La combinación de tres métodos de datación confirma la antigüedad de yacimientos paleolíticos franceses

Excavación arqueológica en 2006 en el sitio de Lunery-la Terre-des-Sablons / Mathieu Duval.

Científicos del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) acaban de publicar en la revista Quaternary International un artículo en el que se combinan de manera novedosa tres métodos de datación para confirmar la antigüedad de Lunery-la Terre-des-Sablons y Brinay-la Noira, dos yacimientos paleolíticos situados en Francia que son claves para el estudio de los primeros poblamientos de Europa.

La datación de estos yacimientos franceses siempre había sido un reto debido a la naturaleza y la antigüedad de los depósitos sedimentarios, por lo que hasta ahora, solo habían sido datados mediante Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR).

El punto fuerte de este trabajo, fruto de la colaboración de investigadores de Australia, España, Francia e Italia, ha sido la combinación inédita de tres métodos de datación, aplicados según los protocolos más avanzados. Se ha vuelto a utilizar el método de ESR, pero de manera independiente y según un procedimiento más novedoso que los empleados anteriormente, y se han comparado sus resultados con los obtenidos mediante otros dos métodos independientes: la Luminiscencia (OSL) y el Paleomagnetismo.

“Es la primera vez que se consigue a aplicar OSL y Paleomagnetismo en estos yacimientos, y la utilización de tres métodos independientes ha arrojado resultados coherentes entre sí, lo que nos ha permitido obtener un marco cronológico muy sólido”, señala Mathieu Duval  (izquierda), investigador Ramón y Cajal que lidera este trabajo.

Como explica este investigador del CENIEH, “si bien no es la primera vez que se aplican estos tres métodos en un mismo yacimiento arqueológico, es muy poco frecuente que se realice esta combinación de manera coetánea y concertada, dentro del marco de un estudio único, en lugar de hacerse a través de una sucesión de trabajos independientes”.

Más de 600.000 años de antigüedad

El yacimiento de Lunery-la Terre-des-Sablons, situado en el centro de Francia, proporciona una industria lítica de tipo Olduvayense similar a la que se puede encontrar en yacimientos españoles como Gran Dolina, y Sima del Elefante en Atapuerca (Burgos), o Barranco León y Fuente Nueva-3 en Orce (Granada). Hasta ahora se le atribuía una antigüedad aproximada de 1,1 millones de años a este yacimiento francés. Sin embargo, las nuevas dataciones implican un escenario sobre la formación del mismo más complejo de lo que se pensaba, y han proporcionado una fecha mínima de 710.000 años para esta industria.

Lasca procedente del yacimiento olduvayense de Lunery-la Terre-des-Sablons. Jackie Despriée

El segundo yacimiento, Brinay-la Noira, situado a unos 30 km al norte del anterior, presenta una industria lítica muy distinta, de tipo Achelense, o sea, similar a la que se puede encontrar en yacimientos españoles como la Solana del Zamborino (Granada) o Porto Maior (Pontevedra). Los nuevos resultados apoyan y refuerzan la propuesta anterior de 650.000 años, situando a Brinay-La Noira como uno de los yacimientos achelenses más antiguos del continente.

“Aunque estos yacimientos arqueológicos no sean tan antiguos como los de Atapuerca o los de Orce, son muy importantes para entender mejor las modalidades de los poblamientos antiguos del continente europeo al encontrarse al norte de los Pirineos, la gran barrera orográfica entre ambas zonas”, indica Josep M. Parés (izquierda), coordinador del Programa de Geocronología y Geología del CENIEH.

Laboratorios de datación únicos

Este trabajo ilustra el gran potencial del Programa de Geocronología y Geología del CENIEH como pone de manifiesto su coordinador Josep M, Parés: “Disponemos de un conjunto único de laboratorios dedicados a diferentes métodos de datación, y parte de nuestro trabajo se centra precisamente en la datación de las ocupaciones más antiguas de las regiones mediterráneas”.

En los últimos años, el Programa ha participado y liderado trabajos de datación de yacimientos de la península ibérica, como los de Atapuerca, Fuente Nueva-3La Solana del ZamborinoPorto Maior, además de las ocupaciones más antiguas del Norte de África en Ain Boucherit (Argelia).

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Más allá del carbono-14: el reto de datar yacimientos arqueológicos antiguos

El yacimiento de Lunery-la Terre-des-Sablons (Francia) en 2006. Mathieu Duval

La geocronología es fundamental para la arqueología actual. Se dedica a establecer la antigüedad de las ocupaciones humanas prehistóricas mediante métodos basados en procesos físicos y químicos. Al igual que un arqueólogo estudia objetos, artefactos y residuos derivados de la presencia humana antigua, el paleontólogo analiza los restos fósiles y el paleoantropólogo los fósiles humanos, hay geocronólogos, que están especializados en la datación numérica de yacimientos.

Existe una gran variedad de métodos de datación. El más famoso es el carbono-14 o radiocarbono. Otro es el uranio-torio (U-Th), que se ha empleado en España para datar costras carbonatadas posicionadas sobre pinturas rupestres en varias cuevas españolas. Como resultado, abrió un debate científico importante sobre la autoría de dichas pinturas.

Estos métodos no pueden ser aplicados en cualquier contexto. El carbono-14 está limitado a unos 55.000 años atrás, mientras que el U-Th requiere la presencia de carbonatos y no permite datar materiales más antiguos que el medio millón de años. Cualquier yacimiento más antiguo que este rango de tiempo, o que no dispone del material adecuado para el uso de estos métodos, tiene que ser datado de otra manera.

El trabajo que acabamos de publicar en la revista Quaternary International, en el cual presentamos los resultados de la datación de unos yacimientos arqueológicos muy antiguos en Francia, ilustra esta problemática.

Dos yacimientos del Paleolítico inferior


Bifaz encontrado en el yacimiento de Brinay-la Noira (Francia). Jackie Despriée

Estos yacimientos, llamados Lunery-la Terre-des-Sablons y Brinay-la Noira, están en la región Centre, y están asociados a depósitos fluviales del río Cher, afluente del Loira.

Hasta ahora, los yacimientos han revelado herramientas líticas muy diferentes, pero ambos pertenecen al periodo cultural del Paleolítico inferior, el más antiguo identificado en Europa occidental.

En el primer yacimiento se encontró una industria lítica de tipo Olduvayense dominada por lascas pequeñas y mayoritariamente sin retoques. Este conjunto presenta similitudes a nivel tecnológico con lo que se puede encontrar en la península ibérica, en yacimientos antiguos como Atapuerca (Burgos) y los de Orce, Fuente Nueva-3 y Barranco León (Granada).

El segundo yacimiento, Brinay-la Noira, ha proporcionado una industria lítica distinta (Achelense) caracterizada por la presencia de unos bifaces. Es decir, del mismo tipo que en yacimientos españoles como Porto Maior (Pontevedra) y La Solana del Zamborino (Granada), aunque un estudio más profundo llegaría a identificar diferencias geográficas notables dentro del continente europeo, tal como explica el arqueólogo Eduardo Méndez Quintas.

Cómo datar yacimientos difíciles

En nuestro estudio obtuvimos una fecha mínima de 710.000 años para la industria de Lunery-la Terre-des-Sablons y una datación de unos 650.000 años para Brinay-la Noira.

Estos trabajos confirman la gran antigüedad de ambos yacimientos e indican que la parte norte de Europa occidental fue también colonizada por los humanos hace más de medio millón de años. No es algo nuevo, esta presencia se conoce desde hace muchos años gracias al descubrimiento de varios yacimientos arqueológicos en Francia y Reino Unido.

Sin embargo, el trabajo aporta una pieza más al puzle y proporciona unas cronologías robustas para los dos yacimientos. Pero, ¿cómo se datan yacimientos tan antiguos, encontrados en sedimentos fluviales y sin restos fósiles asociados?

Estos dos yacimientos presentan tres dificultades para su datación:

  1. No se ha encontrado restos de fauna. Por lo cual, es imposible inferir una edad relativa basada en su comparación con fósiles de otro yacimientos ya datados (biocronología).

  2. El detrito de los depósitos fluviales es bastante grueso y poco endurecido. Esto complica la aplicación de una técnica conocida como “paleomagnetismo”.

  3. La antigüedad de los depósitos impide la aplicación del método llamado “luminiscencia estimulada ópticamente”, que no suele superar los 200.000 años de antigüedad mediante protocolos estándares.

Por ello, hasta ahora estos yacimientos solo habían sido datados mediante un único método: la resonancia paramagnética electrónica. Aplicado a granos de cuarzo, proporcionó unas fechas de 1,1 millón de años para Lunery-la Terre-des-Sablons (Pleistoceno inferior), y de unos 650.000 años para Brinay-la Noira (Pleistoceno medio).

Aunque estos resultados parecían coherentes, hasta ahora no había ninguna manera de contrastarlos con otros métodos. Siempre cabía la duda sobre la fiabilidad de las dataciones existentes.

Para confirmarlo, combinamos tres métodos de datación.

Espectrómetro de Resonancia Paramagnética Electrónica (Laboratorio de datación ESR del CENIEH, Burgos). Mathieu Duval.

Método uno: resonancia paramagnética electrónica

Primero, se intentó replicar las dataciones anteriores aplicando de nuevo el método en granos de cuarzo, pero según un protocolo más avanzado, basado en la medición de dos señales distintas en una misma muestra.

La resonancia paramagnética electrónica se basa en la evaluación de las propiedades (para)magnéticas de las muestras adquiridas por su exposición a la radiactividad natural.

A lo largo del tiempo, la interacción entre la radiación natural procedente del sedimento y los granos de cuarzo genera unos cambios a nivel electrónico. Ciertos electrones se quedan atrapados en defectos cristalinos del cuarzo, lo que crea centros paramagnéticos que producen una señal que se puede medir mediante esta técnica.

La intensidad de la señal es proporcional a la cantidad de centros paramagnéticos creados y, de esta forma, a la dosis de radiación absorbida por los granos de cuarzo a lo largo del tiempo. Midiendo en el campo el nivel de radiactividad natural del sedimento y conociendo la dosis total de radiación absorbida por las muestras a lo largo del tiempo, se puede saber durante cuánto tiempo la muestra ha sido expuesta a la radiactividad natural.

Estas señales medidas en el cuarzo son sensibles a la luz solar. En otras palabras, su intensidad disminuye por la exposición a la luz, lo que suele ocurrir cuando el grano de cuarzo es transportado por el agua o por el viento. Una vez que se deposite y empiece el período de enterramiento, la señal crecerá de nuevo por la radiactividad natural.

Por lo cual, el evento datado aquí no es la formación del grano de cuarzo, sino su última exposición a la luz solar. Esta suele corresponder al depósito del sedimento después de su transporte.

La nueva datación de los depósitos arenosos del yacimiento de Brinay-la Noira proporcionó un resultado muy similar al estudio que ya existía. Esto confirmó de manera robusta una edad de unos 650.000 años para el conjunto lítico.

Al contrario, los nuevos resultados obtenidos para Lunery-la Terre-des-Sablons indicó un resultado mucho más reciente de lo publicado inicialmente, de unos 710.000 años como mínimo (casi 400 000 años más joven de lo pensado).

Para saber quién tenía razón en este caso, fue imprescindible utilizar otro método de datación.

Muestras medidas bajo nivel de iluminación controlado en el laboratorio de Luminiscencia de la Universidad de Adelaida (Australia). Lee Arnold.

Método dos: luminiscencia estimulada ópticamente

En este caso, empleamos una variación de la luminiscencia estimulada ópticamente. También aplicado a granos de cuarzo, este método se basa en el mismo principio que el anterior, con la peculiaridad de que esta vez se evalúan propiedades luminiscentes (es decir, la emisión de fotones) de los granos de cuarzo fruto de la exposición a la radiactividad natural.

La intensidad de la señal luminiscente es proporcional a la dosis total absorbida por la muestra a lo largo del tiempo. Esta señal también se reinicia cuando el grano de cuarzo está expuesto a la luz solar y, en consecuencia, se data la última exposición de los granos de cuarzo a la luz.

Hasta hace unos 15 años, este método difícilmente alcanzaba los 200.000 años. Sin embargo, el desarrollo reciente de una variación de la técnica, combinado al análisis de granos de cuarzo individuales, supuso un gran avance. Ahora es posible analizar otras señales más adecuadas para periodos antiguos. Por eso, se pudo emplear por primera vez en los yacimientos franceses y proporcionó resultados muy coherentes con las nuevas dataciones por resonancia paramagnética electrónica.

Magnetómetro criogénico en el laboratorio de Arqueomagnetismo del CENIEH, Burgos. Josep M. Parés

Método 3: Paleomagnetismo del sedimento

Por último, el método más rápido y con menor complejidad de preparación para determinar si un sedimento tiene una edad del Pleistoceno inferior o posterior es el paleomagnetismo.

Se basa en la medición de la polaridad magnética adquirida por el sedimento en el momento de su depósito. Hoy en día la posición del norte magnético, tal como indicaría una brújula, prácticamente coincide con el geográfico. Sin embargo, no siempre fue así: en el pasado, hubo varias permutaciones o inversiones del campo magnético, períodos durante los cuales el norte magnético estaba cerca del Polo Sur.

Estas inversiones están muy bien datadas. Por ejemplo, el último período largo de polaridad inversa  Matuyama se acabó hace unos 780.000 años, y marca la transición del Pleistoceno inferior al medio.

En el caso de los yacimientos franceses, el contexto sedimentológico y los depósitos fluviales de grano grueso siempre han complicado el análisis paleomagnético y nunca se pudo aplicar con éxito. Un muestreo más minucioso nos permitió identificar niveles más arcillosos, mucho más adecuados para este tipo de análisis.

Los resultados obtenidos indicaron una polaridad normal en ambos yacimientos. Esto sugiere una edad posterior (más reciente) a los 780.000 años y confirma de manera independiente los resultados obtenidos con las anteriores técnicas.

No existe un método universal

Este trabajo ilustra el beneficio de combinar varios métodos de datación distintos para datar yacimientos antiguos. No existe ningún método de datación universal que se pueda aplicar en todo contexto.

La selección de los métodos empleados depende siempre de varios factores como el contexto geológico, la presencia del material adecuado para su datación y la antigüedad del yacimiento estudiado.

La datación de las ocupaciones más antiguas del Norte de África, en Ain Boucherit, o del espécimen de Homo sapiens más antiguo fuera de África, así como la datación directa de Homo antecessor de  Atapuerca Gran Dolina son más ejemplos recientes de la diversidad de métodos de datación disponibles en el campo de la arqueológica y evolución humana.

Fuente: theconversation.com | 21 de octubre de 2020

  1. Ramón y Cajal (Senior) Research Fellow, Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

  2. Profesor de Investigación, Coordinador del Programa de Geocronología & Geología, CENIEH, Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

  3. Associate Professor in Earth Sciences, University of Adelaide

     
  4. ARC Research Fellow, University of Adelaide

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