"Al centro delle scienze forensi c'è l'applicazione del metodo scientifico e degli approcci analitici per rispondere a domande fondamentali per risolvere un crimine: chi, cosa, quando, dove e come. I professionisti forensi utilizzano i fondamenti della chimica e della fisica per esaminare le prove e dedurne l'origine". Lesley A. Chesson
Tra la fine degli anni '80 e il 2000, sono state trovate in tutto il mondo banconote da 100 dollari contraffatte di alta qualità (Mihm 2006). Erano così difficili da rilevare che hanno richiesto una riprogettazione della banconota stessa, introdotta poi nel 2013. Da quella data la banconota è cambiata nella struttura, nei colori e nei caratteri di autenticità, ma mantiene il volto di Benjamin Franklin.
In questo articolo vogliamo raccontarvi il ruolo delle analisi isotopiche dell'ossigeno e dell'idrogeno, utilizzate per identificare e localizzare i luoghi di provenienza della contraffazione. Iniziamo brevemente con ricordare cosa sono gli isotopi. Vamos!
Che cosa sono gli isotopi?
Andiamo per gradi e introduciamo brevemente gli isotopi, cosa sono e perché vengono utilizzati.
Gli atomi sono composti da un nucleo che contiene neutroni (carica neutra) e protoni (carica positiva), circondati da elettroni (carica negativa). In genere a scuola ci viene insegnato che il numero di protoni, neutroni ed elettroni è lo stesso, in modo da bilanciare le cariche, ma non è sempre così. In natura, infatti, gli atomi di uno stesso elemento possono essere leggermente diversi gli uni dagli altri: ad esempio è possibile avere lo stesso numero di elettroni e protoni ma un numero diverso di neutroni. In questo caso si parla di isotopi.
Tra gli isotopi più comunemente utilizzati troviamo il carbonio 13 e 14 (13C e 14C), l'ossigeno 18 (18O), il deuterio (2H) o l'azoto 15 (15N). In questi esempi, l'apice prima dell'elemento sta proprio ad indicare il numero di neutroni + protoni presenti in quell'atomo. Gli isotopi hanno proprietà molto simili rispetto all'elemento "standard", ma la differenza, seppur minima, è comunque quantificabile: noi sfruttiamo proprio queste proprietà perché un numero di neutroni diverso fa cambiare la massa dell'atomo, e ne derivano, di conseguenza, comportamenti differenti.
L'importanza degli isotopi, oltre alla datazione di rocce e reperti, è legata alla risoluzione di crimini di varia natura, come contraffazione di banconote, falsi d'arte o scovare l'origine di droghe e avorio.
Come sono fatte le banconote?
Prima di parlare di contraffazione e criminalità, diamo un rapido sguardo a come sono fatte le banconote. Generalmente le cartamoneta di oggi è realizzata in stoffa: questa può essere composta da tessuti in diverse percentuali oppure da cotone al 100% (come l'Euro) per conferirle maggior consistenza e resistenza all'usura.
Ogni singola banconota possiede alcune caratteristiche che la rendono originale: si tratta di simboli, linee, numeri, filigrane, pigmenti cangianti e timbri che ci permettono di verificarne l'autenticità.
Chiaramente quando l'intento è la contraffazione si cerca di riprodurre questi caratteri il più verosimilmente possibile e, in alcuni casi, ci si riesce quasi alla perfezione. Vi diciamo "quasi" perché c'è sempre qualcosa che può incastrare i falsari. Scopriamo di cosa si tratta.
Le banconote contraffatte: i 100 dollari americani
Cominciamo inquadrando storicamente il problema: tra la fine degli anni '80 e il 2000 banconote false di alta qualità da 100 dollari hanno circolato in tutto il mondo. I falsari sono stati così bravi nella riproduzione della valuta che è stata necessaria una riprogettazione della banconota, introdotta poi nel 2013! Ma se la banconota originale e quella falsa erano praticamente identiche, come si è capito il problema?
La ex banconota da 100 dollari americana (prodotta tra il 1996 e il 2013) era composta da un mix di cotone e lino con percentuali rispettivamente pari al 75% e 25%. Sulla cartamoneta erano anche presenti una serie di tratti distintivi che permettevano di valutarne l'autenticità – trovate le indicazioni sull'identità della banconota originale sul sito dell'U.S. Currency Education Program. Anche la banconota falsa era prodotta con gli stessi tessuti e le stesse percentuali, ma non negli stessi luoghi. Ecco dove entrano in gioco gli isotopi: per smascherare un falso si può analizzare la composizione isotopica di idrogeno e ossigeno delle banconote.
Facciamo un esempio per capirci meglio.
Sulla carta di identità ogni persona è identificata con nome e cognome e lo stesso avviene per le banconote, che sono identificate da composizione isotopica di idrogeno e ossigeno. Diciamo che il cotone prodotto in una particolare zona del mondo avrà una "carta d'identità" diversa rispetto a quella di un altro tipo di cotone, anche se apparentemente i due tessuti sono identici tra loro. Tramite l'analisi degli isotopi di idrogeno e ossigeno è possibile dedurre luogo e clima di provenienza: è proprio così che le analisi permisero di capire che la cartamoneta fraudolenta aveva un'origine differente da quella ufficiale.
Se la composizione isotopica dei tessuti è diversa da quella originale, le banconote false possono essere sgamate!
Crane & Co., il principale fornitore di carta per la valuta statunitense, si procura infatti il cotone dal quadrante sud-orientale degli Stati Uniti continentali (quindi in un clima ben definito), mentre le banconote contraffatte derivavano da piante coltivate in luoghi più caldi o più freschi. Confrontando la composizione isotopica di idrogeno e ossigeno nei diversi casi si vide come i valori fossero significativamente diversi, dando conferma della falsificazione.
L'origine precisa della contraffazione non è stata ancora identificata ma il range di possibilità si è progressivamente ristretto, andando a eliminare zone in cui non è possibile trovare piante con quei valori isotopici. Il problema si è "risolto" con la ristampa di nuove banconote (Serie 2013 – oggi) più sicure, anche se in futuro non sono da escludere nuovi tentativi di truffa da parte dei falsari. Una cosa però è certa: ingannare la Scienza è un'impresa quasi impossibile.
Bibliografia
Mallette, Jennifer R., et al. "Geographically sourcing cocaine’s origin–delineation of the nineteen major coca growing regions in South America." Scientific Reports 6.1 (2016): 1-10.
Chesson, Lesley A., et al. "Applying the principles of isotope analysis in plant and animal ecology to forensic science in the Americas." Oecologia 187.4 (2018): 1077-1094.
Cerling, Thure E., et al. "Forensic Stable Isotope Biogeochemistry." Annu. Rev. Earth Planet. Sci 44 (2016): 175-206.
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