Datazione tramite i metodi Uranio -Torio (U/Th) e Electron Spin Resonance (ESR) dei livelli musteriani della Grotta Maggiore di San Bernardino

Le grotte di San Bernardino si trovano sul versante orientale dei Colli Berici, a 135 m d’altezza (s.l.m.). Nella Grotta Maggiore, la sequenza stratigrafica non si è conservata interamente a causa dei numerosi riutilizzi durante il Medioevo e nel diciannovesimo secolo. La serie interna, ha restituito un’industria litica attribuita al Paleolitico superiore; la serie esterna, collocata oltre il muro medievale che chiude l’entrata della cavità, è caratterizzata da un’industria musteriana che si differenzia, per le sue caratteristiche, dagli altri complessi litici della regione. In complesso il deposito ha uno spessore di 4,5 metri ed è costituito da otto unità stratigrafiche con disposizione sub-orizzontale. Nella stratigrafia s’incontrano unità scarsamente antropizzate, costituite principalmente da pietrisco proveniente dalla volta della grotta e dalle pareti per effetto del gelo-disgelo misto a loess (unità I,V,VII), da loess bruno-chiaro senza pietre (unità IV) e ciottoli calcarei arrotondati per stillicidio (unità III). Le unità più ricche di resti animali, manufatti e tracce di focolari sono le unità II, VI e VIII, costituite prevalentemente da pietrisco e da un terreno ricco di sostanza organica. La datazione del giacimento è stata effettuata, tramite i metodi U-Th e ESR, in un primo momento su frammenti di ossa e solo recentemente su denti di grandi mammiferi, due provenienti dalla base del giacimento (strati 26-unità VIII e 24-unità VI) e uno dalla sommità della sequenza stratigrafica (strato 4- unità II). Il metodoUranio-Torio si basa sullo studio del disequilibrio delle famiglie dell’uranio. L’età si ricava misurando il rapporto 230Th/ 234U, elementi radioattivi di questa serie. I due elementi presentano caratteristiche chimiche diverse: al contrario del torio (230Th), l’uranio (234U) solubile nell’acqua e trasportato da essa, si accumula nei campioni o durante la loro formazione (banchi stalamigtici, stalagmiti, coralli, ecc..) o durante il loro infossamento come nel caso di ossa e denti. Il torio (230Th), insolubile all’acqua, si manifesta nel campione grazie al decadimento radioattivo dell’uranio (234U). Il range di tempo coperta da questo metodo è compresa tra 10000 e 350000 anni, ma utilizzando uno spettrometro di massa a termo-ionizzazione (TIMS), è possibile risalire a 500.000 anni. L’Electron Spin Resonance permette di datare avvenimenti archeologici e geologici di tutto il Quaternario e presenta inoltre l’enorme vantaggio d’essere applicabile a numerosi materiali quali i carbonati (continentali e marini), le idrossidapatiti (denti e ossa) e il quarzo “sbiancato” termicamente, come nel caso delle selci bruciate, delle ceramiche, delle rocce vulcaniche, o otticamente, come ad esempio i sedimenti (lœss, sedimenti fluviali, ecc…). L’età di un campione si basa sulla determinazione di due grandezze fisiche: la Paleodose, cioè la dose totale d’irradiazione naturale ricevuta dal campione nel corso della sua storia (ad esempio dal suo infossamento al momento in cui viene ritrovato, nel caso di ossa e denti) e la dose annuale, ossia la dose naturale assorbita dal campione in un anno. Quest’ultima può essere espressa come la somma delle dosi dei diversi raggi ionizzanti (α, β, γ, e raggi cosmici) che investono il campione durante un anno di esposizione, la cui origine è sia interna, cioè prodotta dagli elementi radioattivi presunti nel campione stesso, sia esterna, prodotta dall’ambiente circostante. La dose esterna può essere valutata sia sui sedimenti che inglobavano il campione sia, tramite l'utilizzo di dosimetri teroluminescenti (TL). I risultati ottenuti sui denti permettono di datare l'occupazione della grotta di San Bernardino tra lo stadio isotopico 7 (unità VIII) e lo stadio isotopico 3 (unità II), confermando le età ottenute sui reperti ossei. Questi risultati, ottenuti misurando la dose gamma esterna su sedimenti prelevati nell'intorno del campione, saranno rielaborati tenendo conto delle dosi esterne, che verranno misurate tramite dosimetri termoluminescenti posti in numerosi livelli della sequenza stratigrafica