La mer emporte, les os se souviennent: FTIR-ATR analysis of bioapatite preservation in skeletal remains from the 18th-century Fortress of Louisbourg to inform coastal archaeological rescue operations

Per secoli, l'Oceano Atlantico ha lentamente eroso le coste rocciose di Cape Breton Island, in Nova Scotia. Mentre le onde reclamano la terra, stanno portando alla luce un cimitero dimenticato del 1700, il Cimitero di Rochefort Point, un tempo parte della Fortezza di Louisbourg. Questa è una corsa contro il tempo. Gli archeologi devono trovare e spostare i resti delle persone sepolte lì prima che il mare li porti via per sempre. Ma c'è un problema: l'oceano non tratta ogni tomba allo stesso modo. Alcie ossa sembrano essere sopravvissute intatte, mentre altre si sono sbriciolate in polvere. Per molto tempo, i ricercatori hanno creduto di poter giudicare le condizioni di questi resti solo guardandoli. Se un osso appariva solido, assumevano che fosse sicuro da studiare. Se appariva rotto, assumevano che fosse rovinato. Tuttavia, questo semplice controllo visivo potrebbe trarre in inganno gli scienziati, nascondendo il vero stato chimico delle ossa e rendendo difficile sapere esattamente dove scavare successivamente.

Per risolvere questo enigma, un team di ricercatori ha deciso di guardare oltre la superficie. Si sono rivolti a una tecnica chiamata spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier, che agisce come uno scanner dell'impronta digitale chimica dell'osso. Le ossa sono composte da due elementi principali: una parte minerale dura che conferisce loro forza, e una parte proteica tenera che conferisce loro flessibilità. Nel corso di centinaia di anni, l'ambiente può sostituire i minerali dell'osso con i minerali del suolo o dell'acqua, un processo che indebolisce la struttura anche se l'osso appare ancora intero. I ricercatori volevano vedere se l'acqua salata che defluiva dall'oceano vicino stesse accelerando questo degrado chimico, e se osservare la superficie dell'osso fosse sufficiente per distinguere la differenza. Si sono concentrati sui femori, le grandi ossa della coscia, di 51 individui del cimitero. Queste ossa sono state scelte perché sono dense e solitamente sono le ultime a scomparire, offrendo al team la migliore possibilità di trovare un modello.

Il team ha raccolto piccoli campioni dell'interno delle ossa di ogni persona, macinandoli in una polvere fine per analizzarne la composizione chimica. Hanno confrontato questi risultati chimici con un punteggio visivo che avevano assegnato a ogni scheletro, che variava da "eccellente" a "scarso". Ciò che hanno trovato è stato un modello chiaro e preoccupante legato alla geografia. Più vicina era la sepoltura al bordo settentrionale del cimitero, dove la terra incontra l'oceano, più le ossa erano chimicamente danneggiate. L'acqua salata, che è ricca di ioni che sostituiscono aggressivamente i minerali dell'osso, agiva come un potente agente di decomposizione. Questo danno chimico era misurabile e costante, dimostrando che il drenaggio dell'acqua di mare era la forza primaria che distruggeva i resti, più del tipo di terreno in cui erano sepolti.

Sorprendentemente, l'ispezione visiva delle ossa non corrispondeva a questa realtà chimica. I ricercatori hanno scoperto che molte ossa che apparivano perfettamente integre a occhio nudo erano in realtà chimicamente compromesse, con le loro strutture interne già degradate dall'acqua salata. Al contrario, alcune ossa che apparivano rotte erano chimicamente sane. Un caso specifico si è distinto: una giovane ragazza, di età compresa tra i 12 e i 14 anni, le cui ossa apparivano incontaminate e integre. Eppure, l'analisi chimica ha rivelato che le sue ossa erano state pesantemente alterate dall'ambiente, probabilmente a causa della sua vicinanza a un focolare e alla chimica del terreno circostante. Questo singolo esempio ha dimostrato che un osso può sembrare perfetto mentre la sua integrità molecolare è già svanita. Lo studio ha dimostato che affidarsi all'aspetto di un osso è un modo inaffidabile per predire le sue condizioni, specialmente nelle aree costiere dove l'acqua salata è un fattore determinante.

Questa scoperta cambia il modo in cui gli archeologi pianificano le loro missioni di salvataggio. Quando il tempo è limitato e la linea di costa si sta ritirando, i team devono sapere dove si trovano le migliori possibilità di trovare resti utilizzabili. Lo studio suggerisce che scavare più a nord, più vicino all'attuale bordo dell'acqua, porterà probabilmente a rendimenti decrescenti, poiché l'acqua salata ha già compiuto il suo lavoro a livello molecolare. I ricercatori propongono che l'uso di questo metodo di scansione chimica offra una mappa della conservazione molto più chiara rispetto alle supposizioni visive da sole. Ciò permette ai team di dare priorità ai propri sforzi, concentrandosi su aree in cui le ossa non sono solo fisicamente presenti, ma chimicamente integre abbastanza da raccontare le storie delle persone che hanno vissere e sono morte lì. Comprendendo la battaglia chimica invisibile tra l'osso e l'acqua di mare, gli archeologi possono garantire di salvare il maggior numero possibile di queste storie prima che l'oceano le riprenda.