El Homo naledi y la datación de fósiles

El programa de hoy trata sobre un misterio: el Homo naledi. Y para resolverlo, haremos un recorrido muy amplio por algunos sistemas de datación que se emplean en arqueología.

En el grupo de los sistemas relativos hablaré de la estratigrafía, para lo que será necesario volver a repasar cómo se formó nuestro planeta, y de dónde vienen las rocas. También aparecerán las seriaciones tipológicas y la palinología

En el grupo de los absolutos, me centraré en las dataciones radiométricas, método que describiré con mucho detalle. También explicaré el fundamento del paleomagnetismo.

Pero que no os asuste la aparente seriedad, la historia que voy a contaros está llena de batallas, trincheras y gas mostaza. Es tan interesante, que el mismísimo Cthulhu el primigenio se ha pasado por aquí de visita.

 

El Homo naledi

En Sudáfrica hay un lugar situado a 50 km de Johannesburg, la ciudad más grande del país. Ese lugar, que es una especie de parque temático, se llama la Cuna de la Humanidad. Se trata de un conjunto de yacimientos donde se han descubierto numerosos fósiles muy relevantes en la historia del origen del ser humano.

Así, por ejemplo, uno de tales yacimientos es el de las cuevas de Sterkfontein, donde se encontró el cráneo fósil perteneciente a la especie Australopithecus africanus conocido como la Señora Ples, que ya salió en el episodio de hominoides y homínidos.

Bueno, pues en otro sistema de cuevas cercanas -llamadas Cuevas de la Estrella Naciente- se hizo en 2013 uno de esos descubrimientos que lo pone todo patas arriba, o no. Ya veremos.

Resulta que en el interior de este sistema de cuevas, en una cámara de acceso muy difícil, llamada Cámara de las estrellas, se ha hallado lo que constituye uno de los mayores conjuntos de fósiles de homininos en todo el continente africano. En total se han recuperado en torno a 1.500 huesos pertenecientes al menos a 15 individuos de todas las edades. En 2017 se encontraron más restos en otras cámaras cercanas, y es probable que sigan apareciendo fósiles adicionales en el futuro.

Panorámica y detalles de la Cámara de las estrellas, donde apareció el Homo naledi. En el enlace se explica el significado de las leyendas. Publicado originalmente en https://elifesciences.org/content/4/e09561 [CC BY 4.0] , via Wikimedia Commons.

Para que veáis lo complicado que resulta el acceso a la Cámara de las estrellas, si se desea entrar, primero se debe atravesar un túnel que han bautizado como el Pasaje de Superman.

Este nombre se debe a que el pasaje tiene unos 25 cm de altura, lo que te obliga a estirarte en el suelo, como Superman cuando vuela, para poder pasar.

Tras superar esta primera prueba se accede a una antecámara alargada de unos 4 m de longitud y otros 4 m de altura. La antecámara termina con una formación rocosa en cuya cima hay otra abertura que da acceso a una tolva o tobogán estrecho por el que se puede deslizar hacia abajo alguien que no sea muy fornido. Este otro acceso se ha bautizado como la “Espalda del dragón”.

Pues bien, si alguien de poco tamaño consigue atravesar el “Pasaje de superman” y la “Espalda del dragón” accede a lo que se llama la “Cámara de las estrellas”, el lugar donde se encontraron los fósiles humanos que voy a describir.

¿Y cómo es posible que se pudiesen encontrar estos restos tan escondidos? Pues se trató de un hallazgo fortuito que fue realizado por unos espeleólogos, esa gente que se dedica a explorar cuevas subterráneas equipados como si fueran astronautas.

Una vez notificado el descubrimiento de los restos, se hubo de organizar una expedición para su estudio. Pero era complicado encontrar gente adecuada. Al final, con gran dificultad, se pudo montar un equipo formado por mujeres de constitución ligera, para poder meterse por los recovecos de la cueva, y con experiencia en los campos de la paleoantropología y la espeleología. Algo nada fácil, ahí queda eso.

Bueno, ¿qué descubrieron estas intrépidas mujeres? Pues en una primera valoración de los cráneos hallados, por la dentadura y la posición del foramen magnum, pensaron que podríamos estar ante una nueva especie del género homo.

Si seguís el enlace a National Geographic veréis unas fotografias realmente espectaculares de los descubrimientos de la Cámara de las estrellas. No las puedo poner aquí por el asunto de los derechos de autor. No obstante, os recomiendo que echéis un vistazo a la fotos.

Significado de Homo naledi

Por tanto, lo primero que se hace siempre es elegir nombre para la especie. Algo que suene bien y que esté relacionado con el lugar del descubrimiento. Como el sitio en cuestión se llamaba la “Cámara de las Estrellas”, y en el idioma local, naledi significa estrella, pues el nombre elegido para esta nueva especie fue Homo naledi.

El problema del Homo naledi

El volumen craneal del Homo naledi es, de media, unos 610 cc para los machos y 465 cc para las hembras. Esto viene a ser la mitad de los valores que tenemos los seres humanos modernos y se trata de uno de los volúmenes craneales más pequeños dentro del genero Homo, comparable al del Homo floresiensis.

El cerebro del naledi, por tanto, es más pequeño que el de los erectus, ergaster y habilis. Incluso es ligeramente inferior a los rudolfensis, los humanos más primitivos.

Atendiendo al volumen craneal, la nueva especie naledi se situaría entre los últimos australipitecinos y los primeros Homo. Además, el cráneo presenta rasgos en general bastante arcaicos.

Comparación de los cráneos del Homo habilis, erectus, floresiensis y naledi. Obra de Chris Stringer y del Museo de Historia Natural (United Kingdom) [CC BY 4.0] , via Wikimedia Commons.

Sin embargo, no ocurre lo mismo con otras partes anatómicas. Examinando las manos de los fósiles de naledi, resulta que el pulgar está muy desarrollado, en el sentido de que su hueso metacarpiano tiene unas crestas muy marcadas, por lo que podemos suponer que la musculatura que allí se insertaba era capaz de realizar con mucha precisión la función de oposición del pulgar.

Como sabemos, esta función del dedo pulgar de la mano es clave para que podamos desarrollar la habilidad de la motricidad fina. O dicho de otra forma, estos seres primitivos tenían una capacidad de sujeción y manipulación de objetos similar a la que tendrían la especies humanas neanderthal y sapiens. Algo que, ni de lejos, poseían el Homo rudolfensis o el Homo habilis.

Por otra parte, las falanges de los dedos restantes de las manos, también son contradictorias. La falange proximal del dedo pulgar era moderna. Sin embargo, la estructura de los restantes huesos de los dedos es primitiva: dedos largos y curvados, adecuados para el movimiento braquiador.

Huesos de la mano derecha de un ejemplar de Homo naledi. A la izquierda se muestra la palma y a la derecha el dorso. Obra de Tracy L. Kivell, Andrew S. Deane, Matthew W. Tocheri, Caley M. Orr, Peter Schmid, John Hawks, Lee R. Berger & Steven E. Churchill [CC BY 4.0] , via Wikimedia Commons.

Tenemos, por tanto, un mono que se desplaza colgado de las ramas, que a la vez es capaz de construir y manipular herramientas como si fuera un humano.

Si examinamos el tórax, los hombros, la pelvis y la parte proximal del fémur vemos que tienen una forma típica de especies acostumbradas desplazarse por los árboles. Se correspondería con los australopitecinos o, como mucho, con las primeras especies del género Homo.

Sin embargo, la parte distal del fémur, así como el resto de la pierna y el pie son más modernos, siendo parecidos al Homo erectus, una especie plenamente bípeda. Y os recuerdo el tema del pulgar, que sería más bien tipo neandertal o sapiens.

La conclusión es que el Homo naledi es un verdadero rompecabezas. Se trata del mosaico más complejo de entre todas las especies de homininos, ya que en él se da la combinación de caracteres modernos y primitivos más extrema que existe.

Aquí os dejo un enlace al Homo naledi por si queréis ampliar información.

Importancia de la datación de los restos del Homo naledi

El problema a resolver consiste en averiguar la edad del Homo naledi. ¿Dónde situamos a esta especie del género Homo en la secuencia que conocemos? ¿Es el Homo naledi anterior al rudolfensis y al hábilis? ¿Es coetáneo a ergaster? ¿Es coetáneo a sapiens y, por tanto, moderno?

Bueno, pues para responder a esta pregunta necesitamos aplicar métodos de datación a los fósiles de la Cámara de las estrellas. ¿Que metodos? Pues los que figuran en este manual universitario de nivel básico: Arqueología, Teoría, métodos y práctica de Colin Renfrew y Paul Bahn.

El resultado nos abrirá tres escenarios posibles.

Escenario 1 – antigüedad mayor de 2,5 Ma

Si esta especie tuviese una antigüedad mayor que 2,5 Ma, esto implicaría, de entrada, un desplazamiento hacia atrás de la fecha de inicio de la prehistoria. Pero también nos complicaría la vida con otros problemas adicionales.

Resulta que el Homo naledi comparte con el Homo ergaster algunas características del cráneo, así como la muñeca y el pie, lo que indica que quizás pudieran ser parientes cercanos. Y, si recordáis el episodio del paleolítico inferior, dijimos que las especies habilis y rudolfensis presentaban características más primitivas que ergaster.

Esto significaría que las especies de habilis y rudolfensis aparecieron muchísimo antes de lo que suponemos, antes incluso del Pleistoceno. Quizás podrían tener una antigüedad de 3 Ma, lo que supondría que la aparición del género Homo y el inicio de la prehistoria se situarían hacia finales del periodo geológico del Plioceno. Después, aparecería el Homo naledi del cual derivaría el Homo ergaster/erectus.

Escenario 2 – antigüedad alrededor de 2,5 Ma

Supongamos ahora que los fósiles de Homo naledi son datados en una edad de alrededor de 2,5 Ma. Es un escenario es mucho más conservador. Todo el relato que hice en el episodio del Paleolítico inferior seguiría siendo válido más o menos.

La progresiva estacionalidad del clima y los periodos de aridez extrema que se produjeron al inicio del Pleistoceno, indujeron la aparición del género Homo en la región del Gran Valle del Rift. La única modificación sería la presencia de una nueva especie del género Homo temprano. Al final la Prehistoria empezaría donde siempre, pero tendríamos a tres especies humanas (habilis, rudolfensis y naledi).

La especie sucesora del Homo naledi será ergaster/erectus y que el resto de lo dicho, pues que sigue todo igual que conté en el episodio del Paleolítico inferior.

Escenario 3 – antigüedad menor de 700.000 años

Este caso se daría si los fósiles fuesen datados en un periodo posterior a hace 700 años, en el Pleistoceno medio.

Después de todo lo que he contado de los fósiles del Homo naledi, queda claro que se trata de una especie anterior a erectus, neanderthal y sapiens, por lo que su origen debe ser anterior a la aparición del Homo erectus, hace 1,8 Ma. Sin embargo, unos fósiles mucho más recientes indicarían que esta especie se ha mantenido inalterada hasta esos 700 y pico mil años, o menos incluso.

Esto significa que naledi seria como una rama lateral de la evolución del género Homo, que se escindió del tronco común antes de la aparición de ergaster y que ha sobrevivido hasta tiempos muy recientes. En este caso tendríamos otro problema adicional: muchos de los artefactos que atribuimos a los primeros Homo sapiens antiguos, en realidad bien pudieran pertenecer al Homo naledi.

Métodos de datación en arqueología

Las siguientes secciones se dedicarán a mostrar los métodos de datación de restos arqueológicos. Éstos métodos se dividen en dos grupos los relativos y los absolutos.

En el episodio uno de la temporada 2, el de la Prehistoria ya introduje las dataciones absolutas y relativas al tratar el método de las seriaciones de Thomsen. Allí también comenté algo de otro método de datación relativa llamado estratigrafía.

Este método estratigráfico era de uso habitual en geología y fue adaptado a la arqueología intentando introducir en esta disciplina el concepto de fósil guía.

Gracias a la estratigrafía, se pudieron descartar desde mediados del siglo XIX las teorías creacionistas del origen de la vida. Más sobre esto en el episodio sobre la evolución del ser humano.

Lo que haré en los siguientes apartados será contar en qué consiste y cuál es su fundamento. Aunque esto se consigue pronto… La estratigrafía consiste en identificar estratos. Tremendo, ¿verdad?.

Bueno, dicho así, creo que esto sabe a poco. Será mejor que profundice un poco más en el concepto de estrato. Para responder a esa cuestión me he documentado en un libro llamado Principios de estratigrafía arqueológica, de Edward C. Harris.

Pero como no me gustaba la forma en que lo contaba he preparado una introducción alternativa que enlaza con lo que conté en el episodio de la aparición de la vida en la Tierra.

En este episodio conté cómo se formaban los planetas. Pues bien, ahora nos centraremos en un tipo especial de planetas: los planetas rocosos como en nuestro.

Definición de planetas rocosos

Si recordáis, cuando hablé de la formación de la Tierra, expliqué que los cuerpos celestes se formaban porque la fuerza de gravedad concentraba el hidrógeno a altísima presión y se iniciaban reacciones de fusión nuclear.

Aquí, el parámetro clave es la masa de hidrógeno disponible para alimentar las reacciones nucleares. Si hay hidrógeno en cantidad suficiente, se formará una estrella. Pero si no llega a este umbral, la reacción no se podrá sostener en el tiempo formándose un planeta.

Las reacciones nucleares producen, además de energía, elementos pesados que son radiactivos. Estos elementos, al desintegrarse, producen mucho calor. Entonces, cuando ese calor es suficientemente intenso, el cuerpo celeste se mantiene en estado más o menos gaseoso. Este es el origen de los planetas llamados, lógicamente, gaseosos, como es el caso de Júpiter, por ejemplo.

Los cuatro planetas gigantes gaseosos del Sistema Solar. De arriba abajo: Neptuno, Urano, Saturno y Júpiter. Obra de la NASA [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Sin embargo, si el calor producido por los elementos radiactivos no es lo suficientemente intenso como para vaporizar los elementos químicos nuevos producidos por la fusión nuclear del hidrógeno, entonces se formarán los plantetas rocosos como el nuestro.

La Tierra es un planeta rocoso

Pues bien, en el núcleo fundido de la Tierra los elementos químicos más densos tenderán a concentrarse en el centro, mientras que los de menor densidad tenderán a subir hacia la superficie. De entre los elementos densos del núcleo planetario destaca el hierro, aunque también hay una cantidad importante de níquel.

Por este motivo, el núcleo más interno de nuestro planeta es una masa fundida de níquel, hierro y otros elementos pesados, llamada nife, que se mantiene en este estado debido a las altísimas condiciones de presión y al calor generado por la radiactividad natural.

¿Y qué ocurre con los elementos más ligeros producidos por las reacciones nucleares? Bueno, estos elementos son el oxígeno, el silicio, el magnesio, el aluminio y otros más. Sin embargo, en esas condiciones no pueden existir en forma libre y se combinan entre sí, normalmente alrededor del silicio, dando lugar a los minerales conocidos como silicatos, que son la base de lo que llamamos rocas.

De hecho, el nombre de planetas rocosos deriva de que gran parte del manto y de la corteza están formadas rocas minerales formadas a partir de silicatos. Pero a pesar de que vivimos en un planeta rocoso, esto no significa que la Tierra sea sólida.

Corte de la Tierra y la atmósfera. La parte de la izquierda no está a escala, la de la derecha sí. Obra de la Jeremy Kemp [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Resulta que nuestro planeta tiene un radio de unos 3500 km. Y el primer 64% lo ocupa el núcleo. Después, el siguiente 35% lo ocupa el manto, que debido al calor y a la presión a las que está sometido; no es ni sólido ni líquido, sino el fluido viscoso que conocemos como magma terrestre.

Fijaos que la corteza terrestre, la única parte verdaderamente sólida del planeta, tan sólo ocupa los últimos 33 km, menos del 1% del radio terrestre, y eso cuando hablamos de la corteza continental. La corteza que está debajo de los océanos tan solo tiene un espesor de unos 8 km.

Composición química del magma terrestre

El interior del planeta es más o menos líquido, y por tanto, los elementos más densos tenderán a hundirse y los más ligeros a flotar. Por eso, los metales más densos, como el hierro, el níquel, el iridio, el osmio y los otros más raros, radiactivos, estén fundidos en el núcleo más interno del planeta.

Con los elementos ligeros pasará lo contrario, tenderán a flotar hacia el siguiente estrato del planeta: el manto. De este modo, el manto estará formado mayoritariamente por elementos menos pesados que los de antes: el oxígeno, el silicio, el magnesio y el aluminio. Sin embargo, debido a las brutales condiciones de presión y temperatura, los elementos no podrán estar en forma libre, sino asociados, formando compuestos: óxidos de silicio, de magnesio y de aluminio.

El magma que hay bajo la superficie terrestre estará compuesto por óxidos de silicio, magnesio, aluminio y otras impurezas que vayan rondando por ahí. Lo que pasa es que, debido a las altas presiones y temperaturas que hay en ese entorno tan extremo, estos óxidos, al fundirse y mezclarse, darán lugar al fluido viscoso que conocemos como magma terrestre.

Pero, este magma no es un fluido homogéneo. En realidad, su composición y características dependerá del los minerales que lo formen.

Sílice

¿Y qué minerales forman el magma? En la base de todo está el óxido de silicio, más conocido como sílice. El sílice no es más que el óxido de silicio cristalizado. Los átomos de silicio se rodean de átomos de oxígeno formando una red muy resistente. Eso es lo que se llama, cristalización.

Como curiosidad, os comento que esa estructura cristalina, a veces es tan fuerte que, a pesar de las altísimas temperaturas que hay en el interior de la Tierra (hasta dos y tres mil grados centígrados), tan sólo hace falta que aumente la presión sobre el mineral fundido para que se formen cristales sólidos.

Aluminiosilicatos

Bueno…, pero por ahí abajo hay más cosas a parte de silicio. He dicho que que también hay aluminio, magnesio, hierro e impurezas variadas. Pues resulta que esos átomos van por ahí, moviéndose libremente de forma que se cuelan por las rendijas microscópicas de los cristales. Llegan incluso a sustituir algunos átomos de silicio dentro de esas redes cristalinas.

Y de este modo, aparecen lo que se conoce como aluminiosilicatos, que no es otra cosa que sílice y óxido de alumninio combinados. Lo curioso del tema es que, comparativamente, hay más sílice que aluminio. Sin embargo, con poco aluminio se consigue que mucho sílice se transforme en un aluminiosilicato, de forma que estos últimos sean los compuestos más abundantes en el planeta.

Pero resulta que por ahí también rondaban otros elementos, hierro, magnesio e impurezas -dije-. Estos también se van a colar por las estructuras cristalinas modificándolas y dando lugar a los minerales que conocemos de forma genérica como silicatos.

Atendiendo a su composición química, los silicatos se dividirán en dos grupos: los claros y los oscuros. Todos van a tener una base de óxido de aluminio y sílice, junto con hierro y magnesio. Así los silicatos claros tendrán mucho sílice en comparación con hierro y magnesio. Y, al contrario, silicatos oscuros tendrán mucho hierro y magnesio, pero poco sílice.

Composición del magma terrestre

Bueno, pues dependiendo de la proporción de unos y otros silicatos en la mezcla del magma, surgirán los minerales que formarán las rocas y que tienen unos nombres raros de verdad.

Cuarzo

El primero, en realidad, es muy conocido: el cuarzo. El cuarzo es un silicato claro compuesto de sílice puro.

Jacinto de Compostela, una variedad de cuarzo rojo obtenido en Guadalajara (España). Obra de Luis Fernández García [CC BY-SA 2.1 ES] , via Wikimedia Commons.

Feldespato

Otro silicato claro es la familia de los feldespatos. Los feldespatos son aluminiosilicatos que contienen mucho potasio, sodio y calcio. Dentro de esta familia de minerales, hay un grupo importante que se denominan plagioclasas. Se trata simplemente de un feldespato que tiene mucho sodio y calcio, pero poco potasio. Las plagioclasas son importantes porque muchas veces constituyen el principal mineral que compone ciertas rocas.

Cristal del grupo de los feldespatos obtenido en la Mina Himalaya en el condado de San Diego, California, USA. Obra de Rob Lavinsky, iRocks.com [CC-BY-SA-3.0] , via Wikimedia Commons.

Mica

Luego tenemos otra familia de minerales que estará a caballo entre los silicatos claros y oscuros. Se trata de la familia de las Micas.

Cristal de Mica del Brasil. Obra de Mauro Cateb [CC-BY-SA-3.0] , via Wikimedia Commons.

Resulta que en esa red cristalina por la cual se va colando el aluminio, a veces es un átomo de hierro el que se mete, alterando la estructura del cristal. Después, según se incorporen más impurezas de magnesio, cromo, titanio y otros materiales, aparecerán las distintas familias de las Micas.

Así, si el mineral tiene poco hierro y poco magnesio, aparece la familia de las moscovitas que, estrictamente hablando, es un silicato oscuro, pero que pasa perfectamente por uno claro.

Cristal de brasilianita, un tipo de moscovita. Obra de Rob Lavinsky, iRocks.com [CC-BY-SA-3.0] , via Wikimedia Commons.

Y así, según aumenta la proporción de hierro y de magnesio, se obtienen los restantes miembros de la familia de las micas, que ya pertenecen a los silicatos oscuros. Es el caso, por ejemplo, de las biotitas.

Rocas máficas

Pero claro, llega un momento que el porcentaje de hierro y magnesio es tan grande que, hasta el sílice se ve relegado a un segundo plano. Es aquí donde empiezan los silicatos oscuros de verdad, los constituyentes de los minerales máficos.

Este nombre tan curioso, minerales máficos, viene del mismo sitio que el nife, esa amalgama de Níquel y Hierro, cuyos símbolos químicos son Ni del níquel y Fe del hierro; y que nombré hace un rato.

Pues de forma equivalente tenemos el MaFe, Ma de magnesio y Fe de hierro. Así, los silicatos en los que predomine el óxido de hierro o el óxido de magnesio, darán lugar a los minerales máficos.

Anfíboles, piroxenos y olivinos

Quedamos entonces que los verdaderos minerales máficos y ultramáficos pertenecen a tres familias: los anfíboles, los piroxenos y los olivinos. Estos tres minerales son mezclas de silicatos de hierro, de magnesio y de otras impurezas; y se caracterizan por sus colores verde oscuro e incluso negro.

Mineral de hornblenda, un tipo de anfíbol. Obra de James St. John [CC BY 2.0] , via Wikimedia Commons.

Cristal de piroxeno. Obra de Rob Lavinsky, iRocks.com [CC-BY-SA-3.0] , via Wikimedia Commons.

Arena verde, compuesta de olivino, procedente de Hawaii. Obra de James St. John [CC BY 2.0] , via Wikimedia Commons.

Columna de densidades planetaria

Bueno, pues ya sabemos muchas más cosas de nuestro planeta. Sabemos que el núcleo es una mezcla de Níquel y hierro, llamado NiFe, y que, la siguiente capa, el manto, se compone de un fluido viscoso integrado por minerales fundidos a base de silicatos claros u oscuros. Cito por orden: cuarzos, feldespatos -y entre ellos las plagioclasas-, micas, anfíboles, piroxenos y olivinos.

Y todo esto, por efecto de la gravedad, tenderá a flotar hacia arriba, hacia la superficie terrestre, debido a que su densidad es menor que la del NiFe.

Fijaos en la importancia de la gravedad. Es esta la verdadera fuerza que mantiene unido el planeta, y es la responsable de que el núcleo del mismo esté compuesto por minerales pesados y que, por encima de éste, se coloque el manto integrado por silicatos, que son minerales más ligeros.

Pero entonces, surge otra pregunta ¿Qué ocurrirá con los elementos químicos ligeros de verdad? Me refiero al agua y a los gases. Pues éstos, lógicamente, estarán en la parte más exterior del planeta la atmósfera.

Vale. Retrocedamos ahora, en el tiempo, 4.600 millones de años atrás. La Tierra se encontraba en sus estadios iniciales, en lo que se conoció como eón Hádico, Hadeico o Hadeano. Si hacéis memoria, estos momentos los narré en el primer capítulo del podcast.

Entonces, mirando la Tierra así, desde lejos, en este eón Hadéico, lo que tenemos es una bola incandescente en rotación que está siendo bombardeada por meteoritos gigantes.

En estos primeros milenios, cuando el planeta era joven, el agua estaba completamente vaporizada. Con el tiempo, la Tierra entró en el eón Arcaico, y el vapor se condensó y se formaron los océanos, ríos y lagos. O dicho en otras palabras, se formó la hidrosfera. Eso sí, la mezcla de gases que conocemos como aire quedó en la posición más externa debido a su ligereza. Sin embargo, a causa de la de gravedad, éstos no pudieron escapar de la atracción del planeta, quedando así todos enclaustrados en este, nuestro hogar espacial.

Para que no perdamos la dinámica de la formación de la Tierra, debemos pensar que la Tierra y todos sus minerales y compuestos químicos forman una especie de columna de densidades.

En la columna, las sustancias vertidas se separan en fases, quedando entre ellas las llamadas interfases. Pues eso es lo que ocurrirá en nuestro planeta.

La mezcla estará compuesta de hierro y níquel fundido al 70–30%, con impurezas de metales pesados como iridio, plomo, osmio y similares. También tendremos elementos pesados, torio y uranio, que serán radiactivos.

Por otro lado, dispondremos de la mezcla de silicatos y minerales máficos: los cuarzos, feldespatos, plagioclasas, micas, piroxenos, anfíboles y olivinos. Y, a parte, tendremos oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno y agua.

La idea es que nuestro planeta no es más que una columna de densidades gigante. Cuando todos los compuestos que he nombrado estén en la columna, empezará la separación de fases que se producirá por efecto de la gravedad.

El núcleo de la Tierra y sus partes

Al fondo del todo, se colocará el NiFe, por supuesto. Pero de repente, en esa mezcla homogénea, ocurrirá algo raro. Una fase nueva comenzará a separarse.

La parte más interna del núcleo, en el mismísimo centro del planeta, estará formada por la mencionada aleación de Níquel y Hierro que contendrá metales pesados y elementos radiactivos. Esta primera mezcla estará sometida a una presión altísima, ya que tendrá encima el resto del planeta. Por este motivo pensamos que podría formar un único cristal esférico homogéneo que ocuparía el 36% del radio terrestre y que giraría sobre sí mismo.

En cambio, la nueva fase que aparece estaría compuesta de nuevo por la mezcla de níquel y hierro, pero con muchas menos impurezas en forma de elementos pesados.

Así, la diferencia entre ambas estará en que la nueva fase, que se denomina núcleo externo, es líquida. El espesor del núcleo externo sería del 28% del radio terrestre, así que ambos, núcleo externo y núcleo interno, ocuparían el mencionado 64% del radio terreste… ¡Más del 60% de la Tierra es el núcleo planetario!

Origen del paleomagnetismo

Los núcleos interno y externo están en rotación, pero no giran de forma acompasada. El giro del núcleo externo, el líquido, es el responsable del campo magnético terrestre. En cambio, el giro del núcleo interno, el sólido, lo que hace es perturbar el campo magnético que genera el primero, haciendo que su dinámica sea muy compleja.

Esto significa que la polaridad del campo magnético terrestre no es fija, sino que cambia con el tiempo y, cada muchísimos años, llega incluso a invertir su polaridad. Todo esto queda reflejado en las rocas terrestres y, de hecho, lo cuento porque este efecto será la base de un sistema de datación llamado paleomagnetismo.

En realidad, todo esto que he contado era una excusa para explicar de dónde viene el paleomagnetismo, así que espero que me perdonéis por haberos arrastrado a esta excursión por el centro de la Tierra.

Manto terrestre inferior

Pero es momento de salir del núcleo. ¿Qué pasará entonces con los silicatos? Pues que al ser menos densos que el NiFe, flotarán por encima de él constituyendo el manto terrestre, que ocupan los siguientes 1217 km de espesor de la Tierra. Con esto ya tendremos relleno el 99% del planeta. El 64% es el núcleo, interno y externo, y el 35% restante el manto.

Ahora vamos a reflexionar un poco sobre un detalle que tiene que ver con el hierro. A ver, si dije que el hierro era denso y que por eso se colocaba en el núcleo del planeta, ¿cómo es posible que el hierro pase ahora del núcleo al manto?

Al principio del todo, no tenemos una situación estática. Tenemos un núcleo líquido fundido a 3500º dando vueltas mezclándose con los silicatos por ahí revueltos. Para entender bien lo que ocurre vamos a volver al ejemplo de la columna de densidades.

Resulta que las fases nunca se pueden separar completamente, al 100%. En el seno de cada una de las fases siempre van a quedar impurezas de la otra. Siempre habrá una pequeñísima fracción de aceite disuelta en agua, y al contrario; una pequeñísima fracción de agua disuelta en el aceite.

Un ejemplo de esto lo tenemos con el alcohol etílico, el de las bebidas espirituosas. Este alcohol etílico y el agua forman lo que se llama una mezcla azeotrópica, que no es más que una mezcla de sustancias que no pueden separarse, ni aún con la destilación.

Pues esto es lo que ocurre con nuestra columna de densidades planetaria. En el núcleo hay muchos metales pesados disueltos, y resulta que parte de ellos pasan al manto en forma de impurezas.

Esas impurezas entre comillas son, sobre todo: hierro y níquel, por supuesto, aluminio, calcio, sodio y potasio. Y también estarán el resto de metales pesados más raros, incluyendo los elementos radiactivos como el uranio, el torio y el radio, pero en cantidades residuales.

Aquí cuando digo residuales, tened en cuenta que es en términos relativos. Son cantidades pequeñas frente al hierro, que es el elemento más abundante, pero pensad que hablamos del núcleo de un planeta, por lo que, en términos absolutos, se trata de cantidades monstruosas a una escala humana.

Es en este momento cuando, en el el podcast, hago el homenaje a Noviembre nocturno y a los Mitos de Cthulhu, creados por el maestro de Providence -H.P. Lovecraft-.

Aquí os dejo un enlace al podcast y a la web de “Noviembre Nocturno”, por si queréis cruzar el portal que nos enseña que la distancia más corta entre nosotros y la verdad, es un relato…

Manto terrestre superior

Tenemos una columna de densidades planetaria en la que abajo del todo se sitúa el núcleo del planeta separado en dos fases a 3.500º. Por encima de éste, está el manto terrestre, y resulta que esta capa también se ha separado en dos fases.

La primera, que es la fase contigua al núcleo, es el manto inferior o manto interno. Lo interesante es que la parte más cercana está a una temperatura de unos 3.000º debido al contacto con el núcleo externo. Sin embargo, según nos alejamos del centro, la temperatura va disminuyendo hasta llegar a unos 1.000º.

La frontera entre manto externo e interno se sitúa casi a medio camino de ambas. Esto significa que, el manto interno ocupará el 17% del radio terrestre y el externo el 18%, de forma que ambos mantos, externo e interno harán el 35% del radio terrestre, tal y como habíamos dicho.

El manto interno es una región muy viscosa. No llega a ser sólida, pero tiene una plasticidad muy muy baja. Esto se debe a que las rocas fundidas están compactadas por la presión a la que están sometidas. El manto externo, en cambio, al estar en contacto con la superficie del planeta presentará lo que se llama: un gradiente de temperatura.

La base del manto externo estará a los 1.000º que he comentado, y la parte superior estará a unos 400 ó 500ºC. Este enfriamiento es lógico, ya que, por encima del todo, estará la hidrosfera y la atmósfera que se encuentran a temperatura ambiente.

Entonces, ¿qué es lo que ocurre cuando tenemos un fluido sometido a un gradiente de temperatura? Pues exactamente, lo mismo que pasa cuando ponemos agua a hervir en un cazo.

El fuego calienta el fondo del cazo metálico, el recipiente transmite el calor a la capa de agua adyacente y esta se calienta. Como la densidad del agua disminuye la temperatura, esta capa de agua más ligera flotará hacia arriba.

Recordad el episodio anterior cuando hablé de las corrientes marinas. Allí dije que cuando un algo se mueve hacia un sitio, otro algo de ese sitio tiene que moverse para ocupar el espacio dejado. Pues bien, si una capa de agua caliente sube, su lugar debe ser ocupado por la capa de agua fría que hay por encima. El agua caliente sube, la fría baja.

Al final, lo que ocurre es que se forma una burbuja de agua caliente que se dirige hacia la superficie, empujando al agua fría de alrededor hacia abajo.

Este fenómeno se conoce como corrientes de convección y explica la formación de burbujas en el agua hirviendo y la formación de corrientes térmicas en el aire de la atmósfera, entre otros fenómenos.

Pero también ocurre algo parecido en el manto externo de la Tierra. Con una diferencia, eso sí. La diferencia es que en el manto no hay un fluido líquido, como el agua. Lo que hay es una masa viscosa de magma terrestre.

Corrientes de convección en el interior de la Tierra. Obra de la Surachit [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

En el interior de la Tierra se forman corrientes de convección que suben con una lentitud extrema. Despacio, la roca mineral fundida se acerca a la superficie en un proceso que puede durar centenares de miles de años.

De este modo, bajo nuestros pies, tenemos corrientes de minerales de cuarzo, micas, feldespatos, olivinos, piroxenos y anfíboles intentando salir a cámara lenta del interior del planeta.

Pero justo en el límite entre el manto y la atmósfera, donde se forma esa interfase que ocupa el 1% del radio del planeta, y que conocemos como corteza terrestre, las corrientes de convección se frenan.

Composición de la corteza terrestre

El magma cercano a la superficie terrestre está a 400 o 500ºC y la atmósfera está a temperatura ambiente. Entonces la mezcla de minerales comienzará a enfriarse rápidamente dando lugar a las primeras rocas sólidas del planeta. A estas rocas primigenias les pasa un poco como el hielo, al cristalizar disminuye su densidad, con lo que se quedan flotando en la superficie. Y cuantas más rocas se forman por enfriamiento, más crece esa pesada masa flotante.

Así, de este modo se formó lo que se conoce como corteza primaria o primordial. Desgraciadamente poco podemos decir de ella porque desapareció hace mucho tiempo.

Muestra de granito. Obra de la Piotr Sosnowski [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

Según el libro “Orígenes: Cómo la historia de la Tierra determina la historia de la humanidad”, de Lewis Dartnell (en la bibliografía dejaré la referencia), esta primera corteza no cubrió la superficie terrestre de manera homogénea, formando una costra de una sola pieza. En realidad, la corteza primigenia era “como una cáscara de huevo quebradiza” que encerraba “el manto, más cálido y viscoso”, que había debajo. Esta cáscara estaba “resquebrajada, fragmentada en muchas placas separadas que recorrían la faz del planeta.”

Y éste es el origen de las placas tectónicas. “[…] Las placas tectónicas son como balsas que se empujan constantemente unas a otras, mientras se mecen sobre el manto caliente y agitado, y cabalgan a merced de sus corrientes.”

Pero antes de meternos con lo que les pasa a las placas tectónicas debemos contar el destino que tuvo la corteza primaria. Resulta que los impactos de meteoritos que cayeron sobre la Tierra durante el eón Hadeico acabaron con la mayor parte de esta costra inicial. El resto desapareció por la erosión del agua y del aire que había en la superficie.

Este concepto es muy importante. Las rocas que están en la superficie están sometidas a la erosión química y de los elementos: del viento, del agua y del movimiento de las placas tectónicas.

Pero antes de desaparecer, la corteza primordial cumplió una misión fundamental e importantísima. Y es que, gracias ella, en el interior de la Tierra, se creó un entorno protegido de la erosión de la superficie: una especie de “efecto caja”. El resultado final es que la masa primigenia de rocas actuó como tapón o paraguas que permitió la existencia de unas condiciones especiales debajo de ellas.

Claro, con la creación de estas cajas, las corrientes de convección del manto terrestre -esas burbujas de minerales fundidos que ascienden a cámara lenta- de repente, ya no llegan a la superficie, sino que alcanzan las inmensas bóbedas o cavidades que la corteza primaria ha creado y que lo que hacen es precisamente encajar el magma.

Pues sí, en efecto. Lo que le ocurre al magma es que queda metido en una caja. Y como todavía está lejos de la superfice su temperatura se mantiene relativamente alta. Esto lo que hace es lograr un enfriamiento lento y a gran presión del magma terrestre.

Por tanto, resulta que la mezcla viscosa de los minerales que componen el magma: cuarzos, feldespatos, plagioclasas, micas, piroxenos, olivinos y anfíboles; al llegar a esas bóvedas subterráneas donde queda encajada, se empieza a enfriar muy despacio y los minerales comienzan a cristalizar.

Como el enfriamiento es lento se van formando grandes cristales de cuarzo, visibles a simple vista, de micas, de plagiolasas y demás, todo ello dando como resultado lo que se conoce como rocas ígneas o plutónicas.

Clasificación de las rocas según su origen

La mezcla básica de minerales está compuesta de cuarzos, feldespatos, plagioclasas, micas, piroxenos, olivinos y anfíboles. Éstos, al enfriarse comienzan a formar grandes cristales, pero dependiendo de la proporción de unos u otros minerales que contenga el magma se irán formando los diferentes tipos de rocas ígneas.

Este grupo de rocas ígneas se clasificarán en cuatro tipos: granitos, dioritas, gabros y peridotitas.

Cuando el magma primordial es rico en cuarzos y feldespatos, cristaliza formando el granito, esa piedra de grano grueso y color claro que podemos ver en monumentos o incluso en nuestras cocinas. Los bancos de las cocinas domésticas, donde se cortan y procesan los alimentos suelen, o solían ser, de este material. En ellas se aprecia eso del grano grueso que comento.

Según aumenta la presencia de anfíboles y piroxenos, que son silicatos de hierro y magnesio, las rocas ya no serán tan claras. Así, las dioritas, al tener una cierta cantidad de minerales máficos, serán más oscuras que los granitos. Un ejemplo de obra de arte tallada en diorita es el famosísimo Código de Hamurabi.

El Código de Hammurabi está manufacturado en diorita. Obra de la H Sinica [CC BY 2.0] , via Wikimedia Commons.

Y así llegaremos a los gabros. Estas rocas están compuestas por plagioclasas y piroxenos. Mantienen esa característica textura de grano grueso pero será mucho más oscura que el granito. Al igual que el granito, el gabro se utiliza en construcción siendo conocido como granito negro.

Por cierto, el nombre de gabro viene de Gabbro, con dos bes, una localidad situada en la Toscana italiana, que fue famosa por proporcionar esta piedra negra para producir esculturas

Muestra de gabro. Obra perteneciente a la NASA [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Por último nos queda la peridotita. En ella apenas hay cuarzos, los minerales que predominan son los piroxenos, anfíboles y olivinos. Por este motivo son rocas de grano grueso realmente oscuras.

Muestra de peridotita. Notad el grano grueso de la roca fruto del proceso de cristalización lenta. Obra de Jean-Michel Harouy [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

Rocas ígneas sedimentarias y metamórficas

¿Cómo es posible que las rocas que se forman en las entrañas de la Tierra, acaben en la superficie? Para contestar a esta pregunta, debemos tener en cuenta que la composición del magma siempre es la misma, con independencia de que éste cristalice lentamente, en el interior de la tierra, o rápidamente, al salir en forma de lava por un volcán.

Rocas ígneas y su clasificación

Aquí está la clave. El enfriamiento rápido hace que no dé tiempo a formar esos grandes cristales que cosntituyen los típicos gránulos del granito o del gabro. En su lugar se forman materiales de la misma composición, pero integrados por microcristales, invisibles a simple vista, que les dan un aspecto homogéneo o incluso como si fuera vidrio.

Esto hace conveniente que las rocas ígneas se clasifiquen en dos tipos: las rocas intrusivas y las extrusivas. Las intrusivas se formarán por enfriamiento lento en el interior de la Tierra y las extrusivas se formarán por enfriamiento rápido de la lava de los volcanes. Es decir, rocas de la misma composición, pero diferente estructura.

Entonces a la roca ígnea intrusiva llamada granito, le corresponderá una roca ígnea extrusiva, de la misma composición, pero diferente cristalización, llamada riolita. De forma equivalente, a la diorita, la roca intrusiva, le corresponderá la andesita -un tipo de roca extrusiva muy común en la cordillera de los Andes.

¿Y qué le corresponderá al Gabro, el granito negro? Pues la roca extrusiva asociada será el basalto.

Por último, las peridotitas también tendrán rocas ígneas extrusivas equivalentes. Las más famosas serán las kimberlitas. ¿Y porqué son famosas? Pues porque en el interior de las kimberlitas, así a modo de impurezas, se encuentran piedras preciosas… Granates, peridotos y… ¡Diamantes!

En efecto, allá por 1871, en la ciudad sudafricana de Kimberley se identificó este tipo de roca extrusiva bautizada como kimberlita. Y en su interior apareció un pedazo de diamante que desató una fiebre minera desaforada.

Rocas ígneas extrusivas

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Ciclo de Hutton

La formación de las rocas sedimentarias está relacionada con un hecho curioso: el que las piedras creadas en el interior de la Tierra (las rocas ígneas intrusivas) acaben convertidas en materiales para construir edificios.

En efecto. Volvamos a la formación de las primeras placas tectónicas que constituyeron la corteza primigenia. Debajo de ella nacieron las primeras rocas ígneas, tal y como comenté antes.

Ciclo de Hutton. Leyenda: 1 = magma; 2 = cristalización de la roca; 3 = roca ígnea; 4 = erosión; 5 = sedimentación; 6 = sedimentos y rocas sedimentarias; 7 = tectónica y metamorfismo; 8 = roca metamórfica; 9 = fusión. Obra de Woudloper [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Como la densidad de la roca nueva que se estaba formando era menor que la del magma, el conjunto se convirtió en una especie de iceberg. Y cuanta más roca ígnea se creaba debajo, más flotaba el conjunto empujando la corteza primaria hacia arriba, hacia el mortal contacto con los agentes erosivos de la superficie.

Finalmente, la lluvia de meteoritos del eón hadeico, el viento y el agua de los océanos, acabaron con toda la corteza primaria del planeta. Sin embargo, debajo de la nueva roca que emergía -y que era mucho más resistente-, seguían formándose bóvedas donde el magma maceraba y continuaba la producción de nuevas rocas intrusivas.

Así, podemos pensar que las placas tectónicas son como icebergs de roca flotando en el magma terrestre. Pero como las rocas intrusivas tienen densidades diferentes, las más pesadas siempre quedarán por debajo, formando la base de las placas tectónicas.

¿Cuales son las más pesadas? Pues gabros y peridotitas. Esto significa que las placas tectónicas de los océanos están compuestas mayoritariamente por este tipo de rocas. Así, al ser más pesadas, se hundirán, y el agua podrá cubrirlas por completo.

En cambio, las placas tectónicas continentales estarán compuestas por rocas ígneas menos densas, granitos y dioritas. Por tanto “flotarán” y podrán sobresalir por encima del nivel del mar. Sin embargo, cuando dogo flotar, no me refiero a flotar en el agua sino en el magma terrestre.

Esto que he contado, está basado en los trabajos de James Hutton, uno de los padres de la geología moderna.

Este señor, en 1785, desarrolló una teoría sobre la formación de la Tierra que se oponía a la idea de que nuestro planeta tenía una edad de tan sólo 4000 años. Él pensaba que la escala temporal necesaria para abarcar la historia de nuestro planeta debía basarse en lo que llamó el tiempo profundo o tiempo geológico. Una escala de tiempo adecuada para incluir la formación del planeta que debía ser de miles de millones de años, no la ridiculez que marcaba el tiempo bíblico.

En sus tiempos, se pensaba que las rocas tenían dos posibles orígenes. El primero, que ya he expuesto con mucho detalle, se llamaba plutonismo y consistía en atribuir el origen de las rocas a un proceso lento de maduración basado en el calor.

El geólogo James Hutton. Lienzo de Henry Raeburn [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

El segundo método, llamado neptunismo, se basaba en la disolución. Unas rocas preexistentes, que provendrían del acto divino de la creación del planeta, se verían sometidas a los agentes erosivos de la superficie, como el agua, el viento o las reacciones químicas, que irían disolviendo las rocas. Tales precipitados se filtrarían de nuevo en el interior de la Tierra dando lugar a otros tipos de rocas.

Esta segunda teoría responde al hecho de que existen otros tipos de rocas que no son las ígneas, las únicas de las que he hablado, pero tiene el problema de que es un método rápido. Así que, según el neptunismo, en 4000 años, las rocas se crearían, se disolverían y se formarían nuevas rocas de otros tipos.

¿Qué son las rocas sedimentarias?

El trabajo brillante de Hutton consistió en presentar el ciclo de vida de las rocas que conocemos hoy en día. Las rocas primeras serían las ígneas, o también conocidas como plutónicas, cuya formación a partir del magma terrestre ya he contado.

Las rocas ígneas emergen a la superficie de la Tierra, o a los fondos oceánicos, y empiezan a degradarse por la acción química del agua, del oxígeno y de la luz, y por el resto de agentes erosivos, el viento y las partículas que éste arrastra.

De este modo, las rocas ígneas se van erosionando y disgregando en trozos más pequeños, que son transportados a otros lugares donde pueden asentarse y sufrir procesos de compactación, dando lugar a nuevas rocas. Este tipo de rocas se denominan sedimentarias porque se forman a partir de sedimentos depositados y un ejemplo es la arenisca.

Origen de las rocas metamórficas

Tan sólo nos faltaría un tipo más de rocas para completar la teoría de Hutton de formación de las piedras o ciclo litológico. Esas rocas que faltan serían las llamadas metamórficas.

Las rocas metamórficas serían, en origen, de cualquiera de los dos otros tipos -ígneas o sedimentarias-, y al quedar atrapadas en el subsuelo a gran profundidad por el movimiento de las placas tectónicas, sometidas a presiones monstruosas y a temperaturas elevadas se irían transformando o metamorfoseando en un nuevo tipo de rocas, las metamórficas.

Bueno. Pues ahora sólo nos falta juntar todos estos elementos en una batidora, añadir algo sobre el movimiento de las placas tectónicas y finalmente espolvorear un condimento basado en la importancia de los restos biológicos, para tener un hermoso pastel, que se llama: el método estratigráfico aplicado en geología.

¿Qué es la deriva continental y la tectónica de placas?

Ya vimos que las placas tectónicas son como balsas hechas de rocas ígneas, que flotan sobre el manto terrestre constituido por el magma.

¿Qué es la orogénesis?

Estas placas se embisten unas a otras, a cámara lenta. Y, aunque despacio, las fuerzas desatadas son colosales. Entonces, una de ellas se introduce debajo de la otra y comienza a ser empujada, de forma lenta pero implacable, hacia el interior de la Tierra.

Diagrama del proceso tectónico de la subducción. Obra de KDS4444 [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

El calor allí reinante fundirá de nuevo las rocas para diluirlas en el magma terrestre a lo largo de la linea que forma la placa que está siendo engullida. El magma de esa región, se vuelve más líquido y sufre presiones bestiales, lo que le obliga a intentar salir a la superficie de nuevo causando terremotos y volcanes.

La placa tectónica que queda encima, al final de este proceso se eleva en esa región formando una cordillera o una cadena de montañas. Y debajo de esas montañas, cuando el choque de placas termina, lo único que queda es una región donde se han creado rocas ígneas nuevas que fusionan ambas placas tectónicas en una nueva entidad.

Recordad que las placas tectónicas submarinas están formadas por gabros y peridotitas que, como son minerales densos, pesan más. Así que, de forma indefectible, en los choques titánicos que acabo de describir, acaban por ser enviados a las entrañas de la tierrra.

En cambio, las placas tectónicas formadas por granitos y dioritas, quedan siempre por encima debido a que su densidad es menor. Por este motivo, las placas continentales y las cordilleras montañosas están formadas de forma mayoritaria por estas rocas.

Y ya, de paso, os he contado el proceso de orogénesis y cómo se forman las montañas debido a la tectónica de placas.

Pues bien, el proceso de orogénesis tiene lugar en los límites de placa convergentes, cuando dos placas chocan. Sin embargo, en el extremo contrario habrán placas divergentes -placas tectónicas que se separan- ¿Qué ocurre en estas regiones?

En los límites divergentes entre placas lo que ocurre es la formación de nueva corteza terrestre. En efecto, cuando las placas se separan, a lo largo de la linea, las corrientes de convección del interior empujan a las rocas ígneas hacia arriba para que cubran la abertura. Estas lineas son las formaciones geológicas llamadas rifts, y os recuerdo que en el programa ya salió un rift muy famoso, -el Gran Valle del Rift-.

A largo plazo, este rift quedará convertido en corteza terrestre submarina separando la parte oriental de África de su posición y creando un brazo de mar que separará dos continentes nuevos. Pero tranquilos, este proceso es lento y no lo veremos nosotros.

Deriva continental de Wegener

Bueno, pues todo esto que he contado se resume en que las placas tectónicas no están quietas. Hoy en día asumimos como una verdad incontestable que los continentes aparecen, se fragmentan y se mueven a lo largo de la superficie terrestre. Pero esto no se sabía en en tiempos de Hutton, en el siglo XVIII, ni de Darwin en el siglo XIX. Todo esto que se conoce como “teoría de la deriva continental” fue un desarrollo de principios del siglo XX por un científico alemán llamado Alfred Wegener.

Este señor veía que las formas de los continentes podían encajar así, a modo de puzzle, en un supercontinente llamado pangea, que aglutinaría toda la Tierra emergida en una época remota.

Y para ello aportaba unas pruebas de peso. Por un lado, la forma de los continentes encajaban. Además, estudiando los climas de épocas remotas, su distribución era imposible si no se asumía el movimiento de los continentes. Teníamos por ejemplo unos fósiles de una especie reptil que se repartían entre África y Sudamérica. Algo imposible, puesto que este bicho no sabía nadar. Además, incluso en la Antártida, se han encontrado helechos fósiles, lo cual es llamativo porque los helechos son plantas típicas de regiones tropicales.

Vaya, quién nos iba a decir que el suelo bajo nuestros pies no está quieto… Pues para que veáis la importancia de los movimientos de las placas tectónicas os contaré un hecho curioso. Resulta que los seres humanos tenemos afinidad por vivir cerca de los límites entre placas.

Las civilizaciones se asientan el las fronteras entre placas

¿Qué raro suena eso, verdad? Si en estas fronteras entre placas los terremotos y los volcanes son frecuentes. Pues sí, pero aunque se trate de lugares peligrosos tienen otras ventajas.

La primera tiene que ver con las rocas sedimentarias. Cuando las rocas plutónicas entran en contacto con los agentes químicos y con los agentes climáticos del agua y de la atmósfera, se erosionan con rapidez al principio.

Esto produce sedimentos -muchos sedimentos- que no son otra cosa más que sales minerales que se mezclan con la tierra circundante. De hecho, son el componente fundamental del suelo. Pues resulta que ese suelo sedimentario es extraordinariamente fértil. La vida vegetal crece en él de forma espectacular. Esa rica vida vegetal da soporte a animales que se alimentan de ella, que a su vez son alimento de otros animales. Y así, en las regiones adyacentes a los límites entre placas, la vida florece como en ningún otro lugar.

Fotografía de Alfred Wegener tomada en 1910. Fuente Bildarchiv Foto Marburg [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

El fondo del mar una vez fue un lecho de roca -principalmente gabros y peridotitas-, y que debido a la erosión del agua, todas esas rocas ígneas se desintegraron y formaron la arena que hay en el fondo del mar.

Entonces, los trilobites, junto con el resto de animalillos y plantas submarinos del paleozóico, habitaron esa arena. Y cuando murieron, sus restos quedaron encima de ella. Y cuando se erosionó más arena los restos quedaron cubiertos de fango líquido que preservó sus formas mientras que el contenido interior desaparecía.

Esos sedimentos, con el tiempo, irán compactándose ¿Cómo? Pues bien porque se depositan más sedimentos encima, bien porque baja el nivel del mar o bien porque las placas tectónicas continuan su movimiento.

Un buen día, las placas dejan de moverse por la fricción entre ellas. Entonces se empieza a acumular tensión que es liberada de golpe cuando se produce un terremoto. Entonces se abre una linea de fractura que se llama falla y los bloques de roca que forman la corteza terrestre se desplazan unos respecto de otros.

De este modo, lo que un día estuvo en el fondo del mar, cientos de miles de años después acabó en lo alto de una montaña. Por este motivo, hemos podido encontrar fósiles marinos en áreas que hoy en día son desiertos.

En el podcast hice referencia a los trilobites y a la Siberia extremeña. Aquí os dejo los enlaces:

• El primero tiene esa típico titular sensacionalista trilobites, los primeros pobladores extremeños.
• El segundo es la prueba de que el nombre de la Siberia extremeña ha perdurado en el tiempo.

El resumen de todo el apartado es que debido a los desplazamientos de la corteza terrestre, unos fósiles submarinos pueden acabar en lo alto de una montaña o a kilómetros en el interior de tierra firme.

Estratigrafía geológica

Todo lo anterior que hemos visto nos servirá para entender en qué se basa la estratigrafía geológica. No obstante, resulta de interés conocer cómo se desarrolló esta teoría tan importante para calibrar su influencia en el primer método de datación relativo que se empleó en arqueología.

Nicolás Steno

Bueno, pues este debate se abrió hacia finales del siglo XVII. Nicolás Steensen, más conocido por su nombre latinizado -Steno-, ya tropezó con el problema de las piedras-lengua.

En la parte alta de unos acantilados que hay en la isla de Malta, Steensen o Steno, había encontrado unas piedras con forma más o menos triangular, de ahí su nombre de piedras-lengua. El caso es que esas piedras habían salido del interior de las rocas que formaban el acantilado en cuestión.

Idealización de un retrato de Nils Steensen pintado por J. P. Trap en 1868. Obra de nagualdesign [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Resulta que Steensen era un experto anatomista que había estudiado los tiburones y llegó a la conclusión de que, por su forma, tales piedras no eran otra cosa que dientes de tiburón fosilizados.

La explicación que propuso, para los dientes y en general para conchas y otros fósiles marinos, es lo que nos interesa. Una vez muerto y descompuesto el animal, las partes duras habrían caído al lecho marino. Después habrían sido cubiertos por fango líquido procedente de los sedimentos depositados en el fondo del mar.

Con el tiempo, ese fango líquido podía acumularse en una capa de varios metros de espesor. Entonces, técnicamente, los restos ya no estaban en el fondo del mar. El fondo del mar se había desplazado hacia arriba unos cuantos metros, dejando a los dientes y al barro circundante en un lugar oscuro, seco y sometido a gran presión.

Todo esto iniciaba un proceso de compactación de los sedimentos que, como resultado, producía un ordenamiento del terreno por capas.

Esto en realidad, tiene bastante sentido. Si en una época geológica, los sedimentos provienen de la erosión de un tipo de roca, la capa de barro solidificado tendrá unas características determinadas. Si cientos de miles de años después, la roca base es de otro tipo, el fango salido de su erosión será diferente, qué se yo. Tendrá otro color u otra textura. El caso es que al depositarse en una capa del lecho marino, esa capa será diferente de la que hay inmediatamente debajo.

Al final, lo que ocurrirá es que en una sección de corteza terrestre tendremos una base sólida de roca intrusiva, granitos gabros, dioritas, o lo que sea. Pero, por encima de ella, se irán depositando capas de sedimentos, que un día fueron barro, pero que debido al peso que tiene encima se ha convertido en otro tipo de roca -que recibirá el nombre de sedimentaria, cómo no-. Cada una de las capas será visiblemente diferente de las superiores y de las inferiores.

En realidad, lo que tendremos será una estratificación de la corteza terrestre. Y tal estratificación es lo que nos servirá como indicador de la antigüedad.

Si en uno de los estratos profundos encontramos fósiles de trilobites, y en los superiores aparecen fósiles de dinosaurios, podremos afirmar que los trilobites son más antiguos que los dinosaurios.

Esta idea tan simple, estratos más profundos igual a estratos más antiguos, es el fundamento del método de datación por estratigrafía. Luego contaré más cosas sobre él. Pero ahora quiero cerrar el tema de las rocas, y de la geología.

Quedémonos con la idea de que la corteza terrestre, las placas tectónicas, se desplazan. Esto en geología se puede expresar de forma más precisa. En una región geológicamente activa, la corteza queda fracturada debido a las tensiones acumuladas. La linea de fractura se denomina falla, y ambos lados de la linea se desplazan ocurriendo un terremoto.

Si algún día salís de paseo y veis una elevación abrupta del terreno, un acantilado o la cara de una montaña, fijaos en la estratificación. Si se aprecia desplazamiento sabremos que una de las regiones se habrá elevado y otra descendido.

Esto es lo que ocurre a gran escala en las regiones frontera entre las placas tectónicas. En ellas, una de los lados se hunde y el otro se eleva, de forma que si los estratos que se elevan tienen fósiles, éstos aparecerán en la cima de montañas.

Elevación de estratos en los Pirineos (alrededor del Monte Urkulu). Obra de Iñaki LLM [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

¿Pero qué ocurre con los que se hunden? Pues imaginad que estamos en el periodo carbonífero. Grandes bosques cubren una región que de repente es tragada por la Tierra durante un terremoto y sepultada bajo toneladas de roca. Millones de años después, los restos orgánicos macerados a gran presión y temperatura se habrán convertido en una mina de carbón subterránea o en un yacimiento de petróleo.

Este mecanismo también sirve para explicar que, minerales que estaban en el interior de la Tierra a gran profundidad se acerquen a la superficie después de un terremoto, permitiendo su explotación por parte de los seres humanos con la actividad de la minería.

Pero no sólo eso, durante los terremotos se fractura la Tierra, y parte del agua de la superficie puede que hunda hacia las profundidades hasta alcanzar estratos impermeables. De este modo, el agua queda enterrada en depósitos a gran profundidad. Años después, otro terremoto puede presionar los depósitos subterráneos y hacer que el agua brote en ciertos lugares llamados manantiales.

Pues bien, por este motivo, las zonas cercanas a las lineas que siguen las placas tectónicas son especialmente abundantes en acuíferos y manantiales naturales. Esta es la causa que explica el porqué las primeras civilizaciones agrarias se asentaron en regiones cercanas a las lineas que discurren paralelas a los movimientos de placas, a pesar del riesgo de terremotos, volcanes y tsunamis que tienen.

Los movimientos de placas, los terremotos que provocan, y el impacto que tienen sobre el terreno provocan otro fenómeno: la aparición de grietas y cuevas. En estas mismas regiones donde la orogenia fue intensa, en la corteza terrestre se forman huecos o cavidades, las cuevas, a veces a gran profundidad, que suelen estar asociados al agua.

Las cuevas subterráneas son lugares donde el agua suele estar presente, bien en forma de filtraciones, bien como ríos subterráneos. Y en los lugares donde hay agua se acentúan los procesos de erosión, y con ellos viene su reverso, la sedimentación. Por este motivo las cuevas son lugares donde se están formando rocas sedimentarias continuamente.

Y esto, por supuesto, está relacionado con Cámara de las estrellas y con nuestro misterioso Homo naledi.

Definición de estrato

En el episodio he citado un mineral sedimentario, la variscita, que nunca hubierais pensado que tiene este origen. Además, os dejo el enlace de la tesis doctoral de Rodrigo Villalobos, autor de Las Gafas de Childe, que habla del papel de la variscita en la prehistoria reciente, por si os interesa profundizar más en el tema.

Y todo esto de las rocas sedimentarias lo he contado porque nos serevirá para inventar un método de datación con el que estimar la edad de los restos del Homo naledi hallados en las cuevas “rising star” en sudáfrica.

Este método será conocido en los tiempos posteriores con el nombre de estratigrafía arqueológica y el precursor será este señor que ha salido antes en el episodio, Don Nicolás Steensen. Éste tal Steensen o Steno, fue el primero en darse cuenta de que los estratos no eran deposiciones del Diluvio Universal, y que no estaban quietos, y que además, podían contener fósiles que no eran otra cosa más que restos petrificados de animales ancestrales.

Pero lo importante es definir el concepto de estrato. Vamos a ello.

Imaginad que decidimos cavar un pozo en el suelo. Tomamos el pico y la pala y empezamos a extraer tierra. Al principio retiras la capa fértil, cuando ésta se acaba, de repente, aparece otro material. Qué se yo, una capa de fango poco compactada. Según vas cavando más y más abajo, el fango se termina y das con otro material diferente en textura o color, pongamos otra capa de fango solidificado de color rojizo.

Así, según vas profundizando, aparecerán tierras con distintos grados de compactación, colores diferentes, con presencia de restos biológicos fosilizados… Pues bien, en esto consiste precisamente el concepto de estrato.

Un estrato no es otra cosa que una capa de un material determinado. Cada vez que cambia el material, cambia el estrato.

Si miramos la pared de ese hipotético pozo que hemos cavado, veremos cómo los materiales se ordenan, igual que lo haría nuestra columna de densidades, por capas, de ahí el nombre de estrato.

Lo importante es que cada estrato estará compuesto de un material normalmente sedimentario, y estará separado de los estratos superior e inferior por una capa llamada discontinuidad o interfaz.

Pues bien, Steno, fue el primero en darse cuenta de que en los estratos podían hallarse restos de vida primitiva y de que los estratos no estaban quietos sino que se podían mover. Un estrato formado en el fondo del mar podía acabar en la cima de una montaña.

Y esta fue la primera aportación a la estratigrafía. Pero, cómo nació el método estratigráfico aplicado a la geología. De eso hablaré en la sección siguiente.

William Smith

¿Quién es Will Smith? ¿El de “Men in Black” o el “Príncipe de Bel-air”? Pues ni uno, ni otro. William Smith fue un geólogo inglés nacido en 1769.

Retrato del geólogo William smith pintado por el retratista francés Hugues Fourau en 1837 [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Resulta que, allá por el 1793, con 24 añitos, el señor Smith trabajaba como ingeniero en la Compañía minera de carbón del condado de Somerset en Inglaterra.

Entonces, mientras participaba en la excavación de un canal para la Compañía, se dio cuenta de que los estratos de una amplia zona seguían un modelo regular de deposición. Es decir, que en regiones diferentes, los estratos se colocaban más o menos en el mismo orden.

Pero aquí surgía un problema. No siempre era fácil caracterizar los estratos, puesto que algunos de ellos estaban deformados por las fuerzas telúricas de la corteza terrestre.

Entonces pensó “qué pena, si tan sólo pudiésemos definir de forma clara cada estrato… No sé, si tuviéramos algo que pudiese identificar ese estrato concreto en regiones alejadas… Bueno, esto sería muy útil para estimar cronologías relativas no en una sola zona, sino en todo el mundo ¿porqué no…?”

Pues ese algo que buscaba eran los fósiles. Smith era coleccionista de fósiles, por lo que se dio cuenta inmediatamente de que cuando excavaba un pozo en un lugar obtenía una secuencia estratigráfica en la que cada capa contenía unos fósiles o restos orgánicos concretos que no aparecían en las siguientes o en las anteriores.

Así, cuando se iba a otra zona y excavaba otro pozo, la secuencia de fósiles era exactamente la misma, lo que indicaba que la columna estratigráfica también era idéntica a la obtenida antes, con independencia de fuera fácil la identificación de las rocas de cada capa.

Pues esta fue la idea clave de William Smith. Gracias a los fósiles, se podían identificar estratos, pertenecientes a los mismos periodos geológicos, pero en ámbitos geográficos muy amplios.

Allá por el 1801, empezó a elaborar unos mapas de Inglaterra y Gales bastante novedosos para la época. Si bien ya existían mapas con tipos de suelo, a nadie se le había ocurrido la idea de colorearlos.

El caso es que empezó a dibujar un mapa en el que figuraban los afloramientos de roca y a cada uno de los tipos de piedras les asignaba un color distinto.

Después fue perfeccionando el método extendiendo el alcance de sus investigaciones a todo el territorio de Gales e Inglaterra obteniendo un mapa coloreado donde se indicaban las minas de carbón, plomo, cobre y plata, junto con los túneles y trayectos de los caminos.

Mapa geológico de Inglaterra y Gales, de William Smith, publicado en 1820 [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

El resultado era soberbio. De hecho, lo que obtuvo Smith se parece bastante a los mapas geológicos modernos.

A lo largo de 1816, un año después de la derrota de Napoleón en Waterloo, digo esto para que nos situemos y no porque tenga nada que ver con nuestro William, el señor Smith aplicó una innovación a sus mapas dando la vuelta de tuerca definitiva.

En ese año publicó un mapa en el que se incorporaban los estratos geológicos identificados por los fósiles que los caracterizaban, a todo color, marca de la casa.

¿Verdad que os gustaría que el final de esta historia fuese algo tipo Steve Jobs? La historia de un triunfador, que aplicó la tecnología y la innovación para situarse a la cabeza de la competencia y lograr el éxito, y la riqueza, y el amor…

Pero la realidad no suele tener finales de color de rosa. Sus publicaciones eran plagiadas sin piedad, nada más salir. La competencia vendía el mismo producto a un precio más bajo, por lo que Smith comenzó una espiral de endeudamiento que lo arruinó y acabó con sus huesos en la cárcel.

Sin embargo, uno de sus patronos, Sir John Johnstone, el baronet de Westerhall y miembro de una familia que había acumulado riquezas sirviendo a la Compañía de las Indias Orientales, valoró los logros de nuestro protagonista. Lo apoyó y promocionó, consiguiendo que le concediesen honores y reconocimientos en la última etapa de su vida.

William Smith falleció en 1839 en Northampton. Fue enterrado en la iglesia y colocaron un busto suyo en un pedestal. En 1891, se erigió un monumento en su honor, logrando obtener en la muerte, el reconocimiento público que no tuvo en vida.

Charles Lyell

Si recordáis el episodio 1 de la temporada 2, el de la prehistoria, allí dije que el método estratigráfico servía para estimar la edad de la Tierra como mucho más antigua de lo que decía el tiempo bíblico. Estos puntos de vista eran sostenidos por científicos como Darwin y el famoso John Lubbock, pero las ideas de base partieron de Charles Lyell.

Lyell lo que hizo fue un refrito de las ideas vigentes en la geología de la época, y propuso la utilización de las series de fósiles de William Smith para determinar la secuencia relativa de los estratos geológicos.

Fotografía de Charles Lyell tomada entre 1843 y 1847 por D.O. Hill. Obra perteneciente al Museo Metropolitano de Arte, NY (USA) [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Impresionante, ¿eh? Bueno, vale. No es impresionante. La verdad es que parece un poco innecesario mezclar el tema de los fósiles con los estratos. Al fin y al cabo, los estratos más profundos serán más antiguos que los superficiales. No parece que sea muy útil mezclar esto con los fósiles…

Entonces, ¿para qué demonios me he pasado tanto rato hablando del ciclo de Hutton? ¿Por qué he perdido tanto tiempo en contar cosas del ciclo de vida de las piedras y de las placas tectónicas y de los terremotos?

Porque los estratos más antiguos empezaron a formarse en los fondos marinos y se disponían en capas horizontales. Pero fruto de los procesos tectónicos, los estratos podían romperse, inclinarse y superponerse unos encima de otros, y el resultado hundirse en los mares donde nuevos estratos sedimentarios se formaría encima de ellos. Y después, nuevos terremotos o volcanes los colocarían en las cimas de las montañas todos retorcidos en caprichosas formas.

Esto significa que la secuencia de estratos en una de estas regiones, desde luego que no será fácil de determinar. Precisamente, para esta tarea es para lo que nos servirán las secuencias de fósiles de William Smith.

Da igual que un estrato esté en la cima de una montaña o sepultado bajo toneladas de otros sedimentos. Si contienen trilobites, ambos pertenecen a una época similar. De aquí viene el concepto de fósil guía que tanto fascinó a los arqueólogos.

Bueno. Pues aquí resumidas se encuentran las leyes de la estratigrafía geológica que primero compiló Charles Lyell y después fueron perfeccionadas a lo largo del siglo posterior.

La idea clave que debemos retener es que los geólogos encontraron un método sistemático por el cual excavaban en un lugar del mundo y obtenían una secuencia de estratos. Después se iban a otro lugar diferente, muy alejado, y obtenían otra secuencia parecida, pero desordenada. Y al final del todo, empleando unos fósiles guía eran capaces de ordenar la estratigrafía de esas regiones separadas.

Estratigrafía arqueológica

Desde luego, nadie puede culpar a los arqueólogos por intentar adaptar este método para lograr dataciones relativas en su campo. Ya dije en el episodio de la prehistoria que los principios válidos en geología no lo son en arqueología.

Las leyes que gobiernan la deposición de los sedimentos son procesos físicos y químicos que ocurren con independencia de la voluntad de los seres humanos. No ocurre lo mismo con la decisión de construir los muros de un palacio o una zanja para deshacerse de escombros. Las leyes de la geología no son las mismas que las de la arqueología, precisamente por eso, por la voluntad del ser humano.

No obstante, todas estas ideas sí que influyeron en la arqueología. Quizás, lo que constituye la aportación más importante de la geología es, precisamente, el concepto de estrato.

En arqueología un estrato continua siendo un nivel del suelo que se caracteriza por el tipo de material que en él se encuentra. Si encontramos un cambio de material, entonces hemos cambiado de estrato.

La verdad, si lo pensamos es algo completamente lógico. La actividad más representativa de los arqueólogos consiste en excavar. Y si te pones a excavar, lo lógico es que emplees, de una forma u otra, el concepto de estrato.

Cada vez que encuentres un cambio de material, será conveniente resgistrarlo para interpretar después el yacimiento. Los primeros arqueólogos empezaron utilizando los mismos criterios de interpretación que se emplean en geología. Pero llegados a cierto punto, ambas interpretaciones divergieron.

Lo que pasa es que, a pesar de la divergencia, muchas técnicas y vocabulario de la estratigrafía geológica pasaron a formar parte de la estratigrafía arqueológica.

Métodos de excavación arqueológica

Llegados a este punto, creo que es muy interesante contaros por encima cómo se hace una excavación arqueológica y dónde se insertan todos esos conceptos de estratigrafía que hemos visto.

¿Qué significa ser arqueólogo?

El primer paso será preguntarnos en qué consiste el trabajo del arqueólogo. Y eso, en mi opinión, queda perfectamente ilustrado con lo que dice Paul Courbin, un arqueólogo francés. La cita la he tomado del libro “Principios de estratigrafía arqueológica” de Edward Harris (pp 9).

La actividad arqueológica verdadera , aquella con la que el arqueólogo se siente plenamente identificado y en la que es consciente de que nadie puede sustituirle, es, ciertamente, el establecimiento de hechos. En el caso más general y característico, es decir, en una excavación, al advertir una masa de escombros, al localizar un muro y después otros, al observar cómo se va configurando una planta […] es cuando el arqueólogo distingue entre huesos dispersos y tumbas, entre un simple hogar y un incendio generalizado o localizado; Es precisamente cuando lleva a cabo todo esto cuando está cumpliendo con su trabajo y no hay nadie que pueda hacerlo mejor que él, ni nadie que pueda volver a repetir aquella tarea.

La excavación arqueológica

La excavación arqueológica actúa en dos dimensiones: la horizontal y la vertical. ¿Qué significa esto? Bueno, como heredera de la estratigrafía geológica, la arqueología va centrarse en el concepto de estrato.

El arqueólogo, pico y pala en mano, empezará a retirar tierra y, cuando alcance otro material distinto, habrá cambiado de estrato o capa.

Pues bien, los restos encontrados en el mismo estrato serán la evidencia de las actividades humanas realizadas en la época correspondiente al mismo. A través de los artefactos, objetos, y construcciones hallados en él, se podrá inferir cómo vivían las personas de ese tiempo.

Este estudio va a ser la dimensión horizontal de la excavación. Es horizontal, porque todo pertenece al mismo estrato o capa, aunque esta no sea horizontal sino que tenga formas caprichosas.

En cambio, cuando se profundiza hacia abajo, es decir, cuando se tiene en cuenta el contenido de los estratos superpuestos en el análisis, lo que se hace es estudiar el yacimiento en su dimensión vertical.

La dimensión horizontal, nos permitirá estudiar una época, las actividades contemporáneas. La dimensión vertical, en cambio, nos permitirá estudiar el paso del tiempo, el cambio de actividades de época en época.

Bueno, pues este es el meollo del asunto. Cualquier método de excavación que se emplee estudiará, de un modo u otro, las dos dimensiones. Y ahora ya estamos en condiciones de echar un vistazo a la principal actividad de los arqueólogos: la excavación.

El proceso de excavación arqueológica

Según Colin Renfrew, una excavación es tan buena como lo sean sus métodos de recuperación y de registro ya que implica la destrucción de evidencias y es un ejercicio irrepetible. Por ello recomienda mantener cuidadosos registros en todas las fases de la excavación.

¿Y cómo se logran tales registros? ¿De qué forma se pueden dejar constancia de los hallazgos? Bueno. Estoy seguro de que todos habéis visto imágenes de alguna excavación. Lo que suele, o solía hacerse hasta hace no mucho, era colocar una red o cuadrícula de cuerdas para crear registros precisos.

En el yacimiento, se elige una referencia a partir de la cual se empiezan a tirar cuerdas formando una retícula, cuyos cuadrantes queden identificados. Tan sólo hará falta registrar la profundidad a la que aparezca cualquier artefacto para localizar perfectamente los hallazgos.

Antiguamente, esto se conseguía con metros, plomadas y teodolitos. Todo muy tradicional. Los teodolitos son instrumentos que miden ángulos con gran precisión: el ángulo horizontal y el ángulo sobre la vertical. A partir de estos datos y con una vara de longitud conocida, se pueden estimar distancias. Con todo esto, los arqueólogos iban organizando la recogida de datos en sus yacimientos.

Pero hoy en día, con las tecnologías GPS, los láseres, los teodolitos electrónicos y los sistemas de información geográfica (GIS en inglés), el tema de las cuerdas ha quedado obsoleto.

Total Station, los modernos teodolitos electrónicos. Fotografía de Dingwalk [CC BY 3.0] , via Wikimedia Commons.

Los teodolitos electrónicos, con láser y GPS, son capaces de volcar datos automáticamente en sistemas informáticos, que incorporan cartografía digital. De este modo, todas las localizaciones relevantes en los yacimientos quedan perfectamente registradas.

Para ilustrar cómo se hacen las excavaciones y cómo se conjugan esas dos dimensiones, horizontal y vertical, voy a describir un método de excavación que se empleaba en la década de 1940 llamado método de Wheeler.

Mortimer Wheeler

Mortimer Wheeler fue un arqueólogo que nació en 1890, en Glasgow, Escocia. Antes de la Primera Guerra Mundial, había desarrollado un intenso amor por la arqueología participando en excavaciones e intentando meter cabeza en la profesión. En 1913 consiguió un puesto de investigador junior en la Real Comisión de Monumentos Históricos de Inglaterra.

Pero algo interrumpió la brillante carrera de Mortimer. Ese algo fue el estallido de la Gran Guerra y el famoso cartel de Lord Kitchener, señalando a la juventud británica con mirada acusadora, diciendo eso de “Tu país te necesita”.

Lord Kitchener «Tu país te necesita» interrumpió la carrera de Mortimer Wheeler como arqueólogo. Portada de 1914 del semanario «London opinion» basada en el cartel del artista gráfico Alfred Leete [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Al final, conmovido por la gran necesidad que atravesaba Gran Bretaña, se unió al ejército como voluntario. Y en 1915 fue transferido a la Real Artillería de Campo con el rango de teniente.

Tras lograr el ascenso a capitán, en octubre de 1917, Mortimer Wheeler y la 76 Brigada de Artillería de Campo, se encaminaron con paso firme, y mirada serena, hacia Bélgica, hacia la batalla de Passchendaele, una de las fases de la Batalla de Ypres. En este infierno, nuestro protagonista conoció la vida en la trinchera.

En una carta a su esposa, describe el campo de batalla como “una confusión saturada de cráteres anegados de agua de lluvia que se van creando a cada momento. El barro ya no es barro, sino un cenagal pegajoso sin fondo… Si no fuera por los bunkers de cemento dejados por los alemanes, nada podría vivir aquí más que unas horas.”

El desempeño de Wheeler debió ser brillante puesto que sumió el mando de la brigada completa cuando su comandante fue herido en un ataque con gas mostaza.

Y así las cosas, los Aliados obtuvieron la victoria. Entonces, la brigada fue transferida al frente italiano donde participó en la Batalla de Caporetto.

En el río Isonzo, en la actual Eslovenia, durante la primavera y verano de 1917, los italianos habían presionado a los Austro-Húngaros tanto, que el propio emperador Karl I, el sobrino-nieto del viejo Franz-Joseph, muerto en 1916, había pedido ayuda al Kaiser Guillermo para sostener el frente.

El mando conjunto ideó un plan, y envió seis divisiones alemanas al mando del General von Below que, junto con las nueve austríacas al mando del mariscal Borojevich, iniciaron la ofensiva.

Para proteger el avance de las potencias centrales, tropas de montaña se habían desplegado por los flancos y comenzaron a infiltrarse por las crestas vecinas. Allí precisamente, en el Monte Matajur fue donde el famoso Erwin Rommel, un joven teniente por aquel entonces, realizó una brillante acción que hoy en día hubiera sido propia de los comandos.

Estos acontecimientos fueron narrados por Toni (@LordCirencester) de Histocast en el BlitzoCast nº 12 dedicado a Rommel en Caporetto.

El 30 de octubre de 1917, la retirada general fue ordenada en el bando italiano. Tras más de un mes de ataques y contraataques, se establecieron posiciones defensivas en el Río Piave. En el mes de noviembre se produjo la Primera Batalla del Monte Grappa donde los defensores contaron con la ayuda providencial de nuestro protagonista.

En noviembre de 1917, la 76º Brigada de Artillería de Campo del Ejército británico, comandada por el Mayor Mortimer Wheeler, llegaba al frente para sostener la defensa italiana en el Isonzo.

Real Artillería de Campo, cuerpo al que perteneció Mortimer Wheeler. La fotografía pertenece a la 13º Brigada y fue tomada en 1915 por H.D. Girdwood (Biblioteca Británica) [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Aclaro en este punto que las fuentes no confirman ni desmienten lo que voy a contar -en realidad no dicen nada-, por tanto no es posible contradecirme. Y esto es lo que estaba esperando, un clavo ardiendo al que agarrarme para retomar el tema de la arqueología.

Con esta historia lo que pretendo resaltar es la influencia que recibió Wheeler de su experiencia militar, y que después proyectó en la práctica arqueológica.

Por cerrar el tema de Mortimer, en marzo de 1918 la brigada fue transferida Francia para apoyar el Frente Occidental de nuevo. En agosto, el ejército británico pasó a la ofensiva y, mientras el Mayor Wheeler realizaba un reconocimiento del terreno, descubrió un par de cañones enemigos. Volvió a por refuerzos de forma que, él y dos equipos de 6 hombres, atravesaron una distancia de 270 metros bajo fuego enemigo, capturó los cañones y los empleó para destruir la posición enemiga. Por esta acción recibió la Cruz Militar.

Cuando acabó la guerra, regresó a Londres en 1919 y retomó su carrera académica promocionando la arqueología y promoviendo su modernización y profesionalización. Y su legado puede decirse que es este método, llamado de Wheeler en su honor.

Método de Wheeler-Kenyon

Lo primero que debemos decir es que el nombre completo del método es de Wheeler-Kenyon. Y la segunda parte del nombre se debe a Kathleen Kenyon, la primera mujer en llegar a ser presidenta de la Academia Arqueológica de Oxford.

Fotografía de Kathleen Kenyon tomada en 1977 por el también arqueólogo Vassilios Tzaferis. [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

Ambos arqueólogos trabajaron en equipo durante bastante tiempo, por lo que es justo que el desarrollo del método se atribuya a ambos.

La idea del método es realizar la excavación sistemática de un yacimiento, de forma que se puedan registrar los hallazgos. Para ello se creará una cuadrícula artificial a medida que se vaya retirando la tierra. Así, entre cuadro y cuadro se dejará una separación de un metro de ancho que, a medida que progrese la retirada de material del interior del cuadro, nos dejará una pared de tierra intacta.

Al final esas paredes, llamadas testigos, serán las que formen la retícula. Los testigos tendrán una función doble: servir de separación entre los cuadros, por un lado; y dejar constancia de la distribución de los estratos en los perfiles verticales de los testigos, a lo largo de todo el yacimiento.

Ejemplo de testigos según el método de Wheeler-Kenyon. Las paredes de cada cuadrícula que están sin excavar quedan como testimonio de la secuencia estratigráfica del yacimiento. Fotografía de la excavación de la Ciudad de David en Jerusalén tomada por Hanay en 2008. [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

Este método, además, tiene una ventaja adicional: permite que unos pocos especialistas supervisen el trabajo de muchos operarios, en cada uno de los cuadrados, por lo que es eficiente en el uso de recursos.

La verdad es que, si lo pensáis, tiene bastante sentido que el método deba mucho a la experiencia de Wheeler en la Primera Guerra Mundial: consiste en cavar trincheras llenas de hombres supervisados por expertos oficiales.

De este modo, cada artefacto hallado en una cuadrícula quedará perfectamente identificado, en primer lugar por la cuadrícula, pero en segundo lugar, por el estrato en el que ha sido encontrado.

Método de Wheeler-Kenyon: dimensión vertical

Es, precisamente, la numeración sistemática de los niveles una característica que los métodos arqueológicos más modernos han heredado de las prácticas instauradas por Wheeler y Kenyon.

¿Y para qué queremos numerar los estratos que nos vayan apareciendo en los testigos? Precisamente, gracias a la cuadrícula, los arqueólogos podrán establecer la secuencia de estratos en todo el yacimiento.

Ejemplo de numeración de estratos arqueológicos. Esta práctica proviene directamente del método de Wheeler-Kenyon. La fotografía está tomada en 2009, en la Grotta della Pietrosa (Italia), por Jacopo Werther [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

Esa es la utilidad de los testigos, la información contenida en cada uno de ellos, considerada en conjunto, nos servirá para interpretar el yacimiento en su contexto. Y esto, no siempre es fácil.

De entrada, será necesario excavar todos los testigos porque, aunque algunos de ellos no formen parte del yacimiento, nos permitirán establecer la secuencia geológica de estratos. Es decir, la secuencia natural.

Esta secuencia natural es muy importante porque servirá para interpretar después el yacimiento desde el punto de vista estratigráfico, por un lado, y por el otro, situarlo en el contexto regional.

Pero, ¿qué ocurrirá con los testigos que no estén vacíos? Pues estos, serán bastante difíciles de interpretar ya que la secuencia natural de estratos superpuestos normalmente habrá quedado modificada por las personas que vivieron en épocas pasadas, ya sea cavando zanjas, construyendo muros o, incluso, por animales que cavan madrigueras.

Todo ello altera la deposición natural de estratos de forma que, parte del material de unos se introducen en otros. Y esto, poco a poco, va complicando la interpretación de la estratigrafía.

Pues bien, el método de Wheeler-Kenyon fue el primero que permitió estudiar de forma sistemática la dimensión vertical de los yacimientos, asignando un número a cada estrato aparecido en cada testigo.

Método de la matriz de Harris

Allá por la década de 1970, surgió una nueva herramienta que facilitaba la interpretación de las secuencias estratigráficas. Esa herramienta se llamó Matriz de Harris en honor a su creador, el arqueólogo Edward Harris.

La matriz de Harris no es más que un sistema abstracto para plasmar las relaciones entre los estratos, de forma que los más recientes (los primeros en ser excavados) queden arriba, y los más antiguos debajo.

Ejemplo de Matriz de Harris que representa de forma gráfica varias secuencias estratigráficas. Obra de M. K. H. Eggert tomada de Prähistorische Archäologie: Konzepte und Methoden (Tübingen, Basel 2008). Con permiso del autor, via Wikimedia Commons.

A medida que van apareciendo nuevos estratos, los esquemas se complican. Quizás hayan estratos contiguos que no tienen relación entre ellos, quizás aparezcan otros que hoy no tienen relación, pero en el pasado sí tuvieron…

Lo relevante de la matriz de Harris, es que plasma la secuencia temporal de estratos, en el yacimiento. Y si en uno de tales estratos aparecen artefactos, y esta capa no ha sido alterada de forma natural o intencionada, podremos afirmar que los artefactos fueron enterrados a la vez formando un depósito estratigráfico sellado. Por tanto, esta asociación de objetos no son más recientes que el depósito en el que han aparecido.

Gracias, además, a la herencia de Wheeler, cada estrato está numerado por lo que será trivial establecer la datación relativa de objetos en el yacimiento atendiendo al estrato en que fueron encontrados. Por eso se dice que la estratigrafía es un método relativo de datación. Nos permite saber que ciertos depósitos se produjeron antes o después que otros.

Con esto he mostrado cómo trabaja la dimensión vertical el método de Wheeler-Kenyon, y su evolución más moderna de la Matriz de Harris. Es el momento, no obstante, de de encarar la dimensión horizontal.

método de Wheeler-Kenyon: dimensión horizontal

¿Qué era la dimensión horizontal? La idea era ir peinando cada estrato para descubrir su contenido. Así, el contenido del estrato será reflejo de las actividades coetáneas que en ese tiempo se realizaron.

El fundamento del método de Wheeler-Kenyon consistía en trazar la cuadrícula de testigos en el yacimiento, empezar a retirar material para, así descubrir las discontinuidades. De forma que cuando descubramos un cambio de material, asignar un número a ese estrato.

Este número será el que permitirá asignar, de forma sistemática, la procedencia de las cosas halladas. Al final, la idea era hacer lo mismo que la estratigrafía geológica que asociaba estratos a fósiles. Aquí, lo que se pretenderá es asocial artefactos con niveles arqueológicos. Y será esta asociación, la base del sistema relativo de datación.

Hoy en día, el método ha quedado un poco obsoleto por varios motivos.

En primer lugar, las paredes que constituyen la red de testigos, en realidad, nos deja medio enterrado el yacimiento, lo que dificulta la interpretación de los patrones espaciales o la valoración en conjunto de las estructuras.

Después está el problema de que la traza de las cuadrículas es siempre arbitraria. Es inevitable que el trozo de mosaico romano que te interesa, quede medio cubierto por la pared de un testigo. Es la ley de Murphy. Desde luego, sería mucho mejor tener un sistema algo más flexible.

Por otra parte, hay cuestiones prácticas a tener en cuenta. Según vas profundizando hacia abajo, la red de testigos empieza a volverse endeble y se corre riesgo de derrumbe.

Pasos de una excavación arqueológica

Hoy en día, se prefieren otras aproximaciones específicas para cada yacimiento. Normalmente se empieza con un muestreo previo, para ello se cavan pozos verticales o catas que servirán para establecer el contexto geológico, por un lado, y por otro para planificar la posterior excavación de trincheras.

Una cata es un pozo vertical. Esta técnica se utiliza para realizar sondeos previos en los yacimientos arqueológicos y, de este modo, planificar la excavación de trincheras. Obra de Olesachem [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

Es decir, atendiendo a la prospección previa realizada con las catas, en las zonas más prometedoras del yacimiento se trazan franjas más anchas que largas y se empieza a retirar material para exponer el suelo que queda debajo.

Y esto no se hace en vertical, como un pozo o los testigos de Wheeler. Las trincheras se cavan con las paredes en V, dejando una cierta pendiente. De esta forma, si la trinchera es profunda, se reduce el riesgo de derrumbe. Nunca se debe perder de vista la prevención de riesgos laborales.

El caso, es que la cuadrícula arbitraria, hoy en día se sustituye por un sondeo previo y una elección de trincheras que se adapten a lo que estamos excavando.

Ejemplo de trinchera arqueológica en la localidad de Brampton (UK). Esta trinchera todavía no es lo suficientemente profunda como para tener las paredes en V. No obstante se aprecia la esencia de una trinchera: un agujero más largo que ancho. Obra de Rodney Burton [CC BY-SA 2.0] , via Wikimedia Commons.

Eso sí, la anotación sistemática de las discontinuidades es una costumbre heredada de Wheeler y Kenyon que a día de hoy permanece, si bien, en su forma actual, se adopta la metodología de la Matriz de Harris que he comentado antes. Todo esto nos permitirá registrar de forma sistemática el contenido de cada estrato.

Técnicas de excavación arqueológica

¿Qué contienen los estratos? La palabra técnica es elementos o rasgos arqueológicos. A saber: muros, paredes, suelos, cimentaciones de construcciones, cisternas, tumbas, cercas, basureros o vertederos, cabañas, y cortes.

Ejemplo de corte que contiene un elemento arqueológico. El corte es un foso que contiene el enterramiento de un caballo. Fotografía tomada por Mididoctors [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Los arqueólogos denominan “cortes” a las discontinuidades que atraviesan varios estratos (de ahí deriva el nombre, del corte entre estratos). Así, tenemos cortes de muchísimos tipos: pozos, hogares de fuegos, agujeros para plantar postes, zanjas, drenajes en campos y edificaciones para prevenir inundaciones, entre otros.

Cada vez que aparezca un elemento arqueológico, una discontinuidad en el material, se tiene que fotografiar, determinar su localización exacta y situar en un mapa o plano, todo ello antes de continuar. Para esta labor es muy importante contar con los modernos teodolitos electrónicos ya que disponen de GPS y láser para medir distancias.

Y ¿qué pasa si encontramos un artefacto? Una moneda, fragmentos de cerámica, restos de armas, instrumentos paleolíticos… O, incluso, huesos fosilizados como los que se encontraron en la Cueva de las Estrellas.

Recopilación del contenido de un estrato en el yacimiento de Zaraysk. Fotografía tomada por Buturlin [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Un buen resumen de lo que hay que hacer con todo tipo de hallazgos se puede obtener en un libro llamado “Manual de buenas prácticas de conservación en excavaciones arqueológicas”, de Belén Santos Alarcón, editado por Hojarasca. Para conseguirlo podéis contactar con su autora directamente en Twitter (@Beltosaurus).

Otros métodos de datación relativa en arqueología

Con todo lo anterior he descrito cómo se hace una excavación y os he contado cual es el primer método de datación relativa que se desarrolló: la datación estratigráfica.

Pero antes de continuar, creo que es conveniente que os hable de otros métodos de datación relativa para que tengáis una visión general de lo que buscan los arqueólogos en las excavaciones.

Secuencias tipológicas

Con los artefactos hallados en las excavaciones se pueden construir lo que se conoce como secuencias tipológicas.

Resulta que, después de excavar y excavar yacimientos durante cientos de años, los arqueólogos nos dicen que los artefactos creados en un periodo y lugar determinado, comparten un estilo. Es decir, tienen unos atributos materiales de forma y decoración reconocibles y característicos de la sociedad que los produjo.

De este modo, una tipología será una colección de objetos que compartan parecidos atributos formales.

Por otra parte, sabemos que las modas son cambiantes. Lo que hoy es moda, mañana no lo es. Pero esto, en arqueología, no ocurre de cualquier forma.

Resulta que los cambios de estilo, o sea la forma y decoración de los artefactos, suelen ser graduales. Normalmente, lo que se observa es una evolución, más que una disrupción. De este modo, se puede aplicar la regla de que “similar va con similar”. Y como aplicación práctica, resultará que los objetos del mismo periodo normalmente serán parecidos.

Al final, arqueólogos y antropólogos serán capaces de reconocer y clasificar los artefactos por su estilo, y después asignarles un lugar particular dentro de una secuencia tipológica. O bueno, por lo menos eso es lo que afirman.

El mejor ejemplo de secuencias tipológicas ya salió en el episodio que dedicamos a la Prehistoria. Se trata del método de las seriaciones de Thomsen aplicadas a las monedas.

Sin embargo, el principal ejemplo de series tipológicas no son las monedas, sino la cerámica. Las secuencias tipológicas de la cerámica son la columna vertebral de los sistemas cronológicos. En relativamente pocos asentamientos humanos se encuentran monedas. Sin embargo, a partir del neolítico, raro es el área que no tenga ya bien establecida su secuencia tipológica de cerámica.

Ejemplo de serie tipológica de cerámica tipo Khabur, manufacturada por el pueblo hurrita. La colección se exhibe en el Museo del Instituto Oriental de la Universidad de Chicago, Illinois, USA. Obra de Daderot [Public Domain, CC0 1.0] , via Wikimedia Commons.

Y si combinamos las secuencias estratigráficas con las cerámicas, alcanzamos el nirvana de los métodos relativos de datación. Primero se establecen las secuencias tipológicas de forma y estilo. Después se agrupan. Y después, los grupos se ordenan mediante la secuencia estratigráfica. Todo esto nos permitirá clasificar objetos individuales de forma muy pero que muy precisa.

Debo recordar, sin embargo, que nuestro objetivo no será la consideración de objetos individuales, sino de grupos de objetos -los famosos hallazgos cercanos de Thomsen-. Lo que haremos serán analizar conjuntos de objetos que aparecen juntos de forma sistemática.

¿Por qué?… Pues porque un objeto aislado sólo puede ser puesto en contexto en su yacimiento. Si queremos establecer dataciones relativas válidas en áreas enteras necesitamos considerar los hallazgos cercanos y las secuencias estratigráficas regionales.

Palinología

El último método de datación relativa que vamos a ver en el episodio es la palinología.

Este método consiste en el aprovechamiento del polen de las plantas para establecer series tipológicas.

Los granos de polen están recubiertos de sustancias que los hacen muy resistentes a la putrefacción. Tanto es así, que en un tiempo muy corto se convierten en microfósiles que van depositándose en el suelo. Después, al cabo de muchos años, los granos de polen pueden servir para identificar de forma muy precisa la especie vegetal de la que procede.

El pólen fósil es típico de las zonas húmedas del planeta, donde han vivido muchas plantas. Las especies dominantes emitirán gran cantidad de granos que el viento dispersará por ahí, y al final acabarán depositados sobre grandes áreas.

Con el tiempo, pueden acabar cubiertos por sedimentos que los protegerán de la erosión y del oxígeno, de este modo se formarán capas de terreno superpuestas en las que cada una quedará identificada por el polen de unas pocas especies características.

Así que, analizando el contenido en polen de cada estrato se podrá seguir el cambio en la vegetación de los ecosistemas. De este modo, podremos hacernos idea de cómo era el clima en épocas pasadas y, de paso, establecer secuencias temporales muy parecidas a las que hemos visto con la estratigrafía.

Métodos de datación absoluta

Habíamos dicho que con los métodos de datación relativa, los arqueólogos eran capaces de ver el cambio. Precisamente, el estudio de la dimensión vertical de los yacimientos consistía en eso: en verificar el cambio de las sociedades con el tiempo.

Pero claro, con estos métodos es imposible saber lo rápido que ocurren los cambios. Tampoco podemos saber si los cambios en lugares separados son simultáneos en el tiempo o no. Y, por supuesto, nos quedamos sin otro dato fundamental… Cuántos años hace de eso.

Antes y después de Cristo, y de nuestra era

Pero antes de presentar los métodos de datación absolutos, debo hacer una aclaración necesaria respecto de la forma de escribir las fechas. ¿Qué significan las expresiones antes de Cristo o antes de nuestra era?

Cuando se emplea una escala de tiempo, siempre es necesario elegir un punto fijo como origen. Y dado que la ciencia se desarrolló en un contexto europeo y cristiano, el origen de la escala temporal se situó en el nacimiento de Cristo.

Así que todo el mundo se puso de acuerdo en que el año 1 empezaría con el nacimiento de nuestro Señor. A partir de esa fecha, los años posteriores se contarían hacia adelante y los anteriores hacia atrás…

El caso es que, los años anteriores al año uno se cuentan hacia atrás. Y cuando demos una de estas fechas añadiremos una indicación de que son “antes del nacimiento de Cristo”. Antiguamente, se ponían las iniciales adC, o ac a secas. Así, Julio César murió en el año 44 antes de Cristo o 44 aC. En inglés se pone 44 bc por before Christ.

Por el contrario, las fechas de nuestra era, o sea, posteriores a ese año 1, se indicaban con un dC, abreviatura de “después de Cristo”.

Pero esto era cosa de modernillos. La gente de bien citaba las fechas posteriores al año 1, con las iniciales AD, que significan en latín Anno Domini, en el año de Nuestro Señor. Esto sí que es citar fechas con elegancia. El responsable de tal práctica fue Dionisio el exiguo.

Reproducción de un retrato de Dionisio el exiguo, el monje bizantino que creó el sistema de fechas de antes y después de Cristo o Anno Domini. [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Al final, tuvieron que llegar los científicos -todos ateos y liberales, en mi opinión-, a cambiar este sistema. Dicen que era mejor un sistema más neutral y se inventaron eso de la “era común”.

Así, el acrónimo ac se sustituirá por aec (antes de la era común); y las fechas después de cristo se denotarán como ec o era común. En inglés, serán bce -before Common Era-, y ce para “Common Era”.

Pero, cuando por el contexto no queda duda de que las fechas son posteriores al año 1, en estos casos no se indicará nada.

A todo este galimatías debemos añadir otro sistema de contar el tiempo. Cuando se desarrollaron los sistemas de datación basados en desintegraciones radiactivas, los científicos colocaron el origen, el año cero, en el año 1950 (el año en el que se desarrolló el primer método de marcadores de radiocarbono).

En este sistema, las fechas se indicaban con las iniciales ap de “antes del presente”. En inglés sería bp, de before present. Eso sí, el presente sería 1950.

En caso de que hablemos de fechas prehistóricas, no hay diferencia prácticamente entre escalas, puesto que 1950 años es una cantidad ridícula frente a los cientos de miles o millones de años que se emplean habitualmente.

Sistemas de datación absolutos

Lo deseable sería disponer de un método que no fuese subjetivo. Un método que estuviera basado en procesos físicos o químicos que permitiese, dentro de un margen de error razonable, saber cuánto tiempo llevan unos huesos enterrados en una tumba.

Pues bien, los principales métodos caen en tres grupos:

• Los que se basan en las desintegraciones radiactivas, los famosos relojes radiactivos o sistemas de datación radiométrica
• Un segundo grupo que también se basa en la emisión de radiación pero de forma indirecta, como la termoluminiscencia y las resonancias espín-electrón.
• El tercer grupo que se basa en paleomagnetismo, y del que ya he hablado antes de dónde viene. Lo único que me faltaría comentar es que cuando las rocas minerales se están solidificando, el cambio del campo magnético terrestre, deja huella en las redes cristalinas que se están formando. Esa huella es la que se detecta con el paleomagnetismo.

De lo que hablaremos en profundidad será del método de las dataciones radiométricas porque será el que utilizaremos para datar los huesos de la cueva de las estrellas.

Datación radiométrica

Lo que haremos a continuación será explicar el fundamento de estas técnicas, pero de forma que se entienda. O sea, con metáforas bizarras. ¡Allá vamos!

En primer lugar debo explicar que las palabras radiación y radiactividad se suelen emplear como sinónimos, pero no lo son. Explicando la diferencia entre ellas, os introduciré en los entresijos de los relojes radiactivos.

¿Cómo funciona un tubo fluorescente?

Ahora, lo que está de moda son las lámparas LED. Pero no hace mucho, la iluminación de oficinas y de las cocinas se hacía con tubos fluorescentes. Hace todavía más años, incluso, las televisiones eran de tubo. Lo único que queda funcionando de forma similar hoy en día son los aparatos de rayos X que hacen radiografías.

Bueno, pues todas estas cosas funcionan con unos principios parecidos. La idea es que tienes un tubo, en principio vacío, en cuyos extremos colocas cables y los conectas a la electricidad.

Si no hubiera tubo, lo que tendríamos sería un cable que conecta los dos polos de una pila. En ese caso, la corriente de electrones que es la electricidad, fluiría de un polo a otro.

Pero como en medio del circuito hemos puesto un tubo vacío, por lo que el flujo se interrumpe. Los electrones no pueden pasar y comienzan a acumularse en uno de los polos. Cuanta más tensión apliques, más electrones se acumularán.

Es como si en un vagón se metro empieza a entrar gente. Más y más personas dentro. El vagón se llenará hasta que no quede sitio. Entonces seguirá entrando gente y todos empezarán a apretarse, como sardinas en lata esperando a que el vagón llegue a la estación y se abran las puertas.

Eso es lo que ocurrirá en nuestro tubo vacío. En uno de los extremos se acumularán los electrones esperando salir. Ahí están todos. Hacinados dentro del vagón, con las caras pegadas en las ventanas esperando una señal.

Cuando el vagón para, los pobres pasajeros saldrán como toros embravecidos. En nuestro tubo vacío, al que hemos conectado una batería, ocurre lo mismo. Los electrones saldrán corriendo al otro extremo empujado por la fuerza de la batería. Cuanta más tensión tenga el circuito, más veloces saldrán los electrones disparados.

¿Qué hemos conseguido con esto? Bueno, todo este montaje, en realidad funciona como si hubiésemos instalado un lanzador de pelotas de tenis al extremo del tubo. Cuanta más tensión pongamos en la batería, más fuerte saldrá la pelota.

Los tubos fluorescentes también se conocen como tubos de neón. Eso ocurre porque el interior del tubo no está vacío, sino que está relleno de gas neón, que es un gas noble.

¿Cómo funciona un tubo fluorescente? En este esquema se ilustra lo contado en el texto. Sólo debemos cambiar los átomos de mercurio por los del gas noble. Obra de Luis María Benítez [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

Visualizad las moléculas de gas neón como reyes sentados en sus tronos, mirando a sus súbditos desde la distancia, sin interaccionar con nadie. Los tronos, con los reyes sentados y sus miradas graves, aislados del mundo, están flotando dentro del tubo.

Y de repente, se conecta la electricidad. Los electrones se acumulan en un extremo del tubo, salen disparados hacia el polo opuesto. Al final ocurre lo inevitable. Una pelota de tenis impacta en el ojo de un rey, sentado en su trono.

¿Qué está pasando aquí? ¿Qué mecanismo físico está operando? Veámoslo a cámara lenta. El rey estaba normal, sumido en sus pensamientos, flotando por su reino tubular, observando a sus súbditos. En física, esto se describe como “un átomo en el estado fundamental”.

De repente, una pelota de tenis impacta en el ojo del buen monarca. Los físicos decimos que el electrón, al golpear el átomo, lo ha colocado en un estado excitado.

Entonces, el rey, el átomo de gas noble, se cabrea y empieza a insultar a todo el mundo. Su boca no para de emitir improperios. ¿Qué son esos insultos? Pues claro, es la radiación.

Los átomos en un estado excitado, regresan al estado fundamental expulsando la energía que les sobra. Esa energía sobrante, es la radiación.

En el tubo fluorescente, el gas neón emite radiación ultravioleta (que no es visible). Pero el interior del tubo está impregnado de una sustancia fluorescente, que lo que hace es excitarse con la radiación ultravioleta emitida por el gas noble. Los átomos de la sustancia fluorescente, al volver a su estado fundamental, sí que emiten luz visible. De ahí el nombre de tubo fluorescente.

Radiación electromagnética

Casi, sin darnos cuenta, hemos dicho que radiación es igual a luz. Y esto es algo muy importante. Cuando se habla de radiación, siempre nos referiremos a radiación electromagnética. La luz es radiación electromagnética.

Pero, dependiendo de lo energética que sea, la radiación electromagnética tendrá unas propiedades u otras muy diferentes. Los físicos decimos que la radiación tiene un espectro energético muy amplio. ¿Esto qué significa?

En el extremo menos energético del espectro tenemos el calor. Cuando acercamos las manos a una estufa, ese calorcito que nos llega es radiación elecromagnética infrarroja. Un tipo de radiación que transmite calor.

La combustión es una reacción química que junta un combustible más oxígeno para producir ceniza, agua y energía en forma de radiación electromagnética infrarroja, o sea calor.

Pero no sólo eso, además de calor, también emite luz. Una cerilla encendida es una combustión que produce luz y calor, lo que implica que la radiación electromagnética es de dos tipos: el primero es el calor, la radiación infrarroja, y el segundo es luz, la radiación visible.

Diagrama del espectro electromagnético. Obra de Crates [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Siguiendo por este recorrido exprés del espectro electromagnético, tendríamos que por encima de la radiación visible estaría la ultravioleta que he mencionado en los tubos de neón. No es luz, no es calor, es algo más energético.

En este caso ocurre una cosa curiosa. Si trabajamos con energías que caen en el espectro del ultravioleta, en realidad estaremos interactuando con moléculas del material en cuestión. Antes hablé de forma indistinta de átomos y moléculas de gases nobles. La realidad es que, en los tubos de neón, lo que haremos será excitar moléculas de gases nobles. Cuando éstas vuelvan a su estado fundamental, se emitirá radiación ultravioleta.

Bueno, pero podemos ir más allá del ultravioleta ¿Qué pasa si utilizamos radiaciones todavía más energéticas? En nuestro tubo, lo que haríamos será colocar un sistema eléctrico de alta tensión.

Lanzaremos proyectiles más energéticos para excitar, no a las moléculas, sino a los átomos -unas entidades más pequeñas-. Por tanto, los átomos del material, ahora sí, al ser golpeados por electrones acelerados con sistemas de alta tensión, pasarán a estados excitados que, al volver al estado fundamental, emitirán radiación electromagnética perteneciente al espectro de los rayos X.

Si incrementamos todavía más la tensión, los proyectiles podrán penetrar en la estructura del átomo y alcanzar el mismísimo núcleo. Entonces, la radiación resultante ya no será esa que nos broncea la piel en los días soleados. Será otra cosa mucho más intensa: los rayos gamma.

Radiactividad

La radiactividad natural es uno de los procesos físicos que fundamenta los métodos de datación radiométrica. Y, todo esto que os he contado, me ha servido para presentaros la primera forma de radiactividad natural, la radiación gamma. Las otras dos formas de radiactividad natural son las partículas alfa y las desintegraciones beta.

La diferencia entre ellas está en que la radiación gamma es eso, radiación electromagnética muy energética. En cambio, las otras dos formas de radiactividad implica que el núcleo atómico se desprende de partículas de su interior.

Núcleo con los tres tipos de radiactividad natural. Obra de Pearson Scott Foresman [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Esta es, precisamente, la diferencia entre radiación y radiactividad. Aunque muy relacionados, ambos términos no son sinónimos. El primero hace referencia a una franja muy energética del espectro electromagnético, mientras que el segundo implica la emisión de partículas desde los núcleos atómicos.

Bueno ¿y porqué un núcleo atómico debería desprenderse de nada? Pues porque los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, pero no todas las combinaciones entre ellos son estables.

Una cosa básica de química. Las propiedades químicas de un elemento dependen de los electrones que tenga en su corteza. ¿Esto qué significa? Pues que los átomos son neutros desde el punto de vista eléctrico, luego si su corteza está formada por un electrón, el núcleo de ese átomo tiene que estar formado por un protón, que tiene carga opuesta al electrón. Así, el átomo en conjunto está en equilibrio eléctrico.

Un átomo cuyo núcleo tenga dos protones, la corteza también tendrá dos electrones. Hasta ahí, todo fácil. Pero resulta que los núcleos de los átomos pueden tener también partículas neutras que no modifican la carga. Estas partículas neutras se llaman neutrones.

Dado que las propiedades químicas dependerán sólo del número de protones, los átomos cuyos núcleos tengan el mismo número de protones pero diferente número de neutrones, tendrá las mismas propiedades químicas y casi casi las mismas propiedades físicas.

Los átomos que, para el mismo número de protones, tienen diferentes números de neutrones se denominan isótopos. Esto significa que los isótopos, son elementos químicos idénticos salvo, casi casi, alguna remota propiedad física que los hace distinguibles. Así, los isótopos son elementos químicos equivalentes excepto que los núcleos son más pesados entre comillas.

Isótopos radiactivos

Y qué tiene que ver esto con la radiactividad. Bueno, resulta que no todas las combinaciones de protones y neutrones de los isótopos son estables. Existen isótopos que son inestables y que son conocidos como isótopos radiactivos.

Los isótopos radiactivos emiten radiactividad natural, esto significa que, de repente, un átomo expulsa una partícula alfa o sufre una desintegración beta, y entonces ocurre la magia.

La emisión de radiactividad alfa o beta supone que el átomo cambia el número de protones que tiene, si el número de protones del núcleo cambia, también lo hará el número de electrones de la corteza, luego la naturaleza química del elemento también cambiará.

Con la radiación gamma no ocurre lo mismo. Una desintegración alfa o beta de un átomo, puede acabar en otro elemento, pero que esté en un estado excitado, por lo que al volver al estado fundamental emitiría radiación gamma además de la partícula alfa o beta.

Cada vez que hay una desintegración en el núcleo, éste cambia de naturaleza. Es decir, se transforma en un elemento químico distinto. Lo que pasa es que esta cadena de desintegraciones radiactivas no puede ocurrir de cualquier forma. Las transformaciones de unos isótopos en otros son siempre siempre las mismas. Es decir, que un isótopo radiactivo en concreto, se desintegra en otro, que a su vez decae en otro, y al final termina en un isótopo de otro elemento químico.

Familias radiactivas

A ver repito, porque aquí está la esencia del método. Supongamos que tenemos Uranio 238, que es un isótopo radiactivo del uranio. Este isótopo se desintegra en otro elemento, que a su vez se desintegra en otro, siguiendo lo que se llama una ruta de desintegración que siempre siempre es la misma. Y, lo más importante, es que el último eslabón de esa cadena, el destino final de esa ruta, es Plomo 206, un isótopo estable del plomo.

Familia radiactiva del plomo 212. La cadena se inicia con el isótopo 212 del Pb y transcurre por dos vías. La primera es una desintegración del bismuto 212 al talio 208, que decae en plomo 208 a través de una desintegración beta. En la segunda el bismuto 212 se desintegra en polonio 212, que decae en plomo 208 a través de una desintegración alfa. Obra propia de Eugene Alvin Villar, 2008 [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

Por tanto, atención atención, si tengo una muestra que contiene Uranio 238, estoy absolutamente seguro de que, con el paso del tiempo, ese uranio se habrá transformado en Plomo 206, y que ese plomo permanecerá en la muestra por tiempo indefinido.

La cuestión está en que yo conozco la tasa de desintegración de todos los eslabones de la cadena y sé que, en el caso del Uranio 238, cuando pasen 4470 millones de años, la mitad de la muestra se habrá transformado en plomo 206.

Entonces, si fuese capaz de medir la proporción que hay entre el uranio y el plomo en la muestra, y sabiendo el tiempo que tarda el uranio en transformarse en plomo, entonces sería capaz de estimar el tiempo que ha pasado hasta el presente desde que la muestra se formó, un tiempo en el que todo era Uranio 238 y no había nada de plomo.

¡Brutal! Os acabo de contar en qué consiste la mitad del método de datación radiométrica por uranio-plomo.

Este es, precisamente, el método que se emplea para estimar la edad del planeta en esos 4600 millones de años. Si recordáis el capítulo 1 de la primera temporada, el de la aparición de la vida en la Tierra, os conté que esa edad se deducía de unos estudios realizados sobre el zircón mineral. Pues bien, esos estudios no eran otra cosa que una datación radiométrica de uranio-plomo.

Entonces, para analizar ls muestras de la Cámara de las estrellas utilizaremos la familia del uranio-torio. El uranio 234, se acaba desintegrando en Torio 230. Esta técnica es un poco más complicada porque este isótopo de torio no es estable y con el tiempo desaparece.

Sin embargo tiene una ventaja. Resulta que el uranio se puede disolver en agua, pero el torio no. Entonces en una cueva en la que se forman estalactitas y estalagmitas, el uranio puede depositarse en ellas y, con el tiempo acabará convirtiéndose en Torio. Por lo que la proporción de torio nos servirá como indicador de la antigüedad de las muestras.

¿Qué es la espectrometría de masas?

El problema a resolver es la determinación de qué cantidad de un determinado elemento hay en una muestra. Esto es, si lo pensáis, como el juego de las adivinanzas. Te dan una una sustancia y te piden que adivines lo que es.

Bueno, hablando técnicamente no es una sustancia. Ahí está la gracia. Puede, de hecho normalmente es así, se trata de una mezcla de sustancias que desconocemos. Por eso la palabra sustancia no está bien empleada. Más bien, se trata de analizar una mezcla de muchas cosas. ¿Qué cosas? Pues, en eso consiste el juego. En adivinarlas.

Bueno, pues una técnica muy efectiva para saber esto es la espectrometría de masas. Lo primero que necesitamos saber es que la tabla periódica es una lista completa de las sustancias que existen en todo nuestro universo conocido. ¿Y qué es lo que distingue cada una de esas sustancias?

Así en un nivel macroscópico, diríamos que las sustancias se distinguen por las propiedades físicas y químicas que tienen. Y esto, ya dijimos hace un rato, que depende del número atómico de cada sustancia.

Me explico, la configuración de los electrones que revolotean alrededor del átomo es lo que confiere a éste sus propiedades únicas y particulares. Y esto, en el fondo, depende mucho de algo tan simple como el número de electrones o número atómico del átomo.

Pero claro, para que el átomo sea neutro, debe tener el mismo número de protones en el núcleo que electrones en la corteza. Y la masa de un átomo reside en el núcleo… Luego aquí está la relación entre las propiedades químicas de los elementos y la masa del átomo. Por tanto, diferente masa atómica implica diferentes propiedades químicas, con la salvedad que comenté antes de los isótopos.

Entonces, lo que necesitamos es construir un cacharro que nos permita averiguar la masa de los átomos. Pues, en efecto, esto es lo que necesitamos…, pero no parece fácil. Desde luego, el espectrómetro de masas no puede ser como una balanza. No podemos pesar átomos como si fueran patatas. ¿Qué hacer? ¿Cómo manipular la materia pero sin tocarla? Pues con campos eléctricos y magnéticos.

Pero, un momento. Los átomos son eléctricamente neutros. Luego son inmunes a este tipo de manipulaciones. O sea, que primero necesitamos convencerlos de que capten o se desprendan de algún electrón para que adquieran carga eléctrica.

Cómo ionizar la materia

Formas de ionizar la materia hay muchas, pero la más básica ya la hemos visto con los tubos fluorescentes: se trata de la ionización electrónica. La idea es bombardear una muestra con electrones y para ello haremos el mismo montaje.

Tendremos un tubo vacío cuyos extremos se conectarán a una batería. Cuando calentemos uno de los extremos, aparecerán electrones que se verán impulsados por el campo eléctrico de forma que saldrán disparados en sentido contrario.

Pues bien, si en el caso del tubo fluorescente teníamos un gas noble por ahí flotando, imaginad qué ocurrirá si colocamos la muestra que queremos analizar.

El resultado será que esos átomos desconocidos recibirán una lluvia de electrones a toda velocidad. Entonces, si tenemos suerte, alguno de los electrones golpeará tan fuerte el átomo que logrará arrancar uno de los electrones de la corteza. De este modo habremos creado el primer ión de la muestra.

Pero claro, el tubo está conectado a una batería que impulsa a los electrones, luego lo mismo ocurrirá con los iones recién creados.

Al final, ¿qué es lo que tendremos? Bueno, la muestra está compuesta por una mezcla de átomos desconocidos y, a base de tirarles cosas encima, hemos conseguido ionizarlos. Es evidente lo que nos ha quedado… Una mezcla desconocida de iones. No parece un gran avance, la verdad.

Los iones de la muestra, al estar sumergidos en un campo eléctrico, se verán acelerados y saldrán volando en linea recta impulsados por el campo. ¿Pero hacia dónde se irán? Pues hacia el siguiente elemento del espectrómetro de masas.

Esquema de un ionizador, pieza clave de la primera fase de la espectrometría de masas. Obra propia de Thilini ukwaththage [CC BY-SA 4.0] , via Wikimedia Commons.

La primera pieza del aparato este es el ionizador. Ya hemos visto que su misión es transformar la muestra de átomos desconocidos en iones. Ahora entra la siguiente fase, que consiste en analizar la muestra, en discriminar, de algún modo, los iones que hay en ella.

Esto lo lograremos de un modo muy ingenioso. Ya he dicho que un ion sometido a un campo eléctrico, sufre una aceleración que lo desplaza en linea recta. Pero si en lugar de un campo eléctrico, metemos los iones en el seno de un campo magnético, el movimiento que tendrán no será una linea recta, sino que describirán trayectorias curvas. Y aquí está la clave.

Estoy seguro de que todos habéis experimentado la inercia alguna vez. Cuando un coche describe una curva, la masa de éste, lo pesado que sea el vehículo, hará que la curva le resulte más complicada de pasar. A un vehículo muy pesado, le costaré mucho girar debido a la inercia que tiene.

En las regatas, por ejemplo, un barco pequeño puede realizar giros en muy poco espacio porque se puede acercar mucho a la boya que marca la posición. Como dicen los marineros, tiene una ceñida corta.

En cambio, un transatlántico no puede ni en sueños realizar esos giros cortos. Tiene una inercia tan grande, que para cambiar de trayectoria necesita muchísimo espacio. Pues eso le ocurre a los iones.

A los iones pesados, que tienen mucha masa, les costará mucho girar, por lo que su radio de giro será grande. En cambio, los iones ligeros podrán girar en muy poco espacio, con lo que los radios de giro de las trayectorias serán pequeños. De este modo podremos discriminar la masa de los iones.

Esquema del analizador de masa, principal componente de la segunda fase de la espectrometría. Obra propiedad de la NASA [Public Domain] , via Wikimedia Commons.

Entonces, lo que tenemos es una muestra desconocida de iones que hacemos pasar por un campo magnético, esto lo que hará es que cada uno de los iones tenga un radio de giro diferente: los iones más ligeros tendrán el radio más corto, los más pesados, el radio más largo. Entonces, lo único que tenemos que hacer es medir ese radio de giro para estimar la masa de los iones.

Recordad que la masa, al estar relacionada con el número atómico, es algo característico del elemento, luego en principio, es factible identificar los elementos presentes en la muestra a través de la masa y del radio de giro.

La presencia de isótopos, complica un poco este panorama puesto que hace que algunas masas sean parecidas. Sin embargo, empleando espectrómetros de masas de buena precisión se puede distinguir con claridad los distintos elementos de sus isótopos.

Y ahora viene otra característica muy interesante del espectrómetro de masas. No sólo nos averigua la masa atómica de las muestras, sino que también puede informarnos sobre si hay muchos o pocos átomos.

Recordemos, que teníamos una muestra ionizada, esto es, una mezcla de iones desconocidos. Pero no unos pocos, sino muchos iones. Al final, un flujo de iones que se mueven no es otra cosa que una corriente eléctrica. Entonces si en la muestra hay pocos iones de un tipo, la corriente que producirá será pequeña. En cambio, si hay muchos iones, la corriente será grande.

Lo único que falta es colocar en el detector un sistema para amplificar las corrientes producidas por los diferentes tipos de iones y poder comparar entre ellas. Y ya está… Ya tenemos todas las piezas…

Entonces, un poco nerviosos, abrimos los recipientes que contienen las muestras tomadas en la Cueva de las Estrellas. Tomamos la primera muestra y la introducimos en el ionizador del espectrómetro de masas, mientras repasamos mentalmente los protocolos.

El espectro resultante es un gráfico en el que aparecen numerosos picos más o menos elevados. Cuanto más alto sea el pico, más cantidad de elemento de una masa determinada habrá.

Ejemplo de espectro de masas. En este caso es un análisis del contenido del aire que hay alrededor de un kiwi realizado por Wojciech Wojnowski en la Facultad de Química de la Universidad Tecnológica de Gdansk, Polonia. [CC BY-SA 3.0] , via Wikimedia Commons.

La muestra tiene muchas cosas, por tanto tendrá picos para el calcio, el carbono, y otros. Pero lo que nos interesa será comparar dos picos que se corresponderán a las señales de dos elementos: el Torio 230 y el Uranio 234. Esa comparación nos dará la edad de la muestra.

Conclusiones sobre el Homo Naledi

Una vez analizadas las muestras de la Cámara de las estrellas nos sale una antigüedad menor de 2,5 Ma. Eso nos sitúa en el tercer escenario que nombré, lo que implica una reinterpretación más o menos profunda de la historia evolutiva de nuestra especie.

Pero aquí está pasando algo raro… ¿No os extraña que nunca hayáis oído nada sobre el Homo naledi hasta el día de hoy. Estoy seguro que, si no fuera por este humilde podcast, ninguno sabrías siquiera de la existencia de esta especie.

Pero quedaos tranquilos, el episodio no es una broma pesada. En el blog de Juan Manuel Fernández López, podéis encontrar mucha información sobre el Homo naledi.

Sin embargo, a pesar de las altas expectativas, no toda la comunidad científica comparte el optimismo. En el siguiente enlace, José María Bermúdez de Castro, co-director de la excavación de Atapuerca reflexiona acerca de esta especie en el artículo Homo naledi, y los detectives del pasado.

Pero el principal problema de este descubrimiento es la imposibilidad de fijar un contexto estratigráfico del hallazgo. Esto es lo que impedirá determinar con precisión la edad del del yacimiento.

En las excavaciones debe empezarse siempre por la estratigrafía. Es necesario establecer el contexto estratigráfico de los descubrimientos. Es decir, para obtener dataciones fiables deberemos combinar siempre los dos tipos de métodos: los relativos y los absolutos.

Con la estratigrafía ordenaremos los estratos entre sí, y después enviaremos al laboratorio muestras procedentes de cada estrato a analizar. De este modo, tendremos un doble chequeo, la secuencia interna relativa del yacimiento que nos da la estratigrafía, y la secuencia absoluta que nos proporciona el radiocarbono o el uranio-torio o lo el método absoluto que sea. Ambas deben coincidir, más o menos. Sin eso, iremos a ciegas.

Detalle de los fósiles de Homo naledi. En ellos se observan marcas hechas por larvas y caracoles, así como depósitos de calcitas y otros sedimentos minerales. Obra de Paul H. G. M. Dirks et al. [CC BY 4.0] , via Wikimedia Commons.

Normalmente, los fósiles quedan cubiertos de sedimentos y con el tiempo se van compactando. Al final tenemos una secuencia de estratos en los que van situándose los huesos. Pero esto es lo que no ocurrió en la Cueva de las Estrellas. Seguramente, en épocas pasadas algunas corrientes de agua subterránea alteraron los sedimentos y los propios fósiles, borrando las huellas que hubieran permitido una datación precisa.

Al final, lo único que podemos hacer es empezar por un estudio estratigráfico del contexto del yacimiento… En otras palabras, estudiar la cueva en sí misma, a ver qué nos dice la geología sobre ella. Y con esto es con lo que nos tenemos que conformar.

En principio, las estimaciones geológicas iniciales nos dan una antigüedad máxima de 500.000 años. Desde luego, el resultado da unas fechas muy recientes.

Estudios posteriores intentaron afinar más esta antigüedad. Es aquí donde entran las dataciones radiométricas de Uranio-Torio que he contado antes. Resulta que la calcita disuelta en el agua que ha ido impregnando los huesos y las formaciones cercanas ha permitido la acumulación de ambos isótopos radiactivos. Esto arroja una antigüedad estimada para las muestras comprendida en el intervalo ente los 236.000 y los 335.000 años de antigüedad, como mucho.

Pero ojo, eso es la antigüedad de la calcita en la que se deposita el uranio. Los huesos son, necesariamente, más recientes.

Antigüedad del Homo naledi

Y así, queridos amigos, llegamos a la moraleja final de esta pequeña historia del Homo naledi. Por la morfología que conté hace rato, está claro que esta especie combina rasgos arcaicos con modernos. Por tanto, no parece creíble que esta especie apareciese hace sólo unos 236.000 años.

Reconstrucción facial del Homo naledi. Obra de Cicero Moraes (Arc-Team) et alii [CC BY 4.0] , via Wikimedia Commons.

Lo más probable es que su origen fuese anterior a la aparición del Homo erectus, hace 1,8 Ma. Sin embargo, la existencia de estos fósiles tan “recientes” entre comillas, indicarían que esta especie se ha mantenido inalterada hasta esos doscientos y pico mil años, o menos incluso.

Esto colocaría al Homo naledi como una rama lateral de la evolución del género Homo, que se escindió del tronco común antes de la aparición de ergaster y que sobrevivió como pudo, congelada en el tiempo, hasta épocas recientes.

El único inconveniente serio que nos causa esta interpretación es que muchos de los artefactos que atribuimos a los primeros Homo sapiens antiguos, en realidad podrían pertenecer al Homo naledi. Pero más allá de esto, no se modifica todo lo contado en episodios anteriores.

Y toda esta historia nos ha servido para conocer cómo se hace una excavación, cómo se datan los fósiles, cómo se formó la Tierra, de dónde vienen las piedras, y qué es la radiactividad… No ha estado mal para un solo programa.

Bibliografía

Las principales referencias han sido estas:

• Arqueología, Teoría, métodos y práctica de Colin Renfrew y Paul Bahn.
• Principios de Estratigrafía Arqueológica, de Edward C. Harris. En el enlace se pude conseguir una copia de libre distribución.
• Orígenes: Cómo la historia de la Tierra determina la historia de la humanidad de Lewis Dartnell.
• Por último está el libro de Belén Santos Alarcón llamado “Manual de buenas prácticas de conservación en excavaciones arqueológicas”. Este libro me ha gustado mucho y os lo recomiendo de corazón. Si os interesa podéis pedírselo directamente a Belén a través de las redes sociales:
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• Sobre la variscita y su minería en la península ibérica podéis consultar la tesis de Rodrigo Villalobos

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