Métodos cronométricoa en Arqueología, Prehistoria y Paleontología by Dextraeditorial

MÉTODOS CRONOMÉTRICOS EN ARQUEOLOGÍA, HISTORIA Y PALEONTOLOGÍA

JUAN A. BARCELÓ y BERTA MORELL (Editores)

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© J. A. Barceló y Berta Morell (eds.) Diseño de interiores y cubierta: Juan Carlos Lorenzo Domínguez www.ideasjc.net © Dextra Editorial S.L. C/Arroyo de Fontarrón, 271, 28030 Madrid Teléfono: 91 773 37 10 Reservados todos los derechos. Está prohibido, bajo las sanciones penales y el resarcimiento civil previstos en las leyes, reproducir, registrar o trasmitir esta publicación, íntegra o parcialmente por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio, sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o por cualquier otro, sin la autorización expresa por escrito de Dextra Editorial. S.L.

ISBN: 978-8417946-34-0 Depósito legal: M-12727-2020 Impreso en España. Printed in Spain

Índice Relación de autores .......................................................................................................... Prólogo ............................................................................................................................ Capítulo 1. Ideas del tiempo........................................................................................... 1.1. Introducción ......................................................................................................................... ............................................................................................................. 1.3. ¿Qué podemos concluir hasta aquí? ........................................................................... 1.4. Tiempo y ciencia ................................................................................................................. 1.5. La última cuestión: ¿existe el tiempo? ...................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 2. ¿Qué queremos averiguar cuando nos preguntamos cuándo ocurrió un acontecimiento?...................................................... 2.1. El “tiempo” como medida ............................................................................................... 2.2. A la búsqueda de puntos de referencia para una escala de medida temporal universal ................................................................................................................................. 2.3. Conceptos derivados de la medición de distancias y posiciones temporales 2.4. La medición del tiempo histórico-arqueológico en la práctica ...................... 2.5. Introducción al uso de relojes isotópicos ................................................................ 2.6. ¿Para qué sirve una medida del tiempo? ................................................................. 2.7. ¿Y si no pudiésemos medir el tiempo?...................................................................... 2.8. Conclusiones ........................................................................................................................ .................................................................................................................................... Capítulo 3. Datación por Dendrocronología ............................................................. .............................................

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3.2. Especies aptas para datación dendrocronológica ................................................ .................................... 3.4. Número de anillos necesarios en la muestra ......................................................... 3.5. Selección de elementos de madera para investigación dendrocronológica 3.6. Toma de muestras .............................................................................................................. 3.7. Preparación de muestras para investigación dendrocronológica y medición de anillos ........................................................................................................ 3.8. Datación cruzada ................................................................................................................ 3.9. Anillos ausentes y anillos dobles: un reto para la datación cruzada ........... .......................................... .......................................................... 3.12. Año de corta, estimaciones de albura y datación de la pieza ....................... 3.13. Dendrocronología más allá de la datación ........................................................... 3.14. Bases de datos de dendrocronología ...................................................................... ........................................................................................................ .................................................................................................................................... Capítulo 4. Datación por radiocarbono y AMS ......................................................... 4.1. Introducción ......................................................................................................................... 4.2. Isótopos radiactivos como relojes naturales. ¿Por qué es útil el 14C? ......... 4.3. Origen del 14C y fundamentos básicos ....................................................................... 4.4. Igualdad en las matrices: corrección por 13C ....................................................... 4.5. Fuentes de 14C. Efecto reservorio. ................................................................................ 4.6. Variabilidad temporal en la producción de 14C ...................................................... ............................................. 4.8. Calibración de la Edad Radiocarbónica .................................................................... 4.9. Del yacimiento hasta la fecha: preparación y medida de las muestras....... 4.10. Preparación de las muestras ...................................................................................... 4.11. Selección de muestras ................................................................................................... 4.12. Detección del 14C .............................................................................................................. 4.13. Ideas básicas de un sistema de AMS ....................................................................... 4.14. Resultados en AMS.......................................................................................................... 4.14. La arqueología frente a la datación ......................................................................... .................................................................................................................................... Addenda. Nota del Editor.........................................................................................................

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Capítulo 5. Datación por luminiscencia en arqueología: estado de la cuestión y perspectivas de futuro ............................................................................ 109 5.1. Métodos de datación y datación cronométrica por luminiscencia ............... 109 ................................................................................. 111 5.3. Datación por luminiscencia ........................................................................................... 112 5.4. Bases de la datación por luminiscencia .................................................................... 112 5.5. Medida de la dosis equivalente (De) ........................................................................... 115 5.6. Medida de la dosis anual (Dr) ........................................................................................ 116 5.7. Aplicaciones y límites de la luminiscencia en arqueología .............................. 117 5.8. Límites de la datación por luminiscencia ................................................................ 119 .................................................................................................................................... 120

ÍNDICE

Capítulo 6. Datación por Arqueomagnetismo .......................................................... 6.1. Introducción ......................................................................................................................... 6.2. Método de datación arqueomagnética. Ventajas y limitaciones. ................... 6.3. Software de datación arqueomagnética y ejemplo de datación. ................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 7. La datación por resonancia paramagnética electrónica (RPE) .... 131 7.1. Principios fundamentales de la RPE .......................................................................... 131 7.2. Espectroscopía de RPE .................................................................................................... 133 7.3. Principios generales de la datación por RPE.......................................................... 135 7.4. Protocolo analítico............................................................................................................. 137 7.5. Potencial y límites del método ..................................................................................... 140 7.6. Caso de estudio: Datación por resonancia paramagnética electrónica (RPE) del yacimiento de la Gran Dolina (Atapuerca, Burgos, España) ..................... 141 .................................................................................................................................... 145 Capítulo 8. Datación por racemización de aminoácidos ...................................... 8.1. Fundamentos del método ............................................................................................... 8.2. Preparación de las muestras ......................................................................................... 8.3. Preparación química y análisis .................................................................................... ............................................................................................................. 8.5. Aminocronología ................................................................................................................ ....................................................................................................................................

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en la excavación Arqueológica ................................................................ ................................................................... 9.2. La observabilidad de los suelos de ocupación y de los sucesos depositacionales ............................................................................... ........................................... ....................... 9.5. El espacio arqueológico como espacio métrico .................................................... 9.6. Conclusiones ........................................................................................................................ ...................................................................................................................................

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Capítulo 10. Seriación en arqueología ........................................................................ 10.1. Innovación y “popularidad” de la cultura material ........................................... 10.2. Métodos estadísticos de seriación. Análisis Matriciales ................................. 10.3. Métodos estadísticos de seriación. Análisis Multivariante ............................ ...................................................... 10.5. Aplicabilidad del Análisis cladístico ........................................................................ 10.6. Críticas a la interpretación temporal de la seriación arqueológica ........... ....................................................................................................................................

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Capítulo 11. Introducción a la inferencia cronológica en arqueología............ 11.1. La datación de los sucesos isotópicos .................................................................... 11.2. La datación de los sucesos depositacionales ....................................................... 11.3. Estimando la duración temporal de un suceso depositacional ...................

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11.4. La incertidumbre de la datación un suceso depositacional. Datando palimpsestos arqueológicos .................................................................... 11.5. Datando conjuntos de sucesos arqueológicos (“fases”, “horizontes”, “periodos”, etc.) ................................................................... 11.6. Conclusiones...................................................................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 12. El muestreo para la datación por radiocarbono: consideraciones y criterios arqueológicos........................................................................ 275 12.1. Introducción ...................................................................................................................... 275 12.2. Arqueología y orden temporal ................................................................................... 278 12.3. Procesos y objetos........................................................................................................... 281 12.4. Procesos, objetos y muestras ..................................................................................... 282 12.5. Recomendaciones prácticas para el muestreo radiocarbónico ................... 285 12.6. Conclusiones...................................................................................................................... 291 .................................................................................................................................... 292 Capítulo 13. Modelización bayesiana de radiocarbono para principiantes... 13.1. Antecedentes ..................................................................................................................... 13.2. Construcción formal de una cronología................................................................. 13.3. Modelos bayesianos para datación por radiocarbono .................................... 13.4. Decisiones en la modelización e implementación............................................. 13.5. Algunas opciones presentes y futuras .................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 14. Modelos cronométricos en OxCal ........................................................ 14.1. Introducción ...................................................................................................................... 14.2. OxCal y el Chronological Query Language ............................................................ 14.3. De la teoría a la práctica: construcción de modelos cronológicos ............. 14.4. Otras funciones de OxCal ............................................................................................. 14.5. Conclusiones...................................................................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 15. Casos de Estudio con OxCal.................................................................... 15.1. Dinámica de uso y amortización de la cabaña epicardial del yacimiento de Reina Amália 31-33 (Barcelona) a través de modelos Bayesianos...... 15.2. La datación arqueológica de palimpsestos: el caso de las sepulturas megalíticas ......................................................................................................................... 15.3. Aproximación al estudio de las fases de actividad antrópica en los monumentos megalíticos del valle del Duero/Douro, entre el IV y el II milenio cal. Bc, desde un enfoque bayesiano ................... 15.4. Radiocarbono y cronología bayesiana del castro de San Chuis (San Martín de Beduledo, Allande, Asturias, España). ....................................

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herramientas analíticas complementarias para la determinación cronológica de la Iª Edad del Hierro en el valle medio del Ebro................. 15.6. Contactos “pre-coloniales” durante el Bronce Final en el interior del Alentejo (Sur de Portugal). Establecimiento de una cronología

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ÍNDICE

precisa haciendo uso de la datación por el radiocarbono y de un tratamiento estadístico bayesiano ..........................................................

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Capítulo 16. De la medida a la modelización de una secuencia de fechas. Un ejercicio de metodología matemática ......................................... 16.1. Introducción ...................................................................................................................... 16.2. Modelo cronológico basado en un Modelo de Suceso. .................................... 16.3. Métodos de Monte Carlo............................................................................................... 16.4. Conclusiones...................................................................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 17. Modelización cronológica con el programa informático ChronoModel .............................................................................................. 17.1. Introducción ...................................................................................................................... 17.2. Datación de un suceso arqueológico ....................................................................... 17.3. Datación de una cronología de sucesos ................................................................. 17.4. Conclusiones...................................................................................................................... ....................................................................................................................................

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Capítulo 18. Un modelo bayesiano para la cronología del yacimiento neolítico de La Draga (Banyoles, Girona). Un caso de estudio con ChronoModel 2.0. .............................................................................. 403 18.1. El Yacimiento de La Draga. .......................................................................................... 403 18.2. La construcción de las plataformas de madera .................................................. 406 18.3. El uso de las plataformas de madera ...................................................................... 409 18.4. Ocupaciones relacionadas con las construcciones con travertinos .......... 412 18.5. La ocupación del sitio de La Draga, ca. 5290-3800 cal ANE ......................... 414 .................................................................................................................................... 417 Capítulo 19. Cronoestadística ........................................................................................ 19.1. Introducción. ..................................................................................................................... 19.2. Ejemplos de series temporales en arqueología e historia ............................. 19.3. La construcción de series temporales en arqueología .................................... 19.4. Análisis aorístico en Arqueología ............................................................................. 19.5. Análisis longitudinal de una serie temporal arqueológica ............................ 19.6. Correlacion de series temporales ............................................................................. 19.7. ¿Cuánto “tiempo” debe pasar antes de que se produzca determinado cambio histórico? ............................................................................................................ 19.8. Prediciendo el pasado ................................................................................................... ....................................................................................................................................

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de la Península Ibérica. ........................................................................... 20.1. Los precedentes ............................................................................................................... 20.2. La consolidación del método ...................................................................................... 20.3. Distribuciones espaciotemporales de las sumas de probabilidad radiocarbónica .................................................................................................................. 20.4. El silencio de los estratos: críticas al método de la suma de probabilidades en la Arqueología peninsular ..............................................

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20.5. Los territorios insulares: Islas Baleares e Islas Canarias ............................... 20.6. A modo de conclusión ................................................................................................... ....................................................................................................................................

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de dataciones radiométricas. Una revisión crítica ........................ 21.1. Introducción ...................................................................................................................... 21.2. La premisa y los problemas: Dataciones como datos ...................................... 21.3. Discusión ............................................................................................................................. ....................................................................................................................................

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Capítulo 22. Bases de Datos de Radiocarbono ......................................................... 22.1. Creación de un Archivo Mundial de Datos de Radiocarbono en Arqueología. ................................................................................................................ 22.2. Una base de datos radiométrica para el análisis de las dinámicas socioecológicas de los últimos recolectores y las primeras sociedades agropecuarias de la Península Ibérica. .................................................................. 22.3. CronoloGEA: Base de datos de dataciones radiocarbónicas de la Prehistoria Reciente del sur de la Península Ibérica. ........................... 22.4. 14C en el sistema IDEArq. Antonio Uriarte González, Carlos Fernández Freire, Alfonso Fraguas Bravo, Nuria Castañeda Clemente, Enrique Capdevila Montes, Ernesto Salas Tovar, Antonio Gilman, Isabel del Bosque González y Juan M. Vicent García .................................................... 22.5. Una base de datos de cronología 14C para la Península Ibérica y las Islas Baleares y su gestión desde un Sistema de Información ................................... 22.6. Buscando dataciones en Internet. El proyecto GoGet ...................................... 22.7. Conclusiones......................................................................................................................

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Relacción de autores EDITORES BARCELÓ, Juan A. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; laboratorio de arqueología cuantitativa y Centre d'estudis de patrimoni arqueològic. MORELL, Berta UNIVERSIDAD DE VIGO, Departamento de HARD KARLS UNIVERSITÄT TÜBINGEN (Alemania), Institut für Geowissenchaften.

AUTORES ALDAY, Alfonso UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO. Departamento ANDREAKI, Vasiliki UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Laboratorio de arqueología cuantitativa. ANTOLÍN, Ferran UNIVERSIDAD DE BASILEA (Suiza). Departamento de Ciencias Ambientales. PNA-Integrative Prehistory and Archaeological Sciences. ARANDA JIMÉNEZ, Gonzalo UNIVERSIDAD DE GRANADA. Departamento de prehistoria y arqueología. BAPTISTA, Lidia Centro de Estudos de Arqueologia, Artes e Ciências do Património. Coimbra (Portugal). BERNABEU AUBÁN, Joan UNIVERSIDAD DE VALENCIA. Departamento de prehistoria, arqueología e historia antigua; grupo de investigación PREMEDOC. BOGDANOVIC, Igor UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Laboratorio de arqueología cuantitativa y UAB OpenLab. BREU, Andreu UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Seminario de arqueología prehistórica del Próximo Oriente. BROWN, Thomas, J. UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA (Canadá). Department of anthropology.

BUCK, Caitlin UNIVERSITY OF SHEFFIELD. School of Mathematics and Statistics. CAPDEVILA MONTES, Enrique. CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Instituto de historia. CAPUZZO, Giacomo UNIVERSIDAD LIBRE DE BRUSELAS (Bélgica). Faculty of Science. Laboratory of Anthropology and Human Genetics. Colaborador externo en UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; laboratorio de arqueología cuantitativa. CASTAÑEDA CLEMENTE, Nuria CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Instituto de historia. COLOBRÁN, Miquel UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Laboratorio de arqueología cuantitativa. CONTRERAS, Daniel A. Department of Anthropology, UNIVERSITY OF DE TORRES, Trinidad UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. Escuela técnica superior de ingenieros de minas y energía. Grupo de investigación estubiomolecular (LEB). DEL BOSQUE GONZÁLEZ, Isabel CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). UNIDAD de Sistemas de InforDIEZ CASTILLO, Agustín UNIVERSIDAD DE VALENCIA. Departamento de prehistoria, arqueología e historia antigua; grupo de investigación GRAM. DOMÍNGUEZ DELMÁS, Marta UNIVERSIDAD DE AMSTERDAM (PaisesBajos). Art History Department. VENI Postdoctoral Researcher. FERNÁNDEZ FREIRE, Carlos CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). UNIDAD de Sistemas de

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tales. FONTANET, Marc UNIVERSIDAD DE GRANADA. Departamento de prehistoria y arqueología. FRAGUAS BRAVO, Alfonso CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Instituto de historia. FRANCÉS ZANDUETA, Valeria UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A historia (Madrid). GARCÍA PUCHOL, Oreto UNIVERSIDAD DE VALENCIA. Departamento de prehistoria, arqueología e historia antigua; grupo de investigación PREMEDOC. GARCÍA-MARTÍNEZ DE LANGRÁN, Iñigo UNIVERSIDAD DE VALLADOLID. Departamento de Prehistoria, Arqueología, Antropología Social y Ciencias y Técnicas Historiográreciente y la protohistoria de la meseta norte española. GASSMANN, Patrick LATENIUM. Parc et Museée D’archéologie de Neuchâtel (Suiza). Jubilado. GILMAN, Antonio CALIFORNIA STATE UNIVERSITY–NORTHRIDGE (USA). Departament of Anthropology. GÓMEZ, Ana UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Seminario de arqueología prehistórica del Próximo Oriente. GÓMEZ-PACCARD, Miriam CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS y UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID. Instituto de Geociencias IGEO. GONZÁLEZ, Javier UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; seminario de arqueología prehistórica del Próximo Oriente. JORDÁ PARDO, Jesús F. UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A historia (Madrid). Departamento de prehistoria y arqueología. JUÁREZ, Miguel A. UNIVERSITY OF SHEFFIELD. School of Mathematics and Statistics

LANOS, Philippe CNRS, Laboratoire IRAMAT-CRPAA. UNIVERSITÉ DE BORDEAUX-MONTAIGNE y UNIVERSITÉ DE RENNES (Francia). LÓPEZ BULTÓ, Oriol UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Laboratorio de arqueobotánica. LOZANO MEDINA, Águeda UNIVERSIDAD DE GRANADA. Departamento de prehistoria y arqueología. LULL, Vicente UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de Prehistoria; Grupo de Investigación en Arqueoecología Social Mediterránea (ASOME) MARÍN SUÁREZ, Carlos UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA URUGUAY. Departamento de ciencias sociales y humanas. Centro universitario regional del Este. MARTÍ ASENSIO, Marc UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Escuela de Ingeniería. MARTINDALE, Andrew UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA (Canadá). Department of Anthropology. MEADOWS, John CHRISTIAN-ALBRECHTS-UNIVERSITÄT ZU KIEL (Alemania). Leibniz Labor für Altersbestimmung und Isotopenforschung. SCHLESWIG-HOLSTEINISCHE LANDESMUSEEN. Zentrum für Baltische und Skandinavische Archäologie. MEJÍAS-GARCÍA, Juan Carlos UNIVERSIDAD DE SEVILLA. Departamento de prehistoria y arqueología; Grupo de investigación TELLUS: prehistoria y arqueología del sur de iberia, MICÓ, Rafael UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de Prehistoria; Grupo de Investigación en Arqueoecología Social Mediterránea (ASOME). MILESI, Lara UNIVERSIDAD DE GRANADA. Departamento de prehistoria y arqueología. MOLINA BALAGUER, Lluís UNIVERSIDAD DE VALENCIA. Departamento de prehistoria y arqueología, laboratori d’arqueologia Milagros Gil-Mascarell MOLINA SALIDO, Juana UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A

RELACIÓN DE AUTORES

historia (Madrid). Departamento de prehistoria y arqueología. MOLIST, Miquel UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Seminario de arqueología prehistórica del Próximo Oriente. MONGE SOARES, António M. UNIVERSIDADE DE LISBOA (Portugal). Instituto superior técnico. Centro de ciências e tecnologias nucleares. MORENO, Davinia CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN SOBRE LA EVOLUCIÓN HUMANA (CENIEH). Burgos. MORERA, Núria UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; laboratorio de arqueología cuantitativa. ORTIZ, José Eugenio UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. Escuela técnica superior de ingenieros de minas y energía. Grupo de investigación estubiomolecular. PALOMO, Antoni MUSEU NACIONAL D’ARQUEOLOGIA DE CATALUNYA. Barcelona. PARDO-GORDÓ, Salvador UNIVERSIDAD DE VALENCIA. Departamento de prehistoria, arqueología e historia antigua; Grupo de investigación PREMEDOC. PAVÓN-CARRASCO, Francisco Javier UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID e INSTITUTO DE GEOCIENCIAS IGEO (CSIC–UCM) PHILIPPE, Anne UNIVERSITÉ DE NANTES (Francia). Laboratoire de mathématiques Jean Leray, PIQUÉ, Raquel UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA. Departamento de prehistoria; Laboratorio de arqueobotánica y Centre d'estudis de patrimoni arqueològic. REVELLES, Jordi UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI. Tarragona. Institut Català de Paleoecolonia Humana i Evolució Social (IPHES). ROYO-GUILLÉN, José Ignacio GOBIERNO DE ARAGÓN. Dirección general de cultura y patrimonio.

SALAS TOVAR, Ernesto CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Unidad de Sistemas de InforSÁNCHEZ ROMERO, Margarita UNIVERSIDAD DE GRANADA. Departamento de prehistoria y arqueología. SÁNCHEZ-PALENCIA, Yolanda UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. Escuela técnica superior de ingenieros de minas y energía. Grupo de investigación estubiomolecular. SANJURJO SÁNCHEZ, Jorge UNIVERSIDADE DA CORUÑA. Instituto universitario de xeoloxía. SANTOS, Francisco Javier CENTRO NACIONAL DE ACELERADORES (Universidad de Sevilla-CSIC-Junta de Andalucía). TEJEDOR-RODRÍGUEZ, Cristina UNIVERSIDAD DE VALLADOLID. Departamento de Prehistoria, Arqueología, Antropología Grupo de Investigación de la prehistoriareciente y la protohistoria de la mesetanorte Española. TERRADAS, Xavier CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS Instituto Milà i Fontanals (Barcelona). URIARTE GONZÁLEZ, Antonio CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Instituto de historia. VALÉRIO, Pedro UNIVERSIDADE DE LISBOA (Portugal). Instituto superior técnico, Centro de ciências e tecnologias nucleares. VIBET, Marie-Anne UNIVERSITÉ DE NANTES (Francia). Laboratoire de mathématiques Jean Leray, VICENT GARCÍA Juan M. CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS. Centro de Ciencias Humanas y Sociales (Madrid). Instituto de historia.

Prólogo

En octubre de 2016, cuando organizamos el congreso internacional Ibercrono*, tuvimos la idea no sólo de abrirnos a las novedades en el campo de la datación radiométrica, sino también a la formación especializada. Durante demasiado tiempo los resultados de esos métodos de datación resultaban poco menos que incomprensibles, y se publicaban como que a veces los aceptaban, o bien los rechazaban, o en otras ocasiones matizaban su impacto dependiendo de sus preferencias personales. En los últimos años, la gran cantidad y mayor precisión de las fechas de radiocarbono y otros métodos, nos ha obligado a cambiar la manera de abordar la cronología del “pasado”. Lamentablemente, los planes de estudio de las universidades no han cambiado, ni siquiera en aquellos centros en los que se imparte el grado de arqueología, y aún falta mucho para que los futuros arqueólogos y arqueólogas tengan un conocimiento cabal de lo que implica “datar” y cómo usar esas “mediciones de tiempo” en su análisis del pasado. Como conclusión al congreso Ibercrono, en 2016 organizamos un curso intensivo de tres días de duración en el que se incluían todos los temas que creíamos de interés; del análisis isotópico, de luminiscencia y de arqueomagnetismo, o bien temas estadísticos relacionados con la calibración de dataciones y con el análisis de grandes series de dataciones. Fueron muchos los investigadores e investigadoras, tanto jóvenes como veteranos, que decidieron que necesitaban competencias en esos temas y habíamos observado en cursos previos que se habían organizado en la Institució Milà i Fontanals (CSIC) de Barcelona, en la Universidad de Granada y en la Universidad Autónoma de Barcelona: la “medida” del tiempo es fundamental en toda investigación histórica, y la manera como hasta ahora se ha abordado esa cuestión ha sido, en buena *

cf. Las actas del citado congreso en http://ceur-ws.org/Vol-2024/

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parte, errónea, por no comprender el fundamento del método y por los obvios vacíos en matemáticas y lógica formal de nuestra formación. Cuando invitamos a los profesores y profesoras que impartieron ese curso en la Universidad Autónoma de Barcelona ya teníamos la idea de publicar sus conferencias y clases prácticas en forma de manual. La mayoría de ellos y ellas cumplieron en tiempo y forma, entonces cuando contactamos con Alfredo Molina, de Editorial Dextra (https://www.dextraeditorial.com), que aceptó con entusiasmo la idea de publicarlo. A partir de ahí, el retraso en la edición ha sido enteramente culpa de nosotros, editores y autores de los capítulos restantes. Quisimos ampliar los contenidos del libro con temas no inicialmente previstos, sobre todo acerca de los temas estadísticos, y numerosos compromisos previos no nos capítulos que más trabajo nos han dado. Volvimos a pedir a los autores y autoras que reviEl proyecto inicial era mucho menos ambicioso. Por eso estamos muy satisfechos con el libro que teneis en vuestras manos. En todo caso, la idea siempre fue la de iniciar el manual con un capítulo “diferente”, acerca de la idea misma de qué es, o suponemos -

Vicente Lull. Por ese motivo, en el capítulo 2, en lugar de seguir discutiendo la idea misma del tiempo, abordamos el propósito de una posible «medición» del tiempo. Pareciera como si pretendiéramos medir algo que no sabemos realmente qué es, ni para qué a la pregunta ¿cuándo? y nos planteamos la utilidad de una tal respuesta en cualquier estudio con un componente histórico. La pregunta ¿cuándo? demuestra su relevancia a la hora de trabajar con ideas de causalidad y de dinámica. El capítulo 19 del libro cierra Los siguientes capítulos, metodológicos, abordan distintos métodos de datación. Marta Domínguez nos presenta los métodos dendrocronológicos, en tanto que Francisco Javier Santos lo hace con la datación por radiocarbono. Durante un tiempo estuvimos en contacto con Paula Reimer, por si podía contribuir con un breve trabajo acerca de la actualización prevista de la curva de calibración INTCAL, pero esa publicación se ha demorado (la futura INTCAL20), por lo que nos limitamos a un breve apéndice al Capítulo 4 acerca de las diferencias entre la nueva curva y las anteriores. En el capítulo 5 Jorge Sanjurjo nos introduce en la datación por luminiscencia y F. J. Pavón-Carrasco y Miriam Gómez-Paccard presentan los fundamentos de la datación por arqueomagnetismo en el capítulo 6. Davinia Moreno explica aspectos esenciales de la datación por resonancia paramagnética electrónica y nos ofrece un caso práctico acerca de la datación de niveles arqueológicos de la Gran Dolina en Atapuerca (Capítulo 7). Finalmente, en el capítulo 8 Trinidad de Torres, José Eugenia Ortiz y Yolanda Sánchez-Palencia exponen la técnica de datación por racemización de aminoácidos. tasio-Argon y Series de Uranio (Uranio-Plomo, Uranio-Torio). Lamentablemente, los autores que contactamos y que en principio asumieron la tarea de contribuir con un esos métodos aparece en el capítulo 2.

Una vez presentados los métodos llamados “de datación absoluta”, presentamos la Los capítulos 11 y 12 introducen al uso de los resultados de los variados métodos descritos en los capítulos anteriores. El capítulo 11 presenta aspectos teóricos y formales de las inferencias cronológicas que exigen la integración de dataciones absolutas, capítulo 12, Rafael Micó discute consideraciones prácticas y criterios arqueológicos a registros arqueológicos. Si bien las cuestiones relacionadas con la calibración de los resultados del método de radiocarbono ya se presentaron en el capítulo 4, los métodos estadísticos para reducir la incertidumbre consustancial a esas dataciones requieren de una explicación espeen el capítulo 13. Águeda Lozano y Giacomo Capuzzo presentan el programa informático OxCal, que permite llevar a cabo los procedimientos introducidos en el capítulo anterior. El capítulo 15 muestra seis ejemplos de uso de OxCal para resolver problemas de inferencia temporal de diversos momentos históricos. El capítulo 16, de Anne Philippe, Philippe Lanos y Marie-Anne Vibet puede resultar su contenido es importante, desarrollando buena parte de las explicaciones más intuitivas acerca del análisis estadístico bayesiano de dataciones que presentaban Buck y Juárez en su capítulo. Philippe, Lanos y Vibet han desarrollado un programa informático para realizar los procedimientos estadísticos que explican en su capítulo. El resultado es ChronoModel, un programa semejante a OxCal, pero que tiene sus ventajas. El capítulo 17 es un tutorial de ese programa, en tanto que en el capítulo 18 se desarrolla un caso concreto como ejemplo de aplicación de ChronoModel. También puede servir como ejemplo de aplicación de la metodología inferencial presentada en el capítulo 11. Si existe una geoestadística, esto es, un conjunto de técnicas estadísticas que analizan la variabilidad espacial de sucesos y observaciones, ¿por qué no proponer una cronoestadística que analice estadísticamente la variabilidad de sucesos a lo largo de ciertas escalas temporales? El Capítulo 19 de este libro introduce la noción de dinámica, y la distancia temporal entre sucesos relacionados, y propone diversas técnicas de estudio de series temporales. Presenta diversos ejemplos de series temporales históricas, y sugiere cómo se podrían construir series temporales analizables estadísticamente en arqueología. Se introducen diferentes técnicas estadísticas para extraer información causal de dichas series, a la vez que se plantea de manera crítica la noción misma de predicción. Este capítulo constituye uno de los puntos fundamentales del libro, ya que es dónde se resuelve la pregunta que hacíamos en el capítulo 2. ¿Qué queremos decir cuando nos preguntamos cuándo ocurrió? Los tres últimos capítulos desarrollan y discuten críticamente diversos aspectos tratados en el capítulo 19. Uno de los más interesantes ejemplos de series temporales en 14 C disponibles. Uno de los temas de investigación más fascinantes de los últimos años es el la probabilidad de ocupación de un territorio usando dichas series temporales. El interés en estas investigaciones se ha reavivado en los últimos años gracias a las bases de datos

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que contienen miles de dataciones. En el capítulo 20, Pardo-Gordó y Barceló examinan investigación prehistórica de la Península Ibérica usando series de dataciones radiométricas. Daniel Contreras y John Meadow, por su parte, discuten, en el capítulo 21, los pros Desde un inicio, nuestro propósito fue presentar las distintas bases de datos con dataciones radiométricas y contextos arqueológicos datados a disposición de investigadores e investigadoras. Lo cierto es que ese es un campo muy dinámico, y lo que se escribe hoy en un manual, queda pronto anticuado porque las bases de datos contienen más y mejores datos, cada vez con una mejor información contextual y con mejores melas contribuciones originales de A. Martindale, T. J. Brown, A. Uriarte, C. Fernández Freire, A. Fraguas, N. Castañeda, E. Capdevila, E. Salas, A. Gilman, I. del Bosque. J.M. Vicent, G. Aranda, Á. Lozano, L. Milesi, Marc Fontanet, M. Sánchez Romero, S. Pardo-Gordó, J. Bernabeu, O. García, A. Diez Castillo, L. Molina, A. Alday, J. C. Mejías-García, M. Colobrán, I. Bogdanovic y J.A. Barceló. Este capítulo 22 resume las características generales que debiera cumplir una base de dataciones radiométricas, los atributos y variables, el tipo convertido en un estándar internacional), IDEArq C14, de alcance ibérico y multipePrehistoria de la Universidad de Valencia, también especializada en la cronología del todos los periodos de la prehistoria de la Península Ibérica. Finalmente, se presenta un resumen del proyecto GoGet, buscador google de dataciones radiométricas de todo el mundo que explora bases de datos online. Las contribuciones originales, auténticos tutoriales de uso de estas bases de datos son accesibles en el sitio online asociado a este libro (http://info.dextraeditorial.com/metodoscronometricos/). Casi 400 páginas de texto son el resultado del esfuerzo de muchas investigadoras e inLa Historia, la Arqueología y la Paleontología son disciplinas que tratan fundamentalmente con la idea del tiempo y su medición. Y no deja de sorprender los pocos trabajos teóricos y metodológicos existentes al respecto, si lo comparamos con lo que se ha conseguido te a pensar de otro modo acerca del “pasado”, a ser más coherentes en nuestros análisis Gracias a quienes han contribuido a hacerlo posible, tanto a los profesionales de editorial Dextra que se esforzaron por maquetar y corregir los textos, a autores y autoras que han y discusión crítica. J.A. BARCELÓ Y BERTA MORELL EDITORES

CAPÍTULO 2

¿Qué queremos averiguar cuando nos preguntamos cuándo ocurrió un acontecimiento? JUAN A. BARCELÓ y BERTA MORELL UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA

RESUMEN

En este capítulo se introduce la noción del “tiempo” como medida, y se desarrollan aspectos históricos de la construcción de escalas temporales (calendario) y la medida de distancias temporales. Más allá de la acerca de la importancia de medir una dinámica de cambios observados y los corolarios que se deducen del uso de cronometrías, como las relaciones del capítulo se debate la naturaleza polémica de distintas unidades de explícitamente métrico para explicar trayectorias históricas.

2.1. El “tiempo” como medida ¿Qué se pretende saber al preguntar cuándo ocurrió algo? El diccionario no nos ayuda pregunta referida a un “tiempo”36

se han planteado acerca de este tema. Precisamente, lo que se deduce del capítulo de Vicente Lull es que el “tiempo” no es algo en sí, sino una característica de las ocurrencias, esto es, de sucesos o acontecimientos. La ocurrencia de cualquier acción es, precisamente, lo que constituye un suceso (Zubrow 2010, Lucas 2008, 2012). Percibimos ocurrencias o sucesos en términos de los cambios –cualquier cambio detectable– que experimenta una entidad (Lombard 1986, Findler y Bickmore 1996, Barceló 2010a). Preguntar “¿cuándo sucedió?” es lo mismo que preguntar “¿cuándo cambió?”. William Sewell ha dado a entender que no 36

Diccionario de la lengua española de la Real Academia Española. | Edición del Tricentenario (http://dle.rae.es).

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miento histórico en términos de “rápidas transformaciones de estructuras profundas”, diferenciando entre ocurrencias que implican cambios estructurales profundos y ocutrado eco en arqueología (cf. Olivier 2001, Harding 2005, Beck et al. 2007, Lucas 2008, Boric 2010, Whittle et al. 2010, Boissinot 2015). Este debate ha llevado a diferenciar los que podríamos denominar “sucesos arqueológicos”, de los “sucesos históricos”, ya que los primeros se vinculan habitualmente a la observabilidad en el presente de cierta acumulación de acciones a pequeña escala, posiblemente propias de la vida cotidiana, que ocurrieron en el “pasado” –con anterioridad a nuestra observación–. Como ya se ha nes estructurales” a mayor escala (Foxhall 2000, Oliver 2001, Sewell 2005, Beck et al. 2007, Whittle et al. 2010). Al preguntar “¿cuándo ocurrió?”, lo que nos interesa es averiguar qué relación mantiene el suceso en el que algo cambió o fue transformado –sea “trascendente” o “cotidiano”–, con nuestra propia ocurrencia en tanto que observadores. El objeto de estudio de la historia y de la arqueología está en sucesos que ya han ocurrido, por lo que sus causas no son observables en el acto de la observación. Los sucesos en los que el objeto que observamos fue fabricado/usado/descartado/enterrado no son observables aquí y ahora. Sin embargo, la ocurrencia de dicho suceso puede ser “reconstruida” por inferencia: podemos expresarlo proposicionalmente, aun cuando no lo podamos percibir directamente. Si observamos un objeto con cierta forma, tamaño y determinadas propiedades materiales, entonces debemos inferir que alguien produjo ese objeto o materia determinada con cierto propósito u objetivo y lo usó de manera (o maneras, si el objeto se usó más de una vez) determinada en ciertas circunstancias (Barceló 2009b, 2010b), y que esa acción ha concluido en el momento en que nosotros observamos ese objeto. El hecho de que nosotros percibamos que un vaso tenga forma f, y el hecho de que seamos capaces de observar que una herramienta lítica tiene una huella de uso h son sucesos, porque inferimos que se realizó una acción social, resultando en un artefacto con, entre otras cosas, una forma f y una huella de uso h. El hecho de que “una fosa tenga una profundidad determinada” y el hecho de que “haya huesos de animales dentro de esa fosa”, o que esa fosa se sitúe en unas coordenadas espaciales precisas son también el resultado de acontecimientos, porque alde un pozo, y luego una acumulación de elementos de basura. de realizar la observación, nos lleva a plantear la necesidad de medir la distancia entre ese acto ya concluido y el acto en el que somos nosotros los que observamos. Desde un punto de vista formal, la distancia entre sucesos no es más que una función binaria que siguientes condiciones: 1. 2. 3. 4.

d(s1, s2 s1 y s2 en S. d(s1, s2) = 0 , si y solo si s1 = s2. d(s1, s2) = d( s2, s1), para todo par de elementos s1 y s2 en S. d(s1, s3 d (s1, s2)) + d(s2, s3) , para s1, s2, s3 elementos en S.

Distancias espaciales, distancias temporales o distancias de cualquier otro tipo (semánticas, sociales, etc.) constituyen diferentes formas de asignar un número a un par de

¿QUÉ QUEREMOS AVERIGUAR CUANDO NOS PREGUNTAMOS CUÁNDO …?

elementos. En una distancia “espacial”, diremos que d(s1, s2) = 0 , si y solo si s1 ocurrió en el mismo lugar que s2. Si establecemos una distancia “semántica” entre dos elementos, entonces d(s1, s2) = 0 , si y solo si s1 s2. La distancia será “temporal” cuando comparemos la ocurrencia del suceso (s1) con la ocurrencia de nuestra observación aquí y ahora (s2). Los sucesos s1 y s2 no serán necesariamente simultáneos si en s2 observamos un “efecto” derivado de la ocurrencia de s1. Lo que importa es la ocurrencia del suceso, el momento en que algo fue producido/utilizado/consumido/ depositado, y no tanto la observación de sus efectos materiales. Si la ocurrencia del suceso coincide con el acto de observación –simultaneidad–, la distancia “temporal” será 0; en el segundo caso –no simultaneidad–, la distancia “temporal” será un número real con que se mida, es decir la distancia temporal entre el suceso a observar y el acto de observación, debe ser igual a la distancia desde el acto de observación a la acción que causó la evidencia observada. La última propiedad, conocida como la desigualdad triangular, establece que dados tres sucesos s1, s2, s3, entonces la suma de las distancias entre s1 y s2 y entre s2 y s3 debe ser siempre mayor o igual que la distancia entre s1 y s3. La distancia temporal entre dos sucesos es una “medida” de la diferencia existente en la ocurrencia de dos sucesos. El criterio para asignar un número concreto a cada par de sucesos y en qué unidades se expresa esa medida de la distancia temporal son arbitrarios, y pueden ser personales, únicos a cada individuo e intransferibles, o puede ser un constructo cognitivo objetivable y replicable por distintos observadores u observadoras (Krantz et al. 1971; Suppes et al. 1989; Luce et al. 1990, Frigerio et al. 2010, Tao 2011). En cualquier caso, que haya distintas maneras de expresar la distancia temporal entre dos sucesos, unas esencialmente personales, y las otras concordantes dentro de un colectivo, pudiera explicar la apariencia de tiempos distintos: no son mundos o realidades alternativas, sino diversas maneras de representar lo observado. de sucesos un número real positivo que exprese su distancia temporal, la más práctica se basa en el recuento del número de periodos de un proceso cíclico independiente a los acontecimientos que se observan y a los observadores (Jones 2000). Una tal medición ca37. Como medida, debe cumplir los requisitos de objetividad (Joint Committee for Guides in Metrology 2012): estabilidad, repetibilidad y reproducibilidad. Ello implica que debiéramos obtener la misma posición temporal en diferentes mediciones del mismo suceso: diversos observadores(as) debieran obtener la misma posición temporal si estudian un mismo acontecimiento y comparten un mismo punto de referencia. Por otro lado, la estabilidad de distintos mecanismos que midan lo mismo conlleva su tendencia a reproducir los mismos resultados: cada vez que un mismo observador analice la distancia temporal entre dos sucesos habría de obtener un mismo valor. De esta manera, aquello que pretendemos medir (“distancia temporal”) resulta ser independiente de las creencias y convenciones de los agentes sociales que van a utilizar esa medida y de los métodos usados para obtenerla. Después de todo, el objetivo de la medida no

magnitud como un atributo de un fenómeno, un cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

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poder resolver determinado problema (Mari 2003, Giordani and Mari 2012, Tao 2011, Tal 2016, Riordan 2014). Una de las medidas de distancia temporal más simples está basada en la observación cuidada y rigurosa del mediodía solar aparente, un fenómeno astronómico recurrente, que puede determinarse con o sin apoyo instrumental. Así, la unidad más simple para medir la mayor o menor magnitud de una distancia temporal es el día, que se 38 . Expresaremos la distancia temporal entre dos sucesos enumerando la cantidad de ciclos diarios que se han repetido entre la ocurrencia de un suceso a estudiar y el suceso en el que ha tenido lugar el acto de la observación (Costa de Beauregard 1987, Ohlbach 2000, 2004, Simoque asocie a cada par de acontecimientos (s1 y s2 S (conjunto de todos los sucesos de los que tenemos noticia), un número t(s1, s2) que expresa el número de veces que se repite un fenómeno uniforme (una vuelta completa del planeta tierra alrededor de su órbita solar) entre la ocurrencia de uno y otro acontecimientos. Ese número se puede denominar distancia temporal desde la ocurrencia del acontecimiento s1 hasta la ocurrencia de otro suceso (s2). La división del día en 24 horas es fruto de una serie de convenciones históricas. En el nal de la jornada, lo que daba un total de 12 horas diurnas. La noche se dividía a su vez en otras 12 horas, basándose en las observaciones de un sistema de 36 constelaciones que los egipcios llamaron Bakiu. La subdivisión de las horas y los minutos en 60 particiones ya está documentada entre los antiguos babilonios, que tenían predilección por el uso de un sistema sexagesimal (Dohrn-Van Rossum 1996, Boardman 2011). En 1793 se intentó imponer un sistema horario de base decimal, en el que el día –de medianoche de un día a medianoche del día siguiente– se dividía en 10 partes (“equivalente a las “horas”), cada parte en otras diez partes y así sucesivamente (Cardinal y Abplanalp 1989). Para medir distancias temporales más largas o más cortas usaremos unidades diferentes, pero relacionadas39. La unidad temporal año 38

Es importante tener en cuenta que mientras la Tierra da una vuelta completa alrededor de su eje, se ha desplazado 1/365 de órbita alrededor del Sol, por lo que la distancia temporal entre dos salidas de Sol consecutivas –el día solar– es unos 4 minutos (24x60/365) más largo que medida a la que nos referimos como día sidéreo. La diferencia entre día solar y día sidéreo es tan pequeña que solo es relevante a efectos astronómicos, pero no a nivel de sucesos sociales.

como la fracción 1/86.400 de la duración que tuvo el día solar medio entre los años 1750 y 1890. Modernamente, su medición se hace tomando como base 9.192.631.770 oscilafundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 grados y estipula que una frecuencia particular asociada con el cesio es uniforme, es decir, que sus periodos son iguales entre sí. Sin embargo, la frecuencia en cuestión es un constructo altamente idealizado. Solo bajo unas condiciones ideales, inexistentes en la naturaleza, se te estable (Tal 2016). Obviamente hay unidades más pequeñas (attosegundo, 10 -21 de un segundo, picosegundo, 10-12 de un segundo, nanosegundo, 10-9 de un segundo, etc.), que

¿QUÉ QUEREMOS AVERIGUAR CUANDO NOS PREGUNTAMOS CUÁNDO …?

planeta Tierra, es decir: el intervalo entre dos pasos consecutivos de la Tierra por un mismo punto de su órbita. Equivale a 365,256363 días solares medios (365 días 6 horas 9 minutos 9,7632 segundos). Debido a la precesión de los equinoccios y a la nutación40, esta duración es distinta a la que media entre dos pasos sucesivos del Sol por el mismo año trópico o año tropical como el intervalo entre dos pasos consecutivos de la Tierra por un mismo punto de su órbita en el equinoccio vernal41. Su duración es de 365,242189 días solares promedio (365 días 5 horas 48 minutos 45,10 segundos).

2.2. A la búsqueda de puntos de referencia para una escala de medida temporal universal La respuesta a la pregunta ¿cuándo ocurrió? implica mucho más que una medida de la distancia temporal entre nuestra ocurrencia (observación) y la ocurrencia del suceso que pretendemos estudiar (Moore 2006, Sinha da Silva et al., 2012, Bender and Beller 2014). La posición temporal del momento de observación debe poder determinarse de manera independiente al acto mismo de observación del suceso histórico o arqueológico. Las llamadas “paradojas del tiempo” se producen cuando la medida de la posición temporal de la ocurrencia de un suceso se establece con relación al observador u observadora (Costa de Beauregard 1987, Svozil 1995, Baron 2018)42. De acuerdo con la teoría dos sucesos A y B pueden ser percibidos por los dos observadores como simultáneos, o puede que A ocurra “antes” que B para el primer observador mientras que B ocurre “antes” de A para la segunda observadora. En esas circunstancias no existiría ninguna posibilidad de establecer una noción absoluta de simultaneidad independiente del observador. Ahora bien, si los dos sucesos están vinculados causalmente, todos los observadores que conozcan el mecanismo causal inferirán la ocurrencia del suceso “causal” antes que el suceso “efecto”. Ello posibilita la creación de un sistema de referencia universal de posiciones temporales, en donde la posición y, por lo tanto, la distancia, del observador esté descrita en los mismos términos que la posición (y distancia) del suceso estudiado. De este modo, cualquier posición temporal queda caracterizada por una cantidad (intensidad o módulo), una dirección y un sentido (Costa de Beauregard 1987, Por consiguiente, nada ganamos si la medida de la distancia temporal de diversos sucesos se realiza subjetivamente en referencia a la posición temporal del observador u

40 41

no nos interesan para medir dinámicas sociales que implican largos intervalos de tiempo (comparados con la vida de un individuo). Movimiento ligero irregular en el eje de rotación de objetos simétricos que giran sobre su eje. Momento del año en que el Sol forma un eje perpendicular con el ecuador y en que la duración del día es igual a la de la noche en toda la Tierra. Equinoccio que se produce entre el 20 y 21 de marzo en el hemisferio norte y entre el 22 y 23 de septiembre en el hemisferio sur, en el que tiene lugar una intersección entre el ecuador y la eclíptica, que corresponde al paso aparente del Sol del hemisferio austral al boreal. “Las paradojas causales relativistas surgen todas de un solo hecho: que dos observadores moviéndose más rápido que la luz no pueden ponerse de acuerdo siguiera en el orden en que ocurren dos acontecimientos, por no hablar ya del intervalo de tiempo entre ambos”, cita de un personaje en la novela de J.P. Horgan, La máquina del Génesis.

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observadora. De la misma manera que nunca llegaremos al lugar que pretendemos alcanzar si las indicaciones de dirección y posición espacial que nos proporciona otro sucon otros acontecimientos simultáneos o próximos, si nuestra referencia a esa posición temporal está basada en la percepción subjetiva de nuestra propia ocurrencia. Necesitamos, pues, un punto temporal de referencia –un acontecimiento con características tales que lo individualicen a ojos de cualquier observadora u observador–, para poder establecer la posición temporal absoluta de cualquier acontecimiento en términos de la distancia temporal entre suceso a estudiar, suceso de observación (“presente” del observador u observadora) y suceso de referencia. Ese punto de referencia es totalmente arbitrario, pero debe ser reconocible por cualquier investigador o investigadora y su posición temporal con respecto de cada uno de los observadores u observadoras posibles debe ser determinable. antiguos egipcios, que situaban fenómenos astronómicos o sucesos civiles contando desde la llegada al trono del faraón reinante, escribiendo el símbolo correspondiente al año, el mes, la estación o el día, acompañados del número cardinal, en ese orden (Kitchen 1991, 2006, Avilés 2003, Wiener 2006). Lo mismo sucedía en época babilónica, en Grecia y en Roma, donde los años eran designados por el nombre de los cargos electos valo entre el presente y un evento en el pasado del observador era necesario tener a mano una lista completa de epónimos y contar el número de nombres entre el epónimo actual y el epónimo en el año en que el suceso ocurrió. Las secuencias nacionales en los países del Viejo Mundo y/o en China y otros lugares han adoptado tradicionalmente idéntico formato, así como la referencia habitual a hechos de nuestra experiencia: uno de los autores de este capítulo nació un año antes de “la gran nevada” en su ciudad natal; ese fenómeno climático sucedió “el año anterior al año en el que el presidente de Estados Unidos fue asesinado”. primera Olimpiada, año 1, estimada a partir de una lista de atletas victoriosos (uno, cada cuatro años) compilada por Hippias de Elis (ca. 550 ANE). Aristóteles, trabajando años después de Hippias, fue el primero en introducir la numeración de las Olimpiadas. La olimpiada en la que Koroibos de Elis ganó la carrera atlética se convirtió en la primera Olimpiada y todas las demás fueron numeradas a partir de ella43. Así, para referirse a un acontecimiento de su pasado, un historiador antiguo habría escrito: sucedió en de Olimpiadas numeradas y la familiaridad de prácticamente todos los griegos –y una mayoría de romanos cultos después– con los Juegos Olímpicos hizo este sistema muy 43

Podemos sincronizar algunas Olimpiadas con nuestro propio calendario porque muchos autores antiguos asociaron independientemente los acontecimientos datables con las olimel calendario juliano, sincroniza el decimoquinto año del reinado del emperador romano Tiberius con el cuarto año de la Olimpiada 201, y Diodoro Sículo registra un eclipse solar en el tercer año de la 117 Olimpiada. Esto nos permite situar la primera Olimpiada 776 años antes de nuestro propio punto de referencia (Christesen 2010).

CAPÍTULO 3

Datación por dendrocronología MARTA DOMÍNGUEZ DELMÁS UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

RESUMEN

La dendrocronología es el método de datación absoluta de madera más exacto que existe hoy en día. Esta ciencia estudia los anillos anuales de crecimiento de especies leñosas para determinar las condiciones ambientales y datar eventos del pasado. La datación cruzada con cronologías de referencia ancladas en la escala temporal permite asignar años exactos de calendario a las series de anillos extraídas de maderas históricas y prehistóricas, lo que a su vez permite establecer la procedencia de la madera. En este capítulo se presentan los conceptos básicos de esta ciencia, ilustrando su potencial y limitaciones y apuntando algunos usos de la dendrocronología más allá de la datación de la madera.

3.1. Dendrocronología: definición y conceptos básicos La dendrocronología (del griego dendron, árbol; chronos, tiempo; y logos, ciencia) es la ciencia que estudia las variaciones anuales de los anillos de crecimiento de las especies leñosas para determinar las condiciones ambientales y los eventos ocurridos en el pasado. En climas templados, el crecimiento de los árboles se activa en la primavera y continúa hasta finales del verano o principios del otoño, dependiendo de la altitud, latitud y longitud. El nuevo anillo anual se forma justo debajo de la corteza, y su anchura más gruesa o estrecha estará determinada principalmente por las condiciones ambientales del lugar en el que crecen los árboles (Fritts, 1976). Intervenciones humanas como las podas y prácticas de manejo forestal como los clareos y las claras influyen también en el crecimiento de los árboles, induciendo variaciones que pueden camuflar en mayor o menor medida la señal ambiental contenida en las anchuras de los anillos (Schweingruber, 1996). Por lo tanto, las secuencias de anillos en los árboles, conocidas como series de anillos o patrones de crecimiento (Fig. 3.1), son registros con resolución anual del entorno natural, histórico y antropogénico en el que crecieron los árboles.

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Figura 3.1. Macroanatomía de la madera de roble de hoja caduca (Quercus subg. Quercus)

y serie de anillos correspondiente a esta muestra.

Esta ciencia se basa en la premisa de que los árboles de la misma especie que crecen de disturbios naturales y antrópicos, producirán series de anillos de árboles con patrones similares. Asignando el año de la última estación de crecimiento al último anillo formado justo debajo de la corteza, las series de anillos de árboles vivos pueden ser datadas y posteriormente cruzadas, es decir, comparadas entre sí y promediadas para crear cronologías de referencia que representen el crecimiento de una especie concreta teriormente para fechar de manera absoluta los patrones de anillos de maderas histócuando sean de la misma especie y procedencia, y abarquen el periodo temporal de la madera investigada (Fig. 3.2). El hecho de que cada anillo de crecimiento se forme en un año concreto del calendario hace de la dendrocronología el método más exacto y preciso para datar madera (Baillie, 1982). Las series de maderas históricas datadas de forma absoluta pueden agregarse a otras cronologías de referencia para prolongarlas retrospectivamente en el tiempo. Series históricas de anillos que permanezcan inicialmente sin datar, denominadas se compararán con cada nueva serie y cronología de referencia producida a partir de la misma especie para tratar de fecharla. La aplicación más evidente de la dendrocronología en el campo de las humanidades (por ejemplo, en arqueología, historia del arte e historia de la arquitectura) es la datación absoluta de la madera de objetos y estructuras. Esta subdisciplina es conocida como dendroarqueología. Una vez realizada la datación absoluta de la madera, puede inferirse información precisa sobre el periodo de fabricación de una pintura sobre taárea de procedencia de la madera puede determinarse con cierta precisión cuando las dendroprocedencia (Eckstein & Wrobel; 2007, Bridge, 2012). Por consiguiente, un paso esencial para poder emplear con éxito la

DATACIÓN POR DENDROCRONOLOGÍA

dendrocronología es el desarrollo de cronologías de referencia para distintas especies en los territorios de los que se extrajo madera en el pasado.

Figura 3.2. Cronologías de referencia, datación y extensión retrospectiva. Mediando las series de crecimiento de árboles que crecen en la misma zona se construyen las cronologías de referencia para una especie y zona específicas. Dichas cronologías sirven para datar maderas históricas, las cuales pueden ayudar a su vez a extender las cronologías de referencia retrospectivamente.

3.2. Especies aptas para datación dendrocronológica La mayoría de las especies leñosas producen cada año un anillo de crecimiento justo debajo de la corteza, por lo que especies dicotiledóneas como los robles caducifolios (Quercus subg. Quercus) y las hayas (Fagus sylvatica), y coníferas como los pinos (Pinus sylvestris, P. nigra, etc.), los abetos (Abies sp.), las píceas (Picea abies) y los alerces (Larix sp.) son aptas para la datación dendrocronológica y han proporcionado cronologías de referencia que se utilizan para la datación de maderas del patrimonio cultural. Sin embargo, la estacionalidad de los crecimientos de otras especies y/o su respuesta a faclógica. Por ejemplo, se ha encontrado que los árboles que habitan en climas tropicales producen también anillos de crecimiento (Worbes & Fichtler, 2011), pero a menudo carecen de la resolución anual que hace de la dendrocronología una ciencia para la datación absoluta. Del mismo modo, algunas especies de climas templados como el nogal (Juglans regia) o el chopo (Populus sp.) producen anillos con resolución anual, pero su rápido crecimiento hace que se corten con pocos años, lo que unido a que son especies sarrollo de cronologías de referencia y la datación cruzada para permitir el fechado de maderas históricas de estas especies.

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3.3. Identificación de especies de maderas (pre) históricas en la dendroarqueología por diferentes razones. En primer lugar, la especie determinará la idoneidad de la madera para la datación dendrocronológica, dado que las maderas seleccionadas deben ser de una especie que produzca anillos anuales claraestructura proporciona información sobre el abastecimiento de materiales y sobre las especies presentes en las cercanías de los asentamientos (por ejemplo, Martín Seijó & Piqué i Huerta, 2013). Por último, la determinación de la especie puede proporcionar la primera pista sobre la procedencia de la madera (Giachi et al., 2003; Guibal & Pomey, 2003), ya que algunas especies tienen zonas de distribución restringidas (por ejemplo, Pinus nigra en la cuenca mediterránea, Abies alba en Europa central y los investigan maderas (pre)históricas. la inspección de las maderas para investigación dendrocronológica. Para ello solo es necesario extraer un pequeño fragmento de madera de aproximadamente 1 a 3 cm3 de cada elemento que se inspeccione y no vaya a ser seleccionado para análisis dendrocronológico. En el caso de las maderas seleccionadas para el análisis de anillos, la idensecciones (transversal, tangencial y radial). En el caso de obras de arte, dichas láminas bordes transversales de tablas, grietas en la base de esculturas, etc.). La observación al microscopio de las características anatómicas de la madera en esas secciones conducirá características macroanatómicas muy distintivas. Los robles caducifolios muestran una disposición de los vasos de madera temprana en anillo, radios leñosos multiseriados claramente visibles y límites de anillos claramente distinguibles. La anatomía de la maque carece de radios leñosos multiseriados (Schweingruber, 1990). En consecuencia, de hacerse sin necesidad de tomar una muestra para este propósito.

3.4. Número de anillos necesarios en la muestra Si consideramos una especie apta para datación dendrocronológica (es decir, una especie que produce anillos con resolución anual), la idoneidad de las muestras para la datación vendrá determinada por el número de anillos presentes en la muestra. Baillie (1982: 84) propone 100 anillos como el mínimo aconsejable para considerar una muestra adecuada para la datación dendrocronológica, dado que la probabilidad de enmás cortas sean las series. En la práctica, numerosos estudios han demostrado qué seDomínguez-Delmás et al., 2011, 2017). Sin embargo, esto requiere una gran experiencia y también condiciones especiales, tales como la disponibilidad de numerosas maderas

CAPÍTULO 5

Datación por luminiscencia en arqueología: estado de la cuestión y perspectivas de futuro JORGE SANJURJO SÁNCHEZ INSTITUTO UNIVERSITARIO DE XEOLOXÍA, UNIVERSIDADE DA CORUÑA

RESUMEN

El fenómeno de la termoluminiscencia fue descubierto en los años 50 y comenzó a aplicarse en datación desde los años 60. En la actualidad constituye junto a la luminiscencia ópticamente estimulada (OSL) una de las técnicas de datación más empleadas en arqueología. Desde el año 2000, con la ostensible mejora de los equipos de medida y protocolos de análisis, su uso ha experimentado un gran crecimiento, multiplicándose el número de laboratorios en el mundo. Sin embargo, en España sigue siendo un método poco usado, al menos en arqueología, debido a la escasez de laboratorios y a que el proceso de datación requiere ciertas condiciones de muestreo. Este creciente uso ha venido acompañado de su aplicación a materiales arqueológicos anteriormente no considerados como viables para datación cronométrica. Este campo ha tenido un éxito relativamente alto, consiguiendo datarse materiales como vidrio, posible fechar con otros métodos. En este capítulo se pretende ofrecer una visión del estado de la cuestión en datación por luminiscencia en arqueología, sus perspectivas presentes y futuras y las aplicaciones que se vienen realizando

5.1. Métodos de datación y datación cronométrica por luminiscencia Entre los diferentes métodos de datación que existen pueden encuadrarse como métodos de datación cronométrica aquellos que utilizan como unidad de tiempo básica el año solar (o año astronómico) y que se caracterizan por ser válidos para cualquier zona del mundo y para diversos periodos históricos o prehistóricos (cf. capítulo 2). Aunque en el ámbito de la geología, existen docenas de métodos, en arqueología la cantidad y variedad es mucho más reducida por dos razones: la limitada variedad de materiales arqueológicos y sus características, y el restringido rango de años que abarca la arqueología con respecto a la geología.

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radiactividad; Cf. capítulo 4), químicos (p. e. racemización de aminoácidos; cf. capítulo 8) o biológicos (p. e. dendrocronología; Cf. capítulo 3). La mayoría se basan en procesos cerrados son aquellos que intercambian energía con el entorno, pero no materia. Para en una escala temporal debe funcionar en un sistema cerrado. En estas condiciones existe la posibilidad de que algún proceso que se produce dentro de ese sistema pueda ser usado en tanto que cronómetro. Para ello ese proceso debe cumplir dos condiciones: que se produzca de una manera constante (sin detenerse), y que la tasa a la que se produce ese proceso no se vea afectada por factores de tipo ambiental (Geyh y Schleicher, 1990). Un proceso que cumple estas condiciones es la desintegración radiactiva. El rango de años obtenido para una datación, es decir, el error obtenido, es lo que conocemos como precisión. Los términos precisión y exactitud se relacionan con los dos tipos de error que existen: el sistemático y el aleatorio. El error aleatorio está causado por incertidumbres distribuidas al azar asociadas a las medidas que se han realizado. Es puramente estadístico y si realizamos medidas repetidas del mismo fenómeno se producen resultados que se sitúan alrededor de un valor medio central. Este error se caracteriza por el término precisión (o reproducibilidad). Una elevada precisión implica un error aleatorio bajo. El error sistemático está asociado a defectos en la instrumentación, procesos ambientales que pueden afectar a un objeto o errores de tipo humano. Un error sistemático va a repercutir en que las medidas individuales suelen aparecer desviadas en una misma dirección y grado del resultado correcto o real. Por ello, divertemáticos son muy bajos. Para tratar de ilustrar estas posibles combinaciones se puede

Figura 5.1. Esquema indicativo del significado de la precisión y la exactitud en una medida.

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MÉTODOS DE DATACIÓN BASADOS EN LA RADIACTIVIDAD. Aunque no existe

DATACIÓN POR LUMINISCENCIA EN ARQUEOLOGÍA

1990), una mayoría de autores tiende a establecer una única categoría que uni-

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mo; cf. capítulo 6), químicos y/u otros métodos (p. e. dendrocronología; cf. capítulo 3). Los métodos radiométricos se basan en la desintegración de isótopos radiactivos (cf. capítulo 4). En esta categoría se pueden establecer tres subcategorías: métodos basados en radioisótopos padres/hijos, métodos cosmogénicos y métodos dosimétricos. En el primer grupo enmarcaríamos las técnicas como las basadas en las series de desintegración del uranio y el torio. En el segundo grupo podríamos enmarcar la datación por radiocarbono, entre otras. En el tercero, es en donde se sitúan algunas técnicas como la luminiscencia o la resonancia de espín electrónico. MÉTODOS DOSIMÉTRICOS. Los métodos dosimétricos se basan en la radiactividad, pero no utilizan la desintegración radiactiva de isótopos como reloj o cronómetro. La interacción de radiación ionizante (alfa, beta, gamma y cósmica) con sólidos semiconductores (p. e. minerales) produce cambios en sus dos por la radiación. La mayor parte de este daño se “repara” tras producirse, pero una pequeña proporción de este no puede reintegrarse, de modo que permanece estable durante periodos de tiempo geológicos (de miles a millones de años) de modo que el “daño” se va incrementando con el tiempo de exposición del sólido a radiación, siempre que la radiación recibida sea constante. Si se estima la tasa de esa radiación (radiación por unidad de tiempo) y se mide el “daño” causado por esta en el sólido, es posible conocer el tiempo que ha estado expuesto ese objeto a esa radiación. Pero para ello deben darse dos supuestos: que el “daño” haya comenzado a producirse con la exposición a esa radiación y que la tasa de radiación no haya cambiado en el pasado. El “daño” es lo que se denomina la dosis acumulada. Se puede estimar por ciertos procedimientos analíticos, entre ellos la luminiscencia, denominándose “dosis equivalente” (equivalent dose, ED o D ). La tasa de radiación se puede estimar midiéndola por diversos procedimientos y se conoce como “dosis anual” o tasa de dosis (dose rate, DR o D ).

5.2. Bases físicas de la luminiscencia La luminiscencia es en realidad un fenómeno ubicuo. Fenómenos como la quimiolumifosforescencia forman también parte de los fenómenos enmarcados en la luminiscencia. Estos fenómenos se deben a la absorción de energía y/o transferencia de fotones en sólidos no ligada a procesos térmicos (p. e. incandescencia). Los tipos de luminiscencia se establecen según la naturaleza y energía de la radiación usada para inducirla, así como la escala de tiempo de medida de la señal. La fotoluminiscencia, catodoluminiscencia, radioluminiscencia o ionoluminiscencia son algunos tipos, diferentes a los procesos de luminiscencia secundaria térmicamente estimulada (TL o termoluminiscencia), o de luminiscencia ópticamente estimulada (Optically Stimulated Luminescence u OSL) (Burbidge, 2012). Estos dos últimos fenómenos se producen por liberación de electrones o cargas desde las “trampas” que estos ocupan tras experimentar el sólido un proceso de

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irradiación. En el marco de los métodos dosimétricos de datación, son los que se conocen como técnicas de datación por luminiscencia. La datación por luminiscencia se aplica a minerales, ya que son sólidos semiconductores, y permite conocer el tiempo transcurrido desde que esos minerales han cristalizado, han sido expuestos por última vez a una temperatura elevada (a varias centenas de grados Celsius) o bien han estado expuestos por última vez a la luz del día. Estos métodos han experimentado un importante crecimiento en cuanto a uso y aplicación a materiales tanto en arqueología como geología en los últimos 20 años. Aunque la TL es conocida desde los años 50 del pasado siglo (Daniels et al., 1953) y se ha usado como herramienta de datación cronométrica en los años 60, 70 y 80, el descubrimiento de la OSL, la mejora de la sensibilidad y capacidad de los equipos instrumentales (Botter-Jensen et al., 2000) y el perfeccionamiento de los métodos de análisis en los años 90 y ya en el siglo XXI (Murray y Wintle, 2000); han sido los responsables de ese crecimiento.

5.3. Datación por luminiscencia Aunque en teoría, la datación por luminiscencia se puede aplicar a todo tipo de minerales, en la práctica se suele aplicar a cuarzo y feldespatos (los más abundantes en la corteza terrestre), y ocasionalmente se ha usado con otros minerales, como calcita o yeso (Aitken, 1985). Además, existe siempre la preferencia de usar el cuarzo, al ser más resistente a la meteorización (su estructura y composición apenas se alteran) y sobre todo por ser un buen dosímetro. El cuarzo muestra una señal luminiscente estable (a escala de millones de años) que generalmente crece de forma exponencial con respecto al tiempo. Por tanto, el “daño” causado por la radiación ionizante se acumula con el tiempo en un intervalo de años que va desde pocos siglos e incluso décadas hasta cien o doscientos mil años. Esto permite aplicarlo en el rango de edades de la arqueología. El feldespato, a diferencia del cuarzo, presenta una señal inestable respecto al tiempo (lo que complica su uso en datación), aunque tiene la ventaja de que acumula el mencionado “daño” en un rango de edades que va desde pocos miles de años hasta aproximadamente medio millón de años (Aitken, 1985). Por ello, en arqueología su uso es más reducido, exceptuando el Paleolítico.

5.4. Bases de la datación por luminiscencia En la naturaleza, y sobre todo en la corteza terrestre, existen una gran cantidad de isótopos radio-activos, que constantemente están desintegrándose y emitiendo radiación ionizante. Esta radiación causa cambios o daños (ionización) en la materia con la que interacciona. En materiales geológicos (sedimentos y rocas), compuestos de minerales, existe una determinada concentración de uranio ( ), torio (Th) y potasio ( ). En el caso del último, de los 3 isótopos naturales que existen (39K, 40K y 41 ) solamente el 40K es radiactivo, constituyendo aproximadamente un 0,01% del K en la corteza terrestre. Los casos del U y Th son más complejos, ya que forman parte de varias cadenas de desintegración radiactiva. El 232Th forma la denominada serie del Th, dando lugar a una cascada de elementos radiactivos que se desintegran produciendo isótopos hijos hasta que se produce el plomo-208 (208Pb) que es estable. Sin embargo, algunos isotopos de Th forman parte de las cadenas de desintegración del 238U y 235U. De estas dos, la prin-

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DATACIÓN POR LUMINISCENCIA EN ARQUEOLOGÍA

cipal por abundancia es la del 238U, que produce una cadena de desintegración hasta que se produce 208Pb. En el caso del 235U, se produce una cadena diferente, hasta que se produce 207Pb. Esta radiación ionizante es absorbida por los minerales expuestos a ella, generando luminiscencia. Los minerales adquieren una determinada cantidad de energía a modo de carga al ser expuestos a esa radiación, y cuanto mayor es el tiempo de exposición a radiación, la carga será mayor, existiendo una proporcionalidad entre el tiempo de exposición y la carga adquirida. Esta energía puede ser liberada en forma de luz (fotones), lo que se denomina luminiscencia (Aitken, 1985). Esta liberación de la energía puede producirse de varias formas, pero fundamentalmente se utilizan dos procedimientos: por exposición de los minerales a una temperatura elevada (normalmente superior a 300 °C) o por exposición a la luz del día o una fuente de luz. El primer caso es el que se produce cuando se cuece una cerámica y el segundo corresponde al momento en el que un material se erosiona y los minerales son transportados y expuestos a la luz. La luminiscencia estimulada por calor se denomina termoluminiscencia (TL) y la estimulada ópticamente, OSL (Optically Stimulated Luminescence). Tras producirse la estimulación, si los minerales permanecen en una localización protegida de la luz (p. e. enterrados en sedimento), estarán nuevamente expuestos a radiación adquiriendo de nuevo una carga. De este modo los minerales actúan como dosímetros: registran la dosis de radiación acumulada. Se podría decir que funcionan de modo análogo a una batería recargable lentamente cuando el mineral se expone a radiación ionizante.

Figura 5.2. Incremento de la señal luminiscente respecto al tiempo por exposición a radiación ionizante y proceso de blanqueado de la señal por exposición a alta temperatura o luz del día. La exposición insuficiente genera un blanqueado parcial y resultará en una sobreestimación de la dosis y la edad.

A nivel subatómico, lo que ocurre en la luminiscencia es que la radiación ionizante causa la excitación de electrones de la banda de valencia de átomos de una red cristalina (de un mineral). Esto hace que adquieran energía y alcancen la denominada “banda de conducción” dejando un hueco de carga positiva en la banda de valencia. Y normalmente un electrón retorna a la vacante existente en la banda de valencia anterior, liberando para ello un fotón. Sin embargo, debido a impurezas e imperfecciones en las redes cris-

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talinas, existen “huecos” denominados trampas de electrones (electron traps o trapping centers) en los que algunos de esos electrones pueden quedar “capturados” de forma metaestable, de modo que quedan “vacantes” en la banda de valencia de algunos átoo calor, los electrones “capturados” serán liberados hacia la banda de conducción, en donde recombinarán y volverán a cubrir las “vacantes” que quedaron en las bandas de valencia, liberando fotones (Aitken, 1985). Las cargas se descargan de modo que se “borra” o blanquea la señal. La emisión de luz de un mineral será proporcional a la carga que contenía y, por lo tanto, permite estimar la radiación acumulada durante el tiempo de enterramiento. Sin embargo, esta medida por sí sola no proporciona ninguna edad, sino la dosis adquirida o acumulada, que se conoce como dosis equivalente (equivalent dose, ED o De). Para saber cuánto tiempo ha estado enterrado ese mineral es necesario conocer qué cantidad de radiación es liberada en el lugar en donde se encuentra por unidad de tiempo, es decir, la tasa de dosis, denominada dosis anual o tasa de dosis (dose rate, DR o D ). En el caso de la D , la unidad de radiación absorbida en el Sistema Internacional (SI) es el Gray (Gy), que equivale a 1 J kg–1. La unidad de Dr será el Gy año1. Por lo tanto, la ecuación de edad en luminiscencia resulta muy sencilla: Edad = De (Gy) / Dr (Gy/año) (Ec. 5.1) La edad de luminiscencia corresponderá al último periodo de enterramiento de la muestra. En el caso de los sedimentos corresponde al tiempo transcurrido desde que fue formado ese sedimento y en cerámicas al momento de cocción de la cerámica, ya que, aunque pueda existir un intervalo de tiempo entre el momento de cocción y enterramiento, este no será más que de pocas décadas en el mejor de los casos. Si a modo de ejemplo, comparamos un enterramiento de un fragmento de cerámica que ha durado 2000 años con un uso que ha durado 10 años, el efecto en el error en la estimación de edad sería cercano al 0,5%.

Figura 5.3. Esquema ilustrativo del proceso de luminiscencia a nivel subatómico: la radiación

ioniza un electrón de la banda de valencia (i) que alcanza la banda de conducción, los electrones son atrapados en trampas y permanecen un tiempo determinado (ii) hasta que el cristal es estimulado por luz o calor liberándose los electrones que recombinan y emiten fotones (iii).

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5.5. Medida de la dosis equivalente (De ) Cuando se mide la De por TL el mineral, previamente aislado de la muestra de forma muy pura, se coloca en un portamuestras y en un lector de luminiscencia se somete a una temperatura creciente, desde temperatura ambiente hasta los 450-700 °C. Durante el incremento de la temperatura se mide simultáneamente la señal luminiscente, por lo que se obtiene un espectro de la emisión luminiscente frente a temperatura. Estos espectros presentan varios picos, dependiendo del mineral analizado. Cada uno de estos picos corresponde a un tipo de “trampas de electrones”, situados a una cierta distancia de la banda de conducción, siendo los picos de mayor temperatura más estables al estar esas “trampas” más alejadas de la banda de conducción. Esos picos son los que se usan para estimar la De conocida y creciente y se compara la TL inicial con la TL obtenida de irradiar la muestra (Aitken, 1985).

Figura 5.4. Señales TL y OSL: (A) ejemplo de señales TL natural y natural más irradiadas con diferentes dosis; (B) ejemplo de señal OSL (en recuadro pequeño) que decae con el tiempo de exposición a la luz, y de señal de acumulación con incremento de dosis.

La medida de la OSL funciona de un modo algo diferente. El mineral aislado se coloca en un portamuestras, pero se expone a la emisión de luz de una determinada longitud de onda con intensidad constante durante unos segundos (generalmente entre 40 y 100 s). Al exponerse, las trampas empiezan a descargarse de electrones, generándose luz al liberarse fotones. En los primeros segundos de exposición hay una gran emisión segundos de exposición se produce la descarga de casi todas las trampas por lo que en OSL suele usarse la emisión luminiscente correspondiente a esos primeros segundos o fracciones de segundo. En este caso también se irradia la muestra con dosis de radiación conocidas y se compara la señal generada con la emitida por el mineral para obtener la De. En el caso del cuarzo se utiliza luz verde o azul, pero en el caso de otros minerales como el feldespato se utiliza luz cercana al infrarrojo (near-IR) por lo que la luminiscencia se denomina IRSL (infra-red stimulated luminescence). La OSL presenta ciertas ventajas sobre la TL: su señal se blanquea más rápido, su sensibilidad es mayor y no afecta tanto a la estructura ni defectos del mineral. Existen otros tipos de medida de

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señal en luminiscencia como la radioluminiscencia (RL), la TL isotermal (ITL) o la OSL térmicamente transferida (TT-OSL), pero en arqueología no tienen apenas aplicación, ya que se suelen usar para ampliar el rango de edades que la OSL o TL pueden alcanzar, y datar muestras muy antiguas.

5.6. Medida de la dosis anual (Dr ) Existen varios procedimientos para medir la D . Hay cuatro tipos de radiación ionizante que afectan a los minerales: partículas alfa, partículas beta, rayos gamma y rayos cósmicos. Los tres primeros proceden principalmente de la presencia de U, Th y 40 K en la corteza terrestre mientras que los rayos cósmicos se originan por la llegada de radiación a la atmósfera y campo magnético de la Tierra, de modo que parte de (menos de un mm) y las partículas beta un alcance algo mayor (pocos milímetros), mientras que la radiación gamma alcanza hasta 30 cm. Para estimar la radiación se pueden adoptar dos estrategias: medir la tasa de radiación directamente in situ durante un intervalo de tiempo corto o bien medir la concentración o actividad de U, Th y K en la muestra y su entorno y calcular la tasa de radiación. La mejor opción variará en cada caso dependiendo del tipo de muestra. Para medir la tasa de radiación in situ existen dos opciones. Una consiste en usar dosímetros TL u OSL (TLDs o OSLDs), que son pequeños sólidos monominerales muy sensibles a radiación ionizante, de modo que cuando reciben radiación se genera una señal luminiscente. Se colocan encapsulados en el punto de muestreo durante un tiempo determinado (de meses hasta un año) y se recogen para medir la señal por TL u OSL, la dosis para un tiempo determinado, lo que es usado como tasa de dosis. Alternativamente, se pueden emplear dispositivos que miden directamente la radiación en un punto o zona, como los espectrómetros gamma portátiles, que no solo miden la tasa de dosis en minutos, sino que además registran las emisiones correspondientes a K, U y Th. Para medir la concentración o actividad de K, U y Th en la muestra y su entorno se pueden utilizar diferentes procedimientos analíticos como Fluorescencia de Rayos-X (FRX), Análisis por Activación de neutrones (AAN) o Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS). Los problemas fundamentales de esta opción son que algunas de estas técnicas (p. e. ICP-MS) implican tratamientos químicos no siempre igual de efectivos, lo que puede causar un error sistemático, y la posible heterogeneidad de la muestra. Adicionalmente, este tipo de estimación implica asumir que las cadenas de desintegración de U y Th están en equilibrio secular, lo que puede no ser cierto implicando una estimación incorrecta de la Dr. Otra opción es utilizar métodos de contaje alfa, beta o gamma, que permiten medir la actividad de ciertos isótopos de las cadenas de desintegración de U y Th, aunque no saber si estas están en equilibrio, o bien utilizar espectrometría gamma o alfa. Estos dos últimos métodos sí permiten conocer la actividad de varios isótopos de las cadenas de desintegración de U y Th, y por tanto conocer si están en equilibrio secular. y profundidad en el sedimento a través de procedimientos modelos como el propuesto por Prescot y Hutton (1994). Cualquiera que sea el método para obtener la concentración de U, Th y K, el resultado permite calcular la Dr aplicando factores de conversión como los propuestos por Adamiec y Aitken (1998) o Guerin et al. (2011).

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