Scienza, ad Ercolano raggi X e IA per leggere i papiri carbonizzati

Individuare il piombo presente nell’inchiostro con i raggi X potrebbe permettere di selezionare i papiri carbonizzati di Ercolano nei quali esistono maggiori possibilita’ di leggere testi ancora nascosti, senza doverli aprire fisicamente. A dimostrarne la fattibilita’ sono Douglas Seiler, affiliato alla University of California Berkeley, Jacob Michael LaManna del National Institute of Standards and Technology e colleghi, che hanno fabbricato e carbonizzato papiri sperimentali scritti con differenti concentrazioni di piombo.
La fluorescenza a raggi X e’ riuscita a rilevare il metallo in tutti i livelli di concentrazione testati, mentre la tomografia a raggi X associata a un software sviluppato dal gruppo ha permesso di rileggere alcune delle parole precedentemente scritte. Lo studio e’ pubblicato su PLOS One.
I papiri di Ercolano rappresentano una delle piu’ straordinarie biblioteche sopravvissute dall’antichita’, ma anche una delle piu’ difficili da studiare. Furono sepolti dall’eruzione del Vesuvio del 79 d.C. sotto circa 65-70 piedi, quasi 20-21 metri, di materiali vulcanici. Il calore estremo li carbonizzo’, trasformandoli in oggetti fragilissimi. Alcuni rotoli sono stati aperti e hanno restituito opere precedentemente sconosciute di Epicuro e di altri pensatori antichi, mentre molti altri non possono essere svolti fisicamente senza rischiare di distruggerli. Negli ultimi anni la tomografia a raggi X e l’intelligenza artificiale hanno consentito di compiere progressi nello “srotolamento virtuale”, ricostruendo digitalmente gli strati interni di alcuni papiri e rendendo possibile leggere parti dei testi senza aprirli. Resta tuttavia un problema fisico: sia il papiro carbonizzato sia gli inchiostri antichi possono essere composti prevalentemente da materiali a base di carbonio.
Il contrasto ottenuto con i raggi X puo’ quindi essere insufficiente per distinguere chiaramente le lettere dal supporto sul quale sono state scritte. La presenza di piombo individuata in alcune lettere dei papiri di Ercolano offre pero’ una possibile soluzione. Il piombo e’ molto piu’ facilmente distinguibile dal papiro attraverso tecniche basate sui raggi X. Gli autori propongono quindi di cercare questo elemento nei rotoli ancora chiusi e utilizzare la sua presenza per individuare quelli potenzialmente piu’ adatti alla lettura virtuale. Per verificare sperimentalmente l’idea, il gruppo ha ricreato in laboratorio le condizioni di un papiro carbonizzato. I ricercatori hanno scritto su papiri moderni utilizzando inchiostri contenenti differenti concentrazioni di piombo, li hanno arrotolati e successivamente riscaldati in un forno ad alta temperatura fino a carbonizzarli. Il procedimento ha prodotto rotoli caratterizzati da strati strettamente compressi e ondulati, condizioni che rappresentano una difficoltà significativa anche per gli algoritmi utilizzati per ricostruire digitalmente la superficie dei fogli. La fluorescenza a raggi X e’ riuscita a individuare il piombo nei rotoli carbonizzati a tutte le concentrazioni sperimentate. Successivamente, utilizzando la tomografia a raggi X e un programma realizzato appositamente, i ricercatori sono riusciti a riconoscere nuovamente alcune delle parole che avevano scritto prima della carbonizzazione. Il risultato non significa che i papiri ancora chiusi di Ercolano possano essere immediatamente letti con questa tecnica.
L’esperimento e’ stato condotto su rotoli moderni costruiti appositamente e nei quali composizione dell’inchiostro e testo erano noti in anticipo. Dimostra pero’ che la presenza di piombo puo’ sopravvivere alle condizioni di carbonizzazione ed essere rilevata all’interno di un rotolo. Questo potrebbe fornire anche un criterio per scegliere quali papiri antichi sottoporre alle piu’ complesse procedure di scansione e srotolamento virtuale: quelli nei quali viene rilevato piombo nell’inchiostro potrebbero offrire un contrasto maggiore e quindi migliori possibilita’ di identificare le lettere. I papiri artificiali hanno inoltre un secondo possibile utilizzo. Poiche’ i ricercatori conoscono esattamente cio’ che e’ stato scritto prima di carbonizzarli, possono confrontare il testo originale con quello ricostruito digitalmente. Questi campioni potrebbero quindi essere impiegati per sviluppare e addestrare algoritmi capaci di affrontare strati deformati, compressi e sovrapposti, verificando direttamente quanto accuratamente riescano a ricostruire e decifrare il contenuto nascosto. Secondo gli autori, il metodo potrebbe cosi’ contribuire sia a identificare i rotoli della biblioteca di Ercolano con maggiori probabilita’ di essere leggibili sia a migliorare le tecniche necessarie per srotolarli virtualmente. L’obiettivo finale e’ recuperare testi rimasti inaccessibili per quasi duemila anni senza mettere a rischio reperti troppo fragili per essere aperti fisicamente. “E’ incredibile quello che si puo’ riuscire a far fare agli elettroni”, commenta Seiler.