Analisi delle scorie antiche: nuove prospettive sulla metallurgia primitiva

Circa 5.000 anni fa, le popolazioni stanziate nell’attuale Iran iniziarono a estrarre il rame direttamente dalla roccia, lavorando il minerale. Questo cambiamento epocale fornì loro una nuova e potente tecnologia e potrebbe aver segnato la nascita della metallurgia. Poco dopo, in diverse parti del mondo, si iniziò a utilizzare il rame e il bronzo (leghe di rame e stagno, o rame e arsenico) per produrre oggetti decorativi, armi, utensili e altro ancora. Studiare come gli esseri umani producessero tali oggetti è complesso, perché restano poche prove delle tecniche utilizzate, sebbene i materiali sopravvissuti siano numerosi e accuratamente conservati.

In uno studio recente, i ricercatori del MIT hanno mostrato un nuovo approccio per scoprire dettagli su alcuni dei primi processi metallurgici. Hanno analizzato scorie di 5.000 anni fa, sottoprodotto della fusione, utilizzando tecniche tra cui la tomografia computerizzata a raggi X, nota anche come TAC. Attraverso questa tecnica di imaging non invasiva, usata principalmente in campo medico, è stato possibile rivelare dettagli minuziosi sulle strutture interne dei frammenti di scoria antica e su come le antiche civiltà riuscissero a raffinare le materie prime. È importante sapere che la scoria si forma come un liquido incandescente durante il riscaldamento dei minerali per ottenere il metallo. In essa confluiscono altri elementi non metallici presenti nel minerale, insieme a eventuali metalli non reagiti e additivi impiegati nel processo, come la pietra calcarea. Poiché la scoria ha una densità inferiore rispetto al metallo fuso, tende a risalire in superficie, dove può essere separata.

I ricercatori hanno utilizzato scorie provenienti dall’antico sito di Tappe Hissar in Iran, considerato uno dei primi luoghi dove si trovano prove della lavorazione del rame e della produzione di oggetti. Questo sito, molto ben conservato, testimonia il commercio a lunga distanza che vi avveniva ed evidenzia l’esistenza di una società altamente organizzata. Le scorie sono state datate tra il 3100 e il 2900 a.C. e sono state prestate dal Penn Museum ai ricercatori nel 2022. Le scansioni TAC hanno fornito un quadro dettagliato della struttura interna delle scorie e della posizione di pori e frammenti di materiali differenti. Questi risultati sono stati poi integrati con delle tecniche convenzionali per offrire informazioni più complete sull’interno dei campioni. Grazie alla TAC, i ricercatori hanno identificato goccioline intatte contenenti rame. L’esame ha inoltre permesso di individuare le aree in cui si sono sviluppati gas, formando cavità che conservano importanti informazioni sui processi di formazione delle scorie. In altri campioni del sito erano già stati trovati piccoli composti metallici di arsenico, portando a discussioni sul ruolo di questo elemento nella produzione dei primi metalli. I ricercatori del MIT hanno scoperto che l’arsenico era presente in diverse fasi dei campioni e poteva muoversi all’interno delle scorie o persino fuoriuscirne, rendendo complessa l’interpretazione dei processi metallurgici.

Guardando al futuro, i ricercatori ritengono che questa tecnica possa diventare un valido ausilio per l’archeologia, aiutando a indagare con maggiore precisione il livello di avanzamento tecnologico dei nostri antichi antenati.

Sabatini et al., PLoS One 20(11): e0336603, 2025.