Resuelven una sospecha de falsificación de dos mil años de antigüedad

La arqueología nos ofrece una ventana al pasado para conocer culturas alejadas a la nuestra. Objetos cotidianos como juguetes o recipientes pueden ser encontrados en yacimientos, mostrando pistas sobre cómo las rutinas diarias. Pero también podemos arañar algo más de información, y preguntarnos por la procedencia del material de cada objeto.

¿De qué mina habrán sacado el hierro para hacer esa cuchara? ¿La madera fosilizada de ese ídolo provino de un bosque cercano, o su comerciante atravesó cientos de kilómetros hasta venderlo? Es una información mucho más complicada de conseguir, pero puede aportar información sobre la economía, la capacidad minera o las rutas comerciales antiguas.

Los arqueólogos centrados en este tipo de dudas han tenido hasta hace poco un dilema respecto a un material: el vidrio romano. El vidrio prácticamente es una señal característica de los yacimientos del Antiguo Imperio Romano, ya que lo usaban constantemente para sus mosaicos, jarrones y recipientes. Inicialmente era solo una señal de prestigio y dinero, similar a la joyería, pero en las fases finales del Imperio la fabricación empezó a ser más barata y se popularizó entre todos los ciudadanos, creando vidrios de colores y texturas diferentes.

El problema es que, por mucho vidrio que encontremos, no sabemos de dónde procede originalmente. La arena cercana a las ciudades romanas no es buena para fabricar vidrio, por lo que está claro que la materia prima era importada desde el exterior. Existen varios candidatos para su procedencia, pero la prueba definitiva ha surgido estas semanas, gracias al trabajo en equipo entre arqueólogos y geólogos.

Un vidrio de origen incierto

La receta para crear vidrio es sencilla, pero requiere una gran maestría para darle forma. Se mezcla óxido de sílice con un poco de carbonato de sodio y caliza en un horno a 1500 grados. Mientras se calienta, las moléculas de óxido de sílice se acercan entre sí, formando un sólido amorfo, algo a medio camino entre un sólido y un líquido. Es a esta mezcla a lo que llamamos vidrio.

Mientras sigue a alta temperatura, el vidrio se vuelve más líquido y tiene viscosidad suficiente como para ser estirado o inflado si se le introduce burbujas de aire en su interior. Ese es el arte de los sopladores de vidrio, que a través de aire, golpes y balanceos pueden moldear la masa a su antojo para formar desde jarrones hasta ventanas.

Cuando se enfría, el vidrio adquiere el aspecto duro pero frágil que estamos acostumbrados a ver. Pero sigue sin ser un cristal ya que las moléculas de su interior no se organizan en una red cristalina. Esto hace que el vidrio, incluso frío, siga fluyendo como un líquido, pero lo hace tan lentamente que no nos damos cuenta. Si nos fijamos en los trozos de vidrio que forman las vidrieras en las antiguas iglesias, notaremos que su base en más gruesa porque el vidrio se ha ido deformando por la fuerza de la gravedad a lo largo de los siglos.

Mientras el vidrio sigue caliente, se le pueden añadir todo tipo de compuestos químicos para darle color o textura. El pueblo romano fue de los que más investigaron con ello, generando copas de color verde o ventanas semitransparentes. Ellos fueron los primeros en lograr lo que se convirtió en la última moda: el cristal transparente, que se logra añadiendo óxidos de antimonio a la mezcla.

Los restos arqueológicos muestran que el pueblo romano se especializó en el manejo del vidrio y su coloración, pero no en la fundición inicial. La arena de Roma no es rica en oxido de sílice, y contiene tantas impurezas que genera un vidrio apagado y de mala calidad. Por este motivo, se centraban en comprar vidrio fundido del exterior, en una forma inicial que ellos pudieran utilizar y experimentar a su antojo.

Los principales comerciantes de vidrio eran los fenicios. Con sus barcos eran capaces de transportar grandes mercancías a través del Mediterráneo, y ellos aseguraban que el vidrio que le daban a los romanos procedía de las arenas del Nilo, en Egipto. Según escritos que tenemos del 400 d.C., este vidrio fue bautizado como cristal alejandrino, reforzando esa idea de su procedencia egipcia.

Pero los arqueólogos tenían serias dudas sobre si los fenicios decían la verdad o era una estrategia de marketing. La arena a orillas del Nilo es rica en oxido de silicio y puede aportar un buen vidrio, el problema es que no se han encontrado muchos restos arqueológicos de grandes fundiciones de vidrio en Egipto, o al menos lo suficientemente grandes como para la demanda del Imperio Romano.

Si buscamos algo mejor, tendremos que seguir bordeando el Mediterráneo hacia el este para llegar a la actual Palestina. En esa zona se daba la combinación perfecta para obtener grandes cantidades de vidrio, y sus habitantes lo sabían. La arena de la zona tenía una buena calidad, y los hornos de fundición de vidrio encontrados en excavaciones son mucho más numerosos. Se había formado una cultura basada en el comercio con vidrio e incluso tenían sus propias recetas para obtener color.

La cercanía entre ambos lugares es sospechosa, y muchos arqueólogos sospechaban que el famoso cristal alejandrino de los romanos realmente procedía de hornos más lejanos a Egipto y con precios más manejables. Una especie de falsificación de origen, difícil de distinguir para los romanos de la época e imposible para los arqueólogos de la actualidad. ¿O no?

Los isótopos y la prueba definitiva

El misterio del origen del vidrio romano parecía estar en un punto muerto por la falta de pruebas, así que tocaba probar otro enfoque radicalmente diferente. Los historiadores y arqueólogos decidieron pedir ayuda a otro gremio dedicado a estudiar el pasado pero más centrado en la tierra y no en el ser humano: los geólogos.

Una de las especialidades que tienen en común los geólogos y los arqueólogos son el uso de herramientas de datación, que permiten estimar la antigüedad de lo que estudian. Sin embargo, sus enfoques son completamente diferentes y las unidades de tiempo que manejan, también.

Los arqueólogos suelen usar la prueba de carbono 14 para medir la antigüedad de restos orgánicos. Su funcionamiento se basa en la existencia de isotopos, átomos de elementos químicos muy parecidos entre sí, pero con un numero de neutrones diferentes en su núcleo. Estos isotopos participan en las mismas reacciones químicas, pero algunos son más estables que otros, por lo que algunos isotopos pueden perder esos neutrones de más y transformarse en otro isotopo diferente.

En el caso del carbono, existen tres isotopos en la naturaleza: carbono 12, 13 y 14. Ese número representa el número total de partículas del núcleo, de manera que el carbono 14 tiene dos neutrones más que el carbono 12. La forma más estable y abundante en la naturaleza es el carbono 12. El carbono 13 y 14 son isotopos más inestables y escasos, y suelen transformarse a otros elementos pasado cierto tiempo.

Todos los átomos de carbono que nos forman han provenido de la dieta. Las plantas realizan la fotosíntesis para recoger el dióxido de carbono del aire, y usar sus átomos de carbono para formar moléculas orgánicas. Luego nos acabaremos comiendo esas plantas (u otros seres vivos) para apropiarnos de sus moléculas y usarlas para nuestro desarrollo. En la atmósfera, el dióxido de carbono puede contener isotopos de carbono 14, pero a medida que estos átomos viajan entre seres vivos, va transformándose gradualmente en nitrógeno 14.

Mientras nos alimentemos, obtendremos un pequeño suministro de carbono 14, pero al morir, estos átomos de carbono de nuestro interior se transformarán con el paso de miles de años. Como sabemos a qué velocidad se produce este cambio, podemos medir cuanto carbono 14 queda en un resto orgánico y calcular hace cuánto tiempo estuvo vivo, ya sea una momia o una estatua de madera.

Este truco funciona bien para seres vivos, pero no tiene sentido para materiales inorgánicos como los minerales, ya que no hay absorción de carbono. En este sentido, los geólogos usan la misma estrategia, pero si fijan en otros isótopos que forman parte de las rocas y minerales. En su versión del carbono 14, el isotopo inestable habrá entrado en la formación de la roca o el mineral, y la transformación a la forma estable indicará la antigüedad de esa formación.

En la arena de desierto, el óxido de sílice casi nunca está solo. Existen otros minerales erosionados que permanecen en baja proporción, y cuyos átomos pueden entrar en el vidrio y permanecer ahí como un mosquito atrapado en ámbar.

Una de estas impurezas son los átomos de hafnio, que tienen varios isotopos inestables que acaban pasando a hafnio 176, el isotopo más estable. Esta transformación es mucho más lenta que el caso de los isotopos de carbono, por lo que los geólogos usan este proceso para conocer la antigüedad de los depósitos sedimentarios, pero no es realmente útil para los arqueólogos, ya que dos estatuas de mármol con cien años de antigüedad no tienen diferencia ninguna en los isotopos de hafnio de sus impurezas.

Pero es posible usar esta herramienta si le damos la vuelta. No hace falta medir la edad de los objetos, sino de los desiertos de procedencia. Un equipo de investigadores calculó la edad del desierto de Egipto y de Palestina, midiendo la proporción de isotopos de hafnio presentes en la arena. Las edades eran suficientemente distintas entre sí como para poder distinguir el origen de cualquier resto de arena a partir del resultado.

El cristal alejandrino tiene átomos de hafnio atrapados en su interior, por lo que era posible medir la proporción entre los diferentes isotopos, y sacar la procedencia de la arena que se usó para formarse. Era una huella dactilar perfecta para distinguir entre desiertos tan diferentes.

¿La respuesta final? Tras analizar muestras de vidrio de diferentes yacimientos catalogadas como cristal alejandrino, demostraron que procedían de Egipto. Los fenicios no engañaron al pueblo romano. O al menos, no a menudo, ya que encontraron una pequeña proporción de vidrio procedente de palestina entre las muestras. Estos casos serian seguramente falsificaciones, aunque la proporción es menor de lo esperado.

Esta herramienta seguramente sea usada en más ocasiones para el estudio del vidrio. Quien sabe, puede que los arqueólogos del futuro la necesiten para saber el origen de nuestros vasos y ventanas, comprobando si es cierto esa misteriosa etiqueta que reza “Made in China”.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Nótese que no usamos el termino cristal en ningún momento, a pesar de que el vidrio reciba este nombre de manera popular. Esto es debido a que un cristal debe formar una red con las moléculas que lo componen, lo que le da unas propiedades únicas a nivel químico y físico. El vidrio no tiene esta organización y forma un sólido amorfo, por lo que no entra en la categoría de los cristales.

REFERENCIAS:

• Barfod, Gry H., et al. “‘Alexandrian’ Glass Confirmed by Hafnium Isotopes.” Scientific Reports, vol. 10, no. 1, Nature Publishing Group, Dec. 2020