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 non-geoscientists 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 importantes de mármol como de objetos antiguos.

Figura 1: El Altar de Pergamon en Berlín

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 Africanas y Arábigas con Eurasia empezaba a estrechar el mar enorme -el Tetis- que las separaba.

Figura 2: Unidades tectonometamorficas principales del cinturón orogenético de las Helenidas y Anatolidas (Gessner, 2000)

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 no-geocientíficos. 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 14C 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). 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) N MGS

mm Textura Dol % Olor δ13C δ18O ΣREE

ppm ΣREE/Y CernegSr

ppm Fe

ppm Fe/Sr Mg %

Mn ppm

Altar de Pergamon

(Friso Grande) 62 2.3-3.1 Het/za 0-

0.1 +++ 2.5/2.9 -0.2/-5.3 -10.3

0.6-4.1 0.7–1.2 0.2–

0.5 166-266

10-40

0.05–0.25

0.27-0.42

5.1–10.4

Friso de Telefos (1995 y 2001) 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 0.8–1.4 0.1–

0.5 141-229

23–80

0.13–0.43

0.2–0.69

4.2–10.6

Templo de Demeter (Friso) 3 2.5 Het/za - +++ 2.7/2.9 -0.9/-1.4 2.2-

2.3 1.168–1.319

0.33–0.36

127-138 17.4 0.13 0.3 8

Templo Mercado Superior 3 2 Het/za 0 +++ 2.6/3.0 -0.8/-1.6 1.694 1.113 0.3 176 18.2 0.11 0.31 5.2

MARMARA (esp.Doğu

Camlik) 21 2-3.5 Het/za 0-4 +++ 0.6/3.5 -0.5/-3.4

-8.5/-13

0.046–

5.222

0.32–1.46

0.2–0.5

113-275 8-91 0.1-0.3

(1x0.68)0.21-1.1

2.5-10.1

AKKAYA (N-Bergama) 6 2-3.5 Het-

hom 0–2.5 - 0.1/2 -11.8/-

13.7 1-1.9 2.5–4.3 0.8–0.9

342-695

102-284

0.28–1.03

0.16-0.55

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 94-149

25-26 0.42 0.17-

0.24 5-7.3

Templo R cerca gimnasio superior 2 4 Hom-

het/ger 0.1 ++ 3.02/3.10s

+0.02/ +0.17 2.7 1.3 0.15 113 26 0.23 0.4 18

THASOS-ALYKI 2 3-4 Hom-het/ger 0 ++ 3.1 -1.93 4.0–

5.6 1.3 0.17-0.18

90-109

70-85

0.64-0.95

0.26-0.37

16-80

Templo de Dionisos

(helenístico) 4 2 Hom/ge

r 0.1-2.6 - 4.42/4.6

2 -6.09/-6.14 11.4. 2.654 0.54 114 246 2,16 1.13 23.6

EPHESOS AYTEKIN 2 2 Hom/ge

r 0-20 - 2.8/4.32 -5.39/-

8.23 9–

12.4 1.41-2.27

0.26–0.52

95.5-186

22.2-946

0.23-5.07

0.14-4.21

3.01-192

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 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

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)

9

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

Componente 1 2 3 4 La ,855 ,176 ,300 -,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. Varimax-rotación 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-Wegener-Institut Potsdam, entre otros.

10

Referencias BAU, M., MÖLLER, P. & DULSKI, P. (1996): Yttrium and lanthanides in eastern Mediterranean seawater and their

fractionation during redox-cycling − Marine Chemistry, 56: 123-131. CRAIG, H. & CRAIG, V. (1972): Greek Marbles: Determination of Provenance by Isotopic Analysis − Science,

176(2): 401-403. CRAMER, T., GERMANN, K. & HEILMEYER, W.-D. (2003): Petrographic and geochemical characterization of the

Pergamon Altar marble in the Pergamon Museum Berlin − In: LAZZARINI, L. (ed.) ASMOSIA VI, Interdisciplinary Studies on Ancient Stone - Proceedings of the Sixth International Conference of the Association for the Study of Marble and Other Stones in Antiquity, Venice, June 15-18, 2000, 285-292, Padova (Aldo Ausilio - Bottega d'Erasmo Editore).

CRAMER, T. (2004): Multivariate Herkunftsanalyse von Marmor auf petrographischer und geochemischer Basis - Das Beispiel kleinasiatischer archaischer, hellenistischer und römischer Marmorobjekte der Berliner Antikensammlung und ihre Zuordnung zu mediterranen und anatolischen Marmorlagerstätten, Dissertation FG Lagerstättenforschung, Berlin http://edocs.tu-berlin.de/diss/2004/cramer_thomas.htm, 340 p.

CRAMER, T., GERMANN, K. & KÄSTNER, V. (2004): Provenance determination of marble from Pergamon in the Berlin Collection of Classical Antiquities - methods and results − In: PRIKRYL, R. & SIEGL, P. (ed.) Architectural and sculptural stone in cultural landscape - Proceedings of International Conference Lux et Lapis 2002, Valtice, Czech Republic, 53-71, Prague, Czech Republic

CRAMER, T., GERMANN, K., HEILMEYER, W.-D. & KÄSTNER, V. (in press): Marble objects from Asia Minor in the Berlin Collection of Classical Antiquities: stone characteristics and provenance − In: MANIATIS, Y. (ed.) ASMOSIA VII - 7th International Conference - Thassos, Greece, 15-20 September, proceedings, 8 p., Athens

GERMANN, K., HOLZMANN, G. & WINKLER, F. J. (1980): Determination of Marble Provenance: Limits of Isotopic Analysis − Archaeometry, 22(1): 99-106.

GERMANN, K., GRUBEN, G., KNOLL, H., VALIS, V. & WINKLER, F. J. (1988): Provenance characteristics of Cycladic (Paros and Naxos) marbles - a multivariate geological approach − In: HERZ, N. & WAELKENS, M. (ed.) Classical marble: geochemistry, technology, trade, Vol. 153, 251-262, Dordrecht (Kluwer Academic Publishers).

GESSNER, K. (2000): Eocene nappe tectonics and late-Alpine extension in the central Anatolide belt, western Turkey - structure, kinematics and deformation history, Dissertation Johannes Gutenberg-Universität, Mainz.

HERZ, N. (1987): Carbon and oxygen isotopic ratios: a data base for classical Greek and Roman Marble − Archaeometry, 29: 35-43.

KNUDSON, K. J., PRICE, T. D., BUIKSTRA, J. E. & BLOM, D. E. (2004): The Use of Strontium Isotope Analysis to Investigate Tiwanaku Migration and Mortuary Ritual in Bolivia and Peru − Archaeometry, 46(1): 5-18.

LEPSIUS, R. (1891): Griechische Marmorstudien, Abhandlungen Königl. Akademie der Wissenschaften, Phil.-Hist. Kl. 1890, Berlin, 135 p.

MOENS, L., ROOS, P., DE PAEPE, P. & LUNSINGH SCHEURLEER, R. (1992): Provenance determination of white marble sculptures from the Allard Pierson Museum in Amsterdam, based on chemical, microscopic and isotopic criterias − In: WAELKENS, M., HERZ, N. & MOENS, L. (ed.) Ancient stones : quarrying, trade and provenance : interdisciplinary studies on stones and stone technology in Europe and Near East from the prehistoric to the early Christian period, 269-276, Leuven (Leuven University Press).

WELLS, E. C. (2004): Investigating Activity Patterns In Prehispanic Plazas: Weak Acid-Extraction ICP-AES Analysis of Anthrosols at Classic Period El Coyote, Northwestern Honduras − Archaeometry, 46(1): 67-84.

11