lunes, 18 de junio de 2012

Dataciones absolutas de los yacimientos de Orce. Entrevista con Mathieu Duval



Los yacimientos de Orce fueron puestos en el mapa de la arqueología  española a principios de la década de los ochenta gracias a los trabajos realizados por el paleontólogo catalán Josep Gibert.  El nombre de estos yacimientos se haya irremediablemente asociado con los del hallazgo denominado “VM-0”, conocido popularmente como el Hombre de Orce que inmediatamente se convirtió en el epicentro de una de las más intrincadas polémicas de la historia de la paleontología en nuestro país.

Mathieu Duval, responsable del Grupo de Investigación en Resonancia Paramagnética Electrónica del CENIEH, ha colaborado en el proceso de datación absoluta de estos yacimientos cuyas conclusiones aportan datos sobre cómo se produjeron las primeras poblaciones humanas en el continente europeo.

Desde Historias de antes de la Historia hemos tenido la oportunidad de entrevistar a este joven científico, uno de los referentes a tener en cuenta  en el ámbito de la geocronología, que ha respondido amablemente a nuestras preguntas a través del correo electrónico.

Mathieu Duval: Fuente CENIEH




¿En qué consiste actualmente tu trabajo en el CENIEH?

Me incorporé en el CENIEH como investigador en Abril 2009, con el objetivo de desarrollar y poner en marcha una línea de investigación y un laboratorio dedicados al tema de datación por Resonancia Paramagnética Electrónica, más conocida bajo su denominación inglés Electron Spin Resonance (ESR).  Para ayudarme en esta tarea, se  incorporó luego Verónica Guilarte Moreno, en Octubre 2010, como técnica de laboratorio, así que hoy en día somos 2 a trabajar sobre el tema en el CENIEH, con el objetivo de instalar este Centro como referencia internacional en el campo de la datación por ESR. 

Mi trabajo de investigación está compuesto por varias actividades muy diversas, y incluye sobre todo dos  componentes importantes, que es la parte de campo y la otra de laboratorio. El trabajo de campo es un componente crucial, y consiste básicamente en sacar las muestras que vamos a datar, posicionar precisamente estas muestras en su contexto estratigráfico y espacial, y realizar algunas medidas in situ de radiactividad natural. Luego, en el laboratorio, vamos a procesar estas muestras brutas. Primero seguimos una preparación físico-química, con el objetivo de eliminar cualquiera contaminación por otro material y tener el material datado limpio y listo para los análisis. Una vez realizados estos análisis, tenemos todos los datos necesarios para pasar a la fase de reducción e interpretación de los datos, que consiste básicamente en aplicar algunas ecuaciones, con el objetivo de obtener la datación de la muestra. Pero mi trabajo no se para con esta datación, luego hay que evaluar su fiabilidad, no sólo desde el punto de vista metodológico, sino también al nivel arqueológico o geológico, para ver si este resultado encaja bien, o no, con los resultados anteriores y el marco ya establecidos. Por fin, la última etapa de este trabajo consiste generalmente en publicar los resultados en una revista científica, en el caso de que pase de manera positiva la fase de evaluación por otros investigadores.

Contrariamente a lo que se podría imaginar, el proceso de datación no consiste en sacar una muestra en el campo y ponerla en una máquina que nos va a entregar una fecha. En realidad, es un proceso muy lento y complejo, compuesto por muchas etapas, y entre el momento del muestreo hasta la fecha final, puede pasar más de 1 año…

Mi tema de investigación principal consiste en contribuir al desarrollo de un marco cronológico preciso del primer poblamiento humano de Europa, hace más de 800 000 años, a través la aplicación y el desarrollo del método de datación ESR aplicado a dientes fósiles o sedimentos procedentes de yacimientos arqueológicos antiguos. Con mis colegas del CENIEH, Lee Arnold, Martina Demuro y Josep M. Parés, tenemos un proyecto de investigación del MICINN para datar varias ocupaciones antiguas ubicadas en toda la región mediterránea, en España por supuesto, pero también en Israel, Francia, Marruecos, Argelia, o bien Italia…

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

Pero, mi investigación no sólo se limita a la arqueología, ya que trabajo también sobre cuestiones más metodológicas, es decir para desarrollar y mejorar el método de datación en si, o bien geológicas, dentro estudios geomorfológicos, para contribuir a entender la evolución y dinámica de algunas cuencas neógeno-cuaternarias de la Península ibérica. 


¿Cómo se aplica el método de Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR) a la hora de datar los restos arqueológicos?

La datación por ESR  forma parte del grupo de métodos paleodosimétricos, al igual que aquellos basados en los fenómenos de la luminiscencia (Termoluminiscencia, Luminiscencia Estimulada Ópticamente - OSL -…). Es decir, es un método que se basa en la detección y la cuantificación de los efectos de la radiactividad natural sobre las muestras geológicas o arqueológicas. 

En cualquier sedimento o suelo, hay elementos radiactivos que son naturalmente presentes, (principalmente el uranio, el torio y el potasio)  por suerte a un nivel generalmente demasiado débil para ser peligroso para los humanos. Sin embargo, a escala geológica sobre varios miles o cientos de miles de años, esta radiactividad natural sí que tiene una influencia significativa que podemos cuantificar.  Cuando esta radiactividad, que toma la forma de rayos (gamma) o partículas (alpha, beta), interactúa con algunos materiales, induce movimientos en la estructura electrónica de los minerales y algunas cargas eléctricas (electrones) pueden ser atrapadas dentro de los defectos puntuales de la estructura cristalina, formando una entidad llamada “centro paramagnético”. Esta entidad genera una señal detectable por espectrometría ESR cuya intensidad es proporcional a la cantidad de cargas atrapadas en la celda cristalina. Dicha cantidad depende tanto de la intensidad de la radiación como de la duración de la exposición de la muestra a la radiactividad natural. 

Básicamente, en el caso de la datación por ESR, lo importante es saber que la muestra es considerada como un dosímetro, es decir, un material capaz de registrar y restituir la dosis absorbida procedente de las diferentes radiaciones ionizantes a las que ha sido sometido.  Entonces, para datar lo que hacemos es determinar 2 parámetros: (i) la dosis total absorbida por la muestra, y (ii) la tasa de dosis, es decir la dosis que recibe anualmente la muestra. El primer parámetro lo evaluamos mediante la espectrometría ESR, y el segundo con la evaluación de la intensad de la radiactividad natural presente en el entorno de la muestra y también dentro de esta misma muestra.

Laboratorio de datación ESR del CENIEH, Burgos. Detectores de Germanio para medir la radiactividad natural del sedimento o de dientes  Fuente Mathieu Duval

Se aplicó por la primera vez este método ESR para datar espeleotemas de una cueva en Japón, en 1975. Desde entonces, se desarrolló muchas aplicaciones, sobre dientes fósiles, granos de cuarzo, corales, carbonatos, conchas de moluscos, foraminíferos… Esta gran diversidad de materiales que se puede potencialmente datar es un los puntos fuertes del método ESR, en comparación con otros métodos de datación absoluta. El otro gran interés del ESR es que se puede potencialmente datar periodos antiguos, es decir todo el Pleistoceno inferior (entre 2,6 y 0,8 millones de años), que es un periodo crítico para el tema de la evolución humana, porque corresponde a las primeras ocupaciones identificadas en Europa, y por las cuales al final hay muy pocos métodos de datación absoluta que se pueden aplicar.


¿Qué conclusiones podemos extraer una vez que se ha aplicado dicho método de datación absoluta sobre los yacimientos arqueo-paleontológicos de la población granadina de Orce?

Fuente Nueva-3 y Barranco León son yacimientos arqueológicos claves para el estudio del primer poblamiento humano del continente europeo. En ambos yacimientos, las excavaciones permitieron sacar a la luz una industria lítica arcaica, similar a la de otros yacimientos antiguos europeos como Pont-de-Lavaud (Francia), Pirro Nord (Italia) o la Sima del Elefante, en asociación con muchos restos fósiles. Venta Micena, aunque sea solamente paleontológico, tiene también un papel muy importante, por su fauna fósil muy rica y diversificada que le convierte en un yacimiento de referencia en Europa.

Hasta ahora la datación de estos 3 yacimientos era estimada por combinación de dos métodos, el paleomagnetismo (basado en el estudio de la polaridad magnética registrado por los sedimentos durante su depósito) y la biocronologia (o sea el estudio de las asociaciones faunísticas de un yacimiento, basado en el hecho que cada especia corresponde a un periodo de tiempo dado). Era entonces necesario fortalecer este primero marco cronológico por algunas dataciones absolutas, tal como se hizo en Atapuerca.

Yacimiento de Fuente Nueva-3, Orce (año 2005). Fuente Mathieu Duval

Datamos entonces un total de 14 dientes de équidos, procedentes de estos 3 yacimientos, mediante el método combinando ESR y Uranio-Torio. Este trabajo permitió evaluar el potencial y los límites del método cuando aplicado a yacimientos tan antiguos, lo que se había hecho muy poco hasta ahora. Pudimos datar de manera directa la fauna de Venta Micena de ~1,4 millones de años. Tal resultado tiene repercusiones importantes en relación con el tema de los primeros poblamientos humanos en Europa, ya que permite también precisar indirectamente la cronología de algunos yacimientos europeos muy antiguos, como el de Pirro Nord (Italia), nunca datado mediante un método absoluto y considerado como biocronologicamente contemporáneo de Venta Micena, y los de Fuente Nueva-3 y Barranco León, más recientes desde el punto de vista de la fauna. Para el nivel arqueológico superior de Fuente Nueva-3, donde se encontraron herramientas líticas en asociación con restos faunísticos, incluyendo un esqueleto casi completo de mamut, obtuvimos una fecha absoluta de ~1,2 millones de años de antigüedad. Esta fecha permite también datar de manera indirecta el yacimiento de Barranco León, considerado como contemporáneo de Fuente Nueva-3 desde el punto de vista de la biocronología, y donde las muestras presentaban características impropias para la datación por ESR.

Yacimiento de Barranco León, Orce (año 2005). Fuente Mathieu Duval

Estos resultados permiten destacar el potencial del método ESR para datar yacimientos tan antiguos, pero también identificar algunos de sus límites. Sin embargo, estas dataciones permiten colocar Fuente Nueva-3 y Barranco León como contemporáneos de Atapuerca Sima del Elefante y más antiguos que Atapuerca Gran Dolina o Vallparadís, en Cataluña.

¿La antigüedad que presentan los yacimientos de Fuente Nueva 3 y Barranco León  y los instrumentos líticos encontrados reabre el debate acerca de la posibilidad de que fuese el sur Península Ibérica la puerta de entrada a Europa para los primeros homínidos que habitaron nuestro continente?

Desgraciadamente, no mucho. La península ibérica presenta un registro arqueológico antiguo muy importante, con varios yacimientos del Pleistoceno inferior dispersados sobre todo el territorio, con Atapuerca Sima del Elefante y Gran Dolina en el Norte, Vallparadís en el Este, o bien Barranco León y Fuente Nueva-3 en el sur, entre otros… Sin embargo, hasta ahora tenemos pocos argumentos a favor de una entrada en Europa a través del Estrecho de Gibraltar durante el Pleistoceno inferior. Todavía nos faltan datos de comparación procedentes del lado norte Africano, para poder identificar un posible vinculo al nivel antropológico, tecnológico o cultural. El problema es que hoy en día, hay muy pocos yacimientos arqueológicos del Pleistoceno inferior en Norte África. Los más famosos son probablemente los de Aïn Hanech – Aïn Boucherit, en Argelia. Pero este registro arqueológico antiguo norte africano tiene que ser completado, y por eso se enfocan muchos trabajos de prospección o excavación arqueológica  en esta zona  por varios equipos científicos internacionales, incluyendo científicos del CENIEH y de otras instituciones españolas, como el IPHES. 

Es verdad que el nivel del mar mediterráneo no ha sido siempre como actualmente. Cambió mucho en el pasado, y en caso de nivel bajo, la aparición de pequeñas isla en la zona del Estrecho de Gibraltar podría potencialmente favorecer la travesía de los homínidos. Sin embargo, según algunos autores, un nivel del mar bajo se combinaría con un aumento de la fuerza de la corriente marina, que haría una travesía poco probable en estos tiempos antiguos, porque muy complicada y peligrosa. Hoy en día, no hay evidencias claras de migración humana a través el Estrecho de Gibraltar durante el Pleistoceno inferior, lo que no significa que no lo encontraremos en el futuro, así que la teoría  más aceptada actualmente está a favor de una llegada de los homínidos en el continente europeo por el Este, simbolizado por el descubrimiento del yacimiento de Dmanisi en Georgia, y datado de 1,8 millones de años. 


Los yacimientos de Orce están inevitablemente ligados al paleontólogo Josep Gibert, desgraciadamente fallecido en 2007, ¿Cuál fue el origen de la terrible polémica que acompañó a los descubrimientos de Gibert en Orce?

Yo empecé a trabajar en Orce en 2003, dentro del marco de mi tesis de Master y luego de doctorado, así que es difícil para mi comentar el origen o las razones de la polémica que se inició hace casi 25 años… A inicios de los años 80, se descubrió un fragmento de cráneo durante las excavaciones en el yacimiento de Venta Micena. Este resto fósil, llamado VM-0, fue atribuido al género Homo por J. Gibert y su equipo. Pero, rápidamente después algunos científicos pusieron en duda esta primera atribución y la polémica empezó a crecer y culminó en durante los años 90 con muchos artículos científicos dedicado a este tema. Hoy en día, desgraciadamente la polémica sigue existiendo, aunque menos intensa,  ya que la presencia humana en la zona de Orce durante el Pleistoceno inferior está ahora demostrada por las ocupaciones descubiertas en Barranco León y Fuente Nueva-3. Pero, esta polémica hizo mucho daño al nivel científico a los yacimientos de Orce, que no son valorados como lo merecen frente a su potencial extraordinario.

El paleontólogo Josep Gibert: Fuente Fundación Josep Gibert

¿Sigue siendo Gibert un apellido maldito en la arqueología española?

No creo que sea correcto ni justo asociar este calificativo a su apellido. Yo no soy arqueólogo, pero creo que es importante también recordar que, a pesar de todas las polémicas, el profesor J. Gibert  fue uno de los primeros investigadores a valorar el extraordinario potencial arqueo-paleontológico de la zona de Orce. Sin duda, contribuyo a colocar Orce en el mapa de los primeros poblamientos  de Europa. 

El denominado fragmento  VM-O  fue rápidamente bautizado como “Hombre de Orce” y se trata del resto sobre el que durante años ha gravitado el epicentro de la polémica. Desde tu punto de vista profesional, ¿el fragmento VM-O es un resto humano?

No soy  paleoantropólogo, así que no tengo argumentos científicos a favor o en contra la humanidad del resto VM-0. Sin embargo, desde mi punto de vista de investigador, lo que veo es que hay tantas dudas sobre la atribución humana del resto VM-0 que nunca será posible demostrar con seguridad total su origen humano. Es un resto demasiado fragmentado de todas maneras. En un trabajo publicado en 2005 en la revista L’Anthropologie, el profesor Palmqvist de la universidad de Malaga y sus colegas demuestran los límites de los argumentos de los partidarios de la humanidad de VM-0, y atribuyen este resto a un herbívoro de tipo gran rumiante. Además, estos mismos autores destacan la poca probabilidad desde el punto de vista tafonómico de tener una presencia humana atestada por algunos restos óseos pero con ningún diente (generalmente los dientes se conservan mejor que los huesos), en un yacimiento donde se sacaron más de 15000 restos fósiles…

Fragmento VM-O. Fuente Historialia

Sin embargo, esta atribución ahora es menos crucial que antes, ya que como dicho anteriormente, la presencia humana en la zona de Orce durante el Pleistoceno inferior está demostrada por las ocupaciones descubiertas en Barranco León y Fuente Nueva-3.

En el norte de la Península Ibérica, en nuestra provincia de Burgos, el yacimiento de  Sima del Elefante de la Sierra de Atapuerca está ofreciendo restos con una cronología de 1,2 millones de años, estamos hablando de la famosa mandíbula encuadrada en la Especie Ñ. ¿Existe algún tipo de relación entre los homínidos presentes en Atapuerca y Orce con cronologías superiores al millón de años o es todavía pronto para aventurarlo?

Efectivamente, hoy en día tenemos 2 yacimientos con cronologías similares cerca de 1.2 Ma y que están localizados a las 2 extremos Norte y Sur de la Península ibérica. Es verdad que al nivel tecno-tipológico, los arqueólogos pueden identificar algunos rasgos similares sobre las herramientas líticas descubiertas en ambos yacimientos, lo que podría indicar sino una conexión, por lo menos un sustrato común. Sin embargo, como geocronólogo, quiero recordar una noción importante, que igual permite también relativizar un poco todo. Hablamos de yacimientos datados al entorno de 1,2 Ma y desde nuestro punto de vista, como humanos del siglo XXI, estos yacimientos son contemporáneos. Pero siempre hay que recordar el margen de error asociado a estas dataciones, superior a 150 000 años para la Sima del Elefante como Fuente Nueva-3, lo que significa básicamente que estos yacimientos pueden tener potencialmente 1000, 5000 años de diferencia (o sea más de 40 generaciones…), como 50 000 o 100 000 años, lo que es enorme a escala humana, aunque despreciable al nivel de la historia de la Tierra.

Yacimiento de la Sima del Elefante. Fuente lacienciaes.blogspot.com

¿Qué nuevas sorpresas nos deparará la investigación en Orce? ¿Y en Atapuerca? ¿Qué papel puede jugar el CENIEH en esos descubrimientos?

El CENIEH tiene sin duda un papel importante en Atapuerca como en Orce, ya que muchos investigadores, estudiantes o técnicos trabajan en ambos yacimientos, que sea participando a las campañas de excavación o bien a través de proyectos de  investigación. 
Podemos esperar que en las próximas excavaciones en Orce, se descubren algunos restos de homínidos que no estén en medio de ninguna polémica, lo que nos ayudaría a saber si los homínidos de Orce eran similares a los de Atapuerca. Al nivel cronológico, hay que seguir trabajando para mejorar las dataciones ESR ya existentes y completarlas con otros métodos absolutos, como el basado en los elementos cosmogénicos y ya utilizado en la Sima del Elefante. Hay que desarrollar un similar esfuerzo para la Sima del Elefante, completando el par de dataciones ya publicadas por dataciones suplementarias de otros niveles, para tener así todo el relleno sedimentario controlado al nivel cronológico.

Entrevista realizada por Sergio Izquierdo Betete

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