Defining the causes of ancient building collapse (structural decaying vs. seismic shaking) in archaeological deposits of central Italy

Deposits that result from the collapse of buildings are usual in geoarchaeological records. Deposition can result from natural processes or can be induced by human actions. The investigations at archaeological sites (in particular of the Roman Imperial Age) in central Italy indicate that the analysis of the sedimentological-stratigraphic characteristics of collapse layers allows hypotheses as to the origin of a deposit. In the case of layers formed by building decay or seismic destruction, the stratigraphic analysis defines substantial differences that are indicative of different origins. Indeed, the stratigraphy of collapse deposits due to building decay is made up of fine-to-coarse grained layers, due to the slow accumulation of materials, which are capped by huge fragments of buildings following the final collapse of the structure. For seismic destruction, large fragments of walls or entire pillars and columns, plus the coarse-grained ruins, usually lie over floors and pavements without interposed layers of abandonment. The characterisation of a collapse deposit has implications in archaeoseismological research, i.e. the identification of traces of past earthquakes during archaeological excavations or through the analysis of the archaeological monumental heritage.

Depositi che testimoniano il crollo di edifici sono piuttosto comuni nelle stratigrafie geoarcheologiche. La deposizione può derivare da processi naturali o essere causata da azioni umane. Indagini condotte in alcuni siti dell’Italia centrale (in particolare in riferimento a stratigrafie di età romana imperiale) evidenziano che l’analisi sedimentologico-stratigrafica delle unità di crollo permette la formulazione di ipotesi sull’origine delle stesse. Crolli dovuti a vetustà e decadenza degli edifici o a scuotimento sismico si caratterizzano stratigraficamente in maniera diversa. Nel primo caso, l’unità di crollo è costituita da sedimenti a granulometria fine alla base e più grossolana verso l’alto. I depositi nella parte basale, al di sopra dei piani di calpestio originari, testimoniano dell’abbandono dell’area in cui la struttura si colloca e del conseguente lento disfacimento della stessa. L’aumento della granulometria verso l’alto indica il coinvolgimento in crollo di parti di edifici sempre più consistenti, fino al collasso di enormi frammenti (in genere delle parti più alte delle strutture, spesso soffitti o porzioni sommitali di pilastri, ecc ...). Le porzioni a granulometria maggiore definiscono in genere la fine della sedimentazione, probabilmente a testimonianza di crolli che investono gran parte dell’edificio coinvolto. In caso di distruzione dovuta a scuotimento sismico, l’unità di crollo è costituita da grandi frammenti di pareti o interi pilastri e colonne, nonché da resti delle coperture, individuabili direttamente al di sopra dei piani di calpestio, senza interposti strati di abbandono. La caratterizzazione di un deposito di crollo ha evidenti implicazioni nella ricerca archeosismologica, vale a dire ai fini dell’identificazione delle tracce di terremoti del passato, rinvenute nel corso di scavi archeologici o mediante l’analisi di emergenze archeologiche facenti parte del patrimonio monumentale di una regione.