Datazione ESR e U/Th: il caso delle grotte carsiche
A.M. Gueli, G. Stella, S.O. Troja e A.R. Zuccarello
Università di Catania

Dopo il lavoro pionieristico di Ikeya nel 1975 sulla datazione di una stalattite della grotta Akiyoshi in Giappone, notevoli progressi sono stati fatti nell’ambito della datazione tramite risonanza di spin elettronico (ESR), estendendone il campo di applicazione a diversi materiali in ambito archeologico e geologico. Le applicazioni più importanti riguardano minerali precipitati o di natura biogenica, quali carbonati in speleotemi, conchiglie, coralli ecc., idrossiapatite dello smalto dentario, così come materiali riscaldati nel passato, nel caso di minerali vulcanici, e svuotati otticamente, come il quarzo estratto da sedimenti geologici. La tecnica viene anche usata su manufatti di ossidiana, tipologia di campioni preziosa per gli archeologi in quanto permette di ottenere informazioni sulle relazioni economiche, culturali e sociali tra popolazioni preistoriche.
Primo passo indispensabile per l’applicazione del metodo in ambito cronologico è la caratterizzazione dei segnali ESR delle frazioni cristalline separate dai campioni da datare. L’individuazione di difetti paramagnetici la cui risposta, in termini di intensità di segnale, ha un andamento regolare e sperimentalmente ricostruibile con la dose assorbita, permette di determinare la paleodose (dose totale accumulata dall’istante “zero”) e, dividendo per la dose annua (rate di dose media assorbita annualmente), l’età del campione in esame. Nell’ambito di un progetto finalizzato alla ricostruzione cronologica di eventi tettonici e climatici strettamente connessi alle cavità carsiche della Sicilia orientale, è stata intrapresa una campagna di datazione su speleotemi prelevati nella grotta Monello, ubicata nel territorio di Siracusa, splendido esempio di struttura carsica, con una sequenza di sale arricchite da stalattiti e stalagmiti di variegate forme e dimensioni, come mostrato nella figura a lato.
Il rilevamento delle paleomorfologie e dei depositi ha consentito di suddividere la cavità, dal punto di vista speleogenetico, in tre settori localizzati a quote diverse, probabilmente collegabili a fasi di regressione e fasi tettoniche di età medio - Pleistocenica. Lo studio preliminare effettuato, attualmente in fase di ulteriori sviluppi, ha avuto l’obiettivo di indagare sulle correlazioni fra le paleomorfologie carsiche e gli eventi eustatici mediante la datazione di depositi carbonatici. Gli studi hanno mostrato le potenzialità di tale metodo per la determinazione della dose totale accumulata dall’epoca di formazione dei carbonati costituenti le stalattiti e le stalagmiti da esse prelevati. Su ognuno di tali speleotemi, dopo la realizzazione di un taglio lungo l’asse longitudinale, come mostrato nella figura a lato, sono state individuate le varie fasi di accrescimento da ognuna delle quali sono stati prelevati i campioni utili per l’applicazione della ESR.
Poiché il programma di ricerca prevede la realizzazione simultanea e l’ottimizzazione di più metodologie, si è proceduto anche all’applicazione della datazione U/Th la quale permette di risalire all’età del campione a partire dalla misura della concentrazione di 230Th formatosi per disintegrazione di 234U tramite spettrometria alfa.
I risultati fin qui ottenuti hanno fornito dati ESR in accordo con quelli U/Th che indicano un’età media di circa 240 ka, valori che confermano pienamente le ipotesi dei geologi che attribuiscono al medio - Pleistocene le principali fasi evolutive della grotta.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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