Utilizzo delle caratteristiche uniche delle pietre preziose per scoprire antiche rotte commerciali

WASHINGTON, DC — Sin dai tempi antichi, le pietre preziose sono state estratte e scambiate in tutto il mondo, a volte viaggiando attraverso i continenti dalla loro origine. Le gemme sono geologicamente definite come minerali celebrati per bellezza, forza e rarità. La loro composizione elementare unica e l'orientamento atomico agiscono come un'impronta digitale, consentendo ai ricercatori di scoprire il passato delle pietre e, con esso, le rotte commerciali storiche.

In AIP Advances, di AIP Publishing, Khedr et al.ha impiegato tre moderne tecniche spettroscopiche per analizzare rapidamente le gemme trovate nello Scudo Arabo-Nubiano e confrontarle con gemme simili provenienti da tutto il mondo. Utilizzando la spettroscopia di degradazione indotta dal laser (LIBS), la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) e la spettroscopia Raman, gli autori hanno identificato gli elementi che influenzano il colore delle gemme, differenziato le pietre trovate all'interno e all'esterno della regione e distinto quelle naturali da quelle sintetiche.

Lo Scudo Arabo-Nubiano è un'esposizione di depositi minerari che racchiudono il Mar Rosso negli attuali Egitto e Arabia Saudita. I depositi risalgono alla più antica era geologica della Terra e i metalli preziosi e le pietre preziose vengono raccolti da migliaia di anni.

"Abbiamo mostrato le principali caratteristiche spettroscopiche delle pietre preziose provenienti da queste località del Medio Oriente per distinguerle dalle loro controparti in altre località del mondo", ha affermato l'autore Adel Surour. "Ciò include una varietà di gemme di silicato come lo smeraldo delle antiche miniere di Cleopatra in Egitto, oltre ad ametista, peridoto e amazzonite provenienti da altri siti storici, che risalgono principalmente all'epoca romana."

Le varie tecniche spettroscopiche impiegate hanno rivelato informazioni diverse sulle pietre. LIBS caratterizza rapidamente la composizione chimica, mentre FTIR determina i gruppi funzionali legati alla struttura e indica la presenza di acqua e altri idrocarburi. Anche per materiali chimicamente identici, la spettroscopia Raman mostra la struttura cristallina unica degli atomi delle gemme.

Gli autori hanno identificato che il contenuto di ferro è correlato alla caratteristica tonalità viola delle ametiste e anche altri elementi come rame, cromo e vanadio sono responsabili della colorazione. Un caratteristico picco d’acqua espone gemme sintetiche coltivate in laboratorio, utili per scopi scientifici e identiche alle gemme naturali ma meno costose.

La struttura cristallina differenziava le perle di amazzonite dal Messico, dalla Giordania e dall'Egitto.

"Pietre preziose come lo smeraldo e il peridoto sono state estratte fin dall'antichità", ha detto Surour. “A volte, alcune pietre preziose venivano portate da marinai e commercianti nelle loro terre d’origine. Ad esempio, le corone reali in Europa sono decorate con pietre preziose particolari che provengono dall’Africa o dall’Asia. Dobbiamo avere metodi precisi per distinguere la provenienza di una pietra preziosa e tracciare antiche rotte commerciali per avere informazioni corrette sul luogo originario da cui è stata estratta”.

- Questo comunicato stampa è stato fornito dall'American Institute of Physics