Utiliser les caractéristiques uniques des pierres précieuses pour découvrir d’anciennes routes commerciales
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Depuis l’Antiquité, les pierres précieuses ont été extraites et commercialisées à travers le monde, parcourant parfois les continents depuis leur origine. Les pierres précieuses sont géologiquement définies comme des minéraux célébrés pour leur beauté, leur force et leur rareté. Leur composition élémentaire unique et leur orientation atomique agissent comme une empreinte digitale, permettant aux chercheurs de découvrir le passé des pierres et, avec lui, les routes commerciales historiques.
Dans Avances AIP, de AIP Publishing, Khedr et al. a utilisé trois techniques spectroscopiques modernes pour analyser rapidement les gemmes trouvées dans le bouclier arabo-nubien et les comparer avec des gemmes similaires du monde entier. En utilisant la spectroscopie de rupture induite par laser (LIBS), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et la spectroscopie Raman, les auteurs ont identifié les éléments qui influencent la couleur des gemmes, ont différencié les pierres trouvées à l’intérieur et à l’extérieur de la région et ont distingué le naturel du synthétique.
Le Bouclier arabo-nubien est une exposition de gisements minéraux qui enserrent la mer Rouge dans l’Égypte et l’Arabie saoudite actuelles. Les gisements remontent à l’âge géologique le plus ancien de la Terre, et les métaux précieux et les pierres précieuses sont récoltés depuis des milliers d’années.
“Nous avons montré les principales caractéristiques spectroscopiques des pierres précieuses de ces localités du Moyen-Orient pour les distinguer de leurs homologues dans d’autres localités du monde”, a déclaré l’auteur Adel Surour. “Cela comprend une variété de gemmes de silicate telles que l’émeraude des anciennes mines de Cléopâtre en Égypte, en plus de l’améthyste, du péridot et de l’amazonite d’autres sites historiques, qui datent pour la plupart de l’époque romaine.”
Les diverses techniques spectroscopiques qu’ils ont employées ont révélé différentes informations sur les pierres. LIBS caractérise rapidement la composition chimique, tandis que FTIR détermine les groupes fonctionnels connectés à la structure et indique la présence d’eau et d’autres hydrocarbures. Même pour des matériaux chimiquement identiques, la spectroscopie Raman montre la structure cristalline unique des atomes des gemmes.
Les auteurs ont identifié que la teneur en fer est corrélée à la teinte violette caractéristique des améthystes, et que d’autres éléments tels que le cuivre, le chrome et le vanadium sont également responsables de la colorisation. Un pic d’eau caractéristique expose des gemmes synthétiques cultivées en laboratoire, utiles à des fins scientifiques et identiques aux gemmes naturelles, mais moins chères.
La structure cristalline différenciait les perles d’amazonite du Mexique, de la Jordanie et de l’Égypte.
“Des pierres précieuses telles que l’émeraude et le péridot sont extraites depuis l’Antiquité”, a déclaré Surour. “Parfois, certaines pierres précieuses étaient apportées par des marins et des commerçants dans leur pays d’origine. Par exemple, les couronnes royales en Europe sont décorées de pierres précieuses particulières provenant d’Afrique ou d’Asie. Nous avons besoin de méthodes précises pour distinguer la source d’une pierre précieuse et tracer anciennes routes commerciales afin d’avoir des informations correctes sur le lieu d’origine d’où il a été extrait.”
