procedencia de mármoles usados en la antigüedad griega

PROCEDENCIA DE MÁRMOLES USADOS EN LA ANTIGÜEDAD GRIEGA
Dr. rer. nat. THOMAS CRAMER
Carr 6#5A-58, Interior 4, Apart 401, Bogotá, Colombia, cramer@bg.tu-berlin.de
Resumen
El análisis geocientífico de la procedencia de mármoles usados en la antigüedad griega y romana
– es decir su asignación a yacimientos – permite a arqueólogos la reconstrucción de sitios y
métodos de producción, áreas de influencia, rutas de transporte etc. Con este objetivo fueron
investigados hallazgos de Asia Menor, que hoy se encuentran en el Museo de Pergamon en
Berlín. En total han sido investigadas 232 muestras de 39 objetos antiguos principalmente de
Pergamon y del Valle del Meandro, y 362 muestras de 20 yacimientos de mármol. La frecuente
superposición de características de los yacimientos hace indispensable un enfoque multivariado.
De máxima importancia, son las características petrográficas. Un catálogo de «características
exteriores» facilita también a no-geocientíficos una primera caracterización de los mármoles.
Microfotografías de toda el área de 400 secciones delgadas permiten la fácil distinción de
características estructurales. Los contenidos de dolomita tomados por medio de XRD mostraron
una buena correlación con Mg. Por medio de ICP-OES fueron determinados Mg, Fe, Sr y Mn
contenidos principalmente en la red cristalina del carbonato, las REE por medio de ICP-MS. La
isotopía estable de C y O (δCPDB y δOPDB) dio indicaciones importantes. La estadística
multivariada (análisis factorial, cluster, discriminatorio) confirmó la relevancia geológica y la
utilidad de las características usadas y de ciertas muestras de distribución. La cromatografía de
gases de fases volátiles, la catodoluminiscencia y los espectros de resonancia paramagnética
electrónica dieron resultados adicionales. Todos los objetos antiguos pudieron ser asignados a
yacimientos de los cuales se consiguieron incluso datos nuevos. Un sistema experto capaz de
procesar a través de „fuzzy logic“ utiliza cuestiones de relevancia geocientífica, logística y
arqueológica, y permite a no-geocientíficos conseguir indicaciones sobre la procedencia de los
mármoles.
Abstract
The geoscientific analysis of marble objects used in Greek and Roman antiquity allows the
determination of their provenance, i.e. their correlation to the original marble quarries. Thus,
archaeologists are facilitated to reconstruct ancient sites and production methods, trade relations,
political influence areas, etc. For this purpose, marble objects from Asia Minor, which are now in
the Berlin Pergamon Museum, were investigated. 232 single samples of 39 museum objects
mainly from Pergamon and the Meander Valley, as well as 362 quarry samples were analysed
using geoscientific techniques. As a result of the overlapping of properties of marble quarries, a
multivariate approach proved to be necessary. Petrographic patterns proved to be of uppermost
importance. More than 400 microphotographs of whole thin sections allow a fast distinction of
essential fabric patterns. Dolomite contents determined by means of XRD proved to have a good
correlation with Mg-contents. The mainly carbonate-lattice-bound elements Mg, Fe, Sr and Mn
were determined by means of ICPOES, the REE by means of ICPMS. The stable isotopic-fields
of δC and δO proved to be very helpful in some cases. Methods of multivariate statistics, i.e.
factor-, cluster- and discrimination analysis, confirmed the geoscientific relevance as well as the
significance of some element correlations. Additionally, gas chromatography-,
1
cathodoluminescence- and electro paramagnetic resonance analysis showed interesting results.
All ancient objects could be correlated to the investigated marble quarries and their extended data
base. An expert system able to work also with „fuzzy logic“ uses geoscientific relevant questions
as well as logistic and archaeological aspects. This knowledge-based tool allows also nongeoscientists to find hints for provenance determination.
Palabras Clave
Arqueometría, petrografía, geoquímica, tierras raras, isotopía
Introducción
Durante el siglo XIX el interés por el mundo helenístico en toda Europa, estimuló intensas
campañas de excavación en sitios arqueológicos en Grecia y Turquía. Varios de los objetos allí
hallados fueron trasladados a Europa donde constituyen la base de museos celebres como el
Museo de Pergamon en Berlín. En este último, unos 800.000 visitantes por año quedan
impactados ante los hallazgos expuestos, entre otros el Altar de Pergamon o el Portal del
Mercado de Mileto. La investigación arqueológica ayudó mucho en nuestra comprensión de esta
época clave para el desarrollo de la civilización moderna. Pero recién en los últimos años también
las ciencias naturales -y entre ellas con especial peso las geociencias- han contribuido a resolver
muchas de las preguntas abiertas e iluminado aspectos nuevos e inesperados. Así se ha
desarrollado una nueva rama interdisciplinaria donde se ayuda a resolver cuestiones
arqueológicas con mediciones exactas, la arqueometría, íntimamente ligada a la geoarqueología,
que esta siendo también así aplicada con excelentes resultados en el esclarecimiento de
problemas arqueológicos precolombinos en el continente latinoamericano (p.ej. Knudson et al.,
2004; Wells, 2004).
Durante toda la época arcaica, helenística y
romana, el mármol constituyó un material
destacado en la creación de estatuas, templos y
ciudades enteras en todo el Mediterráneo de tal
manera que se puede hablar sin exageración de
una “cultura del mármol”. Así, no es
sorpresivo el que las primeras investigaciones
arqueométricas fueran realizadas poco después
de la introducción de la microscopía en luz
polarizante por el geólogo alemán Richard
Lepsius (1891) quien aplicaba principalmente
observaciones
petrográficas
para
la
caracterización tanto de yacimientos antiguos Figura 1: El Altar de Pergamon en Berlín
importantes de mármol como de objetos
antiguos.
A partir de los años 60 del siglo pasado fueron aplicadas nuevas técnicas sofisticadas de análisis
para encontrar características que permitirían una mejor clasificación de los objetos de mármol a
sus correspondientes yacimientos de origen. Eso son, entre otros, la isotopía estable de carbono y
oxigeno, la composición geoquímica registrada a través de AAS, ICP-MS e INAA, la
catodoluminiscencia o los espectros de resonancia paramagnética (EPR). No obstante, dada la
homogeneidad y similitud de la mayoría de los mármoles blancos usados en la antigüedad y la
consiguiente superposición de varias características, se ha demostrado que la utilización de una
2
sola característica, por lo general no es suficiente y puede llevar a conclusiones equivocadas.
Solamente con la aplicación de varias técnicas y características se pueden lograr unos resultados
confiables. Este enfoque multivariado fue aplicado en el análisis de 39 objetos de mármol
principalmente de la Colección de Antigüedades de Berlín, también conocido como Museo de
Pergamon, que pudieron ser investigados por el autor entre 1999 y 2004 y comparados con
yacimientos de mármol en Grecia y Turquía; estos últimos se estudiaron a través de dos
expediciones de geocientíficos con arqueólogos del museo de Pergamon, mostrando a la vez la
importancia de la investigación interdisciplinaria para la mejor comprensión de la interacción de
las características del material y de la utilización en la antigüedad de las rocas.
Condiciones geológicas y mineralógicas
Para el desarrollo de las civilizaciones en general y las altas culturas de la antigüedad, las
condiciones geológicas y el consiguiente inventario de recursos minerales y rocas accesibles
jugaron un rol determinante. Las edades de Bronce y Hierro no hubieran sido posibles sin el
afloramiento de ricos yacimientos de cobre, estaño y hierro, respectivamente. Afloramientos de
arcillas permitieron tanto el desarrollo de las cerámicas como la construcción de palacios y
ciudades enteras en ladrillos de barro como en Mesopotamia. La riqueza de Atenas se debió en
gran parte a los yacimientos auríferos de Laurion. En Egipto las inundaciones anuales del Nilo
dieron las bases para una agricultura abundante, y las dinastías milenarias crearon sus
monumentos de poder en calizas y granitos.
Pero fue a partir de la época griega en el siglo
VII a.C. que el mármol asumiría un papel
extraordinario como material de construcción
continuando así durante el imperio romano
hasta el bizantino; desaparece prácticamente
durante toda la Edad Media para resurgir en el
Renacimiento y hoy es un material de
construcción entre muchos aunque mantiene
su fama como una piedra ornamental noble.
Con la excepción tal vez de la India, el mármol
nunca logró asumir un lugar tan destacado
como durante las épocas helenística y romana.
¿A que se debió? Aparte de la fácil labra, la
primera razón es que en todo el Mediterráneo
afloran ricos yacimientos de mármol. A partir
del Mesozoico la colisión de las placas
Figura 2: Unidades tectonometamorficas
Africanas y Arábigas con Eurasia empezaba a
principales del cinturón orogenético de las
estrechar el mar enorme -el Tetis- que las
Helenidas y Anatolidas (Gessner, 2000)
separaba.
En este mar, bajo condiciones subtropicales habían surgido espesas sedimentaciones de calizas de
origen biogénico. Los continuos movimientos tectónicos sumergieron vastas áreas en un proceso
con varias fases de metamorfismo regional que llevaron a la formación de cinturones de
montañas (la orogénesis alpina) como los Alpes, un proceso todavía no terminado como lo
demuestran terremotos, volcanes y termales. Las calizas sumergidas se transformaron en
mármoles los cuales levantados a la superficie, hoy forman yacimientos de mármoles explorables
en varias áreas del Mediterráneo.
3
Sin embargo, estos no se encuentran en todos los lugares sino en unas docenas de yacimientos
con un significado mas allá del mero uso local y concentrados en zonas geológicas separadas por
suturas con una dirección más o menos E-W (Figura 2). Entre los más famosos y ricos
yacimientos explotados ya en la antigüedad se encuentran los de Carrara (Alpes apuanas) en
Italia; en Grecia cerca de Atenas los de Pentéli e Hymettos en la zona pelagónica, y los de Náxos,
Páros y Ephesos en la zona cicladica; esta zona continua hacia el este turco en el macizo del
Menderes con un cinturón meridional de yacimientos cerca del lago Bafa (Milet y Heracleia),
Milas, Yatağan etc., hasta Aphrodisias. Más al norte se destaca en la zona de Sakarya el extenso
yacimiento de Marmara/Prokonnesos que cubre el tercio septentrional de esta isla situada en el
mar de Mármara al oeste de Estambul -la vieja Constantinopla y Bizancio-; y al noroeste,
perteneciendo al macizo de Strandja, la isla de Thásos con sus localidades de mármoles calcíticos
de Alyki en el sur y dolomíticos en el norte.
Con muy pocas excepciones la totalidad de los mármoles fue formada por metamorfismo regional
y no de contacto. A menudo los yacimientos de alta calidad están acompañados por horizontes
periféricos de esquistos (originalmente sedimentos arcillosos) con un alto porcentaje de minerales
alumínicos como diasporita, o bajo condiciones metamórficas más altas como corindón. Su
seguimiento en el campo permitía a los antiguos mineros explorar las canteras con mármoles de
la más alta calidad. Además, estos esmirgel duros (el nombre proviene de Smyrna, hoy Izmir, en
cuyas cercanías afloran abundantemente) eran muy útiles para trabajar y esmerilar manualmente
los bloques de mármol. El sistema de grietas ortogonales limitaba por una parte el tamaño
máximo posible de los bloques de mármol; por otra parte facilitaba la extracción de los bloques
que debería hacerse manualmente con martillo, cincel y pica. Aunque para estos trabajos se
utilizaban también esclavos, la prospección, exploración y extracción con perdidas mínimas
exigían un alto nivel de conocimientos y habilidades solamente aplicables por artesanos y artistas
libres. En varias canteras se daba a los bloques ya las formas definitivas o avanzaba hacia formas
de prefabricación en serie (para sarcófagos, columnas o estatuas) tanto para cumplir la demanda
como también para disminuir el riesgo de encontrar daños después del trabajo y reducir el peso
de los artefactos para el transporte terrestre o marítimo. Casi todas las canteras antiguas son
reconocibles hoy en día por la presencia de fosas, marcas de elaboración y objetos antiguos no
transportados a raíz de daños como fracturas – esto solo si no han sido destruidas por explotación
moderna.
En la técnica y el comercio moderno se emplea la expresión mármol para varias piedras pulibles
de caliza o incluso magmáticas. Aquí aplicamos la definición mineralógica, según la cual los
mármoles deben estar compuestos por lo menos de 80% de calcita (CaCO3) y/o dolomita
(CaMg(CO3)2) que han experimentado una transformación metamórfica con el resultante
crecimiento de los granos de calcita, y una purificación e homogenización de las rocas. Para la
determinación de la procedencia de objetos antiguos de mármol es preciso que en los distintos
yacimientos se encuentren características reflejando condiciones distintas de sedimentación,
diagénesis, fases metamórficas y una historia tectónica, que se expresen en distintas estructuras
petrográficas, composiciones minerales, geoquímicas, isotópicas, etc.
4
Figura 3: Microfotografías de secciones delgadas de mármoles de Carrara y Prokonnesos (der. Pórtico de
Eumenes, Atenas). Nótese en el último la textura heteroblástica con granos máximos hasta 3 mm en una
matriz de granos finos, mientras que el de Carrara es mucho mas fino y homeoblástico; barra de escala
=2mm, N+
En otras palabras, las diferencias dentro de un yacimiento (por lo menos de sus partes explorables
de buena calidad) no deben ser mas grandes que las diferencias entre yacimientos distintos. Sin
embargo, la desaparición de residuos fosilíferos originales y la homogenización de las calizas
durante el metamorfismo no hacen nada fácil esta tarea. De allí la necesidad de usar varias
características y el empleo de casi todas las técnicas disponibles de las ciencias naturales.
Objetos investigados y métodos usados
Al inicio, las muestras antiguas fueron by-product de la necesaria restauración de los objetos del
museo; luego la toma de las muestras, estimulada por los primeros resultados de la investigación
del Altar de Pergamon, fue hecha a través de perforaciones en lugares ocultos de varios de los
objetos antiguos. En total han sido investigadas 232 muestras particulares de 39 objetos del
museo –principalmente de Pergamon y de los sitios antiguos de Milet, Myus, Didyma, Priene,
Magnesia etc. en la región del Menderes, pero también de Sámos, Troya y Atenas, este último
como único sitio no perteneciente a Asia Menor. La mayoría de los objetos es de origen arcaico
(siglo VI a.C.), helenístico (siglo II a.C.), y algunos de la época romana (hasta es siglo II d.C.).
De 30 yacimientos, desde Carrara hasta Aphrodisias y Afyon, se tomaron 362 muestras; además
fueron integrados muestras y datos de mediciones registradas anteriormente (Germann et al.,
1980; Germann et al., 1988). Un primer registro de las características exteriores se realizó ya en
el campo, donde además la presencia de arqueólogos permitió la adecuación de un catálogo de
características exteriores (Tabla 2) que facilita una primera sistematización también por nogeocientíficos. De las áreas completas de unas 400 secciones delgadas se tomaron fotografías en
luz transmitida (5x con polarizadores cruzados) que permiten el registro de estructuras típicas,
como diámetros y distribución de los granos (heterogénea o homogénea), deformaciones y
orientaciones, minerales accesorios etc. (Figura 3). La microscopía en luz reflejada fue útil para
la determinación de fases opacas como la pirita; estas fases están relacionadas con la exhalación
de un fuerte olor durante la pulverización de mármoles blancos de algunos yacimientos (p.ej.
Marmara y Thásos Alyki); la cromatografía de gases reveló que estas fases volátiles estaban
compuestas principalmente por CO y alcoholes con características distintas según yacimiento.
5
Bandeamientos de dolomita en la calcita ya son reconocibles por sus granos mas pequeños y a
menudo por un relieve positivo de meteorización debido a su mayor dureza y estabilidad química.
Con difracción de rayos X (DRX) fueron determinados cuantitativamente los contenidos de
calcita, dolomita y cuarzo; se mostró una buena correlación entre los contenidos de dolomita con
los de Mg tomados a través de ICP-OES; la ultima técnica sirvió también para la determinación
de Fe, Mn, Sr y Ba. La misma solución de muestras (0.1-0.2 gramos de muestra disuelta en 50 ml
0.5N HNO3 y filtrada) fue empleada también para la investigación a través de ICP-MS
especialmente de los elementos de tierras raras, Sr y Ba; con ambas técnicas Sr y Ba mostraron
contenidos casi idénticos1. Además de la alta resolución y las mínimas cantidades de muestras
necesarias –un factor decisivo para los irremplazables objetos de museo- en comparación con
técnicas “secas” que miden la composición química total de los mármoles (INAA o RFA), estas
técnicas con soluciones ácidas tienen la ventaja de detectar principalmente los elementos
incorporados en la red cristalina de los carbonatos, reduciendo así el efecto nugget de elementos
procedentes de minerales accesorios casualmente distribuidos. Dada la gran pureza de los
mármoles blancos, la detección aproximada de Mg, Fe y Sr fue posible solamente con RFA,
mientras ICP-MS permite además la fácil detección de los elementos de tierras raras sin previa
concentración. Estos últimos son integrados en la red cristalina de la calcita por sus radios iónicos
similares a Ca2+ y Sr2+ y han mostrado su utilidad para la discriminación de yacimientos, no tanto
por sus contenidos absolutos, sino por sus muestras de distribución. Especialmente si son
normalizados con PAAS (Post Archean Australian Shales) se observa por ejemplo un grado de la
anomalía negativa de cerio que es controlado por el mayor o menor ingreso de materia terrestre
en el agua marina (ver Tabla 3) durante la formación de los protolitos de caliza (Bau et al., 1996).
Similarmente, relaciones como Y/Ho, la suma de los REE/Y, La/Lu, y relaciones de otros
elementos como Fe/Sr contienen un potencial discriminatorio considerable.
La determinación de la isotopía estable de carbono (13C/12C, que no debe ser confundida con el
C radioactivo usado para la determinación de la edad de residuos orgánicos) y oxigeno
(18C/16C), ya es una técnica indispensable para muchas aplicaciones en geología, medio ambiente,
biología etc., y también útil para la determinación de la procedencia de mármoles. Pero las 420
mediciones isotópicas confirmaron que, aunque siendo importante en varios casos, este método
solamente es confiable en combinación con otras características (Germann et al., 1980) por la
superposición de la isotopía de muchos yacimientos. Para estos análisis se disuelven unos 10-20
mg de mármol en ácido fosfórico bajo condiciones precisas (Craig y Craig, 1972) y se miden las
relaciones isotópicas δPDB del CO2 liberado con un espectrómetro de masas (Figura 4).
La cátodoluminiscencia y la espectrometría del espín de electrones (EPR) que reflejan
principalmente el contenido y la distribución de elementos trazas como Mn y Fe en la red
cristalina de la calcita, confirmaron especialmente la procedencia de los mármoles del Altar de
Pergamon de la isla Marmara (Prokonnesos).
14
Resultados
La Tabla 1 resume la atribución de los artefactos investigados de Pergamon a yacimientos y los
argumentos usados. En este sitio dominado por la dinastía de los Atalidas a partir del siglo IV
1
Los datos de Na, K, Zn, P contienen o un error demasiado grande o están cerca del limite de detección debido a la
alta disolución de las muestras (necesaria por la fuerte matriz de Ca), por lo cual no fueron usados, igualmente en el
caso de ICP-MS Rb, Zr, Cs, Hf, Pb, Th y U.
6
a.C. se utilizaron principalmente andesitas que afloraban abundadamente, mientras que por la
falta de yacimientos de mármoles éstos debieron ser importados de otros sitios. Se pudo
demostrar que los proveedores de mármol eran principalmente Marmara/Prokonnesos, en menor
grado Ephesos y Lesbos, subordinadamente Hymettos y Thásos. En Cramer et al. (2003; 2004) se
encuentran más detalles. Mármoles de Prokonnesos se comprobaron igualmente en Troya, Atenas
y Ephesos. Todo eso significa que los yacimientos de Prokonnesos fueron explotados
ampliamente ya en el siglo III a.C. y no solamente a partir de la época romana como se suponía
hasta ahora. En los sitios antiguos del Valle del Meandro (Milet, Didyma y Myus) se utilizaron
en su mayor parte mármoles de las canteras alrededor del lago Bafa (Heracleia, «Milet» y de
depósitos menores cerca de Myus); en Milet también de Thásos y posiblemente de Marmara. En
Magnesia se utilizaron mármoles locales y del lago Bafa. En Priene se emplearon sobre todo
mármoles locales pero también aquellos de la isla de Phourni, que fueron usados así mismo en el
Heraion de Sámos (Cramer et al., in press). Mármoles de Carrara y Wunsiedel se encuentran en
añadiduras modernas del Altar de Pergamon, el cual fue construido en su totalidad con mármol
proveniente de Prokonnesos. La utilización de mármoles de Pentéli, Paros, Náxos o Tesalia no se
pudo confirmar en ninguno de los objetos antiguos investigados. Una descripción completa de la
investigación es disponible en internet (Cramer, 2004).
Muestra (museo /
CANTERA)
Altar de
Pergamon
(Friso Grande)
Friso de Telefos
(1995 y 2001)
Templo de
Demeter (Friso)
Templo Mercado
Superior
MARMARA
(esp.Doğu
Camlik)
N
MGS
mm
Textura
Dol
%
Olor
δ13C
δ18O
ΣREE
ppm
62
2.3-3.1
Het/za
00.1
+++
2.5/2.9
-0.2/-5.3
-10.3
0.64.1
0.7–1.2
29
2.5–3.6
Het/za
0–
1.6
+++
2.4/3.5
-0.3/-5.0
-7.4/-11.7
0.7–
6.1
3
2.5
Het/za
-
+++
2.7/2.9
-0.9/-1.4
3
2
Het/za
0
+++
2.6/3.0
Sr
ppm
Fe
ppm
Fe/Sr
Mg
%
Mn
ppm
0.2–
0.5
166266
1040
0.05–
0.25
0.270.42
5.1–
10.4
0.8–1.4
0.1–
0.5
141229
0.13–
0.43
0.2–
0.69
4.2–
10.6
2.22.3
1.168–
1.319
0.33–
0.36
127138
17.4
0.13
0.3
8
-0.8/-1.6
1.694
1.113
0.3
176
18.2
0.11
0.31
5.2
0.32–
1.46
0.2–
0.5
113275
8-91
0.1-0.3
(1x0.68)
0.211.1
2.510.1
ΣREE/Y Cerneg
23–
80
21
2-3.5
Het/za
0-4
+++
0.6/3.5
-0.5/-3.4
-8.5/-13
0.046
–
5.222
AKKAYA
(N-Bergama)
6
2-3.5
Hethom
0–
2.5
-
0.1/2
-11.8/13.7
1-1.9
2.5–4.3
0.8–
0.9
342695
102284
0.28–
1.03
0.160.55
18.7
38.7
Pórtico de
Mármol, Relieve
de Armas
3
0.4
Hom
0
++
1.4/1.7
-2.48/2.88
6.2
1.8
0.35
109
226
2.04
0.23
7.7
HYMETTOS
2
0.2-0.5
Hom
0
++
1.9/2.5
-2.4/-5.7
3-3.3
1
0.2
94149
2526
0.42
0.170.24
57.3
Templo R cerca
gimnasio superior
2
4
0.1
++
3.02/3.1
0s
+0.02/
+0.17
2.7
1.3
0.15
113
26
0.23
0.4
18
THASOS-ALYKI
2
3-4
0
++
3.1
-1.93
4.0–
5.6
1.3
0.170.18
90109
7085
0.640.95
0.260.37
1680
4
2
Hom/ge
r
0.12.6
-
4.42/4.6
2
-6.09/6.14
11.4.
2.654
0.54
114
246
1.13
23.6
2
2
Hom/ge
r
020
-
2.8/4.32
-5.39/8.23
9–
12.4
1.412.27
0.26–
0.52
95.5186
22.2946
0.144.21
3.01
-192
Templo de
Dionisos
(helenístico)
EPHESOS
AYTEKIN
Homhet/ger
Homhet/ger
2,16
0.235.07
Tabla 1: Características petrográficas y geoquímicas de artefactos antiguos de Pergamon y de canteras
correspondientes (en mayúsculas). N: numero de muestras medidas, MGS: maximum grain size;
het/hom: textura heterogénea o homogénea; za/ger: límites de grano dentados / rectos; Dol: dolomita
(XRD); δ13C δ18O: isótopos estables normalizados con PDB; ΣREE/Y: Suma de los REE a Y; Cerneg:
anomalía negativa de cerio en relación con PAAS (1 muy débil, 0.2 muy fuerte)
7
Tamaño de cristales: fino (máx. 2 mm) / medio (2-5mm) / grueso (5-10 mm) / muy grueso (> 10mm)
Distribución de cristales: homeoblástico / heteroblástico / muy heteroblástico-bimodal
Color: principalmente blanco / blanco-gris con dibujos / principalmente gris / otros colores
Dibujos: sin / bandeados gruesos / bandeados finos / vetas: reticular / brechoso / irregulares
Olor (durante destrucción mecánica): sin olor / débil („bituminoso“) / fuerte (como „huevos podridos“)
Orientación de los cristales: ninguna / Translucidez: medio / Pátina: ninguna
Minerales accesorios: dolomita, cuarzo, micas; opacos: pirita, carbón (raras veces como grafito)
Tabla 2: Catálogo simplificado de características exteriores de mármoles reconocibles fácilmente (itálica:
el ejemplo de Marmara-Prokonnesos)
Tabla 2 y las microfotografías en Figura 3 revelan la importancia de las características
petrográficas para la determinación de la procedencia. El análisis factorial realizado con SPSS
(Tabla 3) demuestra: a) que los elementos de tierras raras están altamente correlacionados en el
componente 1, b) en el componente 3 sin embargo Ce demuestra una alta correlación con Fe, Mn
y cuarzo expresando así la influencia de detritos en la formación de los mármoles (ver también
Figura 5), c) lógicamente dolomita y Mg están correlacionados positivamente y con calcita
negativamente (componente 2), d) la isotopía de C esta positivamente correlacionada con Sr,
reflejando la observación que mármoles con alto contenido de carbonos pesados (δ13CPDB >4) se
forman a menudo en aguas con alta salinidad.
La determinación de la procedencia fue realizada a través de la comparación de las características
petrográficas, geoquímicas e isotópicas incluyendo consideraciones arqueológicas y logísticas. El
análisis discriminatorio (con las variables MGS2, ΣREE, ΣREE/Y, La/Ce, Mg, Fe, Mn, Sr, Fe/Sr,
δO y δC) confirmó casi todas las clasificaciones. El análisis cluster se mostró menos apropiado.
Basado en la amplia base de conocimiento adquirido durante el proyecto se desarrolló un sistema
de diagnóstico para la determinación de la procedencia de los mármoles (MarbExpert)
implementado en un sistema experto capaz de procesar a través de „fuzzy logic“ -es decir que
puede trabajar también a través de conocimiento difuso. Toma en consideración no solamente
cuestiones de relevancia geocientífica sino igualmente aspectos logísticos y arqueológicos. Con
ayuda de esta herramienta se permitirá de igual manera a los no geocientíficos conseguir, con un
alto grado de certeza, indicaciones sobre la procedencia de los mármoles (Figura 7).
8
Figura 4: Isotopía de C y O de objetos antiguos (sin mármoles de Prokonnesos). Campos grises según
Moens et al. (1992) y Herz (1987) A: Aphrodisias, BG: Bafa-Gölü, C: Carrara, D: Dokimeion-Afyon, Ef:
Ephesos, Hym: Hymettos, N: Náxos, PA: Paros, PE: Pentélico, PR: Prokonnesos-Marmara, T: Thásos, U:
Uşak
Figura 6: Diagrama de correlación Fe/Mn de
mármoles de Prokonnesos (canteras y objetos
antiguos) y del Valle occidental de Paros. Los
últimos muestran contenidos más altos de Mn y
Fe. En muchos de los mármoles de Prokonnesos,
el Mn está por debajo del límite de detección de
ICP-OES de 2,5 o 5 ppm, respectivamente
(dependiendo del grado de dilución de la solución)
Figura 5: Elementos de tierras raras normalizados
con PAAS de los mármoles de Akkaya (NB, al
norte de Pergamon) muestran una curva casi
horizontal, mientras los mármoles de origen de
Prokonnesos con una gran variación de los
contenidos absolutos se destacan por una fuerte
anomalía negativa de cerio como también por
relaciones ΣREE/Y alrededor de 1 en contraste
con 2,5-4,3 en el caso de los mármoles de Akkaya
9
Componente
La
1
,855
2
,176
3
,300
4
-,003
Ce
,543
,236
,703
-,043
Pr
,849
,182
,424
,023
Nd
,874
,170
,408
,015
Sm
,902
,109
,373
-,003
Eu
,943
,071
,284
-,016
Gd
,975
,037
,171
-,025
Tb
,978
,025
,142
-,035
Dy
,985
,018
,087
-,025
Y
,975
-,027
-,105
,010
Ho
,989
,009
,029
-,017
Er
,991
,014
,012
-,015
Tm
,983
,036
-,003
-,012
Yb
,983
,052
-,013
-,030
Lu
,974
,056
-,025
-,042
Mg %
,065
,968
,114
,034
Dolomita XRD
,067
,979
,093
-,036
Calcita XRD
-,066
-,977
-,100
,042
Fe (OES)
,036
,325
,803
,028
Mn (OES)
,120
-,013
,584
,037
Sr
-,175
-,154
,210
,753
Cuarzo XRD
-,080
-,333
,446
-,412
δΟ
-,315
-,061
-,230
-,405
δC
-,105 ,020 -,265 ,687
Extracción de componentes principales. Varimaxrotación con normalización Káiser. La rotación convergió
en 5 iteraciones
Tabla 3: Análisis factorial de 66 casos con matriz
rotada de componentes
Agradecimientos
Este trabajo no hubiera sido posible sin la
dedicación de Profesor Klaus Germann,
Universidad Técnica Berlín (TUB), y Profesor
Wolf-Dieter Heilmeyer y Dr. Volker Kästner,
Antikensammlung - Stiftung Preussischer
Kulturbesitz Berlín. La financiación realizó la
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).
Gracias merecen igualmente todos los
colaboradores
de
la
TUB,
del
GeoForschungszentrum y Alfred-WegenerInstitut Potsdam, entre otros.
Figura 7: Screenplot del sistema experto con
Question Editor, User Interface y un resultado para
el Altar de Pergamon después de contestar las 30
preguntas, indicando Marmara / Prokonnesos
como la fuente más probable. La Knowledge
Aquisition con los datos de cada yacimiento no
esta mostrada
10
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