tienes razón, he investigado un poco y he acabado entendiendo la relevancia de que en el aire la simple balanza no hubiese sido fiable por cuestiones de exactitud.
Aun así creo que el mismo Arquímedes no se fió de los volúmenes desplazados (que se supone, es lo que nos cuentan en la escuela, aunque yo no me acuerdo de que me lo explicaran) debido a la tensión superficial del agua (algo en lo que ya reparó Galileo).
Si no he entendido mal lo que hizo Arquímedes fue comparar pesos sumergidos. En una balanza, a un lado la corona, y al otro lado una bola de oro de idéntico peso que la corona; se sumergen ambos y si la corona es de oro, se queda en equilibrio, si la corona no es puramente de oro la balanza se inclinará hacia la bola de oro (puesto que entonces eso significa que lleva una impureza de plata y ocupa más volumen, luego mayor agua desplazada, mayor empuje y resultante de momentos a favor del oro).
Si me equivoco en algo pido que se me rectifique. Este fin de semana me toca explicarlo en una cena de amigos (y amigas) y si me equivoco en algo quedaré como un paquete... (cada uno intenta esconder su auténtica naturaleza)

Saludos.