Metodologie passive

Continuando la nostra esplorazione sulle metodologie geofisiche legate all’archeologia, cercherò di discutere sull’uso dei metodi geofisici passivi che potrebbe avvenire nei Campi Flegrei.
I metodi geofisici passivi più usati in archeologia sono quelli della gravimetria e della magnetometria: mediante l’interpretazione delle variazioni del campo gravitazionale o del campo magnetico sarà possibile dedurre delle strutture archeologiche sotterranee.
Sono metodi “passivi”perché il loro uso non richiede l’immissione di fonti di energia da parte dell’uomo e quindi sono non distruttivi nei confronti dell’ambiente, tuttavia sono molto sensibili all’urbanizzazione (Figura 1) e di seguito capiremo perché.

La gravimetria

La gravimetria è stato uno dei primi metodi usato per questi scopi: essa si basa sull’ attrazione reciproca di due masse, come ci dice la legge di Newton, grazie all’accelerazione di gravità. L’accelerazione di gravità è un parametro fisico naturale e non stabilito dall’uomo ecco perché la gravimetria è un metodo passivo.
Quando si effettuano delle misure di accelerazione di gravità in una determinata area vengono registrate delle curve le cui variazioni sono dovute al contrasto di densità che esiste fra due strutture geologiche o archeologiche di natura diversa.
Immaginiamo di trovarci in un’area che dal punto di vista geologico è costituita da tufo e sappiamo che molto probabilmente vi siano delle cavità dovute a bacini idrici sotterranei e a cavità (es. tombe) usate dagli antichi.Con la gravimetria ci aspetteremo di vedere qualcosa? La risposta è affermativa perché interpretando la curva di accelerazione (Figura 2) sarà visibile un “minimo” dovuto proprio al contrasto di densità negativo fra il tufo e la cavità (costituita essenzialmente da aria).

Figura 2: Profilo gravimetrico che indica la presenza di una cavità

Lo strumento usato per ricavare queste curve è il gravimetro (Figure 3) il cui uso richiede molta precisione e pazienza. Infatti affinché la misura dell’accelerazione di gravità sia esatta è necessario essere sicuri che il gravimetro si trovi nella posizione orizzontale il che richiede molto tempo perché bisogna effettuare prima molte prove.
Questo strumento è sensibile a dilatazioni termiche, a variazioni di pressione e ad effetti magnetici. Le campagne gravimetriche (Figure 3) si effettuano stabilendo diverse stazioni in cui prendere le misure che si ripeteranno periodicamente, ad esempio ogni ora, in una delle stazioni che verrà definita “base” .

Da quanto appena descritto, ci renderemo conto che quindi si tratta di un metodo preciso e non invasivo ma che richiede molto tempo. In particolare, tutti sappiamo che i Campi Flegrei rappresentano un’area fortemente urbanizzata e molto ricca di testimonianze archeologiche. L’urbanizzazione di questa zona non gioca a favore di questa metodologia, in quanto il gravimetro potrebbe registrare dei segnali che non interessano all’archeologo come la presenza di “rumori” dovuti anche alla presenza delle sole abitazioni. La ricchezza archeologica (Figura 4) di questa zona merita inoltre di essere scoperta il prima possibile e ci renderemo conto che la gravimetria, nonostante la sua precisione, è un metodo poco speditivo: le sole campagne gravimetriche richiedono molto tempo. A questo tempo si aggiunge quello che intercorre durante l’interpretazione e l’analisi dei dati.

Figure 3: Gravimetro (da www.fomento.es) e relativa campagna geofisica (da www.disi.unige.it)

Un uso più interessante della gravimetria nei Campi Flegrei potrebbe essere quello eseguito eventualmente nelle chiese (Figura 5) per scoprire se vi siano cripte o catacombe, dal momento che la gravimetria evidenzia benissimo le cavità.

La magnetometria

La magnetometria è una metodologia usata molto in archeologia soprattutto per evidenziare degli oggetti superficiali. Essa si basa sul contrasto di suscettività magnetica che esiste fra due strutture di diversa natura. La suscettività magnetica è intrinseca alla materia per cui come l’accelerazione di gravità è una sua caratteristica naturale. L’uomo la può misurare ma non ne stabilisce la variazione, motivo per cui anche la magnetometria è una metodologia geofisica passiva.

Questo metodo permette di evidenziare strutture con un contrasto di suscettività molto alto: ad esempio se ci troviamo in un luogo di natura argillosa, scopriremo con molta facilità la presenza di oggetti metallici sepolti oppure di altri oggetti magnetizzati.

Tutti i corpi infatti hanno una diversa capacità di magnetizzarsi a seconda della loro composizione chimica. Più la materia è composta da atomi di ferro, più essa tenderà a magnetizzarsi.
Dal punto di vista archeologico, la magnetometria è in grado di evidenziare resti di vasi di terracotte ed oggetti in bronzo molto superficiali (Figura 6).

Contrariamente alla gravimetria, essa è un metodo molto speditivo: basta montarsi il magnetometro sulle spalle con i suoi sensori ed acquisire i dati “passeggiando” su delle griglie stabilite durante la campagna geofisica. La strumentazione (Figura 7) è però molto sensibile agli oggetti e alle strutture metalliche che la circondano, per cui si rischia di analizzare un segnale ricco di disturbi a grande scala.

Tale metodo infatti viene usato in aree ampie e non circondate da strutture metalliche di qualsiasi origine. La presenza di strade, veicoli, abitazioni, tettoie metalliche sicuramente darebbero un contributo così alto al segnale acquisito da cancellare il piccolissimo contributo di un coccio di terracotta sotterrato. Talvolta neanche l’azione di filtri riesce a cancellare questo rumore.

Ritornando ai Campi Flegrei, ci renderemo conto che anche la magnetometria difficilmente potrebbe essere eseguita soprattutto a causa di un’intensa urbanizzazione.
Le metodologie suddette quindi, per quanto rappresentino un punto cardine della geofisica archeologica, nei Campi Flegrei non possono trovare una vasta applicazione.
 

Figura 6: Resti di vasi di terracotta (da www.caorel.it)	Figura 7: Strumentazione magnetometrica (da www.ucm.es)

• accelerazione di gravità: parametro fisico causato dalla mutua attrazione di due masse.

• densità: parametro fisico generato dal rapporto fra la massa di un corpo e il suo volume.

• filtri: procedimenti matematici che esaltano l’informazione ad esempio di un profilo gravimetrico.

• rumori: disturbi derivanti da agenti esterni.

• suscettività magnetica: parametro che determina quanto un materiale possa essere magnetizzato.