L'industria mineraria del Sud America fornisce rame a metà del mondo. Le miniere più grandi del mondo si trovano nelle Ande. Eppure, proprio quando è iniziata la produzione del rame non è rimasto chiaro, fino ad ora. Pochissimi manufatti delle prime culture alte in Perù, Chile, e la Bolivia sono state preservate. Ora, però, ricercatori del Paul Scherrer Institute PSI di Villigen, Svizzera, sono sulle tracce di questo mistero. Attraverso l'analisi del ghiaccio del ghiacciaio Illimani nelle Ande boliviane, scoprirono che intorno al 700 a.C., il rame veniva già estratto e fuso in Sud America. I loro risultati sono pubblicati in Rapporti scientifici , una rivista online del Nature Publishing Group.

In Sud America, il rame è stato estratto e fuso per circa 2700 anni. Questo è stato ora determinato dai ricercatori del Laboratorio di Chimica Ambientale del Paul Scherrer Institute PSI di Villigen, Svizzera, attraverso analisi del ghiaccio glaciale della Bolivia. L'estrazione del rame in Sud America ha un'importanza enorme:Cile e Perù sono i due maggiori produttori di rame al mondo; Il Cile da solo rappresenta oltre il 30% della produzione mondiale di rame. Eppure gli inizi di questo settore industriale essenziale sono rimasti oscuri. L'unica prova certa venne dal tempo della cultura Moche, che fiorì sulla costa settentrionale del Perù tra il 200 e l'800 d.C. Numerosi oggetti in rame di questa cultura, come gioielli e strumenti rituali, è stato trovato. Da tempi precedenti, però, ci sono pochi reperti e nessuna documentazione scritta.

Il ghiaccio di un ghiacciaio è, in linea di principio, una sorta di archivio; nei suoi strati, come negli anelli di crescita di un albero, le registrazioni dello sviluppo climatico della regione e della qualità dell'aria vengono archiviate. Ogni anno, sopra si deposita un nuovo strato di precipitazione ghiacciata. E ogni volta, le particelle di polvere che in quel momento fluttuavano nell'aria sono incorporate nel nuovo strato. Dopo aver perforato in profondità il ghiacciaio ed estratto una lunga colonna di ghiaccio, gli scienziati possono portarlo, con grande cura e in frigorifero, in un laboratorio per l'analisi. Proprio in questo modo il team di Anja Eichler, il primo autore dello studio, e il capo progetto Margit Schwikowski hanno preso una carota di ghiaccio lunga 139 m che era stata perforata durante una spedizione del 1999, ad un'altitudine di circa 6, 300 m sul ghiacciaio Illimani in Bolivia, ed ha analizzato in particolare i depositi di polvere metallica.

In una cella frigorifera del PSI, i ricercatori hanno continuamente sciolto il nucleo di ghiaccio strato dopo strato, con un dispositivo che avevano sviluppato loro stessi, e analizzato l'acqua di fusione con uno spettrometro di massa. Questo strumento è in grado di separare diversi elementi chimici tra loro e determinarne la rispettiva massa. Così siamo tornati indietro nel tempo fino a circa il 4500 a.C. - il ghiaccio corrispondente a questo periodo era a una profondità di circa 134 m, Lo riferisce Anja Eichler. E abbiamo determinato che le prime elevate concentrazioni di rame che devono risalire all'attività umana si sono verificate intorno al 700 aC. A quel tempo vivevano a nord-ovest del ghiacciaio c'erano persone della cultura Chavin, la prima civiltà delle Ande peruviane, mentre la cultura Chiripa, una società relativamente semplice, abitava nelle immediate vicinanze del Lago Titicaca. Questo è noto dagli scavi archeologici. Quindi è possibile che entrambi praticassero la metallurgia del rame, fusione del minerale di rame per ottenere rame puro per la produzione di manufatti. Le particelle di rame emesse durante questo processo si fecero strada, sul vento, fino al ghiacciaio e vi si depositavano nei corrispondenti strati di ghiaccio, dice Margit Schwikowski. Queste particelle si sono aggiunte al rame naturale dalla polvere minerale e hanno quindi prodotto le concentrazioni di rame particolarmente elevate.

A seguito di ciò, Anja Eichler ha esaminato gli archivi di numerosi musei ed è riuscita a trovare almeno due manufatti in rame di quel periodo. Uno era un ago piegato della cultura Chiripa, ritrovata nel 1934 e da allora conservata all'American Museum of Natural History di New York. Il secondo era un braccialetto, che è stato trovato in Bolivia ed è in mostra ma non può essere chiaramente assegnato a nessuna cultura. In effetti ci sono anche oggetti in rame del periodo compreso tra il 1400 e il 1100 aC, molto prima. Là, anche se, quello con cui hai a che fare è metallo martellato fatto di rame nativo, Margit Schwikowski spiega. Quello è rame elementare, che si trova naturalmente anche in questa forma. È abbastanza raro, anche se. Per il rame in quantità maggiori, il minerale deve essere estratto e il rame puro deve essere estratto per fusione.

Le prime testimonianze di forni fusori provengono dalla tarda cultura Moche per la quale, allo stesso modo, elevate concentrazioni di rame possono essere rilevate nel ghiaccio del ghiacciaio. I Moche evidentemente usavano un tipo di forno in ceramica, dice Anja Eichler. Questo aveva diversi fori in cui l'aria poteva essere iniettata attraverso i tubi di soffiaggio per riscaldare il fuoco ben oltre 1, 000 gradi C. Quando esattamente tali forni furono usati per la prima volta, però, non è noto, aggiunge l'archeometallurgista Thilo Rehren dell'University College London (UCL), che ha preso parte allo studio. Ma è anche possibile che i fabbri delle culture precedenti gettassero il minerale di rame in semplici fornaci a pozzo scavate nel terreno. In questi fuochi si formavano piccoli pani di metallo, che potrebbe essere ulteriormente elaborato nei crogioli.

Con il loro studio, i ricercatori stanno correggendo un quadro che deriva da un altro, studio precedente. In questo, un altro gruppo di ricerca ha postulato che la metallurgia del rame in Sud America potrebbe essere iniziata ancora prima, intorno al 2000 a.C. Quel gruppo aveva fatto un'analisi simile su una torbiera perforata nella Terra del Fuoco e aveva rilevato un forte aumento, già per questo primo periodo, nelle concentrazioni di rame. come il ghiaccio, la torba forma strati nel corso degli anni e dei secoli, che conservano i record di inquinamento ambientale nei tempi passati. La Terra del Fuoco si trova intorno alle 3, 000 km a sud dei centri della metallurgia delle Ande, dice Anja Eichler. A parte quello, il record della torbiera raggiunge solo un po' più indietro rispetto al 2000 aC:il nostro nucleo di ghiaccio, in contrasto, risale oltre il 4500 a.C. Questo ci mette in grado di quantificare le fluttuazioni naturali nella deposizione di polvere di rame prima dell'inizio della metallurgia. E i nostri risultati indicano che l'aumento della Terra del Fuoco in quel momento era una naturale fluttuazione regionale.