¿Cómo funcionan las tecnologías usadas en arqueología? - I

Dejamos de temer aquello que hemos aprendido a entender

Marie Curie

Hola a todos. Durante algunas entradas voy a centrarme en una de las disciplinas hermanas de la Historia: la arqueología. Digo hermana por elegir una palabra, ya que realmente podríamos montar aquí una trama incestuosa puesto que es hermana, hija, y, en ocasiones, incluso madre.

Independientemente de su relación familiar al más puro estilo del Olimpo, puede que sea la disciplina más mediática de la rama del saber que estudia nuestro pasado, y la que aporta, por lo general, una visión más científica. La propia historia de la arqueología es fascinante, y nos da una idea de cómo ha evolucionado el mundo en cuanto a la forma de estudiar y respetar el pasado. Pompeya, Schliemann y Troya, Tutankamón y Howard Carter o los guerreros de Xian son nombres que resuenan en la cabeza de cualquiera al hablar de este tema. Aunque el imaginario colectivo puede que asocie el oficio de arqueólogo a las películas de Indiana Jones o a los videojuegos de la saga Tomb Raider, tal vez esto no sea más que un síntoma de que es una especialidad que excita fuertemente la imaginación y con mejor fama cara al público que su hermana mayor.

La cuestión es que la arqueología, además del intenso trabajo de documentación e investigación en bibliotecas, tiene una mayor interacción con la tecnología que otras especialidades de la rama. Desde la delineación por ordenador necesaria de cualquier plano, a las técnicas más avanzadas de localización, datación o reconstrucción, creo necesario ayudar a los futuros profesionales del sector a entender cómo funcionan algunas de estas técnicas. No daré más que esbozos, lógicamente, ya que un análisis más detallado daría para un blog en sí mismo, pero no duden en pedirnos más detalle de algún tema si lo consideran oportuno. Si nos lee algún experto en las mismas también le agradecemos cualquier añadido o corrección.

Hoy comentaré, tirando de la física y química del instituto (empiezan a quedarme un poco lejos, por desgracia), las técnicas usadas en uno de los pasos más críticos en la arqueología: la correcta datación de los elementos. Esta datación puede ser absoluta (es decir, fijando el momento exacto), o relativa (atendiendo sólo al “antes qué” o “después qué”). Obviamente el método más adecuado es ubicar las fechas mediante documentación e investigación en la biblioteca (por ejemplo, saber la fecha en la que fallecieron los pompeyanos por culpa del Vesubio no tiene mérito); lamentablemente, los seres humanos, especialmente los más antiguos, no han tenido por lo general el buen gusto de dejar junto a sus restos, construcciones, útiles, o similares un documento con las fechas de fabricación, fallecimiento o  inauguración, con lo que es preciso recurrir a distintas técnicas basadas en fenómenos biológicos, físicos o químicos.

Iglesia de madera en Borgund – Noruega; 

datada con gran exactitud gracias a la dendrocronología. 

Imagen obtenida aquí.

Las técnicas más elaboradas son aquellas que se refieren a la datación absoluta. Existen múltiples técnicas para ello, con distinta complejidad tecnológica; por ejemplo, la dendrocronología, es decir, la datación basada en el estudio de los anillos de los árboles, que presentan distinto grosor en función de la meteorología del año correspondiente, es sencilla en cuanto a concepto, pero la necesidad de una base de datos adecuada la convierte en inmanejable sin el soporte informático; pueden obtener mayor detalle sobre esta técnica aquí. El rango de fechas que permite este sistema es variable en función de la ubicación geográfica y la climatología, pero se puede llegar a datar elementos de hasta más de 8.000 años de antigüedad con gran precisión. A modo de ejemplo, Cataluña presenta muchos microclimas que dificultan el uso de esta técnica, pero en los países nórdicos se ha logrado una gran exactitud con la misma. Además esta técnica se puede combinar con alguna de las que citaremos a continuación; en este artículo tienen bastante detalle al respecto.

Tal vez un poco más complejos sean los conceptos asociados a la datación basada en isótopos (datación radiométrica). En estos casos es preciso tener claro el concepto de isótopo: se trata de átomos de un mismo elemento (con igual número atómico, es decir, número de protones) pero distinto número másico (número de neutrones). La cuestión es que pueden ser estables o inestables, y estos últimos son radiactivos (que nadie se asuste y salga corriendo, por favor), con lo se degradan con el tiempo. Conocido el ritmo promedio de desintegración de los mismos, podemos, midiendo la proporción de isótopos presentes en una muestra, calcular la edad de la misma; el más conocido es el carbono-14, radiocarbono o C-14 (6 protones y 8 neutrones). Este isótopo se genera en la atmósfera de forma constante (¿ven como no era para salir corriendo?), y es absorbido por las plantas en el proceso de fotosíntesis, de modo que entra en la cadena alimentaria. Puesto que tras la muerte no se absorbe más cantidad del mismo, comienza la pérdida de concentración; y ya que se sabe que a los 5.730 años (en promedio) la concentración decae a la mitad, medir la presencia del mismo en materiales orgánicos es una técnica muy fiable para la datación. Sin embargo, hay varios matices: esta técnica es fiable para muestras de hasta un máximo de unos 60.000 años de antigüedad (vida máxima de los isótopos de C-14), y además la proporción del isótopo en la atmósfera ha variado con el tiempo; si bien se conoce bastante bien la variación en los últimos 15.000 años, hay cierto margen de error, y, además, no puede usarse en muestras muy recientes ya que desde aproximadamente 1950 la concentración de isótopos en la atmósfera ha sido fuertemente alterada por los ensayos nucleares (aquí sí, pueden enarcar una ceja e impresionarse levemente… concentración, que, por otra parte, sirve para resolver crímenes, detectar falsificaciones, y otras curiosas aplicaciones que pueden ver aquí). Además, siempre existe el riesgo de contaminación por una incorrecta manipulación o algún hecho pasado, como incendios que impregnen con humo la pieza, pero que puede deberse también a causas naturales (por ejemplo, filtraciones de agua en el terreno).

Además del C-14, que es el elemento más adecuado para tiempos “recientes”, existen técnicas que se basan en los isótopos de potasio y argón presentes en restos volcánicos, y son adecuados para muestras de al menos 100.000 años de antigüedad. Igualmente, los isótopos de uranio (de nuevo, no asustarse), U-235 y U-238, también son útiles para dataciones de hasta 500.000 años, sobre todo en cuevas de caliza, debido a su solubilidad en agua. Tienen una muy buena explicación sobre este tema en el siguiente enlace. Aunque tiene menor relación con la datación, merece la pena citar el uso, menos conocido si no se es un experto en el tema, de isótopos estables (es decir, que no se degradan), como son el C-12 y C-13, o los nitrógenos N-14 y N-15. Estos se encuentran en proporciones conocidas en distintos tipos de alimentos, con lo cual estudiar la concentración de los mismos permite conocer los hábitos alimenticios de nuestros antepasados, y desvelar cambios en la dieta, migraciones, cambios en el clima, etc.

Amén del uso de isótopos, existen otras técnicas basadas en las radiaciones naturales, como la termoluminiscencia, es decir, en la capacidad de algunos materiales, como el cuarzo, de emitir luz cuando se calientan. Esto permite la datación de cerámicas y, en ocasiones, del sílex. En estos materiales existen electrones libres (no asociados a un átomo), atrapados en los cristales del material al absorber radiación natural; al calentarse los mismos en el horno en el momento de la fabricación de la cerámica, se liberan de los cristales estos electrones emitiéndose en forma de luz (imperceptible) la energía sobrante. Pero al producirse un enterramiento, vuelven a atraparse de nuevo al ritmo que marque la radiación natural, con lo que si se vuelve a calentar la cerámica en laboratorio y se mide la cantidad de energía liberada en forma de luz, se puede calcular la edad de la misma. Esta técnica puede aplicarse a piezas de hasta 200.000 años. Por su parte, la resonancia electrónica del spin se basa también en el recuento de electrones “atrapados”, en este caso en huesos y conchas, mediante un fuerte campo magnético. Es menos destructivo, pero es mucho más caro y menos preciso.

Varvas. Imagen extraída de aquí.

Otras técnicas de datación absoluta se basan en la geología. Es el caso de las varvas (palabra derivada de varv, estratos en sueco), que es similar al ya citado de las dendritas: los depósitos de arcilla se depositan de manera uniforme en lagos y muy cerca de las orillas de los glaciares escandinavos debido al retroceso de los mismos desde la última glaciación. En función de la calidez del año en cuestión, el depósito es más o menos grueso, con lo que haciendo una comparación con los depósitos de zonas próximas, es posible datar con bastante precisión en el rango de los últimos 12.000 años. Lamentablemente, este método solo es viable en Escandinavia y Norteamérica.

De momento voy a detenerme aquí, ya que creo que es suficiente información para una sola sentada. En posteriores entradas hablaré de las técnicas de datación relativa y de la tecnología usada en la actualidad para prospección y localización. Por último, no quisiera despedirme sin citar al blog arqueomus2, donde pueden encontrar un análisis muy profesional y detallado sobre técnicas de datación; concretamente, aquí.

Cuídense.

Juan.