere informazioni sulla morfologia del
campione.
6.5.1. Tempera
La calcite mostra un colore leggermente più chiaro rispetto alla matrice e si presenta in
granuli di dimensioni da micro a millimetriche. Questo minerale è stato riscontrato in tutti i
campioni.
Pagina | 78
Fig. 6.38 – Immagine BSE di una porzione del campione KB.06.A.120/6 (in alto a sinistra), fotografie dello stesso
campione al microscopio con luce trasmessa e riflessa (in alto a destra); spettro EDX di un granulo di calcite (in basso).
È stata riscontrata anche la presenza di ossido di ferro, che mostra una colorazione più chiara
rispetto alla matrice; non è possibile distinguibile tra Fe(II) e Fe(III), quindi non si può fornire
un’identificazione più precisa.
Fig. 6.39 – Immagine BSE di granulo costituito da ossido di ferro facente parte del campione KB.10.B.1054/24 (a
sinistra); spettro EDX dello stesso granulo (a destra).
Il quarzo è stato rilevato in numerosi campioni e presenta una colorazione molto simile alla
matrice.
Pagina | 79
Fig. 6.40 - Immagine BSE di granulo di quarzo facente parte del campione KB.11.B.1124/3 (a sinistra);
spettro EDX dello stesso granulo (a destra).
Nella maggior parte dei campioni è stata riscontrata anche apatite [Ca 5(PO4)3(F,Cl,OH)], il cui
termine più comune è la fluoroapatite [Ca 5(PO4)3F]. F, Cl e OH possono sostituirsi
reciprocamente dando serie complete. Il minerale risulta di colore più chiaro rispetto alla
matrice, nell’immagine BSE.
Fig. 6.41 - Immagine BSE di granulo di apatite facente parte del campione KB.10.B.1054/24 (a sinistra);
spettro EDX da un granulo di apatite (a destra).
Nei campioni KB.10.B.1054/24, KB.10.B.1054/62a e KB.11.B.1124/ sono stati analizzati
granuli che contengono ilmenite (FeTiO 3), augite [(Ca, Na)(Mg, Fe, Al, Ti)(Si, Al) 2O6] e
plagioclasio (soluzione solida di albite [NaAlSi 3O8] e anortite [CaAl2Si2O8]). I granuli in questione
sono, verosimilmente, dei frammenti di basalto (roccia magmatica effusiva). Facendo una
comparazione con la geologia del territorio, la presenza di basalto in queste ceramiche risulta
plausibile, poiché esistono affioramenti locali di tale roccia; a ciò si aggiunge che sono stati
trovati nel sito archeologico alcuni torni e oggetti sempre in basalto. Il plagioclasio non è
distinguibile tra albite e anortite poiché l’intensità dei picchi relativi a Na e Ca è molto simile e
ciò fornisce un’ulteriore conferma della presenza di basalto, poiché il feldspato che solitamente
Pagina | 80
si trova in questa roccia è labradorite, un plagioclasio di composizione intermedia tra albite e
anortite (fig. 6.42).
A
B
C
Fig. 6.42 - Immagine BSE e fotografia al microscopio (45x) di un granulo facente parte del campione KB.10.B.1054/24;
spettri EDX: A = augite, B = plagioclasio, C = ilmenite.
Ilmenite, augite e plagioclasio sono stati riscontrati in granuli singoli, anche in altri campioni.
In alcuni campioni sono stati identificati anche zircone (ZrSiO 4) e barite (BaSO4).
Pagina | 81
Fig. 6.43 – Spettro EDX di zircone dal campione KB.11.B.1128/65.
Fig. 6.44 - Immagine BSE di un granulo di barite, facente parte del campione KB.10.B.1054/62a (a sinistra);
spettro EDX dello stesso granulo (a destra).
In un granulo del campione KB.11.B.1128/65 è stata osservata la presenza di Fe, Cr, Ti e O
(fig. 6.45). È noto che molto magnetiti possono contenere percentuali considerevoli di Cr e Ti, le
quali sostituiscono Fe 3+ [Klein, 2004].
Fig. 6.45 - Immagine BSE di un granulo contenente uno spinello misto (A) e diopside (B), facente parte del campione
KB.11.B.1128/65 (a sinistra); spettro EDX dello spinello misto (a destra).
Pagina | 82
I minerali del gruppo dello spinello hanno formula generale XY 2O4: X e Y rappresentano
cationi metallici con valenza variabile che vanno a occupare 16 siti ottaedrici e 8 tetraedrici.
Esistono due tipi di strutture nello spinello, chiamate spinello normale e spinello inverso. Nella
struttura dello spinello normale i cationi X occupano 8 siti tetraedrici e i cationi Y occupano i 16
siti ottaedrici: il minerale presenta quindi la formula X 8Y16O32, equivalente a XY2O4. Nella
struttura dello spinello inverso 8 dei 16 cationi Y occupano gli 8 siti tetraedrici, producendo
quindi la formula Y(YX)O 4. Un tipico spinello inverso è la magnetite [Fe 3+(Fe2+Fe3+)O4].
La complessità delle sostituzioni chimiche che avvengono fra i membri di questo gruppo
rende difficile l’uso di normali diagrammi triangolari; in questo caso si usa, quindi, il così detto
“prisma degli spinelli”, che ne rappresenta la variabilità chimica [Klein, 2004] (fig. 6.46).
Da studi effettuati su altre ceramiche ritrovate nel sito di Khirbet al-Batrawy [Turetta, 2012]
e considerata la composizione del granulo analizzato, si potrebbe ipotizzare la presenza di uno
spinello misto, contenente O, Fe, Cr e Ti.
Fig. 6.46 – Composizioni dei termini puri del gruppo dello spinello, rappresentate nel “prisma degli spinelli”. (a): le
composizioni variano fra quelle dello spinello comune e quelle dei termini puri a [Fe 2+ (o Mg2+) + Ti]; (b): le composizioni
variano fra quelle dello spinello comune a quelle dei termini puri ricchi in Fe 3+; (c): nomenclatura dei termini del gruppo
dello spinello basata sulle composizioni chimiche rappresentate in (a) e (b) [Klein, 2004].
Pagina | 83
6.5.2. Matrice
I campioni
KB.10.B.1054/24 e KB.11.B.1124/3 presentano una colorazione rossiccia
omogenea, mentre i campioni KB.10.B.1054/21a,
KB.10.B.1054/62a, KB.11.B.1124/15 e
KB.11.B.1128/65 presentano una colorazione rossiccia non omogenea, caratterizzata da zone
rosse più scure e più chiare. Il campione KB.11.B.1124/ presenta una colorazione a sandwich; i
campioni KB.06.A.120/6 e KB.11.B.1124/33 mostrano una colorazione doppia: da un lato rosa e
dall’altro grigio/marrone. Infine, il campione KB.11.B.1124/29 presenta una colorazione
marrone/grigiastra, con piccolo zone di color rosa tenue. Queste difformità sono molto
probabilmente dovute ad un’atmosfera di cottura non controllata, parzialmente ossidanteriducente.
Mentre la differenza tra matrice marrone/grigia e rosa non è sempre riscontrabile nelle
immagini BSE, è, invece, maggiormente rilevabile la differenza tra matrice rossa e rosa ( fig.
6.47).
Fig. 6.47 – Immagini del campione KB.11.B.1124/15 allo stereomicroscopio (30x - a sinistra) e al SEM (a destra)
L’analisi EDX della matrice ha rivelato che nei campioni giordani sono maggiormente presenti
Si, Al e O, a cui, in alcuni casi, si aggiungono anche Ca, C e K. Mg, Na e Fe sono rilevabili sempre in
piccole quantità e a questi elementi si aggiunge talvolta Ca e spesso K. Non si riscontrano
particolari differenze composizionali tra le zone più scure e più chiare della matrice.
Attraverso le immagini ad elettroni secondari (SE) è stato possibile osservare la morfologia
della matrice; sulla base della composizione chimica e del grado di vetrificazione, è possibile
definire il tipo di argilla e la temperatura di cottura impiegata per la produzione degli oggetti
ceramici. Per la caratterizzazione della microstruttura è stata utilizzata la terminologia
introdotta da Tite e Maniatis (1985,1981), i quali hanno studiato ceramiche antiche, anche dopo
ricottura a temperature note. In questo modo sono stati in grado di effettuare distinzioni tra
differenti tipi di argille utilizzate (calcaree e non calcaree), oltre che stabilire la temperatura e
l’atmosfera di cottura.
Pagina | 84
Il primo stadio di vetrificazione (initial vitrification – IV) consiste nella comparsa di filamenti
o di zone isolate vetrose, che presentano superficie liscia. Questa struttura è simile sia per l e
argille calcaree che non calcaree e si sviluppa a temperature di cottura di circa 800 -850°C, in
atmosfera ossidante. Ma in alcuni casi è possibile riscontrare una fase intermedia (NV+) tra la
non vetrificazione (no vitrification – NV) e la fase IV, in cui non sono presenti zone vetrose lisce,
ma solo delle lamelle argillose con bordi deformati e arrotondati. Aumentando la temperatura di
cottura, aumenta anche la quantità di vetro e si possono identificare fasi cristalline di alta
temperatura. In questa fase, chiamata extensive vitrification (V), la sinterizzazione si sviluppa in
base al tipo di argilla utilizzata e all’atmosfera in cui essa viene cotta. Aumentando ancora la
temperatura di cottura si raggiunge la fase definita continuous vitrification (CV) o total
vitrification (TV) [Kilikoglou, 1994], costituita da una superficie vetrosa continua, contenente
pori isolati.
Nel caso di cottura in atmosfera ossidante e di ceramiche ottenute da argille calcaree (Ca >
6%), lo sviluppo della vetrificazione viene inibito dalla formazione di fasi cristalline di alta
temperatura (allumosilicati di calcio, quali anortite e gehlenite o silicati di calcio e/o magnesio,
quali diopside e wollastonite). Con l’aumento della temperatura di cottura le zone vetrose isolate
legate alla vetrificazione iniziale (IV) aumentano in quantità e tendono ad aggregarsi, ma la
struttura sinterizzata risultante rimane invariata per circa 200°C, cioè non si notano variazioni
nel range di cottura da 850 a 1050°C. In questa fase (V) esiste una correlazione inversa tra la
concentrazione di fasi cristalline di alta temperatura che si formano e lo sviluppo della fase
vetrosa: le zone vetrose diventano più piccole e più frammentate quando aumenta la
concentrazione di ossido di calcio. Per concentrazioni di CaO tra il 5 e il 10% la maglia vetrosa
tende ad essere più grossolana rispetto a quella osservata per concentrazioni tra il 15 e il 25%;
ceramiche che contengono più del 30% di CaO presentano una struttura completamente
disturbata (fig. 6.48), senza zone vetrose lisce. Quando la temperatura supera i 1050°C la
quantità di fase vetrosa aumenta considerevolmente e si raggiunge la fase CV, in cui sono
presenti pori rigonfiati non collegati tra loro.
Per quanto riguarda la cottura di argille calcaree in atmosfera riducente, non si notano
particolari differenze ad eccezione della temperatura alla quale comincia la fase IV, che risulta
più bassa di circa 50°C, rispetto ad una cottura in atmosfera ossidante.
Va ricordato che la concentrazione di CaO necessaria per formare silicati e allumosilicati di
calcio – e di conseguenza anche una fase vetrosa – dipende fortemente dalle dimensioni delle
particelle di calcite e dalla loro distribuzione nell’impasto argilloso.
Considerando l’abbondante presenza di calcite, riscontrata attraverso le differenti tecniche
analitiche, è plausibile affermare che per i campioni di Khirbet al-Batrawy sono state utilizzate
argille calcaree.
Pagina | 85
Tutti i campioni presi in esame presentano una morfologia similare: si riscontrano piccole
zone sinterizzate, causate da un alto contenuto di CaO, presumibilmente superiore al 30%. Dalle
immagini è plausibile attribuire ai campioni giordani il raggiungimento della fase di extensive
vitrification (V) (Fig. 6.48).
Fig. 6.48 – A destra immagine SE del campione KB.11.B.1124/3 (10 µm); a sinistra, immagine SE del campione
KB.06.A.120/6 (30 µm). In basso, immagine SE (10µm) di argilla calcarea (fase V), ricotta a 900°C in atmosfera
ossidante [Maniatis, Tite – 1981].
Pagina | 86
7
DISCUSSIONE DEI RISULTATI
Lo studio di ceramiche antiche può rivelare informazioni sull’origine delle materie prime e
sulle tecnologie di produzione utilizzate (temperatura, durata e ambiente di cottura). Questi dati
sono importanti, perché portano ad una maggiore conoscenza del livello culturale e tecnologico
raggiunto dalle popolazioni del passato.
La caratterizzazione di manufatti ceramici è, però, molto complessa a causa dell’eterogeneità
dei materiali e della presenza sia di fasi cristalline che amorfe; per comprendere quindi i
processi tecnologici si deve conoscere la composizione chimico-mineralogica dei campioni e un
approccio di tipo multi-analitico – come quello utilizzato in questo studio – è in grado di fornire
ampie informazioni su di essi.
I corpi ceramici subiscono, tramite la cottura, modificazioni chimiche e strutturali
(disidratazione, deossidrilazione, decomposizione e formazione di nuove fasi, vetrificazione) che
trasformano profondamente il materiale argilloso originario. Ovviamente l’entità e la tipolo gia di
trasformazioni dipendono dalla composizione iniziale dell’argilla, oltre che dalle caratteristiche
della cottura. I minerali generalmente identificati nelle ceramiche archeologiche si possono
distinguere in minerali primari, minerali di cottura e minerali secondari. I minerali primari sono
quelli presenti nelle materie prime e che non subiscono reazioni o alterazioni in un ampio
intervallo di temperatura. I minerali di cottura sono, invece, quei minerali che si formano
durante la cottura, a causa di reazioni termiche. Essi sono influenzati dalla composizione
chimico-mineralogica dell’argilla, dalla distribuzione granulometrica, dalla temperatura
massima raggiunta, dalla durata e dall’atmosfera della fornace durante la cottura. I minerali
secondari si formano dopo la produzione delle ceramiche, durante il loro utilizzo o il loro
seppellimento, come risultato di ulteriori trasformazioni di minerali da cottura metastabili o
infiltrazioni di soluzioni nel terreno [De Benedetto at al., 2002; Trindade et al., 2009]. Materiali
non plastici come quarzo, calcite, feldspati o composti del ferro possono essere presenti
naturalmente nelle argille oppure possono essere usati come materiali addizionali (tempere),
aggiunti appositamente dal vasaio. Le tempere, infatti, migliorano le proprietà meccaniche
dell’impasto argilloso sia durante la modellazione sia durante la cottura.
Si deve ricordare che la variazione nella composizione chimica dell’impasto può essere
dovuta a ceramica prodotta in differenti siti produttivi oppure ad una naturale disomogeneità
dei depositi argillosi locali o ancora a divergenti processi di preparazione e lavorazione nelle
botteghe [Iordanidis et al., 2009].
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Durante l’Età del Bronzo (ma anche in altri periodi antichi) venivano prodotti due tipi di
ceramiche: calcaree e non calcaree (silicee). Nelle ceramiche calcaree generalmente si trovano,
dispersi nell’impasto, fini cristalli di calcite, derivanti dall’uso di argille ricche in carbonati. Ma la
calcite spesso si trova anche come tempera, sotto forma di frammenti grossolani o gusci di
conchiglie, incorporati nell’impasto [Iordanidis et al., 2009; Issi et al., 2011].
La calcite è un importante indicatore della temperatura di cottura, poiché essa si decompone
in CaO e CO2 tra i 600 e gli 800°C (secondo Issi [2011] e Sendova [2005] la decarbonatazione
può durare rispettivamente anche fino a 900°C o 950°C), a seconda della forma della calcite,
dell’influenza dell’argilla e delle condizioni di cottura. Infatti è noto che questo minerale resiste
più a lungo se presente in granuli grossolani, se la velocità di riscaldamento è rapida, se la durata
della temperatura massima raggiunta è breve e se si utilizza atmosfera riducente durante la
cottura [Fabbri et al., 2014]. Secondo lo studio riportato da Trindade (2009), in un argilla
calcarea la calcite comincia a decomporsi a circa 700°C e la decarbonatazione può continuare
fino a 1100°C. La dolomite, invece, diventa instabile a 600°C (secondo Cultrone et al. [2001] a
700°C), secondo la reazione:
CaMg(CO3)2  CaCO3 + MgO + CO2
da cui si ottengono calcite e periclasio (MgO); successivamente si decompone la calcite, fino a
900°C [Issi et al., 2011]. In ogni caso, campioni che contengono dolomite non possono essere
cotti a temperature superiori a 800°C [Broekmans et al., 2008]. Dopo la cottura – o durante il
raffreddamento – si può riformare calcite (calcite secondaria o ricarbonatata): l’ossido di calcio,
igroscopico, reagisce con l’umidità dell’aria formando idrossido di calcio [Ca(OH) 2], il quale a sua
volta reagisce lentamente con la CO 2 atmosferica formando nuovamente calcite. La calcite
secondaria si distingue da quella primaria per le dimensioni più piccole dei cristalli, un più basso
grado di cristallinità e la presenza di impurità, quali Mg e Fe [Shoval, 2003]. Superata una
determinata temperatura di cottura, l’ossido di calcio genera dei nuovi silicati di calcio per
reazione con i minerali argillosi presenti nell’impasto. Tra questi minerali generalmente si
riscontrano gehlenite, anortite, diopside e wollastonite. Ovviamente la formazione di queste
nuove fasi riduce la quantità di ossido di calcio libero e, di conseguenza, la possibilità di
ricarbonatazione. Si possono comunque riscontrare nello stesso campione sia calcite che
minerali di neoformazione, quando la reazione tra minerali argillosi e calcite è incompleta; ciò
può essere dovuto ad una temperatura di cottura non sufficientemente alta, ad un tempo di
raffreddamento troppo breve, ad un’eccessiva quantità di calcite rispetto alla disponibilità di
silicati o a dimensioni molto grandi dei granuli di calcite. In questi casi permane anche la
presenza di illite [Fabbri et al., 2014]. In seguito a diversi studi [Maniatis e Tite, 1981; Riccardi et
al., 1999; Trindade et al., 2009] è possibile affermare che le argille calcaree cominciano a fondere
ad una temperatura più bassa rispetto a quelle povere in carbonati, poiché Ca e Mg possono
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agire come fondenti. I vasai dell’Età del Bronzo, consci di questa differenza, impiegavano argille
calcaree con lo scopo di utilizzare meno energia nella fornace.
Nei campioni di Khirbet al-Batrawy la calcite è stata rivelata in maniera abbondante tramite
tutti i tipi di analisi: si può verosimilmente supporre che essa sia presente sia come materia
prima dell’impasto argilloso che come tempera aggiunta. Grazie all’analisi SEM è stato possibile
verificare la presenza anche di frammenti di conchiglie. Tramite analisi FT-IR è possibile
supporre la presenza di calcite secondaria in alcuni campioni, ma solo ulteriori analisi
(microscopio mineralogico e analisi termiche) possono confermare tale ipotesi.
Il quarzo è stato riscontrato in quantità abbondante nei campioni giordani. Questo minerale
generalmente permane nell’impasto argilloso, senza subire particolari trasformazioni, fino a
1000-1050°C. Può essere presente nell’argilla iniziale oppure essere aggiunto intenzionalmente
come tempera [Ravisankar et al., 2011; Bersani et al., 2010]. Il quarzo, però, potrebbe essere
presente anche come minerale di cottura risultante dalla reazione di riarrangiamento del
microclino (processo che avviene a 750°C) [De Benedetto et al., 2002] o per decomposizione dei
silicati dell’argilla [Riccardi et al, 1999; Bersani et al., 2010].
I minerali contenenti ferro possono aiutare a stimare l’atmosfera di cottura. La presenza di
ematite è indicativa di atmosfera ossidante e di una cottura generalmente superiore ai 600°C
[Yariv e Mendelovici, 1979; Ravisankar et al., 2011]. L’ematite si può formare dalla
decomposizione di goethite oppure dalla trasformazione di magnetite, ma un aumento della sua
quantità può derivare anche dalla decomposizione di illite [Papachristodoulou et al., 2006]; essa
può essere presente anche come minerale accessorio nei basalti. La magnetite è invece
indicativa di atmosfera riducente e può essere naturalmente presente nelle argille [Legodi e de
Waal, 2007] o come minerale accessorio nei basalti. Mentre l’ematite è responsabile del colore
rosso, la magnetite conferisce un aspetto scuro ai frammenti e può essere indicativa di
un’incompleta trasformazione di fase durante la cottura in atmosfera ossidante. La presenza di
maghemite contribuisce a confermare quest’ultima ipotesi [Lofrumento et al., 2004]; la sua
esistenza nelle materie prime naturali è scarsa e quindi, molto probabilmente, essa è stata
ottenuta durante la cottura [Issi et al., 2011]. È noto infatti che in atmosfera ossidante la
magnetite si tramuti in maghemite ad una temperatura di circa 200°C e successivamente in
ematite a circa 400°C [De Faria et al., 1997; Lofrumento et al., 2004; Centeno et al., 2012] e in
atmosfera riducente può avvenire la reazione inversa [Scarpelli et al., 2014].
Nei campioni di Khirbet al-Batrawy è stata riscontrata maggiormente la presenza di ematite
rispetto a magnetite e maghemite e la colorazione rossa presente nella maggior parte dei
campioni – almeno esternamente – supporta ulteriormente l’ipotesi di cottura (o per lo meno
raffreddamento) in atmosfera ossidante. In ogni caso, il rilevamento sia di magnetite che di
maghemite suggerisce che in alcuni casi si siano verificate incomplete trasformazioni di fase
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[Lofrumento et al., 2004]. Anche l’osservazione macroscopica dei campioni supporta questa
ipotesi, poiché i frammenti spesso presentano variabilità cromatiche che possono essere dovute
a condizioni di cottura non controllate o comunque non omogenee, che erano frequenti nelle
fornaci a cielo aperto.
La presenza di minerali del gruppo dello spinello (magnetite, jacobsite e magnesioferrite) può
essere dovuta ad un processo di smescolamento durante il raffreddamento delle ceramiche, che
coinvolge uno spinello omogeneo precedentemente formato durante la cottura in ambiente
riducente. Infatti durante la cottura (sopra circa 850°C) è possibile avere una soluzione solida
che poi si separa in fasi distinte soprattutto quando la temperatura si abbassa lentamente
[Scarpelli et al., 2014].
La goethite è un minerale che può essere presente in tracce nelle argille calcaree; durante la
cottura diventa instabile a circa 230-280°C e si decompone formando ematite, secondo la
reazione 2FeO(OH)  Fe2O3 + H2O [Trindade et al., 2009]. Nel caso dei campioni giordani, questo
minerale è stato riscontrato in un solo frammento ceramico (KB.11.B.1124/3) e nel frammento
di mattone. Nel mattone questo minerale potrebbe essere presente come materia prima, mentre
nel frammento, molto più verosimilmente, la presenza è dovuta alla sua formazione durante la
sepoltura [Lofrumento et al., 2004].
Nei campioni di Khirbet al-Batrawy è stata rilevata la presenza di tutti i tre polimorfi di TiO2:
anatasio, rutilo e brookite. Il rutilo è la sola fase stabile, mentre anatasio e brookite alle alte
temperature si trasformano in rutilo. L’anatasio è il minerale riscontrato maggiormente e
potrebbe far parte della composizione originale dell’argilla: esso, infatti, è un minerale
accessorio comune nelle caoliniti [Shoval et al., 2011]. La transizione anatasio -rutilo avviene a
750-950°C (secondo Liem et al. [2010] tra 800 e 1100°C) e dipende da vari fattori, come per
esempio la presenza di Fe 2O3, che può diminuire anche di 100°C la temperatura di transizione
[Gennari e Pasquevic, 1999; Sendova et al., 2005]. La poca quantità di rutilo rilevata nei
campioni suggerisce che la temperatura di cottura delle ceramiche non può comunque aver
superato i 950°C.
Per quanto riguarda i feldspati, che sono i minerali maggiormente presenti sulla crosta
terrestre, è stata identificata la presenza di plagioclasi e k-feldspati. Solo tramite analisi FT-IR è
stato possibile effettuare una distinzione tra albite e ano rtite (end members della serie dei
plagioclasi) e sono stati rilevati entrambi i minerali. L’anortite è un comune minerale di cottura,
poiché esso si forma per reazione tra calcite e minerali argillosi, a partire dai 950°C [Lofrumento
et al., 2004; Sendova et al., 2005]. Numerosi autori (Riccardi et al., 1999; Bersani et al., 2010)
ritengono che l’anortite derivi da wollastonite e gehlenite, le quali vengono quindi considerate
composti intermedi che diventano instabili in presenza di SiO 2 e reagiscono producendo il
plagioclasio suddetto. Secondo Cultrone et al. (2001) e Hajjaji et al. (2011) però, la formazione di
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anortite procede indipendentemente dallo sviluppo di gehlenite, secondo la reazione: illite +
calcite + silice  k-feldspato + anortite + acqua + biossido di carbonio.
Le analisi SEM-EDX hanno rivelato la presenza di plagioclasio con composizione intermedia,
verosimilmente labradorite: ciò può confermare la presenza di basalto nelle ceramiche giordane
poiché essa è un minerale essenziale di tale roccia.
I k-feldspati possono essere presenti nella materia prima argillosa oppure essere aggiunti
come tempere [Ravisankar et al., 2011]. Il microclino è stabile fino a temperature tra i 500 e
750°C, mentre l’ortoclasio ha un più ampio intervallo di stabilità (fino a 1050°C). Anche questi
minerali sono degli indicatori della temperatura di cottura [De Benedetto et al., 2002].
Purtroppo le analisi eseguite sui campioni giordani non hanno permesso un’identificazione
precisa e si può solo parlare della presenza di k-feldspati.
Il gesso è un minerale molto comune nelle rocce sedimentarie e si trova frequentemente
stratificato con calcari e scisti [Legodi et al., 2007]. Anche la barite si può trovare in vene in
calcari, assieme a calcite [Klein, 2004]. Questi minerali possono, quindi, fornire ulteriori
informazioni sulla provenienza delle materie prime; il gesso – così come altri solfati – però, può
essere presente anche come minerale secondario: può, infatti, derivare dalla trasformazione
della pirite (Fe2S), presente nell’impasto argilloso come materiale accidentale. Nel campione
KB.11.B.1128/65 il gesso è stato riscontrato nelle efflorescenze presenti nella parete interna del
frammento stesso: in questo caso la sua presenza è verosimilmente dovuta ad un processo postdeposizionale.
La formazione di solfati è stata osservata anche nella cottura ad alta temperatura di una
miscela di calcare, scisto, minerali di ferro e gesso. In questo caso gli alcali (K, Na) si combinano
preferenzialmente con i solfati; anche l’illite può fornire abbastanza K per le nuove fasi
mineralogiche. Inoltre i solfuri possono far parte, in forma solubile, dell’argilla iniziale e ad alte
temperature – sopra i 900°C – reagiscono con K e Ca e cristallizzano come solfati [Trindade et al.,
2009]. La presenza di aphthitalite e di altri solfati potrebbe essere dovuta proprio a questo
processo.
La gehlenite è un silicato di calcio che deriva dalla reazione tra calcite e minerali argillosi. La
reazione avviene a partire da 700-750°C; secondo lo studio condotto da Maritan et al. (2006),
con la cottura in fornace a fossa la gehlenite cristallizza tra 850 e 900°C. In ogni caso l’ossido di
calcio reagisce con silice e allumina, derivanti dalla decomposzione dell’illite, per formare
gehlenite secondo la reazione: 3SiO2 · Al2O3 (miscela amorfa) + 6CaO  3Ca2Al2SiO7 [Trindade et
al., 2009]. La gehlenite è stata riscontrata in alcuni campioni di Khirbet al-Batrawy.
Anche il diopside è un minerale di cottura e deriva dalla reazione tra calcite e minerali
argillosi [De Benedetto et al., 2002] a partire da 850 °C [Bersani et al., 2010]. Secondo Issi (2011)
e Trindade (2009) il diopside può essere generato dalla reazione tra dolomite e silice a circa
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900°C (2SiO2 + CaMg(CO3)2  CaMgSi2O6 + 2CO2). La presenza di augite, invece, è da correlarsi
all’utilizzo di basalto come tempera.
Si deve ricordare che i minerali di neo-formazione possono subire l’influenza del tipo di
cottura: dagli studi di Maritan et al. (2006) per esempio, si osserva che la decomposizione della
calcite avviene tra 800 e 850°C se la ceramica è cotta in fornace, mentre tra 850 e 900°C se è
cotta in un forno a fossa. Questo avviene perché nel primo forno il tempo di permanenza delle
temperatura massima è più lungo, mentre nel secondo è più breve, quindi è necessaria una
maggiore temperatura per avviare la reazione di decomposizione. Sia nel forno a fossa che nella
fornace la quantità di k-feldspati e plagioclasi aumenta con l’aumentare della temperatura
secondo le reazioni illite + calcite  k-feldspato + gehlenite + quarzo + acqua + biossido di
carbonio e gehlenite + quarzo  diopside + anortite [Maritan et al., 2006]. In ogni caso queste
reazioni sono condizionate dalla temperatura massima raggiunta, dal tempo di permanenza
della stessa, dalla tipo e abbondanza di fasi mineralogiche presenti e dall’atmosfera di cottura
[Maritan et al., 2006; Issi et al., 2011].
Nelle argille contenenti anche dolomite, durante la cottura la calcite si consuma più
velocemente del periclasio e l’eccesso di MgO porta alla trasformazione di silicati di Ca e Mg in
silicati di Mg, come ad esempio forsterite, che cominciano a formarsi a 1000°C secondo la
reazione: CaMgSi2O6 3MgO  2Mg2SiO4 + CaO [Trindade et al., 2009]. Le ceramiche giordane è
molto improbabile che abbiano raggiunto temperature così elevate e la scarsa presenza di
olivina riscontrata durante le analisi è da attribuirsi, in questo caso, molto più verosimilmente
all’utilizzo di basalto come tempera. In tale roccia, infatti, l’olivina è presente come minerale
accidentale. Ilmenite e apatite, anch’essi rilevati nei campioni giordani, sono presenti nei basalti,
invece, come minerali accessori.
Lo zircone, trovato solo in due campioni ( KB.10.B.1040/8 e KB.11.B.1128/65), si può
considerare un minerale residuale o primario. Esso, infatti, possiede un’elevata resistenza
chimica ed è distintivo di certe rocce magmatiche e metamorfiche; proprio per questi motivi la
sua presenza, può, quindi, essere utilizzata per studi di provenienza delle materie prime
[Iordanidis et al., 2009; Trindade et al., 2009].
Per quanto riguarda i minerali argillosi, nei campioni di Khirbet al-Batrawy è stata rilevata la
presenza di caolinite e illite. La caolinite è stata riscontrata solamente in un campione
(KB.06.A.220/5) e nel frammento di mattone, mentre l’illite è stata trovata in diversi campioni.
La deossidrilazione della caolinite avviene a circa 500°C, secondo la reazione: Al 2Si2O5(OH)4 
Al2Si2O7 + 2H2O [Trindade et al., 2009], trasformandosi in una fase pseudo-amorfa (metacaolinite). Se la cottura avviene sotto gli 800°C, successivamente può avvenire una
reossidrilazione dei minerali argillosi [Shoval, 2003]. La decomposizone dell’illite comincia,
invece, tra i 700°C e i 900°C (a seconda degli studi riportati in letteratura) e termina ve rso i
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1000°C. Se la temperatura non supera questo range, il minerale continua ad esistere come
componente dei frammenti [Issi et al., 2011]. Papachristodoulou et al. (2006) sottolineano come
nelle analisi XRD la riflessione (110) a circa 19,8 2θ permanga fino a 900-950°C. Generalmente
la decomposizione dell’illite porta allo sviluppo di k-feldspati, diopside e gehlenite e incrementa
la quantità di ematite.
La presenza e la natura dei composti del carbonio nelle ceramiche deriva dalla combustione,
per lo più incompleta, di materiale organico. Le argille ne possono contenere quantità variabili
(sotto forma di humus), ma esso può anche essere aggiunto volutamente dal vasaio per conferire
maggiore plasticità ai manufatti. Se il materiale organico è presente nell’impasto durante la
cottura, nei campioni si possono riscontrare prodotti di decomposizione, quali carbone amorfo e
grafite [Maritan et al., 2005]. La presenza di carbone, però, può essere attribuita anche al
materiale utilizzato come combustibile durante la cottura e non totalmente decomposto. Nelle
fornaci a fossa, infatti, i manufatti erano posti a diretto contatto con il combustibile (legna, gusci
secchi di frutta, paglia, ecc.). Nelle ceramiche giordane non è possibile specificare l’origine del
materiale organico.
Il frammento di mattone, proveniente da un’abitazione dello stesso periodo delle ceramiche,
è stato studiato per comprendere se le materie prime utilizzate fossero le stesse dei manufatti
archeologici, mentre la marna, proveniente dalla stessa area geografica, è stata analizzata per
effettuare studi di provenienza, comparando la sua composizione mineralogica con quella delle
ceramiche di Khirbet al-Batrawy. Dalle analisi effettuate è possibile affermare che la
composizione mineralogica dei due campioni è compatibile con la geologia del territorio, ma
solo ulteriori ed approfondite analisi potranno fornire ulteriori informazioni a supporto di
quest’ipotesi e indicare se le materie prime utilizzate per le ceramiche e i mattoni sono le stesse.
In accordo con gli studi di Tite e Maniatis (1985,1981), tutti i campioni ceramici analizzati al
SEM presentano una morfologia similare: si riscontrano piccole zone sinterizzate, causate da un
alto contenuto di CaO, presumibilmente superiore al 30%. Dalle immagini SE si può attribuire
una fase di extensive vitrification (V) ai campioni giordani: essi hanno verosimilmente raggiunto
temperature di cottura tra gli 800 e i 950°C. Ciò è in accordo con i risultati delle altre analisi,
poiché in base alla presenza simultanea di illite, di calcite primaria e di minerali di cottura si può
supporre che le ceramiche di Khirbet al-Batrawy risalenti al Bronzo Antico IIIB abbiano
raggiunto una temperatura massima di cottura tra 800 e 950°C, in ambiente per lo più ossidante.
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CONCLUSIONI
Le ceramiche di Khirbet al-Batrawy, il frammento di mattone e la marna sono stati studiati
attraverso un approccio di tipo multi-analitico, che ha incluso la microscopia ottica, la
spettroscopia µ-Raman, la diffrattometria a raggi X (XRD), la spettroscopia infrarossa in
trasformata di Fourier (FT-IR) e la microscopia elettronica a scansione accoppiata a
spettrometria a dispersione di energia (SEM-EDX). Questa metodologia di studio dimostra di
essere un utile ed importante strumento per la caratterizzazione chimico-mineralogica dei
campioni.
I 36 frammenti ceramici sono da considerarsi ottenuti da argille calcaree, composte da illite e
probabilmente caolinite e il corpo ceramico è costituito soprattutto da minerali quali calcite,
quarzo, ematite, feldspati, magnetite, barite, gesso e jacobsite. Minerali come anatasio, ilmenite,
augite, zircone, olivina e apatite possono fornire indicazioni sulle zone d’origine delle materie
prime. Infatti olivina, ilmenite, augite, labradorite e magnetite sono minerali presenti all’interno
di rocce basaltiche e supportano l’ipotesi che l’approvvigionamento di materie prime fosse
locale. Il sito archeologico di Khirbet al-Batrawy, infatti, è vicino al deserto basaltico giordano.
Per quanto riguarda il frammento di mattone e il campione di marna è possibile affermare
che la loro composizione mineralogica è compatibile con la geologia del territorio, ma solamente
ulteriori ed approfondite analisi potranno fornire maggiori informazioni ed indicare se le
materie prime utilizzate per le ceramiche e i mattoni sono le stesse.
In base alle analisi morfologiche delle matrici e alla presenza di minerali primari come illite,
calcite, anatasio, dolomite e minerali di cottura come gehlenite, diopside e anortite è possibile
stimare la temperatura di cottura tra 800 e 950°C. In base anche alle osservazioni macro e
microscopiche dei campioni, oltre al rilevamento della presenza di ematite, è presumibile
supporre che le ceramiche siano state cotte, o quanto meno raffreddate, in ambiente per lo più
ossidante; la presenza di magnetite e maghemite, oltre alla variabilità cromatica dell’impasto, fa
supporre che a volte si siano verificate incomplete trasformazioni di fase, dovute probabilmente
a cotture o raffreddamenti troppo brevi oppure a cotture in atmosfera non totalmente
controllata e quindi parzialmente ossidante-riducente: ciò accadeva spesso nelle fornaci a cielo
aperto o in fossa, dove il controllo della temperatura e la diffusione dell’ossigeno erano difficili
da monitorare e tenere costanti. La presenza di carbone amorfo può essere legata ad
un’incompleta combustione del materiale organico presente nell’impasto argilloso oppure
all’utilizzo di tale materiale come combustibile, a diretto contatto con i materiali ceramici. Ma il
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carbone si potrebbe altresì attribuire all’incendio avvenuto verso il 2300 a.C., quando la città
venne data alle fiamme.
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9
APPENDICE
9.1.
Periodizzazioni
La periodizzazione della storia umana, presso la cultura occidentale, suddivide la storia del
genere Homo in due grandi periodi: Preistoria (Paleolitico, Mesolitico e Neolitico) e Storia (Età
Antica, Medievale, Moderna e Contemporanea).
La Preistoria (o Età della Pietra) inizia con la nascita della tecnologia (2.500.000 anni fa ca.),
cioè con la costruzione dei primi rudimentali utensili in pietra da parte di alcuni rappresentanti
del genere Australopitecus e/o della prima specie del genere Homo e termina con l’invenzione
della scrittura da parte dell’Homo sapiens (3.500 anni fa ca.).
PREISTORIA
Periodo
Anni
Avvenimenti
Nascita della tecnologia.
Paleolitico (a sua
volta suddiviso in P.
inferiore, P. medio, P.
superiore)
2.500.000 anni fa –
10.000 anni fa ca.
Mesolitico
10.000 – 7.000 a.C. ca.
Neolitico
7.000 – 3.500 a.C. ca.
Comparsa di prime forme di agricoltura.
Passaggio dall’Homo habilis all’Homo
sapiens.
Alcune società umane si avviano
all’agricoltura e alla vita sedentaria.
Completo passaggio di alcuni gruppi
umani da comunità nomadi dedite alla
caccia, alla pesca e alla raccolta a
comunità stabili dedite all’agricoltura e
all’allevamento.
Invenzione della scrittura.
Tab. 9.1 – Periodi della Preistoria.
La Storia, che va dal 3500 a.C. ca. al tempo presente, è il periodo della storia umana
STORIA
successivo all’invenzione della scrittura.
Periodo
Anni
Età Antica
3500 a.C. – 476 d.C.
Età Medievale
476 – 1492 d.C.
Età Moderna
1492 – 1789 d.C.
Età Contemporanea
1789 d.C. – oggi
Tab. 9.2 – Periodi della Storia.
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L’Età Antica include al suo interno l’Età del Bronzo (3500 – 1200 a.C. ca.) e l’Età del Ferro
(1200 – 600 a.C. ca.), nel corso delle quali l’uomo impara a lavorare i metalli e dà vita a città e
civiltà complesse da un punto di vista sociale, economico, politico, culturale e tecnologico.
È d’uso comune anteporre all’Età del Bronzo la cosiddetta Età del Rame (o Calcolitico), la
quale si riferisce ad un periodo della Preistoria considerato tappa di transizione tra le industrie
litiche del Neolitico e la nascente metallurgia dell’Età del Bronzo. Infatti, in quest’epoca i metalli
come oro, argento e rame sono utilizzati nel quadro di un artigianato secondario, mentre la parte
essenziale degli strumenti rimane di pietra o d’osso. La datazione di questo periodo non è
univoca, perché varia a seconda delle aree geografiche: nel Vicino Oriente comincia agli inizi del
IV millennio a.C., mentre in Europa solo nel III millennio a.C.; i ritrovamenti archeologici, infatti,
attestano che l’utilizzo del rame ha riguardato culture contemporanee e vicine ad altre che lo
ignoravano e ad altre ancora che già possedevano il bronzo.
L’Età del Bronzo indica un periodo caratterizzato dall’utilizzo sistematico ed esteso della
metallurgia del bronzo, il quale nacque probabilmente da un’aggiunta casuale, nei forni di
fusione, di minerali misti contenenti stagno (infatti il bronzo è una lega costituita da rame e
stagno). Solo in un secondo momento si osservarono le migliorate proprietà di resistenza
meccanica e di aspetto di questo materiale. Tale metallo fu importante tanto nell’utilità pratica
(armi, attrezzi agricoli, ecc.) quanto nelle funzioni ornamentali e simboliche (baltei, fibule,
scettri); la sua lavorazione ebbe importanti conseguenze sociali e culturali: la necessità di
acquisire materie prime comportava spostamenti, mobilità e intreccio di relazioni umane. L’Età
del Bronzo viene suddivisa in fasi in base a criteri tecno-tipologici dell’artigianato metallurgico e
i limiti cronologici di questo periodo variano notevolmente a seconda dell’ambiente geografico e
culturale considerato: normalmente lo si suddivide in Bronzo Antico, Bronzo Medio, Bronzo
Recente e Bronzo Finale e questi periodi sono ulteriormente suddivisi in maniera diversa
regione per regione. Il Bronzo Finale tende a segnare una rottura di tradizioni con l’Età
precedente e prepara il sorgere delle società storicamente note, caratteristiche dell’Età del
Ferro. Ma lo sviluppo della metallurgia del ferro non soppiantò mai del tutto quella del bronzo,
che in alcune applicazioni risultava insostituibile per la resistenza alla corrosione, per il pregio
estetico e perché si presta ad essere fuso in forme complesse. Anche per l’Età del Ferro i limiti
cronologici variano in base alle aree geografiche, ma generalmente il periodo viene suddiviso in
due sottoperiodi: Ferro I (1200-1000 a.C. ca.) e Ferro II (1000-600 a.C. ca.).
La Giordania si trova in quel territorio che viene chiamato Levante e che rientra nel contesto
geografico antico del Vicino Oriente. Di seguito si riporta la periodizzazione dell’Età del Bronzo
nel Vicino Oriente:
Pagina | 97
ETÁ DEL BRONZO NEL
VICINO ORIENTE
Antica Età del Bronzo I (3300 – 3000 a.C.)
Antica Età del Bronzo II (3000 – 2700 a.C.)
Antica Età del Bronzo
(3300 – 2000 a.C.)
Antica Età del Bronzo IIIA (2700 – 2500 a.C.)
Antica Età del Bronzo IIIB (2500 – 2300 a.C.)
Antica Età del Bronzo IVA (2300 – 2200 a.C.)
Antica Età del Bronzo IVB (2200 – 2000 a.C.)
Media Età del Bronzo
(2000 – 1550 a.C.)
Tarda Età del Bronzo
(1550 – 1200 a.C.)
Media Età del Bronzo I (2000 – 1750 a.C.)
Media Età del Bronzo II (1750 – 1650 a.C.)
Media Età del Bronzo III (1650 – 1550 a.C.)
Tarda Età del Bronzo I (1550 – 1400 a.C.)
Tarda Età del Bronzo IIA (1400 – 1300 a.C.)
Tarda Età del Bronzo IIB (1300 – 1200 a.C.)
Tab. 9.3 – Suddivisioni dell’Età del Bronzo nel Vicino Oriente.
9.2.
JADIS e MEGA-Jordan
La Giordania ha un ricchissimo patrimonio archeologico e fu uno dei primi Paesi a dotarsi di
un sistema informatico di catalogazione dei suoi beni archeologici. Questo sistema era il JADIS
(Jordan Antiquities Database and Information System), il quale fu sviluppato agli inizi degli anni
’90 attraverso un progetto dell’American Center of Oriental Research (ACOR) e un team guidato
da Gaetano Palumbo (Università “La Sapienza” di Roma). Il JADIS era un databas e relativamente
semplice, ma in grado di fornire informazioni su oltre 9.000 siti archeologici (conteneva un
totale di 10.408 documenti), raccogliendo i dati di centinaia di rapporti di scavo archiviati al
Dipartimento delle Antichità ad Amman. Il problema era, però, quello di non avere certezze sullo
stato di conservazione dei siti. La posizione di ogni sito era identificata da una singola coordinata
geografica e non si avevano informazioni sui confini di ciascun sito archeologico. Questi dati
sulle posizioni avevano bisogno di essere verificati usando nuove e più accessibili tecnologie,
come il GPS e Google Earth, le quali non erano disponibili quando vennero raccolti i dati per il
JADIS.
Più tardi il JADIS venne convertito da Stephen Savage, della Arizona State University, in un
GIS (Geographic Information System), cioè in un sistema informativo computerizzato che
permette l’acquisizione, la registrazione, l’analisi, la visualizzazione e la restituzione di
informazioni derivanti da dati geografici.
Le posizioni dei confini dei siti archeologici erano (e lo sono tutt’ora) un’informazione
essenziale per il Departement of Antiquities (DoA) giordano, soprattutto per proteggere le aree
culturali dallo sviluppo del Paese.
Nel maggio 2007 iniziò, quindi, una collaborazione tra il DoA, il Getty Conservation Institute
(GCI) e il World Monuments Fund (WMF) per lo sviluppo e l’implementazione di un GIS bilingue
Pagina | 98
(arabo-inglese) via web, atto ad inventariare, monitorare e gestire i numerosi siti archeologici
della Giordania. Ciò agevolò (e continua ad agevolare) notevolmente il lavoro del DoA giordano,
nonché quello di studiosi giordani e internazionali ed ebbe un ruolo importante nella
conservazione dei tesori archeologici della Giordania. Questo GIS fu completato nel giugno 2010.
Il nuovo sistema ha la particolarità di delimitare rigorosamente i confini di ogni sito: richiede,
infatti, poligoni (composti da tre o più punti) per identificare ogni confine; ha, inoltre, la
possibilità di registrare la posizione degli elementi all'interno dei confini del sito, inclusi punti
(per elementi più piccoli quali pozzi), linee (per elementi come strade o muri) e poligoni (per
elementi come le moschee, chiese, teatri).
Il 12 aprile 2011, ad Amman, il Dipartimento delle Antichità giordano, il Getty Conservation
Institute e il World Monuments Fund hanno lanciato ufficialmente il funzionamento del Middle
Eastern Geodatabase for Antiquities, il cosiddetto MEGA -Jordan. Esso è un inventario
elettronico, facile da usare, che dà informazioni sulla posizione, sull’estensione, sulle
caratteristiche e sulle condizioni del sito archeologico che si vuole analizzare.
Fig. 9.1 - Sito archeologico di Khirbet al-Batrawy su MEGA-Jordan.
È il primo sistema di portata nazionale utilizzato per la di vulgazione, ma che può essere
sfruttato altresì per la pianificazione urbanistica in funzione anche dello studio dei flussi turistici
osservati nei vari siti.
Il sito di Khirbet al-Batrawy è catalogato nel JADIS con il numero 2516011, mentre nel MEGA
con il numero 7411.
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Fig. 9.2 - Sito archeologico di Khirbet al-Batrawy (con elementi catalogati) su MEGA-Jordan.
Fig. 9.3 - Il sito archeologico di Khirbet al-Batrawy su MEGA-Jordan.
9.3. Archeologia come metodo
La finalità di uno scavo archeologico non è quella di rinvenire oggetti preziosi, ma di
conoscere la realtà storica e materiale del passato.
Lo scavo è il momento caratteristico e senz’altro peculiare della scienza archeologica.
Secondo un corretto procedimento metodologico, esso si pone al termine di una serie di attività
(prospezione archeologica) tese ad individuare l’area opportuna nella quale intervenire e
finalizzate, inoltre, a conoscere in anticipo – per quanto possibile – la potenzialità archeologica
dell’area sottoposta ad indagine. Per comprendere il significato di un sito è assolutamente
necessario conoscerne il contesto territoriale in cui era inserito; per questo motivo il ruolo delle
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tecniche di prospezione è diventato primario. La capacità di visione d’insieme dell’evoluzione di
un territorio è la grande funzione della prospezione, mentre la potenzialità analitica puntuale è
la qualità propria dello scavo stratigrafico. Lo scavo, inoltre, agisce in maniera diretta sul
territorio, modificandone irreversibilmente la fisionomia. Esso avviene tramite la rimozione
progressiva e l’accurata documentazione di ogni singola Unità Stratigrafica (US): con questo
termine si indica uno strato di terra la cui deposizione è dovuta all’azione dell’uomo . Un’Unità
Stratigrafica in sé non è molto indicativa, né lo sono i materiali che contiene; assume un
significato se correlata alle altre US, che con lei formano una sequenza stratigrafica.
Anche il più piccolo frammento, se accuratamente studiato, può fornire utilissime e
fondamentali notizie circa la cronologia del sito, il tipo di insediamento, la ricchezza degli
abitanti, le loro abitudini di vita, le loro capacità tecniche. I reperti debbono essere documentati
graficamente e fotograficamente: l’uso combinato di foto e disegno rende più agevole lo studio
del materiale, la sua identificazione e classificazione. La riproduzione grafica viene realizzata per
metà con una sezione e per metà con un prospetto dell’oggetto. Se non si possiedono oggetti
interi o integralmente restaurati, ma si hanno a disposizione solo oggetti frammentari, è
necessario operare una selezione tra i frammenti, tenendo solo i più significativi, cioè orli, fondi,
anse, grazie a i quali si po’ tentare una ricostruzione grafica della forma originaria del vaso.
9.4. Giacimenti rocciosi vicino a Khirbet al-Batrawy
Il basalto è una roccia vulcanica che si sviluppa in diverse località in Giordania.
L’affioramento di basalto più antico si trova a nord di Al-Hashimya, mentre quello più giovane è
a nord/nord-est di Jurf Ed-Darawish. Il basalto si trova in differenti località della Giordania, ma
le più importanti sono Tell Burma e Jabel Uneiza, a circa 170 km da Amman nell’area della
mappa di Jurf Ed-Darawish. Le analisi effettuate su questa roccia indicano un maggior contenuto
di augite e plagioclasi, assieme ad ematite, calcite, olivina e zeolite (fonte: www.nra.gov.jo).
Depositi di calcare sono presenti in diverse zone della Giordania, come per esempio le aree di
Qatrana e Sultani che si trovano rispettivamente a 80 e 100 km a sud di Amman o El-Hallabat
che è situata a 75 km a nord-est di Amman.
Pagina | 101
Fig. 9.4 – Immagini dei giacimenti di basalto (in alto) e di calcare (in basso) in Giordania.
Pagina | 102
9.5. Tabelle riassuntive dei risultati
Di seguito le tabelle riassuntive che mostrano le tecniche analitiche utilizzate e i minerali
R
R
R
KB.10.B.1054/6
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R
KB.10.B.1054/21c
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R-I-M
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R-X
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X
KB.10.B.1054/21a
R-X
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
R-X-I-M
R-X-I
R-X-I
KB.06.A.220/5
KB.05.A.216/4
KB.05.A.46/8
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KB.06.A.120/6
R-X
X
R-X
R
R
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Sezione sottile
Calcite
Quarzo
Ematite
Magnetite
Maghemite
Jacobsite
Apatite
Anatasio
Rutilo
Brookite
Dolomite
Barite
Gesso
Aphthitalite
Solfati
Zircone
Diopside/augite
Corindone
Goethite
Ilmenite
Carbone
Grafite
Olivina
K-feldspato
Plagioclasio
Spinello misto
Gehlenite
Magnesioferrite
Illite
Caolinite
KB.05.A.46/2
Campione MACRO
trovati nei vari campioni.

R-X-M
R-X-M
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R-I
R-I
R-I
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I
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X
X
X-I
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X
I
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I
X
I
I
X
I
X
X
I
Tab. 9.4 – R = microspettroscopia Raman, X = diffrattometria a raggi X, I = spettroscopia infrarossa in trasformata di
Fourier, M = microscopia elettronica a scansione.
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R
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R
R
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I-M
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I-M
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
R-X-I-M
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R
R
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
R-X-I-M
R-X-I
R-I
KB.11.B.1054/13
R-X
R-X
X
KB.11.B.1054/12
KB.10.B.1054/62b

R-X-I-M
R-X-I
R-X-I
KB.11.B.1054/2
KB.10.B.1054/62a
R
R
KB.10.B.1054/62
R
KB.10.B.1054/24
KB.10.B.1054/22
Campione MACRO
Sezione sottile
Calcite
Quarzo
Ematite
Magnetite
Maghemite
Jacobsite
Apatite
Anatasio
Rutilo
Brookite
Dolomite
Barite
Gesso
Aphthitalite
Solfati
Zircone
Diopside/augite
Corindone
Goethite
Ilmenite
Carbone
Grafite
Olivina
K-feldspato
Plagioclasio
Spinello misto
Gehlenite
Magnesioferrite
Illite
Caolinite
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I
I
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I-M
I-M
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I
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I
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I
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R
R
R
R
R
M
Tab. 9.5 – R = microspettroscopia Raman, X = diffrattometria a raggi X, I = spettroscopia infrarossa in trasformata di
Fourier, M = microscopia elettronica a scansione.
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R
R
R
R
M
R
R
R
R
R
R
R
R
KB.11.B.1124/28
KB.11.B.1124/24
KB.11.B.1124/22
KB.11.B.1124/15
KB.11.B.1124/19
R
R
R
R
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R-I-M
R
R
KB.11.B.1124/33
R

R-X-I-M
R-X-I
R-I
R
R
KB.11.B.1124/29

R-X-I-M
R-X-I-M
R-I
R
R
KB.11.B.1124/10
KB.11.B.1124/3
Campione MACRO
Sezione sottile
Calcite
Quarzo
Ematite
Magnetite
Maghemite
Jacobsite
Apatite
Anatasio
Rutilo
Brookite
Dolomite
Barite
Gesso
Aphthitalite
Solfati
Zircone
Diopside/augite
Corindone
Goethite
Ilmenite
Carbone
Grafite
Olivina
K-feldspato
Plagioclasio
Spinello misto
Gehlenite
Magnesioferrite
Illite
Caolinite

R-X-I-M
X-I-M
X-I
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X-I
X-I
I
I
R
R
R
R
I
I
I
I
I
I
I
I
X-I
I
Tab. 9.6 – R = microspettroscopia Raman, X = diffrattometria a raggi X, I = spettroscopia infrarossa in trasformata di
Fourier, M = microscopia elettronica a scansione.
Pagina | 105
I
R-X-I
R-X-I
R
MARNA
R-I
R
R
R
R
R

R-X-I-M
R-X-I-M
R-I
MATTONE

R-X-I
R-X-I
R-I
KB.11.B.1128/65

R-X-I
R-X-I
R-I
R
R
KB.11.B.1128/52
KB.11.B.1128/51
R
R
R
R
R
R
R
KB.11.B.1128/50
R
R
R
KB.11.B.1128/1
KB.11.B.1128/
Campione MACRO
Sezione sottile
Calcite
Quarzo
Ematite
Magnetite
Maghemite
Jacobsite
Apatite
Anatasio
Rutilo
Brookite
Dolomite
Barite
Gesso
Aphthitalite
Solfati
Zircone
Diopside/augite
Corindone
Goethite
Ilmenite
Carbone
Grafite
Olivina
K-feldspato
Plagioclasio
Spinello misto
Gehlenite
Magnesioferrite
Illite
Caolinite
R
R
R
R
R
M
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R
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R
R
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R
R
R
R
I
I
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R
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I
I
I
I
R
R
I
X-I
X-I
R
M
I
I
R
I
X-I
I
I
X-I
Tab. 9.7 – R = microspettroscopia Raman, X = diffrattometria a raggi X, I = spettroscopia infrarossa in trasformata di
Fourier, M = microscopia elettronica a scansione.
Pagina | 106
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Note sitografiche
www.getty.edu/conservation/our_projects/field_projects/jordan/index.html
www.lasapienzatojordan.it
www.megajordan.org
www.nra.gov.jo
www.rruff.info
www.webmineral.com
http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php
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RINGRAZIAMENTI
Desidero prima di tutto ringraziare il dottor Danilo Bersani per la disponibilità e l’aiuto
datomi durante il tirocinio e la stesura della tesi. Ringrazio anche il professor Pier Paolo Lottici
per aver supervisionato le mie analisi. Un sentito ringraziamento va alla dotto ressa Laura
Medeghini, la quale mi ha dato l’opportunità di effettuare questo studio e, con pazienza, ha
sopportato e colmato tutti i miei dubbi.
Un grazie va a tutte quelle persone che in questi anni mi sono state vicine nei momenti di
difficoltà e di dolore, che lo hanno fatto con un abbraccio o con un sorriso, che hanno cercato con
costanza di infondermi coraggio, che mi hanno incentivato ad andare avanti, che hanno creduto
in me anche quando io non ci credevo più. Grazie ad Anna, sempre tanto affettuosa e generosa
(grazie anche per aver dato alla luce Sebi, così simpatico ed intelligente). Grazie a Lau ed Ali,
amiche disponibili e sensibili, grazie a Marty e agli amici ed insegnanti di teatro (Angelo, Nicolò,
Donatella, Silvana, Ezio, Paolo, Gianpaolo, Carlos, Emanuela, Marco, Mariella) la cui presenza e
vicinanza mi sono stati di grande aiuto, soprattutto nei momenti più difficili. Grazie all’affetto di
Chiara, Billy, Marta, Stecca, Carlotta e Sere, con le quali, periodicamente, passo delle gran belle
serate. Ringrazio le ragazze con cui ho portato avanti questo percorso universitario ed in
particolare Claudia, per la sua vicinanza e generosità, Sara per la sua simpatia ed enorme
disponibilità, Erica per il suo costante incoraggiamento, oltre a Camilla, Jennifer e Mariangela.
Ringrazio anche tutti gli amici della compagnia, che sono stati compagni di vacanza, di sorrisi,
di scherzi, di balli, di grigliate, di chiacchiere (più o meno serie) e di tanto altro.
Dovrei ringraziare anche la mia Gina, quel musetto peloso che mi ha costantemente fatto
compagnia durante gli ultimi esami, che veniva a prendersi le coccole o si appisolava sopra i miei
libri, mentre io cercavo di comprendere i pensieri arzigogolati di Argan o gli arricchimenti
isotopici dell’ossigeno.
Un pensiero va a mia nonna Bianca, che ha deciso di ricongiungersi a mio nonno: almeno ora
potrete “finire di dirvi le cose”.
Un grazie va alla mia famiglia: a mia mamma, a mio papà e ai miei zii, Enrico ed Irene. Se ho
impiegato 4 anni anziché 2 per terminare la laurea magistrale, è perché ho scelto di dare
maggiore importanza alla famiglia, rispetto agli studi. Quando arrivano i problemi e le difficoltà,
essi si possono affrontare solo se si rimane uniti e ci si vuole bene, così come abbiamo fatto noi.
Mia mamma, inoltre, è stata un costante punto di riferimento e di confronto, ha sempre
appoggiato le mie scelte, affiancandole a serie riflessioni.
Per finire, ringrazio Marco, anche se un semplice grazie, in realtà, è riduttivo. Nei momenti di
allegria eri sempre accanto a me, ma soprattutto mi sei stato vicino, più di ogni altro, tutte le
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volte che ero triste, stanca, arrabbiata o delusa. Non posso dire la stessa cosa di me nei tuoi
confronti e per questo ti chiederò per sempre scusa. A volte penso che non mi merito accanto
una persona come te, ma spero che tu, comunque, voglia continuare a stare al mio fianco nel
futuro, che percepisco ancora così incerto.
Solo ora, mentre scrivo questi ringraziamenti, mi rendo veramente conto di aver concluso
questo percorso universitario, così lungo, ma denso di eventi e di emozioni. Nella speranza di
ritrovare accanto a me, anche in futuro, le persone che ho precedentemente nominato, vi
ringrazio ancora di cuore, perché se sono arrivata fin qui è anche grazie a voi!
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