Des chercheurs du RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science au Japon ont démontré que la combinaison d'une technique d'analyse du soufre très sensible avec un simple ruban sans soufre est un moyen efficace et inoffensif de tester des échantillons extrêmement petits de vermillon provenant d'artefacts vieux de milliers d'années. . Publié dans le Journal of Archaeological Science:Rapports , l'étude a utilisé cette technique pour confirmer qu'il existait probablement un commerce entre l'île d'Hokkaido, au nord du Japon, et la partie ouest du continent japonais, à une distance de plus de 1 000 milles, il y a plus de 3 000 ans.

Vermillon, parfois appelé cinabre, est un minéral rouge vif qui a été utilisé dans les peintures, figurines, statues, céramique, et des cérémonies rituelles vieilles de près de 9000 ans à travers l'Europe, Asie, et les Amériques. Le nom chimique du vermillon est sulfure mercurique, et de petites variations de soufre peuvent distinguer un lot de vermillon d'un autre. Dans chaque échantillon vermillon, certains des atomes de soufre sont standard, tandis que certains sont des isotopes avec deux neutrons supplémentaires. Parce que le rapport de ces atomes ne change pas avec le temps, il peut être utilisé comme empreinte digitale pour identifier l'origine de l'échantillon.

Récemment, Kazuya Takahashi et ses collègues du groupe de recherche en astro-glaciologie ont développé une méthode très sensible pour analyser les rapports isotopiques du soufre qui ne nécessite qu'un microgramme de vermillon, un millionième de gramme, ce qui est environ 500 fois plus petit que ce dont les autres méthodes ont besoin. Ceci est important car plus l'échantillon est petit, moins les artefacts testés sont endommagés.

Après avoir développé cette nouvelle technique, Takahashi s'est rendu compte qu'ils avaient besoin d'un moyen de collecter les minuscules échantillons, en gardant à l'esprit que les échantillons doivent être brûlés pour produire du gaz d'oxyde de soufre pendant l'analyse. Le moyen le plus simple était d'utiliser un petit carré de 3 mm × 3 mm de ruban adhésif pour ramasser le vermillon d'un artefact. Puis, le vermillon et la bande pourraient être placés dans l'appareil et testés. Cependant, la plupart des bandes contiennent du soufre, et étant donné la taille minuscule de l'échantillon, même la plus petite quantité perturberait les résultats. Après avoir essayé plusieurs bandes commerciales différentes, il a eu de la chance. "Par chance, J'ai rencontré un vieil ami qui travaille dans une entreprise qui vend différents types de bandes. Elle connaissait une bande qui pouvait être sans soufre, ce qui était une excellente suggestion pour moi!"

L'équipe a testé ce ruban adhésif en polyester ainsi que deux autres rubans provenant de magasins locaux. Ils ont découvert que les bandes achetées en magasin contenaient environ 0,5 % de soufre, tandis que la bande spéciale ne contenait pas de soufre. Maintenant, ils étaient prêts à tester le système sur de vrais artefacts.

Une zone de l'ouest du Japon appelée Izumo contient un site archéologique avec des artefacts d'une colonie il y a environ 3 500 ans. Les gens ont spéculé que les gens de cette époque commerçaient abondamment au Japon. Avec la coopération du gouvernement local d'Izumo, les chercheurs ont collecté des échantillons de vermillon à partir d'artefacts mis au jour sur le site et ont utilisé leur technique d'analyse très sensible pour déterminer leurs rapports isotopiques du soufre. Puis, ils ont comparé les ratios de l'échantillon aux ratios trouvés dans huit mines de minerai de cinabre à travers le Japon. Ils ont découvert que la plupart des artefacts contenaient du vermillon qui avait probablement été extrait dans l'île septentrionale d'Hokkaido, à plus de 1000 miles de distance, plutôt que dans des mines plus proches situées dans l'ouest du Japon.

Les archéologues souhaitent souvent analyser les origines des pigments sur les peintures murales ou les poteries, mais dans de nombreux cas, les artefacts sont trop importants pour endommager même une petite quantité pour la collecte d'échantillons. "Notre méthode pourrait ouvrir la porte à de nouvelles recherches sur les anciennes routes commerciales et l'histoire d'œuvres d'art anciennes individuelles, " note Takahashi.

La précision du système peut encore être améliorée. « Analyser les origines des échantillons à l'aide des rapports isotopiques du soufre n'est pas suffisant à l'heure actuelle, " dit Takahashi. " L'utilisation de ratios provenant de plusieurs éléments peut nous permettre d'estimer les origines plus précisément que les méthodes conventionnelles. .

Comme c'est souvent le cas, le succès de ce projet reposait sur une technologie qui avait en réalité été créée dans un but totalement différent. "Il s'agit d'une application intéressante de notre technique d'analyse isotopique, " note Yuko Motizuki, directeur du groupe de recherche en astro-glaciologie. "Mais il a été développé à l'origine pour prendre des mesures dans les carottes de glace de l'Antarctique, qui est l'objectif principal de notre laboratoire.

"Nous espérons que les archéologues et les centres de recherche du monde entier pourront utiliser la technique de Takahashi pour développer leurs propres systèmes de mesure et continuer à étudier comment les peuples anciens interagissaient et commerçaient à travers les continents."