El fuego es un elemento muy importante en la evolución humana. Con la aplicación de cada vez más técnicas al estudio de los fuegos arqueológicos, éstos pueden contarnos muchas cosas: qué combustible se utilizó, qué temperaturas se alcanzaron, para qué fueron utilizados… Pero, ¿sabías que nos pueden dar información sobre el campo magnético terrestre?

Para empezar, imagina que la tierra tuviera un gran imán en su interior, con sus dos polos ubicados muy cerca de los polos geográficos. Pues bien, esta metáfora nos sirve para hacer una primera aproximación al modelo que mejor explica el comportamiento del campo magnético terrestre (CMT). Se trata de la hipótesis del dipolo axial geocéntrico (GAD por sus siglas en inglés: Geocentric Axial Dipole). Según esta hipótesis, el CMT se comporta como un dipolo (es decir, tiene dos polos) cuyo eje pasa por el centro de la Tierra (de ahí los apellidos “axial” y  “geocéntrico”). Ahora bien, el eje de ese dipolo está ligeramente inclinado respecto al eje de rotación de la Tierra, lo cual hace que los polos magnéticos no coincidan exactamente con los geográficos. Esta hipótesis explica en gran medida cómo es el CMT, pero hay que al menos mencionar que existen otras contribuciones que influyen en él y hacen que el modelo propuesto no se ajuste al 100% a lo que observamos en la realidad (no entraremos aquí a comentarlo en detalle).

Dipolo axial geocéntrico inclinado
Representación gráfica esquemática del dipolo axial geocéntrico inclinado. En las épocas de polaridad normal (como la que vivimos actualmente), las líneas de campo salen por el sur geográfico y entran por el norte, tal y como indican las flechas.

Ahora imagina que algunos minerales pudieran actuar como pequeñas brújulas capaces de apuntar al norte magnético y que, además, bajo determinadas circunstancias, pudieran “fijar” esa posición durante miles o incluso millones de años.  Aunque es una explicación muy simplificada, nos da cierta idea de cómo se comportan los minerales ferromagnéticos (fundamentalmente óxidos de hierro como la magnetita). Los materiales arqueológicos quemados (fuegos, cerámicas, hornos, etc.) suelen contener minerales ferromagnéticos, bien porque los materiales originales sin quemar ya los contenían o bien porque se han generado durante el calentamiento. Sea cual sea su origen, debido al efecto del calor y el posterior enfriamiento, estos minerales son capaces de registrar una magnetización paralela a la dirección del campo magnético terrestre en ese momento y lugar. Una vez que el material se ha enfriado, el registro puede llegar a preservarse durante largos periodos de tiempo. Se podría decir, por tanto, que en los fuegos arqueológicos podemos encontrar una instantánea de cómo era el CMT en el momento en que se enfriaron los materiales. Esto es útil para reconstruir el comportamiento del CMT en el pasado, pero también nos sirve para datar los materiales arqueológicos quemados mediante la comparación de las direcciones registradas con  las curvas patrón de la variación del CMT (curvas de variación secular).

Siguiendo con nuestra “instantánea”, como decíamos antes, ese registro puntual puede conservarse durante muchos años. Pero si hay algún tipo de proceso que modifique la posición de los materiales quemados después de su enfriamiento, puede verse comprometido. Por ejemplo, si la pared de un horno de ladrillo se inclina, o si se revuelven las cenizas de un fuego arqueológico.

Distorsión del registro direccional
Representación esquemática de algunos ejemplos de distorsión del registro direccional en materiales arqueológicos quemados: (a) pared de ladrillo de un horno bien preservada (izda.) frente a una pared en la que ha habido un basculamiento (dcha.) y (b) cenizas de un fuego arqueológico bien preservado (izda.) frente a cenizas revueltas (dcha.). Las flechas verdes representarían la dirección registrada por los minerales ferromagnéticos contenidos en los materiales; las flechas azules representan la dirección del CMT en el momento en que se enfriaron. Como se puede observar, los distintos procesos mecánicos mostrados hacen que el registro direccional se altere y se pierda la orientación original.

Por sus características, los fuegos arqueológicos son muy susceptibles de poder presentar distorsiones del registro direccional. Estas estructuras se componen fundamentalmente de una capa de cenizas (que son los restos calcinados del combustible) y un sustrato sobre el que se realiza el fuego que resulta afectado por el calor (y por tanto, también es susceptible de registrar la dirección del CMT). Los sustratos pueden ser muy variables, yendo desde un sedimento muy suelto hasta una costra litificada (es decir, compactada y cementada, endurecida). Por ello, la facilidad para alterar mecánicamente esta parte del fuego es variable. Aun así, la actividad de los animales (madrigueras, agujeritos realizados por insectos, etc.), el crecimiento de vegetación y otros procesos que implican remoción de materiales son muy comunes y pueden llegar a afectar al sustrato. Las cenizas, por su parte, son bastante volátiles por lo general, y como consecuencia, son especialmente sensibles a los procesos mecánicos.

Ante esto, algunos miembros del grupo de Paleomagnetismo de la Universidad de Burgos, en colaboración con investigadores de la Universidad de La Laguna, hemos publicado recientemente un artículo en PLOS ONE en el que hemos evaluado la preservación de la señal magnética de varios fuegos experimentales con 2 y 5 años de antigüedad. 

Laboratorio de Paleomagnetismo de la UBU
De izquierda a derecha, Ángel Carrancho, Ángela Herrejón Lagunilla y Juan José Villalaín, miembros del Laboratorio de Paleomagnetismo de la UBU que hemos participado en el estudio.

Seguramente te preguntarás: “¿para qué nos sirve estudiar fuegos de 2-5 años de antigüedad si luego trabajáis con materiales arqueológicos que tienen miles de años y que pueden haber sufrido muchas más alteraciones debido a esa exposición mucho mayor?” Pues nos sirve, y más de lo que pueda parecer. Es cierto que sería una gran suerte poder tener fuegos experimentales con varios miles o cientos de miles de años realizados y preservados bajo condiciones conocidas y bien documentadas, pero no está a nuestro alcance. A falta de materiales tan longevos, podemos usar a modo de aproximación nuestros fuegos, que han estado expuestos unos pocos años y cuyas condiciones de realización y preservación han sido documentadas, para así al menos poder determinar los efectos de los procesos que les han afectado durante ese determinado tiempo. Precisamente esta parte es la más novedosa del trabajo: hasta ahora, no se habían publicado artículos que evaluaran experimentalmente la preservación del registro arqueomagnético direccional bajo condiciones controladas a tan largo plazo.

Realización de un fuego experimental
Realización de un fuego experimental

Nuestra investigación se enmarca dentro de mi tesis doctoral, dirigida por Juan José Villalaín y Ángel Carrancho. Los fuegos fueron realizados dentro del proyecto Neanderthal Fire Technology, financiado por la fundación Leakey y dirigirido por la doctora Carolina Mallol (Universidad de La Laguna). Aunque sólo se han estudiado cinco fuegos (todos ellos realizados en 2010 y uno de ellos re-encendido en 2013) el número total de estructuras realizadas en el desarrollo del proyecto roza la cuarentena, entre las que hay ejemplos al aire libre y en cueva. Todos ellos fueron realizados en el entorno del yacimiento paleolítico de El Salt (Alcoy, Alicante). A la hora de hacer la experimentación, se tuvieron en cuenta múltiples variables, como por ejemplo las temperaturas alcanzadas o el tipo y la cantidad de combustible utilizados. Además, se llevaron a cabo distintas acciones sobre las estructuras de combustión, como adición de materiales antes y durante la combustión o pisoteo intensivo durante 15 días tras el apagado. Finalmente, en el año 2015 las estructuras fueron muestreadas.

Durante el tiempo transcurrido entre la quema y el muestreo, se documentaron diversos procesos que afectaron a los fuegos. Aquellos realizados al aire libre presentaban crecimiento de vegetación sobre ellos y actividad de insectos. Sus cenizas solían aparecer removidas y mezcladas con otros materiales. Los fuegos en cueva parecían mejor preservados y sólo presentaban algunas huellas de pequeños carnívoros y telas de araña. Aun así, las cenizas estaban muy sueltas y se movían con facilidad. Puesto que no pudimos asegurar que las cenizas no hubiesen estado afectadas mecánicamente y estuviesen estrictamente in situ (sin haberse movido desde que se enfriaron), éstas fueron excluidas del análisis direccional. En algún caso en el que intentamos sacar muestras que incluyeran cenizas, vimos que éstas se movían al verter la escayola que necesitamos utilizar para llevarnos los bloques al laboratorio. Por su parte, el sustrato afectado por el fuego parecía presentar buenas condiciones de preservación durante la excavación.

Imagen captada durante el proceso de excavación y muestreo de un fuego experimental. [Imagen cortesía del equipo del proyecto Neandertal Fire Technology].
Imagen captada durante el proceso de excavación y muestreo de un fuego experimental. [Imagen cortesía del equipo del proyecto Neandertal Fire Technology].
Cuando realizamos los análisis arqueomagnéticos, pudimos ver que en términos generales, hay una buena preservación del registro arqueomagnético en el sustrato térmicamente alterado. Los datos proporcionados sugieren, además, que las temperaturas alcanzadas por el sustrato no superaron generalmente los 500 °C, lo cual está en consonancia con otras investigaciones.

Estos datos experimentales son muy útiles para la aplicación del arqueomagnetismo a estructuras arqueológicas similares, pues nos ayudan a conocer mejor cómo es su comportamiento magnético y a saber qué partes de las estructuras funcionan mejor. Un caso de aplicación en el que ya se está trabajando es el de las estructuras de combustión paleolíticas de El Salt, línea de investigación que también forma parte de la tesis en la que se enmarca este trabajo.


Autora: Ángela Herrejón Lagunilla

Ángela Herrejón Lagunilla es graduada en Historia por la Universidad de Cantabria y realizó el Máster en Evolución Humana de la Universidad de Burgos. En la actualidad está acabando su tesis sobre Arqueomagnetismo dentro del programa de Evolución Humana, Paleoecología del Cuaternario y Técnicas Geofísicas Aplicadas en la Investigación de la Universidad de Burgos. En su tesis estudia materiales arqueológicos de diversas épocas: estructuras de combustión paleolíticas del yacimiento de El Salt (Alcoy, Alicante) con unos 55.000 años de antigüedad y episodios de combustión holocenos asociados a antiguas cuevas redil procedentes de distintos yacimientos de la península ibérica, como por ejemplo la Cueva del Mirador en la Sierra de Atapuerca, entre otros. También se incluyen recreaciones experimentales para comprender mejor el comportamiento magnético de los materiales arqueológicos.


Noticia: «Lo que el fuego nos cuenta del pasado».
https://www.ubu.es/noticias/lo-que-el-fuego-nos-cuenta-del-pasado

Enlace del artículo científico:        
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0221592

Referencia: Herrejón Lagunilla Á, Carrancho  Á, Villalaıín JJ, Mallol C, Hernández CM (2019) An experimental approach to the preservation potential of magnetic signatures in anthropogenic fires. PLoSONE 14(8): e0221592. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221592