Portada » Biología » Fundamentos de Geoarqueología: Contexto, Datación y Reconstrucción Paleoambiental
La Geoarqueología es una disciplina científica cuyo objeto es el estudio y la interpretación de las relaciones existentes entre el medio natural y los seres humanos que se plasman en el registro arqueológico. Considera este registro como el resultado de la acción conjunta de procesos naturales y culturales en contextos más o menos antropizados. Es decir, se trata del estudio de una interacción entre los humanos y el medio natural.
La geoarqueología se desarrolla a partir de los años 70. Se nutre de los conceptos, métodos y técnicas utilizados por numerosas ciencias empíricas, tanto naturales como sociales, en especial de la Geología y la Geografía Física (sus metodologías y análisis están estrechamente relacionados). Posee una metodología propia adecuada para llevar a cabo la investigación, con un objeto de estudio en el que confluyen procesos naturales y culturales. Por esto, para su estudio es muy importante comprender las actividades que pudieron tener lugar en un sitio y cómo esto se desarrolla e integra.
No es una perspectiva novedosa, puesto que Hugo Obermaier fue geólogo y, por tanto, esta integración lleva muchas décadas gestándose.
El registro arqueológico, entendido como el resultado de la acción conjunta de procesos naturales y culturales en contextos con diferentes grados de antropización. Sus componentes son:
Se centran en muestreos y analíticas:
Son ecosistemas únicos y complejos que se encuentran en regiones de alta montaña o en latitudes cercanas a los polos terrestres. Dentro de este ecosistema encontramos tipos como: Alpinos, de Piedemonte, de Meseta, de Desbordamiento o de Casquetes.
Se encuentran en las regiones cercanas a los glaciares o en latitudes altas, pero que no están cubiertos permanentemente por hielo. Son muy sensibles a los cambios en el clima y ofrecen una variedad de características únicas. Este tipo de ecosistemas tienen procesos geomorfológicos característicos como la crioclastia y la solifluxión.
Se encuentran en áreas montañosas, colinas o escarpes. Sus procesos geomorfológicos incluyen:
Áreas en las que la presencia de agua es una característica predominante, al menos durante parte del año. Procesos de erosión y sedimentación:
Áreas húmedas con vegetación adaptada a condiciones de saturación de agua.
Dominados por la acción del viento, como desiertos y dunas costeras.
Paisajes geológicos formados principalmente por la disolución de rocas solubles, como caliza, dolomita y yeso.
Se encuentran entre la tierra y el mar, contextos de costa con dinámicas específicas. Pueden variar desde llanuras costeras hasta zonas más escarpadas con acantilados, a menudo formados por la erosión marina (procesos erosivos muy activos y continuos). La presencia de desembocaduras de ríos añade complejidad. Desde el punto de vista patrimonial, son delicados, ya que la conservación es muy complicada y difícil; muchos sitios desaparecen. Otro tipo de depósito son las dunas; los procesos eólicos también influyen en la conservación.
La información que aporta permite conocer cómo han llegado hasta el lugar los componentes del sedimento (si a través de procesos fluviales o eólicos) y qué tanta energía de transporte tuvieron estos procesos. También ayuda a conocer el tipo de deposición y el ambiente en el que ocurrió, ayudándonos a conocer la historia geológica.
El método de trabajo es la difracción de rayos X (DRX). La información se obtiene de la composición mineral de una muestra mediante el disparo de rayos X a dicha muestra. Estos rayos rebotan de cada mineral con una señal diferente que se capta en sensores especiales. Las partes no minerales de la muestra rebotan de forma amorfa; de esta forma se puede estudiar también si hay presencia de materia orgánica.
Existen dos grandes tipos de sistemas cronológicos en arqueología:
La Estratigrafía es la disciplina que estudia las características, génesis y evolución de los estratos. Se empieza a definir a partir del siglo XVII con Nicolas Steno, quien enunció tres principios fundamentales a los que se añadieron nuevos con posterioridad.
Definimos como estrato (geológico) cada uno de los depósitos secuenciales que, formando capas, conforman la corteza terrestre. Se forman por procesos de erosión y sedimentación. Un estrato es una capa más o menos espesa de sedimentos que se acumulan a lo largo del tiempo. Está delimitado por una base o muro y un techo, y se identifica por sus diferencias con las capas colindantes. El espesor también se denomina potencia.
Los materiales se ordenan cronológicamente en una columna estratigráfica, indicando los tipos de roca, fósiles, estructuras, etc. Es engañoso interpretar los estratos directamente en términos de tiempo, porque un espesor importante puede corresponder a un acontecimiento sedimentario potente pero muy corto, y a la inversa, una capa delgada puede indicar un periodo muy largo de sedimentación lenta.
Cuando hablamos de hiato, nos referimos a un tipo de ausencia de fases dentro de la estratigrafía, donde notamos la falta de registro, sedimentación, actividad, etc.
Los procesos de modificación contemporáneos (postdeposicionales) nos llevan a que las capas no sean siempre uniformes o intactas.
Estudia la edad de los estratos en función de los restos paleontológicos que contienen. El estudio de micromamíferos, especialmente roedores, es muy resolutivo en los yacimientos paleontológicos, haciendo uso de los principios estratigráficos. El concepto de fósil director (o fósil guía), que viene de la paleontología, es asumido por la arqueología como principio básico para la cultura material.
El fósil guía parte de que hay formas de vida adaptadas a determinados tipos de ecosistemas y sus características; por tanto, no hay la misma fauna a lo largo de la historia. Además, sirve para establecer la cronología relativa entre rocas.
La bioestratigrafía utiliza el principio de sucesión faunística y establece divisiones en el tiempo en función del contenido fosilífero de los estratos (Unidades bioestratigráficas = Biozonas).
Estudia el contenido arqueológico de los estratos para ordenarlos en el tiempo. Es un método analítico que permite agrupar los restos arqueológicos según sus similitudes, para llegar al establecimiento de una serie de tipologías o agrupaciones de artefactos según sus propiedades, que permiten caracterizar los diferentes periodos de la prehistoria. Es la base del sistema de las tres edades de Thomsen, Worsaae y Montelius.
Para que la seriación alcance un alto grado de verosimilitud es preciso contar con una muestra abundante de artefactos clasificables. Las seriaciones de materiales pueden ser contextuales y estadísticas.
De la necesidad de establecer seriaciones nacen las tipologías como necesidad de profundizar en el análisis y clasificación de materiales. La tipología consiste en definir grupos de objetos basándose en su forma, materia prima, función, etc.
La corología, combinando las estratigrafías de distintos yacimientos, permite ordenar la cultura material en una zona más amplia.
Cuando un contexto se puede considerar un conjunto cerrado, la fecha considerada para el conjunto es igual o posterior a la fecha del objeto más moderno encontrado en él (terminus post quem).
Estudio de los anillos de crecimiento de los árboles. El estudio del grosor de los anillos y su conteo permite obtener información cronológica y climática. Se registra el crecimiento anual del árbol y las alteraciones climáticas, lo cual queda reflejado en los anillos, haciéndolos únicos por árbol, pero compartiendo patrones por bosque o región (secuencias regionales). Estas secuencias climáticas permiten conocer eventos concretos (pequeña edad de hielo, grandes enfriamientos…). Su alcance llega hasta unos 12.400 años.
Metodología: Se trabaja con árboles vivos, objetos arqueológicos y madera antigua. A partir de aquí se construyen las secuencias, partiendo de un árbol vivo. Para ello se utiliza una especie de barrena para extraer una muestra cilíndrica del árbol sin dañarlo gravemente. Se superponen las secuencias de anillos de muestras de distintas edades (cross-dating) para establecer secuencias-patrón maestras.
Método estratigráfico que permite establecer medidas de años absolutas. Se basa en el estudio de los sedimentos depositados anualmente en lagos glaciares. Se estudia la deposición de arcillas y depósitos limosos en los estratos.
Estos son más claros cuando están compuestos por limos y arenas (verano, mayor deshielo y transporte) y más oscuros y arcillosos con presencia de residuos orgánicos (invierno, menor actividad). Una varva se constituye con el conjunto de un estrato de verano y otro de invierno, representando un año.
Esto abarca datos de hasta unos 12.000 años, limitándose a las regiones donde se hayan producido estos depósitos. Es una sedimentación rítmica y estacional. El grosor de la varva informa sobre la intensidad del deshielo anual. Está relacionado con los frentes glaciares que retroceden y se remite a la última etapa glaciar y a la zona de influencia glaciar.
Rango: 500 a 1 millón de años aproximadamente. Los aminoácidos son moléculas que se combinan para formar proteínas. Tras la muerte de un organismo, quedan residuos de proteína. Tienen la particularidad de existir en dos formas moleculares llamadas isómeros (L y D). Naturalmente, en los organismos vivos solo existen los L-aminoácidos.
Este método se basa en un proceso químico natural de inversión de los isómeros de la forma L-aminoácidos a la D-aminoácidos, llamado racemización, que depende principalmente del tiempo transcurrido desde la muerte. La tasa de racemización es influenciada significativamente por la temperatura, por lo que es necesario que las muestras provengan de sitios con temperatura estable y conocida (fondos de lagos, cuevas…). Se utiliza en depósitos que contengan residuos orgánicos (huesos, conchas de moluscos marinos, paleosuelos…). Permite determinar la edad relativa (o calibrada si se conoce la historia térmica) de fósiles cuaternarios.
Desarrollado por Willard Libby en 1946. Se basa en la existencia de tres isótopos naturales del carbono: ¹²C (estable y más abundante), ¹³C (estable) y ¹⁴C (radiactivo inestable y menos abundante). El ¹⁴C es un método de datación directa, es decir, se aplica sobre restos arqueológicos u objetos orgánicos.
Analiza restos orgánicos identificables y de vida corta (semillas, carbón, hueso, etc.), es decir, materiales que tengan una asociación clara con el contexto arqueológico. Proporciona una datación numérica (expresada en años BP – Before Present, antes de 1950).
El ¹⁴C se forma en la alta atmósfera (es un isótopo cosmogénico) debido a la interacción de rayos cósmicos con el nitrógeno-14 (¹⁴N). Se oxida formando dióxido de carbono (CO₂) radiactivo, que se mezcla con el CO₂ atmosférico normal. Este CO₂ es incorporado por los seres vivos: las plantas lo absorben mediante la fotosíntesis, y los animales al comer plantas u otros animales. El ¹⁴C también se incorpora al mar, aunque la tasa de intercambio entre atmósfera y océano es diferente y afecta a la datación de organismos marinos (efecto reservorio marino).
Cuando un organismo muere, deja de intercambiar carbono con su entorno y el ¹⁴C que contiene empieza a desintegrarse radiactivamente para volver a ¹⁴N, buscando la estabilidad. La hipótesis de partida es que la relación ¹⁴C/¹²C en la atmósfera ha estado en equilibrio durante los últimos 100.000 años y que el carbono de los seres vivos está en equilibrio con el de la atmósfera al momento de su muerte. La disminución del ¹⁴C en los restos se debe solo a la desintegración radiactiva.
La vida media del ¹⁴C es de 5.730 ± 40 años, si bien por convención se sigue utilizando la calculada por Libby en su día, estimada en 5.568 años (Libby half-life), para el cálculo de las edades radiocarbónicas brutas (BP).
Limitaciones: La hipótesis fundamental de partida (concentración constante de ¹⁴C atmosférico) no es del todo cierta. A partir de 1960 se demostró que la actividad específica de radiocarbono en la atmósfera y la biosfera no ha sido constante a lo largo del tiempo debido a variaciones en el campo magnético terrestre y la actividad solar. Esto requiere la calibración de las fechas ¹⁴C BP a años de calendario utilizando curvas de calibración basadas en datos de dendrocronología, varvas, corales, etc.
Estos métodos utilizan el daño por radiación acumulado en el retículo cristalino de ciertos minerales para determinar edades. La interacción de sólidos no conductores con radiación alfa, beta, gamma o cósmica cambia sus propiedades físicas y químicas. Estos cambios son acumulativos y se conocen como daño por radiación. Se mide el efecto de esta radiación acumulada.
Con esto datamos materiales que presentan una estructura cristalina y que han visto su ‘reloj’ puesto a cero por un evento específico (calentamiento o exposición a la luz).
Se aplican a:
Se basa en la ionización causada por los isótopos radiactivos presentes en estructuras inorgánicas cristalinas que hayan sido sometidas a procesos de combustión (calentamiento intenso). El calentamiento libera la energía acumulada en forma de luz (termoluminiscencia), poniendo el ‘reloj’ a cero. La medición en laboratorio de la luz emitida al recalentar la muestra permite calcular la dosis de radiación acumulada desde el evento de calentamiento original. Se datan materiales como sílex quemado, cerámica, hogares, siempre junto con el sedimento circundante para medir la tasa de dosis anual.
Similar a la TL, pero el ‘reloj’ se pone a cero por la exposición a la luz solar. Se aplica fundamentalmente a los sedimentos arenosos con contenido en cuarzo y feldespatos. Mide el tiempo transcurrido desde la última vez que estos granos minerales estuvieron expuestos a la luz solar (durante su transporte y antes de ser enterrados).
Estos minerales, presentes en los sedimentos, están expuestos a la radiación ionizante natural del entorno y absorben energía, quedando electrones atrapados en defectos de la red cristalina. Al ser estimulados en el laboratorio con luz de una longitud de onda específica (ópticamente estimulada), las cargas atrapadas se recombinan, liberando la energía almacenada en forma de señal luminiscente. La intensidad de esta señal es proporcional a la dosis de radiación acumulada desde el enterramiento y al tiempo transcurrido.
Se refiere a una superficie de ocupación antrópica. Es un terreno delimitado que ha sido modificado o influenciado por actividades humanas a lo largo del tiempo. Considerado un archivo sedimentario, suele presentar múltiples capas o estratos, cada uno correspondiente a una etapa de ocupación o actividad. Además de los componentes minerales típicos del suelo, contiene una gran variedad de materiales culturales (cerámica, huesos, útiles líticos, restos constructivos…), lo que nos muestra evidencias sobre las actividades humanas pasadas.
Es un cuerpo natural dinámico que se forma en la superficie terrestre a partir de la interacción de factores bióticos (organismos), abióticos (material parental, relieve) y climáticos a lo largo del tiempo. Presenta una estructura vertical en capas diferenciadas llamadas horizontes (A, B, C, R), con características físicas, químicas y biológicas distintas. Está compuesto por minerales, materia orgánica, agua y aire. Su formación (edafogénesis) es generalmente lenta, resultado de procesos como la meteorización de la roca madre, la incorporación y descomposición de materia orgánica, la lixiviación (transporte de sustancias por el agua) y la actividad biológica. Este suelo se forma independientemente de la ocupación humana, aunque puede ser modificado por ella. Representa el último paso del proceso de morfogénesis en una superficie estable.
Estudio de los carbones y maderas arqueológicos. Aparecen a menudo en yacimientos arqueológicos, formando parte de estructuras (postes, vigas), como restos de leña (hogares), mangos de herramientas, etc. Su estructura anatómica permite identificar el género y, a veces, la especie a la que pertenece la madera.
Este tipo de estudio se utiliza principalmente para reconstruir la vegetación leñosa del entorno del yacimiento y entender la gestión de los recursos forestales por parte de las poblaciones pasadas, más que para reconstrucciones paleoambientales a gran escala. Se pueden recoger muestras in situ, con herramientas de metal y guardándolas en bolsas de plástico o aluminio, tanto para datar (¹⁴C) como para el análisis antracológico.
En laboratorio: Cuanto más pequeño es el fragmento, más difícil es la identificación taxonómica precisa (a veces solo se llega a género). Se realizan cortes en tres planos (transversal, longitudinal tangencial y longitudinal radial) para observar la estructura anatómica al microscopio. El análisis final suele presentarse en diagramas de presencia-ausencia o porcentuales por niveles arqueológicos.
Estudio del polen y las esporas atrapados en los sedimentos a lo largo del tiempo. Sirve para establecer cronologías relativas y, fundamentalmente, para la reconstrucción de la vegetación y el medio ambiente del pasado.
Hay pólenes que viajan a muchas distancias (transportados por el viento) y otros que apenas se dispersan más allá del lugar de origen (polinización por insectos o gravedad). Además, no todos los tipos polínicos se conservan igual; la preservación depende de las condiciones de cada yacimiento (ambientes anaeróbicos y ácidos favorecen la conservación). Factores como la aridez del suelo, el pH, la oxidación y la actividad microbiana afectan la conservación.
Muestreo: Las muestras se recogen sistemáticamente en vertical (a lo largo de un perfil estratigráfico) para observar los cambios a lo largo del tiempo, y también en horizontal o de contextos específicos (suelos de ocupación, silos, adobes, coprolitos…) para obtener información sobre actividades concretas o ambientes locales.
En laboratorio: Se realiza un tratamiento químico para separar el polen del resto del sedimento (disolución de carbonatos, silicatos y materia orgánica no polínica). El concentrado de polen se observa e identifica al microscopio.
Resultado: Se elabora un diagrama polínico, que representa las variaciones porcentuales de los diferentes tipos de polen a través de los distintos niveles del yacimiento o secuencia estudiada, permitiendo interpretar los cambios en la vegetación y el clima.
En los depósitos fluviales (terrazas, llanuras de inundación) se pueden aplicar diversos métodos de datación:
Pasos generales para llevar muestras al laboratorio: