Perché arco e frecce sostituirono l'atlatl: Tomka 2013

È un lavoro di archeologia: Tomka vuole capire perché nelle Americhe arco e frecce abbiano sostituito il propulsore (atlatl) e i suoi dardi, e lo fa misurando che cosa può fare un arco di potenza «storica». Dalle fonti stima che gli archi dei nativi nordamericani tirassero per lo più tra 40 e 50 libbre (10 dei 17 archi documentati) e, pesando 121 frecce storiche di una collezione museale, che una freccia tipica pesasse circa 23 grammi, con l'85% tra 16 e 28. Con una macchina ha tirato un ricurvo lamellare a 40, 45 e 50 libbre con frecce da 23, 28 e 33 grammi, misurando velocità a 20 metri e penetrazione in un bersaglio di schiuma.

La freccia da 23 grammi passava da 45,5 m/s a 40 libbre a circa 54,3 m/s a 50 libbre; a 50 libbre quella da 33 grammi era più lenta di circa 3 m/s, ma penetrava di più (a 40 libbre 13,2 cm contro 11,7). L'energia cinetica andava da 17,2 a 32,4 piedi-libbra e la quantità di moto da 0,23 a 0,38 slug-piedi al secondo. Confrontati con le soglie che i produttori e le norme di caccia di alcuni paesi africani raccomandano per prede di diverse taglie, secondo l'autore tutti e tre i pesi a 50 libbre bastavano per prede medie come cervi e antilocapre, nessuna combinazione per le prede grandi o molto grandi come il bisonte. La freccia più pesante perdeva 1,7 m/s nei primi 15 metri, e secondo la stima dell'autore a 45 metri avrebbe ancora la quantità di moto sufficiente per una preda media.

Da qui il modello: l'arco sarebbe stato adottato per la sua velocità, utile contro prede agili di taglia media, mentre il dardo, più lento ma molto più pesante, restava superiore contro la selvaggina grande. L'abbandono del propulsore dipenderebbe quindi dal calo delle prede più grosse, e la caccia al bisonte con l'arco avrebbe funzionato grazie a battute collettive e recinti, che permettevano di avvicinarsi e tirare molte frecce.

L'arco era un Browning Wasp ricurvo lamellare montato su un dispositivo costruito apposta: un argano apriva l'arco fino al libbraggio voluto (40, 45 o 50 libbre) e uno sgancio meccanico a pinza la rilasciava. Le tre frecce erano Easton X7 2112 in alluminio, tutte lunghe 29 pollici, con punta da 8,1 grammi e tre penne di plastica da 4 pollici; quella base pesava 23 grammi e alle altre due erano stati aggiunti tappi di metallo da 5 e 10 grammi dietro l'inserto della punta. Per ogni combinazione di freccia e libbraggio sono stati fatti 30 tiri al chiuso, con un cronografo a 20 metri e un bersaglio di schiuma Yellow Jacket come fermo; i tiri che mancavano la finestra del cronografo venivano ripetuti. In altre 10 prove due cronografi misuravano la freccia più pesante all'uscita dall'arco e a 15 metri, e in altre 10 a 10 metri.

Le soglie di energia e quantità di moto per le varie taglie di preda vengono dal calcolatore di un produttore di frecce e dai regolamenti di caccia con l'arco di Namibia, Botswana, Sudafrica e Zimbabwe, raggruppati dall'autore per peso degli animali. I dati sul propulsore sono presi da esperimenti di altri.

La penetrazione è misurata nella schiuma, e l'autore stesso avverte che vale solo come confronto tra frecce, non come stima della penetrazione nei tessuti. Le soglie di «letalità» sono raccomandazioni di caccia moderne, non misure, e variano parecchio da un paese all'altro. L'arco è uno solo, un ricurvo moderno che secondo l'autore rappresenta il limite alto delle prestazioni di un arco lungo storico dello stesso libbraggio, e lo sgancio meccanico non ha niente a che vedere con un rilascio con le dita; non sono riportate le dispersioni della velocità, solo le medie e i grafici.

Ci sono anche alcuni dati da leggere con cautela: nella prova a 10 metri le unità di misura sono scambiate (l'energia, 34,5, è data in slug-piedi al secondo e la quantità di moto, 0,40, in piedi-libbra); la freccia da 23 grammi a 50 libbre, che il testo conta tra quelle sufficienti per le prede medie, in tabella si ferma a 24,4 piedi-libbra, appena sotto la soglia di 25; e la stima a 45 metri è un'estrapolazione da una perdita misurata su 15 metri. Il modello di adozione è un'ipotesi archeologica, che l'autore stesso dice difficile da verificare sui reperti.

Per chi tira alla targa lo studio non cambia nulla: parla di caccia e di preistoria. Resta un esempio ordinato di un principio che vale per ogni arco: a parità di libbraggio una freccia più pesante parte più piano ma porta più quantità di moto, mentre una più leggera è più veloce e ha una traiettoria più tesa. Chi tira con l'arco tradizionale ci trova qualche ordine di grandezza concreto: con questo ricurvo la freccia da 23 grammi passava da 45,5 m/s a 40 libbre a circa 54,3 a 50, quindi 10 libbre in più valevano quasi 9 m/s, mentre 10 grammi in più sulla freccia ne toglievano circa 3.