Durante decenas de miles de años, los aborígenes australianos han creado algunas de las obras de arte más llamativas del mundo. Hoy, su trabajo continúa largas líneas de tradiciones ancestrales, historias del pasado y conexiones con los paisajes culturales actuales, razón por la cual los investigadores están interesados en comprender mejor y preservar el patrimonio cultural interno.
En particular, conocer la composición química de los pigmentos y aglutinantes que emplean los artistas aborígenes australianos podría permitir a los arqueólogos y conservadores de arte identificar estos materiales en importantes objetos del patrimonio cultural. Ahora, los investigadores están recurriendo a la ciencia de rayos X para ayudar a revelar la composición de los materiales utilizados en el patrimonio cultural aborigen australiano, comenzando con el análisis de muestras centenarias de secreciones o exudados de plantas.
Los aborígenes australianos continúan usando exudados de plantas, como resinas y gomas, para crear pinturas rupestres y de corteza y para aplicaciones prácticas, como convertir puntas de piedra en mangos. Pero no se sabe bien de qué están hechos estos materiales vegetales.
Por lo tanto, científicos de seis universidades y laboratorios de todo el mundo recurrieron a los rayos X de alta energía en la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford (SSRL) en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía y el sincrotrón SOLEIL en Francia. El equipo apuntó rayos X a 10 muestras de exudado de plantas bien conservadas de los géneros australianos nativos. Eucalipto, Calitris, xantorrea y Acacia. Las muestras se recolectaron hace más de un siglo y se mantuvieron en varias instituciones en el sur de Australia.
Los resultados de su estudio fueron más claros y más profundos de lo esperado.
«Obtuvimos los datos revolucionarios que esperábamos», dijo Uwe Bergmann, físico de la Universidad de Wisconsin-Madison y ex científico de SLAC que desarrolla nuevos métodos de rayos X. «Por primera vez, pudimos ver la estructura molecular de una colección bien conservada de muestras de plantas nativas australianas, lo que podría permitirnos descubrir su existencia en otros objetos importantes del patrimonio cultural».
Los investigadores publicaron hoy sus resultados en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Mirando debajo de la superficie
Con el tiempo, la superficie de los exudados de las plantas puede cambiar a medida que los materiales envejecen. Incluso si estos cambios tienen solo nanómetros de espesor, aún pueden bloquear la vista debajo.
«Teníamos que ver la mayor parte del material debajo de esta capa superior o no tendríamos nueva información sobre los exudados de la planta», dijo el científico principal de SSRL, Dimosthenis Sokaras.
Convencionalmente, las moléculas con carbono y oxígeno se estudian con rayos X de menor energía, los llamados rayos X «suaves», que no podrían penetrar a través de la capa de desechos. Para este estudio, los investigadores enviaron fotones de rayos X de alta energía, llamados rayos X «duros», a la muestra. Los fotones atravesaron las capas superiores de niebla y entraron en los arreglos elementales de la muestra debajo. Los rayos X duros no se atascan en la superficie, mientras que los rayos X suaves sí, dijo Sokaras.
Una vez dentro, los fotones de alta energía se dispersaron de los elementos del exudado de la planta y fueron capturados por una gran variedad de cristales de silicio perfectamente alineados en SSRL. Los cristales filtraron solo los rayos X dispersos de una longitud de onda específica y los canalizaron hacia un pequeño detector, algo así como un fregadero de cocina canaliza gotas de agua por su desagüe.
A continuación, el equipo comparó la diferencia de longitud de onda entre los fotones incidentes y dispersos con los niveles de energía del carbono y el oxígeno del exudado de una planta, proporcionando información molecular detallada sobre las muestras australianas únicas.
Un camino para el futuro
Comprender la química del exudado de cada planta permitirá una mejor comprensión de los enfoques de identificación y conservación del arte y las herramientas aborígenes australianas, dijo Rafaella Georgiou, física de Synchrotron SOLEIL.
«Ahora podemos seguir adelante y estudiar otros materiales orgánicos de importancia cultural utilizando esta poderosa técnica de rayos X», dijo.
Los investigadores esperan que las personas que trabajan en el análisis del patrimonio cultural vean esta poderosa técnica de radiación de sincrotrón como un método valioso para determinar la química de sus muestras.
«Queremos llegar a esa comunidad científica y decir: ‘Mira, si quieres aprender algo sobre las muestras de tu patrimonio cultural, puedes acudir a sincrotrones como SSRL'», dijo Bergmann.
