Desbloqueando os resíduos orgânicos preservados na corrosão dos recipientes Pewsey Hoard

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 21284 (2022) Citar este artigo

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A caracterização da corrosão metálica arqueológica tem sido tradicionalmente limitada à identificação de compostos inorgânicos geralmente por difração de raios X (DRX), que se acredita resultar da interação entre o objeto metálico e o ambiente de deposição. A descoberta de um conjunto de vasos de liga de cobre do período romano tardio em Wiltshire, Reino Unido, apresentou uma oportunidade única para adotar uma abordagem multianalítica para caracterizar a corrosão combinando DRX com infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e cromatografia gasosa com tempo de voo quadrupolo espectrometria de massa usando uma sonda de separação térmica (GC-QTOF-MS com TSP). Esta abordagem revelou compostos orgânicos potencialmente preservados historicamente dentro de matrizes inorgânicas cristalinas. Já se sabe há algum tempo que a cerâmica pode abrigar resíduos orgânicos, o que fornece evidências cruciais sobre o uso desses recipientes no passado. Nossos resultados confirmam que resíduos semelhantes parecem sobreviver à corrosão metálica, ampliando assim o potencial de identificação de biomateriais utilizados no passado.

A identificação de substâncias utilizadas no passado melhora a nossa compreensão das práticas culturais e da vida quotidiana do passado1. Embora as primeiras análises de resíduos arqueológicos visíveis tenham sido realizadas no início do século XX2, foi o acoplamento da cromatografia com a espectrometria de massa 50 anos depois que permitiu o perfil químico de resíduos orgânicos complexos3,4.

O estudo de resíduos orgânicos arqueológicos é complicado por alterações químicas devidas ao processamento de substâncias (por exemplo, mistura, cozimento) no passado, à sua degradação durante a deposição e à contaminação5. Apesar destas complexidades, um número crescente de marcadores para substâncias específicas está a ser relatado na literatura (por exemplo,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18). Atualmente, os resíduos orgânicos são extraídos principalmente de fragmentos cerâmicos porosos4 – acredita-se que sua porosidade confere alguma proteção contra degradação e contaminação de uma forma que ainda não é totalmente compreendida.

Os conservadores encontram rotineiramente restos macroorgânicos, tais como fibras, insectos, pólen e fragmentos de plantas “mineralizados” por produtos arqueológicos de corrosão do cobre, particularmente em objectos metálicos recuperados de sepulturas19. Em objetos de liga de cobre, a preservação de resíduos orgânicos pode incluir o encapsulamento por sais inorgânicos20 auxiliado pelas propriedades biocidas do cobre21,22,23,24 e a formação de complexos metal-orgânicos25.

Num estudo piloto sobre a corrosão do bronze, Merriman et al.26 recuperaram resina de pinheiro e marcadores de óleo da corrosão de uma patera, um objeto semelhante a uma panela encontrado em contextos rituais em todo o Império Romano. A inovação deste estudo foi o direcionamento da corrosão para análise de resíduos orgânicos, em oposição a resíduos visualmente distinguíveis (ex.21,27,28,29,30). Os pesquisadores sugeriram que os compostos orgânicos recuperados foram encapsulados por compostos inorgânicos (embora estes não tenham sido identificados como parte do estudo), em vez de ficarem presos na amostra como complexos metal-orgânicos ou organometálicos que seriam mais difíceis de detectar.

Na verdade, experimentos de corrosão demonstraram que os íons de cobre reagem prontamente com ligantes orgânicos e inorgânicos no mesmo meio formando complexos cobre-orgânicos e fases inorgânicas características. Além disso, a baixa solubilidade dos complexos cobre-orgânicos em solventes orgânicos32 e/ou a presença de íons cobre impactam negativamente a recuperação de resíduos orgânicos por cromatografia gasosa típica com protocolos de espectrometria de massa33. Assim, a descoberta do Pewsey Hoard proporcionou uma oportunidade única para investigar a corrosão arqueológica de diferentes navios com o mesmo contexto de deposição, incorporando técnicas visando compostos inorgânicos e orgânicos.