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5 Gennaio 2004 SCIENZA
Physiscs Today
Analisi isotopiche di denti e ossa risolvono un mistero del Mesoamerica
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Le variazioni naturali nei tassi degli isotopi sono rilevabili nello smalto dei denti e possono indicare dove una persona persino un antico re Maya trascorse i primi anni della sua vita.

All´inizio del V secolo a.C. Copán era un modesto villaggio situato in una fertile valle montagnosa, sul confine orientale del mondo maya. In pochi decenni, l´importanza del villaggio ebbe una rimarchevole crescita fino a diventare, al suo zenit nell´Ottavo secolo, tra le più complete città Maya per arte architettura ed astronomia.

L´autore di una tale trasformazione fu un uomo di nome Yax K´uk Mo. Secondo i glifi incisi su un altare di pietra, Yax K´uk Mo arrivò a Copán l´8 febbraio 427, cinque mesi dopo la sua incoronazione del 5 settembre 426. La dinastia che fondò regnò su Copán per i successivi quattro secoli.

A dispetto della loro precisione cronologica, le incisioni sono vaghe circa le origini di Yax K´uk Mo o riguardo dove e da chi fu incoronato. Come nell´antica Grecia o nel Rinascimento italiano, il mondo Maya consisteva di città-stato indipendenti, collegate dai commerci ed in competizione per l´egemonia. Probabilmente, ognuna delle città rivali potrebbe essere stata la patria di Yax K´uk Mo e fonte del suo potere. Ma vi è un´altra possibilità. Oltre il mondo Maya, nella Valle del Messico, si trova Teothiuacán, la più grande città del Mesoamerica pre-colombiano. Al suo culmine, Teotihuacán si estendeva per 20 chilometri quadrati ed ospitava circa 200 000 persone. La sua influenza pervadeva la regione. Città a centinaia di miglia di distanza copiavano il suo stile dei templi ed adottavano le sue mode e divinità. Se Teothiuacán avesse esercitato la sua influenza mediante forze militari, Yax K´uk Mo sarebbe bene potuto essere uno dei luogotenenti dislocati sul territorio.

Gli artisti di Copán ritrassero Yax K´uk Mo con ornamenti tipici di Teothiuacán. La foto a destra mostra il re con una sorta di occhiali che formano parte di un caratteristico elmetto di guerra di Teothiuacán. E nella sua tomba, che fu scoperta nel 1995, gli archeologi hanno trovato ceramiche provenienti da Teothiuacán.

Ma la tomba conteneva anche terraglie provenienti da Tikál, una città Maya a nord di Copán, come anche ceramiche da Copán stessa. E per gli occhiali, è comprensibile che un magnate locale avrebbe voluto, anche se solo mediante simboli, trarre autorità e legittimazione dal potere preminente della regione.

La questione della provenienza di Yax K´uk Mo, è ora più chiara. Analizzando il tasso isotopico dei denti e delle ossa di Yax K´uk Mo, un gruppo guidato da Jane Buikstra dell´Università del Nuovo Messico ha scartato Teothiuacán come luogo in cui Yax K´uk Mo nacque e trascorse la sua prima infanzia. Invece, sembra che il re crebbe nello Yucatán centrale, il cuore del mondo Maya.

Stronzio e Ossigeno

Le indagini basate sugli isotopi contano non solo sulla fisica nucleare, ma anche sulla scienza della Terra e la biologia. Lo stronzio, che si trova immediatamente al di sotto del calcio nel II gruppo della tavola periodica, ha in natura quattro isotopi. Uno di essi, lo stronzio-87, è il prodotto del decadimento del rubidio-87. Gli altri tre 84Sr, 86Sr ed 88Sr sono non radiogenici.

La vita media del Rubidio-87 - di 4.7 x 1010 anni - rende lo 87Sr un utile elemento per tracciare l´età ed il contenuto di Rubidio delle rocce. A livello globale, l´abbondante tesso di 87Sr radiogenico rispetto a quella di 86Sr non radiogenico spazia da 0.703 nelle rocce giovani di basso contenuto iniziale di Rb, fino a 0.750 nelle rocce antiche con elevato contenuto iniziale di Rb.

Fortunatamente per gli archeologi maya, la penisola dello Yucatán, formata di sedimenti marini che generarono una pressoché continua variazione di 87Sr/86Sr per tutta la sua lunghezza. Come evidenziato nella mappa a sinistra, 87Sr/86Sr culminano nello Yucatán settentrionale, e calano stabilmente in direzione sud.

Per contrasto, la valle del Messico è formata da roccia vulcanica. Qui, la variazione da un luogo all´altro è meno decisa, ma a Teotihuacán, il valore di 87Sr/86Sr differisce significativamente ed in modo misurabile dai valori trovati nel mondo Maya.

Gli isotopi di ossigeno offrono un´altra utile indicazione ai fini della localizzazione. Quando le nuvole si formano sopra l´oceano, il tasso di Ossigeno da O18 a O16 nelle gocce che le formano, corrisponde al tasso nell´acqua marina. Questo tasso cambia, in ogni modo, quando le nuvole producono pioggia. Più isotopi pesanti sono contenuti in una goccia, e più prontamente la goccia cadrà. Come risultato, pioggia da nuvole vicine alle spiagge tendono ad essere più ricche di O18 rispetto alla pioggia di nuvole che viaggiano sull´entroterra.

Come possono le variazioni in 87Sr/86Sr ed in O18/ O16 terminare nei resti umani? E come possono queste variazioni rivelare il luogo di nascita di una persona? La risposta giace nella biologia di denti ed ossa.

Lo smalto dei denti, la sostanza più dura del nostro corpo, offre una durevole copertura per la più tenera dentina sottostante. Entrambe i materiali consistono principalmente di fosfato di calcio, ma differiscono nel modo in cui si formano. Lo smalto si mineralizza solo una volta: quando il dente che proteggono cresce per la prima volta. La dentina e l´osso, invece, si riformano continuamente nel corso della vita.

Per via della sua contiguità chimica al calcio, lo stronzio può vantaggiosamente rimpiazzare l´elemento più leggero nello smalto, nella dentina e nelle ossa. Lo Stronzio entra nel corpo tramite il cibo, il cui tasso di 87Sr/86Sr riflette quello del terreno locale. L´ossigeno entra nel corpo principalmente tramite le scorte d´acqua.

Così, nei tempi e luoghi in cui il cibo e l´acqua sono riforniti localmente, lo smalto dei denti delle persone reca il contrassegno isotopico del luogo della nascita e della prima età. Gli isotopi nelle ossa e nella dentina riflettono invece le caratteristiche dalla dimora più recente.

Spettrometro di Massa

A Copán, dove sono conservati i resti di Yax K´uk Mo, la dottoressa Buikstra ha raccolto campioni dei suoi denti e ossa e le ha inviate ai suoi collaboratori: Douglas Price e James Burton dell´Università del Wisconsin-Madison attrezzati per lo Stronzio; Lori Wright della Texas A&M University per l´Ossigeno.

All´inizio, la procedura per analizzare i due elementi, è simile. L´elemento di interesse viene estratto, purificato e quindi introdotto in uno spettrometro di massa. Nella pratica, comunque, esistono differenze. L´Ossigeno è l´elemento più abbondante nel fosfato di calcio. Per le misurazioni di O18/ O16, è sufficiente uno spettrometro di massa per isotopi standard.

Invece, determinare gli 87Sr/86Sr richiede più precisione. Burton e Price hanno richiesto l´aiuto di Paul Fullagar dell´Università della Carolina del Nord a Chapel Hill. Lo spettrometro di massa a determinazione di ionizzazione termica di Fullagar ha offerto la quarta cifra significativa richiesta nel valore del tasso.

Naturalmente, misurare i tassi di Yax K´uk MO non potrebbe, in sé, collocarlo in qualsiasi luogo. Si richiede un gruppo di valori di riferimento. Per gli ultimi 15 anni, Price e Burton hanno misurato 87Sr/86Sr in altri importanti siti archeologici attraverso il Mesoamerica. La Mappa mostra alcuni dei valori ottenuti in questo modo. Dal 1996, Wright ha mappato O18/ O16 nel mondo Maya.

Come previsto, il valori di 87Sr/86Sr e di O18/ O16 nella dentina e ossa di Yax K´uk Mo indica che la sua ultima dimora fu Copán. Ed il tasso nel suo smalto conferma quel che i glifi hanno registrato: che il re fondatore della città proveniva da un altro luogo. Ma, mediante l´analisi di differenti linee di evidenze archeologiche, Teothiuacán non fu il suo luogo di nascita, né è risultato provenisse dagli avamposti meridionali Maya di Kaminaljuyù o dalla roccaforte Zapoteca di Monte Albán ad ovest. Piuttosto, Yak K´uk Mo trascorse i primi anni in terre controllate da una delle città stato centrali Maya, come Tikál o Calákmul.

Ironicamente, risolvere la questione dell´origine di Yax K´uk Mo rende la natura della sua influenza su Teotihuacán più non meno misteriosa.


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