Un orologio al radiocarbonio per risolvere gli enigmi dell’evoluzione umana

Campionamento di un albero fossile nei pressi di Savona; a sinistra Sahra Talamo (Università di Bologna), a destra Mike Friedrich (Università di Würzburg)

L’arrivo dell’Homo sapiens in Europa, la convivenza tra umani e Neandertaliani, durata alcune migliaia di anni, la scomparsa, per cause ancora sconosciute, dei Neandertaliani stessi. Oggi sappiamo che questi avvenimenti fondamentali per la storia dell’evoluzione umana sono accaduti tra 50.000 e 30.000 anni fa. Siamo però ancora lontani dalla ricostruzione di una cronologia chiara di questo periodo cruciale. Il motivo? Il sistema di datazione dei reperti archeologici con il radiocarbonio (noto anche come Carbonio-14) non è ancora abbastanza preciso.

“Il Carbonio-14 ha svolto un ruolo rivoluzionario nell’archeologia, ma oggi non riesce a raggiungere un’alta precisione nella fascia di età compresa tra 50.000 e 15.000 anni fa”. A parlare è Sahra Talamo, che di radiocarbonio si occupa da anni e oggi è determinata ad affinare l’accuratezza di questo strumento di datazione utilizzato da archeologi e studiosi di tutto il mondo.

MISURARE LA STORIA
Già direttrice del laboratorio di radiocarbonio al Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia (Germania), la professoressa Talamo si è da poco trasferita al Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician” dell’Università di Bologna. Qui porterà avanti il suo progetto di ricerca RESOLUTION, che ha vinto un ricco (e raro) finanziamento dello European Research Council (ERC), l'organismo dell'Unione europea che premia ricercatrici e ricercatori di talento impegnati in attività di ricerca di frontiera.

“L’obiettivo – spiega Talamo – è arrivare a poter scandire gli eventi del passato con la precisione di un orologio del futuro. Per farlo aggiungeremo, alla già esistente curva di calibrazione per il Carbonio-14, un’altissima risoluzione sul periodo compreso tra 50.000 e 30.000 anni fa, in modo da poter conoscere più da vicino la storia evolutiva delle due specie umane più studiate al mondo: Neandertaliani e Homo sapiens”.

Il lavoro di Sahra Talamo andrà ad intrecciarsi con quello di un altro ricercatore dell’Università di Bologna premiato anche lui con un ERC: il professor Stefano Benazzi, paleoantropologo del Dipartimento di Beni culturali che con il suo progetto SUCCESS sta cercando risposte agli stessi interrogativi: quando Homo sapiens è arrivato in Europa, i processi che ne hanno favorito il successo adattivo e le cause che hanno portato all’estinzione dei Neandertaliani. Una sinergia, questa, che rende oggi l’Ateneo bolognese uno dei principali centri europei per la ricerca sulla storia evolutiva dell’uomo.

Sahra Talamo allo European Forum for Science, Reseach and Innovation

UN PROBLEMA DI CALIBRAZIONE
Valso un premio Nobel per la chimica al suo ideatore, Willard Frank Libby, il radiocarbonio ha rivoluzionato l’archeologia, introducendo un metodo scientifico e oggettivo per la datazione dei reperti antichi e delineando scale temporali per la preistoria europea, dal neolitico all’età del bronzo.

Il metodo è basato sulla rilevazione nei campioni organici studiati di un isotopo radioattivo del carbonio, il Carbonio-14, comunemente presente nell’atmosfera. C’è però un problema: la concentrazione atmosferica del Carbonio-14 non è stata sempre costante nel tempo. “Per questo motivo le età Carbonio-14 vanno calibrate con una scala temporale assoluta in modo da ottenere età calendario precise”, spiega la professoressa Talamo. “Per i primi 14.000 anni questa scala indipendente viene basata sugli anelli di accrescimento annuale che si trovano negli alberi fossili: una scienza nota come Dendrocronologia. Dopo questo periodo di tempo però vengono usate altre scale, meno precise, marine e terresti”. In questo modo la curva di calibrazione esistente risulta molto meno precisa, rendendo complicato fissare delle corrispondenze temporali dettagliate.

ALBERI FOSSILI E GHIACCIO POLARE
La soluzione su cui sta lavorando Sahra Talamo introduce un metodo innovativo grazie al quale sarà finalmente possibile utilizzare le cronologie flottanti ricavate dagli anelli degli alberi e il Carbonio-14, collegandole agli anelli di accrescimento annuale di un altro isotopo, il Berillio-10, che si trova analizzando le carote di ghiaccio polare.

“Sia la produzione di Carbonio-14 che quella di Berillio-10 sono controllate da meccanismi comuni: i cambiamenti dell’attività solare e i cambiamenti del campo magnetico terrestre”, spiega Talamo. Creando una corrispondenza tra queste due scale temporali è possibile quindi arrivare ad una migliore calibrazione per il Carbonio-14, permettendo di ottenere età calendario più precise per i reperti archeologici che raccontano la storia antica dell’umanità.

“Questo nuovo approccio – conferma Sahra Talamo – è di vitale importanza non solo per costruire una nuova e più precisa curva di calibrazione, ma anche per aumentare drasticamente la risoluzione temporale di reperti archeologici che possono rivelarsi decisivi per dare risposta ai tanti interrogativi ancora aperti sull’evoluzione umana”.