Estudio de materiales pictóricos de arte rupestre en Europa, África, América y Asia mediante microespectroscopía Raman

Resumen

La identificación de los materiales presentes en obras de arte, arqueológicas y del patrimonio cultural en general tiene gran interés, tanto para su autentificación y datación, como para su conservación, tratamientos y estudios posteriores. En particular, las pinturas rupestres, muchas de ellas prehistóricas, son valiosísimos restos de nuestro pasado que es preciso proteger y conservar. El primer paso para ello consiste en determinar la composición química y mineralógica de todos los materiales presentes en los paneles pictóricos, tanto los propios de las pictografías (pigmentos, aglutinantes, fases secundarias ...etc.), como los del soporte rocoso, costras, pátinas, alteraciones, deterioros, contaminación, metodologías de estudio o exhibición, tratamientos inapropiados, agresiones ... etc. Determinando asimismo, la distribución microestratigráfica de todos estos materiales. Con esta información, se puede considerar la autenticidad de las pictorafías sobre bases objetivas, determinar sus posibilidades de datación por distintas técnicas (espectrometría de masas atómicas de 14 C, 238 U-23°Th, 40 K-40Ar... etc.), establecer relaciones entre distintos yacimientos, elucidar el posible origen de los materiales empleados, detectar alteraciones y posibles causas de deterioros. Todo ello es fundamental para arqueólogos, antropólogos, conservadores y finalmente para la toma de decisiones de las autoridades responsables de los yacimientos. En todos los continentes se encuentran pinturas rupestres. España y Francia poseen un inestimable patrimonio de estas pinturas dentro del continente europeo. Otro tanto sucede en diversos países de otros continentes. El estudio fisicoquímico de este tipo de obras de arte debe contar con permisos de las autoridades responsables de las mismas, algo no siempre fácil de conseguir. Afortunadamente, los estudios espectroscópicos, pioneros en este campo, realizados por el grupo de investigación en el que se inscribe esta tesis suscitaron el interés de arqueólogos, científicos y autoridades de diversos organismos de manera que al iniciar esta tesis nos encontramos con solicitudes de instituciones públicas para llevar adelante este tipo de estudios en España, Francia, Sahara Occidental, México y China. Con ello, se pudo disponer de autorizaciones, muestras de los yacimientos y permisos para hacer estudios in situ. Se recibieron solicitudes para estudiar las pinturas del Abrigo Remacha (Villaseca, Hoces del Duratón, Segovia) y Cueva del Reno (Valdesotos, Guadalajara), de monumentos megalíticos de Bretaña como el túmulo de Barnenez (Plouezoc'h, Finistére), la galería de Goerem (Gavres, Morbihan), los monumentos de Dissignac (Saint-Nazaire, Loire-Atlantique), los dólmenes integrados dentro del túmulo del Mont-Saint-Michel (Carnac, Morbihan), los monumentos de Mané Rutual (Locmariaquer, Morbihan) y Mané Kerioned B (Carnac, Morbihan), la estela de la cantera megalítica de l'Hirondelle (Bois de Fourgon, Avrillé, Vendée) y la de la tumba neolítica colectiva de Saint-Claude (Bury, Oise) todo ello en Francia. Asimismo, recibimos solicitudes para estudiar pictografías en los abrigos rocosos de Galb Budarga y Tuama Budarga recientemente descubiertos en el extremo suroriental del Sahara Occidental. Otro tanto sucedió con paneles pictóricos de la Cueva Blanca de la Pulsera y la Cueva del Arco en el Estado de Sonora, México. Finalmente, recibimos muestras de pictografias de arte rupestre en forma de manos positivas descubiertas en Yabrai Mountain (lnner Mongolia Autonomous Region, China) por un grupo de investigadores de la Lanzhou University (Lanzhou, China). La espectroscopía Raman, especialmente a escala microscópica (microespectroscopía Raman, o simplemente microscopía Raman) se viene aplicando al estudio de objetos arqueológicos desde hace más de dos décadas, opcionalmente auxiliada más recientemente por otras técnicas espectroscópicas como la espectroscopia infrarroja (IR), espectroscopia de dispersión de energía de rayos X acoplada a microscopia electrónica de barrido (SEM/EDX), espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), difracción de rayos X (XRD)... etc. En esta tesis se expone la determinación y estudio de los materiales presentes en paneles de pinturas rupestres de diversas partes el mundo (Europa, África, Asia y América) mediante microespectroscopia Raman y otras técnicas auxiliares (IR, SEM/EDX, XPS y XRD). La información obtenida permitió establecer criterios objetivos, basados en la composición molecular y mineralógica de los materiales pictóricos, para el estudio del arte rupestre. Es de gran interés comparar el soporte material de este arte prehistórico empleado en lugares tan alejados del planeta. Los objetivos de la tesis se pueden concretar en los siguientes puntos: Identificación mediante microespectroscopía Raman (µ-ER) de la composición de los materiales presentes en las muestras de cada yacimiento arqueológico. Determinar causas de posibles deterioros de los paneles pictóricos y proponer recomendaciones de conservación en cada caso. Determinar la posibilidad de datación por radiocarbono (AMS 14C) de las pinturas. Comparar los espectros Raman de pigmentos comunes en los yacimientos. Determinar posibles cambios del espectro Raman de hematites por calentamiento. Asignar una banda Raman de hematites no prevista teóricamente por análisis de coordenadas normales. Determinar sus posibles cambios con la temperatura. Estimar la variación de entalpía asociada a posibles alteraciones térmicas de la hematites. Las conclusiones de la tesis abarcan el resultado del análisis de los pigmentos de pintura rupestre y el estudio fisicoquímico del mineral hematites. Como cabía esperar por su abundancia en la corteza terrestre y su indiscutible presencia en pintura rupestre, la hematites se ha revelado como uno de los pigmentos fundamentales en prácticamente todos los yacimientos estudiados en esta tesis. Otros pigmentos, como la goethita, el carbón amorfo, el grafito, los óxidos u oxihidroxióxidos de manganeso y la paracoquimbita, también hicieron aparición más modestamente sin restar protagonismo al pigmento rojo por excelencia, la hematites. Asimismo, un estudio termodinámico del calentamiento de la hematites ha proporcionado un punto de partida sobre la posibilidad del calentamiento de los pigmentos como parte del proceso de elaboración de las pinturas rupestres. Se obtiene el resultado de Ja variación de entalpía de los procesos de calentamiento y enfriamiento de la hematites. Cabe destacar que el resultado de este estudio no se aplica solo al campo de la Arqueología sino que, precisamente por la abundante presencia de óxidos de hierro en la superficie terrestre y en la corteza de otros planetas de nuestro sistema solar como en Marte, amplía y complementa una información valiosa aplicable a otras disciplinas como la Geología y la Cosmología.