¿Cómo saber si un cuchillo antiguo, una punta de flecha o una daga de faraón fueron hechos con hierro del espacio? Durante mucho tiempo, una de las pistas más claras residió en el propio metal: un llamativo patrón de cristal conocido como Widmanstätten. Pero un nuevo experimento sugiere que los antiguos herreros pueden haber borrado sin saberlo este rastro extraterrestre.
La pregunta tiene un protagonista famoso: la daga de hierro de Tutankamón, que Howard Carter encontró en el Valle de los Reyes en 1922. El metal de su hoja no es originario de la Tierra; Llegó del espacio dentro de un meteorito y, hace más de 3.000 años, se transformó en arma.
Estudios anteriores, como uno en Meteoritics & Planetary Science, determinaron que la hoja contiene alrededor de un 11 por ciento de níquel y un 0,6 por ciento de cobalto, una composición que confirmó el origen extraterrestre del hierro.
Ahora, un nuevo estudio, publicado en la revista Archaeometry, arroja dudas sobre una de las pistas utilizadas para reconstruir cómo se fabricó la daga.
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Forja de hierro meteórico
Los investigadores descubrieron que cuando el hierro meteórico se calienta y se forja entre 1.472 y 1.562 grados Fahrenheit (800 a 850 grados Celsius), el patrón de Widmanstätten desaparece por completo. A temperaturas ligeramente más bajas, entre 1112 y 1202 grados Fahrenheit (600 a 650 grados Celsius), también comienza a cambiar.
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El estudio, dirigido por un investigador de la Universidad Nacional de San Juan en Argentina, también retoma una pregunta que ronda desde hace mucho tiempo la daga del niño faraón: ¿a qué temperatura fue forjada? Si la estructura observada en su hoja es realmente similar al patrón de Widmanstätten, los resultados ponen en duda la teoría de que la daga fue forjada a temperaturas entre 1.472 y 1.742 grados Fahrenheit (800 a 950 grados Celsius), como han sugerido estudios anteriores.
Para conservar dicha estructura, el metal habría tenido que trabajarse a temperaturas considerablemente más bajas.
Y aquí surge una consecuencia que va mucho más allá del puñal egipcio. El hecho de que un objeto de hierro antiguo no conserve ese patrón cristalino característico no significa necesariamente que no haya sido hecho a partir de un meteorito. La propia mano del herrero podría haber borrado la evidencia.
“Muchos objetos arqueológicos de hierro con alto contenido de níquel y cobalto, pero sin un patrón Widmanstätten visible, como ciertas puntas de flecha, cuchillos u adornos de la Edad del Bronce Final y la Edad del Hierro Temprana, podrían haber sido forjados a temperaturas que borraron el Widmanstätten”, dijo Laura Noel García, Ph.D. Doctor en Ciencias de la Ingeniería y especialista en arqueometalurgia, dijo a Discover. “Estos artefactos merecen ser analizados nuevamente”.
El patrón de Widmanstätten en el hierro meteórico
Los meteoritos de hierro representan sólo un pequeño porcentaje de las caídas de meteoritos observadas. No son simplemente bloques de metal: están compuestos principalmente de una aleación de hierro y níquel, junto con pequeñas cantidades de otros elementos, como sulfuros y fosfuros, y se enfrían extremadamente lentamente dentro de los asteroides de los que se originaron.
Durante este proceso de enfriamiento, que pudo haber tenido lugar durante millones de años, los átomos se reordenaron para formar diferentes fases de la aleación, incluidas la kamacita y la taenita. El resultado, visible cuando se corta y pule el meteorito, es una red de bandas que se cruzan en ángulos bien definidos. Este es el patrón de Widmanstätten, que lleva el nombre del conde Alois von Widmanstätten, una de las características más llamativas y fácilmente reconocibles de los meteoritos metálicos.
Pero hay un problema. Esta estructura se formó en condiciones que ya no existen una vez que el meteorito llega a la Tierra. El calor puede alterarlo o destruirlo. Y eso es precisamente lo que querían descubrir los investigadores.
Para ello, García y su equipo recurrieron a una octaedrita, un tipo de meteorito de hierro, y a un aliado improbable para un experimento de ciencia de materiales: un herrero español especializado en la fabricación de cuchillos de acero de Damasco.
El equipo tomó muestras del meteorito y las sometió a tres rangos de temperatura: 1112 a 1202 grados Fahrenheit (600 a 650 °C), 1472 a 1562 °F (800 a 850 °C) y 2012 a 2102 °F (1100 a 1150 grados centígrados). En cada caso, las muestras se calentaron y martillaron para reducir su espesor, imitando, en la medida que lo permitió el experimento, un proceso de forja tradicional.
Luego vino la parte crucial. Los investigadores analizaron las muestras para descubrir qué había sucedido con su estructura interna. No bastaba con ver si el patrón todavía era visible a simple vista; Para determinar si el patrón de Widmanstätten realmente persistía, también tuvieron que estudiar cómo estaban dispuestos los cristales.
Analizando la daga de meteorito del rey Tut
Para ello, utilizaron una técnica llamada Difracción de retrodispersión de electrones (EBSD), que permite a los investigadores analizar la orientación cristalográfica de los materiales.
El resultado fue claro: en las muestras forjadas entre 1.472 y 1.562 grados Fahrenheit, la estructura cristalográfica característica del patrón había desaparecido por completo. En aquellos sometidos a temperaturas entre 1.112 y 1.202 grados Fahrenheit, sin embargo, la estructura original había comenzado a cambiar pero no había desaparecido por completo. A temperaturas entre 2.012 y 2.102 grados Fahrenheit, la transformación fue aún más pronunciada.
“Cuando estudiamos las muestras que forjamos a esa temperatura, vemos que no hay un patrón de Widmanstätten, que la cristalografía no muestra una relación particular, que es lo que esperaríamos encontrar si hubiera un patrón de Widmanstätten, sino que está completamente destruido”, dijo García.
Y aquí aparece la daga de Tutankamón. En 2022, Takafumi Matsui, director del Centro de Investigación de Exploración Planetaria del Instituto de Tecnología de Chiba en Japón, y sus colegas analizaron la hoja utilizando técnicas no destructivas. Los mapas de distribución del níquel mostraban bandas discontinuas dispuestas en un patrón que, según los investigadores, sugería un patrón de Widmanstätten. Basándose en esta estructura y otras pruebas, estimaron que la daga había sido trabajada a temperaturas inferiores a 1.742 grados Fahrenheit y concluyeron que había sido fabricada mediante forja en caliente a baja temperatura.
García llega a una conclusión diferente. Si la estructura identificada por Matsui y sus colegas corresponde efectivamente a un patrón de Widmanstätten, los experimentos del nuevo estudio indican que no podría haberse conservado después de forjarla a una temperatura de entre 1.472 y 1.562 grados Fahrenheit. Para que esa estructura sobreviviera, la temperatura de trabajo tendría que haber sido considerablemente más baja.
“Creemos que las limitaciones en las técnicas disponibles para estudiar artefactos que no pueden retirarse de los museos pueden llevar a conclusiones que no están totalmente respaldadas por la evidencia”, dijo García. “Los arqueólogos no deberían guiarse únicamente por este patrón”.
Una de las próximas líneas de investigación de García será ampliar los experimentos y, eventualmente, utilizar modelos computacionales para probar una gama más amplia de composiciones y temperaturas.
Una nueva forma de leer armas antiguas
Paralelamente, busca objetos latinoamericanos que le permitan llevar estas cuestiones del laboratorio a las colecciones arqueológicas. En Argentina revisa piezas asociadas al meteorito Campo del Cielo, la caída masiva que ocurrió hace unos 5.000 años en lo que hoy es territorio argentino, incluidas bolas hechas con sus fragmentos.
También está en contacto con investigadores del Museo Nacional de Brasil en Río de Janeiro y está revisando colecciones de museos en Bogotá que contienen objetos que se cree que están hechos de hierro meteorítico.
La idea es determinar no sólo si estos objetos fueron realmente hechos de material extraterrestre, sino también qué tecnología utilizaron quienes los elaboraron. Una pieza simplemente martillada en frío cuenta una historia tecnológica muy diferente a una calentada y forjada: esta última implicaría una mayor comprensión del comportamiento del metal y, sobre todo, la capacidad de controlar la temperatura.
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