Analisi archeoastronomica della Pieve di Santa Mustiola a Sticciano

Sticciano alto, è un borgo medievale, in provincia di Grosseto, posto nel comune di Roccastrada che comprende una splendida chiesa fondata nel XII sec., attualmente intitolata alla SS. Concezione, ma più nota come Pieve di S. Mustiola che è l’oggetto del presente studio archeoastronomico. Questo piccolo borgo è situato sulle pendici settentrionali del Monte Leoni, il paese gode di una straordinaria vista che gli consente di dominare tutta la pianura attraversata dai torrenti Rigo, Bai e Asina. Sticciano fin da prima dell’anno mille fu possesso della famiglia Aldobrandeschi. La potente casata vi dominava con la famiglia Ranieri, Conti di Sticciano e Torniella. Questi spesso erano in lite con Siena, a cui fecero il loro primo atto di sottomissione solo nel 1251 con Ranieri da Cappucciano, affiliatosi alla parte ghibellina. Dopo varie ribellioni e sottomissioni dei da Capucciano, Siena conquistò definitivamente il borgo, la vicina Montemassi e il contado nel 1328. Nel 1438, probabilmente per lo spopolamento del castello, il governo senese annullò gran parte dei privilegi giurisdizionali di cui il borgo godeva. Nel 1461 il feudo passò dal Conte Bindo Sticciani ai Piccolomini, ai quali i Medici confermano la signoria, facendo di Sticciano un centro del rinfeudamento granducale.

Panoramica di Sticciano visto da nord-ovest. E’ visibile la chiesa di Santa Mustiola posta in posizione dominante l’arco di orizzonte occidentale.

La chiesa romanica di Sticciano, intitolata alla SS. Concezione, più nota come pieve di S. Mustiola e l'unica tra le chiese castellane del territorio che conserva ancora il suo aspetto medievale. L’ edificio sacro è ricordato come Pieve già dall’anno 1188 e in un Diploma dell’Imperatore Ottone IV risalente al 1209 è annoverata tra i beni dell’Abbazia di San Galgano. La sua struttura planimetrica è ad un’unica navata di forma rettangolare terminante con un abside di forma semicircolare, il campanile rettangolare a forma di torre inserito dentro la chiesa, il coronamento dell'abside è ad archetti ciechi pensili poggiati su mensole, di architettura tipicamente romanico-lombarda. Il portale principale è raggiungibile da una doppia scala in pietra. Presenta un architrave decorata da due croci romaniche e simbologie probabilmente riconducibili all’ordine templari; quello laterale ha una decorazione a palmette con foglie incrociate sulla cornice dell'arco di volta e risulta curiosamente sopraelevato rispetto al suolo. Lo scopo di questo lavoro è quindi di mettere in evidenza quanto risultato dall’analisi dell’orientazione della chiesa, eseguita in un’ottica di tipo archeoastronomico.

Prima di entrare nel merito della descrizione dei risultati raggiunti durante l’analisi archeoastronomica della chiesa in oggetto, è utile richiamare brevemente alcune nozioni di Astronomia che permetteranno al lettore di comprendere meglio la problematica relativa ai criteri astronomici applicati dagli architetti medioevali durante la fase di edificazione di un luogo di culto cristiano. Per capire che cosa pensassero gli antichi del mondo che li circondava dobbiamo tentare di osservare i fenomeni celesti con i loro stessi occhi. Per poter fare questo è necessario conoscere almeno i principi fondamentali dell’Astronomia di Posizione che è quella branca della Scienza del Cielo che si occupa di descrivere la posizione e il movimento dei corpi celesti utilizzando come base di osservazione un punto posto sulla superficie della Terra. Questo ci permetterà di capire cosa gli uomini vissuti nel periodo altomedioevale potessero osservare nel cielo ed intuire dei meccanismi che regolano la posizione ed il moto dei corpi celesti. Queste nozioni sono basilari qualora si desideri affrontare lo studio dei manufatti architettonici che abbiano rilevanza anche dal punto di vista astronomico. [Nota del webmaster: per non appesantire il presente lavoro, abbiamo omesso la parte tecnico-nozionistica e invitiamo il lettore a consultare gli articoli relativi, scritti sempre dal prof. A. Gaspani e pubblicati in questo stesso sito nella sezione generale di Archeoastronomia, in particolare Elementi di Archeoastronomia e l'Orientazione astronomica delle chiese cristiane. Grazie].

Il primo passo da eseguire ai fini dell’analisi archeoastronomica di una chiesa medioevale è la sua georeferenziazione che prevede la misura accurata della sua posizione geografica riferita ad un sistema geodetico di riferimento convenzionale (Datum) standard. Nel caso della chiesa di Santa Mustiola abbiamo le seguenti coordinate geografiche:

riferite all’ellissoide geocentrico standard di riferimento WGS84. Oltre al rilievo satellitare da terra sono state utilizzate, come di solito avviene, anche le immagini georeferenziate e georettificate dell’area in cui è posto l’edificio di culto riprese dallo spazio da satellite le quali hanno permesso un’ulteriore determinazione sia della posizione spaziale sia dell’orientazione dell’asse della navata della chiesa.

Immagine da satellite del paese di Sticciano ottenuta con Google EarthÔ da un’altezza equivalente di 487 metri. La ripresa è del 26 Agosto 2003. Sulla sinistra è chiaramente visibile la chiesa di Santa Mustiola.

La direzione di orientazione della navata principale rispetto alle direzioni astronomiche fondamentali è stato ottenuto in due modi indipendenti, il primo sulla base del rilievo topografico diretto, mentre il secondo modo è stato basato sull’analisi delle immagini georeferenziate attenute da satellite. Le misure di orientazione ottenute sono state trattate eseguendo la media pesata delle determinazioni di azimut astronomico utilizzando come pesi il reciproco delle varianze su ciascun insieme di misure. Il risultato delle misure eseguite localmente mostra che l’asse è allineato secondo un azimut astronomico pari ad 89°,1 ± 0°,5, mentre le misure eseguite sulla immagini satellitari georeferenziate ha portato a determinare un azimut astronomico di orientazione pari a 89°,8 rispetto alla direzione nord del meridiano astronomico locale, con un’incertezza pari a 0°,2 gradi in più ed in meno. La media aritmetica globale degli azimut astronomici di orientazione è quindi Az=89°,5 ± 0°,5 e questo valore è quindi quello su cui basare l’indagine archeoastronomica con l’obbiettivo di mettere in evidenza i criteri adottati in fase di progetto e di edificazione della antica chiesa romanica di Santa Mustiola.

Il rilievo dell’orizzonte naturale locale rappresentato dal profilo delle montagne di sfondo lungo tutto il cerchio dell’orizzonte naturale locale è stato eseguito utilizzando i dati DEM (Digital Elevation Model) ottenuti dalla Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM)[1] i quali forniscono le quote altimetriche praticamente di tutta la superficie del pianeta, ad intervalli di campionamento pari a 90 metri sul territorio italiano, con una precisione di 2,1 metri sulla quota di ciascun punto rispetto all’ellissoide WGS84. Con questi dati è stato possibile ricostruire i profili dell’orizzonte naturale locale tutto intorno al paese di Sticciano e stabilire i punti di sorgere e di tramontare degli astri come erano visibili dalla chiesa di Santa Mustiola durante il Medioevo

Il calcolo astronomico ha mostrato che nella direzione di azimut astronomico pari ad 89°,8 che corrisponde alla direzione dell’asse della navata della chiesa, nel XII secolo era visibile la levata del Sole agli equinozi quindi la chiesa di Santa Mustiola fu allineata secondo l’orientazione canonica romana, applicando strettamente il criterio Sol Aequinoctialis, la quale prevedeva l’allineamento dell’asse della navata della chiesa verso il punto di levata del Sole all’equinozio di primavera oppure, meno frequentemente, all’equinozio di autunno.

Nel XII secolo l’equinozio di primavera avveniva il 13 Marzo del calendario giuliano, ma sugli almanacchi era erroneamente indicato al 21 del mese essendo tale calendario in errore rispetto al computo solare astronomico ormai di oltre una settimana: l’orientazione dell’asse della navata della chiesa, però non mostra alcuna traccia dell’effetto dell’errore del calendario quindi la data del passaggio del Sole all’intersezione tra l’eclittica e l’equatore celeste fu determinata, in questo caso, non a vista, ma utilizzando una procedura geometrica basata su qualche metodo gnomonico, quale ad esempio il cosiddetto “cerchio indiano”, detto anche metodo delle uguali altezze solari al fine di stabilire con grande accuratezza la corretta direzione della linea equinoziale locale. Vediamo ora di esaminare il problema con maggior dettaglio.

Prendiamo inizialmente in esame l’orientazione solare dell’asse della navata ed analizziamo il caso in cui fosse richiesta l’orientazione canonica, secondo il criterio Sol Aequinoctialis, la quale prevedeva l’allineamento dell’asse della navata della chiesa verso il punto di levata del Sole all’equinozio di primavera oppure, meno frequentemente, all’equinozio di autunno. Vediamo ora il caso dell’applicazione del metodo geometrico-astronomico che prevedeva la determinazione della Linea Equinoziale locale mediante il metodo del Cerchio Indiano (detto anche delle “uguali altezze solari”) o con un altro metodo equivalente. L’analisi del metodo e delle condizioni di applicazione ha mostrato che l’accuratezza teoricamente raggiungibile dipende dal raggio del cerchio tracciato sul terreno ed è inversamente proporzionale alla radice quadrata del suo raggio. L’errore di orientazione andava da poco più di 1° nel caso di un cerchio di 1 metro di raggio, mentre scendeva a 0°,4 nel caso di un raggio dell’ordine dei 10 metri. L’errore in più o in meno rispetto alla direzione equinoziale astronomica vera, però poteva essere più consistente nelle aree di montagna poiché il metodo del cerchio indiano nella sua formulazione canonica non tiene conto dell’elevazione dell’orizzonte naturale locale rispetto a quello astronomico, quindi se un errore minimo era potenzialmente possibile in pianura dove l’orizzonte è piatto e praticamente coincidente con quello astronomico, in montagna dove l’orizzonte è fortemente variabile e variamente elevato rispetto a quello astronomico, l’errore che poteva essere commesso era di entità ben maggiore, arrivando appunto anche ai 3°, ma in casi estremi anche oltre. Questo era dovuto al fatto che se da un lato il metodo geometrico consentiva una buona valutazione della direzione equinoziale locale dall’altro, se l’orizzonte di sfondo era elevato, il Sole nel giorno di equinozio sorgeva da dietro le alture spostato verso sud di una differenza di azimut che dipende in maniera complessa dalla latitudine geografica del luogo.

Alla latitudine di 45° N lo spostamento angolare verso sud del punto di levata del Sole all’orizzonte naturale locale rispetto al suo corrispondente all’orizzonte astronomico locale è pari alla differenza di altezza angolare tra i due orizzonti. Facciamo un esempio, un po’ estremo, ma che rende bene l’idea: ad una latitudine geografica di 45° il metodo del Cerchio Indiano permette di stabilire la direzione equinoziale, cioè quella il cui azimut astronomico è pari a 90°. Se il luogo è posto in una valle alpina tra alte montagne, può accadere che l’altezza dell’orizzonte naturale locale sia dell’ordine di 35°. Orbene, nei giorni di equinozio il disco solare sorgerà all’orizzonte astronomico secondo un azimut di 90°, ma rimarrà nascosto dietro le montagne fintato che il suo moto apparente diurno lo condurrà ad aver superato il 35° di altezza angolare dell’orizzonte naturale locale. A questo punto il Sole sorgerà spostato verso sud di 35° circa, che sommati ai 90° della linea equinoziale conducono ad un azimut astronomico pari a 125°, valore tipico della levata del Sole al …solstizio d’inverno. In questa situazione affinché il disco solare appaia da dietro l’orizzonte naturale locale esattamente ad Est è necessario che sorga all’orizzonte astronomico locale con un azimut pari a circa 90°-35°=55° cioè al solstizio d’estate… Questa è una situazione estrema, ma non è assolutamente rara in ambito alpino e chi stabiliva le orientazioni delle chiese doveva tenerne accuratamente conto se lo scopo era che i raggi del Sole nascente agli equinozi penetrassero attraverso la monofora absidale centrale illuminando l’interno della navata della chiesa.

L’analisi dell’orientazione della chiesa di Santa Mustiola a Sticciano mostra invece la chiara volontà di allineare accuratamente la chiesa secondo la direzione cardinale equinoziale teorica senza preoccuparsi della visibilità effettiva del Sole nascente all’orizzonte naturale locale che probabilmente era ostruito dalle altre costruzioni presenti nell’abitato in quanto la chiesa si trova nel lato occidentale del paese. La chiesa di Santa Mustiola fu quindi allineata in maniera rigorosamente canonica secondo il criterio Sol Aequinoctialis raccomandato a quell’epoca dalla Chiesa di Roma sulla base di una rigorosa applicazione delle regole della geometria.

L’analisi della chiesa di Santa Mustiola a Sticciano eseguita da un punto di vista archeoastronomico ha mostrato alcuni fatti interessanti il primo dei quali è rappresentato dall’orientazioni astronomicamente significativa che è stato possibile mettere in evidenza nell’antico edificio di culto. L’orientazione strettamente equinoziale mette in evidenza che i progettisti dell’edificio di culto furono molto ligi al criterio “Sol Aequinoctialis” stabilito dalla Chiesa di Roma e fortemente sostenuto durante il XII secolo contro le orientazioni solstiziali. L’analisi del metodo utilizzato ed il livello di errore di orientazione, peraltro inferiore ad 1°, ha messo in evidenza perizia ed abilità operativa notevoli dei personaggi che eseguirono le osservazioni e le costruzioni geometriche applicate al fine di ottenere il corretto allineamento dell’asse della navata. La procedura che fu probabilmente eseguita fu quella basata sull’applicazione metodo delle uguali altezze solari (Cerchio Indiano).

Adriano Gaspani: “L’Orientazione Astronomica dei Luoghi di Culto in Alta Valle Brembana”, La Rivista di Bergamo, N.°.15, Ottobre-Novembre-Dicembre 1998.

Adriano Gaspani, 2000, “Geometria e Astronomia nelle antiche chiese alpine” Collana Quaderni di Cultura Alpina, N.°.71, Priuli e Verlucca Editori (Pavone Canavese, TO).

Adriano Gaspani, 1997, “Sulla Reale Significatività degli Allineamenti Ritenuti Astronomicamente Significativi”, Nihil Sub Astris Novum, N.°. 12, Settembre 1997.

Adriano Gaspani, 1997, “Altezza e Azimut di Prima Visibilità delle Stelle”, Nihil Sub Astris Novum, N.°. 13, Novembre 1997.

Adriano Gaspani, 1999, “L’Orientazione della Chiesa di Valnegra” in “Valnegra”, di Gabriele Medolago e Lucia Reguzzi, Comune di Valnegra, Valnegra. - Corponove editrice Bergamo.

Adriano Gaspani, 1999, “L’orientazione della chiesa (di S. Ambrogio in Brivio Bergamasco)“ pag. 14-16, in Gabriele Medolago “L’ex Chiesa già Parrocchiale di Sant’Ambrogio in Brivio Bergamasco” in “Comunità in dialogo”, novembre- dicembre 1999, pag. 13-19.

Adriano Gaspani, 1998, “Il Potere Risolutivo ad Occhio Nudo”, Nihil SubAstris Novum, N.°. 15, Febbraio 1998.

Adriano Gaspani, 1998, “L’Obliquità dell’Eclittica nell’Antichità”, Nihil Sub Astris Novum, N.°. 16, Marzo 1998.

Adriano Gaspani, 2001, “Analisi dell’orientazione delle chiese di San Gregorio e San Dionigi” in: Gabriele Medolago “San Gregorio di Cisano Bergamasco”, Parrocchia di San Gregorio Magno in Cisano Bergamasco A.D. 2001, pag. 190-191.

Adriano Gaspani, 2004, “Il monastero di Reask e l’orientazione dei luoghi di culto cristiani nell’Irlanda medioevale”, Atti del XXII Congresso Nazionale di Storia della Fisica e dell’Astronomia, a cura di M. Leone, A. Paoletti, N. Robotti, Genova - Chiavari, 6-7-8 Giugno 2002, pag. 458 -475.

Adriano Gaspani, 2002, “Analisi dell’Orientazione della Chiesa (di S.Nazario al Castello di Cenate Sotto)”, in Gabriele Medolago, “Il Castello di Cenate Sotto e la Famiglia Lupi”, Ed. Amministrazione Comunale di Cenate Sotto, pag.121-130.

Adriano Gaspani, 2003, “Horologium Stellare Monasticum”, Le Stelle, N.°.4, Febbraio 2003, pag. 56-65.

Adriano Gaspani, 2004, “Analisi dell’orientazione della chiesa parrocchiale di Bordogna”, in “La Chiesa gia parrocchiale di Santa Maria assunta e San Giorgio martire in Bordogna di Roncobello” di Gabriele Medolago e Roberto Boffelli, Ed. Comune di Roncobello, Ferrari Editore, 2004.

Vitruvio, “De Architettura”, I,6,6. Versione tradotta e commentata dal marchese Berardo Galiani, Napoli 1758.

Gerberto D’Aurillac “De Geometria”, in Nicolaus Bubnov “ Gerberti postea Silvestri II Papae Opera Mathematica (972-1003)”, Geog Olms Hildesheim, 1963.

Liber notitiae sanctorum Mediolani di Goffredo da Bussero. Manoscritto della Biblioteca Capitolare di Milano, a cura di M. Magistretti, U. Monneret de Villard, Milano, 1917.

Diocesi di Milano. Sinodo 46°, Milano, 1972, Pubblicazione curata dall'ufficio stampa della Curia arcivescovile di Milano.

G. Vigotti, La diocesi di Milano alla fine del secolo XIII. Chiese cittadine e forensi nel “Liber Sanctorum” di Goffredo da Bussero, Roma, 1974.

Istituzione dei nuovi vicariati urbani e foranei, 11 marzo 1971, Giovanni Colombo, arcivescovo di Milano, Rivista Diocesana Milanese, 1971

[1] I dati altimetrici relativi alla SRTM sono liberamente scaricabili in forma numerica, per gli intervalli di latitudine e longitudine geografica richiesti, dal sito internet: http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp