ARTÍCULOS
Propiedades magnéticas y micromorfología de suelos en el sitio arqueológico Marazzi 2, Isla Grande de Tierra del Fuego, Chile
Ivana Laura Ozán1 y María Julia Orgeira2, 3, 4
1 Instituto Multidisciplinario de Historia y Ciencias Humanas
2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET)
3 Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires
4 Departamento de Ciencias Geológicas, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de Buenos Aires, Ciudad Autónoma de Buenos Aires
E-mail: ivanalozan@gmail.com
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo es investigar el origen de la señal magnética (natural y/o antrópica) y su vinculación con la micromorfología de suelos, en dos perfiles del sitio arqueológico Marazzi 2, perteneciente al Holoceno tardío y ubicado en el noroeste de la Isla Grande de Tierra del Fuego (Chile). Los resultados muestran que el perfil P1 presenta un pico de la señal magnética (presencia de magnetita y/o titanomagnetita) entre los 30 - 70 cm, que coincide con un horizonte Ab y ABb en el que se registra actividad antrópica intensa que incluye combustión. Se establece que el enriquecimiento de la señal magnética es mayormente por causas antropogénicas. Del perfil P2 se destaca un pico de coercitividad de la remanencia entre los 20 y 40 cm (presencia de hematita) que coincide con escasos componentes antropogénicos y un horizonte AB de suelo. El registro de “pigmentos rojos” (de origen cultural) en una excavación arqueológica aledaña plantea la posibilidad de que éstos sean total o parcialmente los responsables del incremento de dicho parámetro. Finalmente se plantea que la micromorfología de suelos ofrece un gran potencial para discriminar y explicar los procesos que afectan a las propiedades magnéticas.
Palabras clave: Parámetro magnéticos; Micromorfología de suelos; Pedogénesis; Combustión antrópica; Cazadores recolectores.
ABSTRACT
Magnetic properties and soil micro-morphology in the archaeological site Marazzi 2, Isla Grande de Tierra del Fuego, Chile
The aim of the present work is to get an insight into the origin of the magnetic signature (natural and/or anthropogenic) of archaeological deposits and its relation to soil micromorphology. For this purpose, two profiles were sampled from the Late Holocene archaeological site Marazzi 2, located in northwestern Isla Grande de Tierra del Fuego (Chile). The P1 profile shows a magnetic signature peak (due to magnetite and/or titanomagnetite) between 30 - 70 cm depth, which coincides with Ab and ABb soil horizons for which intense anthropic activity (including combustion) was recorded. It is states that the anthropogenic activity is the main cause of that enrichment. The P2 profile exhibits a peak in the coercivity of remanence parameter between 20 - 40 cm depth (due to hematite) which coincides with few anthropogenic components and an AB soil horizon. The record of “red pigments” (carried by past-human populations) in a surrounded excavation could explain the increment of this parameter. The study highlights that soil micromorphology can help in the understanding of the processes that affect the magnetic properties of soils and paleosols.
Keywords: Magnetic parameters; Soil micromorphology; Pedogenesis; Anthropogenic combustion; Hunter-gatherers.
INTRODUCCIÓN
Este trabajo se propone investigar la señal magnética (natural y/o antrópica) en relación a las características micromorfológicas de dos perfiles de suelo ubicados en contextos arqueológicos pertenecientes al Holoceno tardío, sitio Marazzi 2 (MA2), en el noroeste de la Isla Grande de Tierra del Fuego, Chile (Fig. 1). El análisis de propiedades magnéticas en contextos arqueológicos locales ya ha sido llevado a cabo en el noreste de la Isla (Orgeira et al. 2000) (Fig. 1), mostrando un gran potencial para explicar una serie de procesos edafológicos. Sin embargo, las propiedades magnéticas no han sido sensibles para detectar un incremento de la señal (de haber existido) como consecuencia de las actividades humanas tal como lo proponen, entre otros, Dalan y Banerjee (1998). Orgeira et al. (2000), plantearon la necesidad de profundizar la caracterización edafológica y estudiar la posible impronta antrópica en contextos prehistóricos con mayor intensidad de ocupación humana. En este sentido, el presente análisis constituye una continuidad de aquel trabajo iniciado hace más de una década. La micromorfología de suelos (que ofrece la resolución adecuada para discriminar procesos antropogénicos de aquellos naturales) y el contexto arqueológico del sitio Marazzi 2 (único en toda la región) ofrecen un escenario propicio para retomar las discusiones planteadas.
Figura 1: a) Ubicación de Marazzi 2 (S53° 31.508´ W69° 21.661´). Los puntos 1, 2 y 3 indican los sitios arqueológicos
Las Mandíbulas 1, Cabeza de León 4 y San Genaro 2, respectivamente, tratados en Orgeira et al. (2000); b) Imagen satelital con la ubicación de los perfiles estudiados y los sondeos mencionados en el cuadro
3; c) Vista de la terraza fluvial donde se encuentra P1 (el círculo destaca la presencia de dos caballos como
referencia de escala); d) Vista del acantilado activo donde se encuentra P2 (el círculo destaca la presencia de
personas como referencia de escala).
EL ÁREA DE ESTUDIO
La arqueología de la estepa septentrional de Tierra del Fuego muestra la presencia de grupos cazadores-recolectores terrestres especializados en el consumo de Lama guanicoe, hace ca. 10.500 AP, cuando la Isla aún formaba parte de Patagonia continental (Massone 2004, McCulloch et al. 2005a). Sin embargo, a pesar de la presencia de poblaciones pertenecientes al Holoceno temprano, las ocupaciones humanas parecen haber sido escasas y discontinuas hasta el ca. 4.000 AP. Luego, el registro arqueológico muestra su mayor distribución espacial y cantidad de ocupaciones en los últimos 2.000 años (Borrero 2008, Morello et al. 2012). El sitio Marazzi 2 ha sido descripto como una serie de ocupaciones costeras de cazadores recolectores terrestres, de carácter breve pero reiterado a través del Holoceno tardío (últimos 3.000 años, Massone et al. 2003, Morello et al. 2004, 2009; Cuadro 1). Estudios microestratigráficos muestran que esta serie de ocupaciones no sólo tuvieron lugar en escenarios ambientales (y posiblemente climáticos) distintos, sino que además pudieron haber tenido objetivos diferentes, en términos de subsistencia, por parte de las poblaciones humanas. La existencia de depósitos arqueológicos de una potencia de más de un metro constituye un rasgo sobresaliente del sitio Marazzi 2, en relación con el resto de los sitios contemporáneos de la región. El sitio Marazzi 2 se ubica en la costa sudeste de Bahía Inútil (Estrecho de Magallanes), en una estepa semiárida fría, con valores de precipitación de unos 300 mm anuales y una temperatura media anual de aproximadamente 6°C. Este sector presenta una gran influencia de los vientos del cuadrante oeste que alcanzan una velocidad promedio de 40 km/h, siendo más intensos en los meses de verano. Bajo estas condiciones climáticas, los suelos son poco desarrollados (Frederiksen 1988) con un perfil de tipo A-AC-C, donde el horizonte superficial es rico en materia orgánica y de un espesor aproximado de 20 cm (o mayor dependiendo de la tasa de aporte coluvial y/o eólico; Fig. 2). Estas propiedades permiten clasificarlo dentro del orden de los Molisoles (Favier Dubois 2007, Soil Survey Staff 2010).
Figura 2: a) Perfil A-AC-C sin sepultar del área de Marazzi 2 (escala de 50 cm); b) Perfil de suelo A-C-Ab-
ACb-C del área de Marazzi 2 (escala de 30 cm).
Cuadro 1: Dataciones radiocarbónicas arqueológicas del sitio Marazzi 2 y el
evento volcánico regional asociado a la erupción del Monte Burney.
Las calibraciones fueron realizadas con OxCal 4.2 (Bronk Ramsey 2009). El evento volcánico marcaría el
límite cronológico máximo de las ocupaciones humanas, mientras que el material histórico (vidrio europeo,
entre ca. X VII-XIX) asociado a los depósitos culturales de cazadores-recolectores marcaría el límite temporal
más joven.
En algunas ocasiones, este perfil A-AC-C (Fig. 2a) se encuentra enterrado debajo de un suelo con un perfil A-C, cuyo espesor varía de 10 a 25 cm y no presenta características mólicas definidas (Fig. 2). Secuencias similares (A-C-Ab-ACb-C; Fig 2b) también han sido registradas en el noreste de la Isla (Arroyo-Kalin et al. 2007), donde se les ha asignado una cronología en torno a los 1.000 AP para el perfil de Molisol (Favier Dubois 2007). Reevaluaciones posteriores bajaron las determinaciones a ca. 600 AP (Barberena y Borrero 2010). El material arqueológico se distribuye diferencialmente a lo largo de cientos de metros que abarcan sectores de terrazas y laderas fluviales del rio Torcido, taludes de morenas terminales y terrazas fluvioglaciares (Fig. 1b). Los depósitos glaciarios finipleistocénicos fueron retrabajado por procesos fluviomarinos, fundamenlo aflora escaso material arqueológico entre 10-65 cm del perfil (Fig. 3, P2). En una unidad de excavación realizada a 10–15 metros al sur de P2, se obtuvo una datación (a 30-40 cm de profundidad) de ca. 790 cal. AP (Morello et al. 1998). Otro control cronológico en P2 lo ofrece la concentración de trizas de vidrio volcánico a unos 75 cm de profundidad (Fig. 4, Cuadro 2). Este hecho posiblemente se corresponda, de acuerdo a la información regional (McCulloch y Davies 2001, Mc- Culloch et al. 2005b, Stern 2007), con el último evento volcánico del Monte Burney, hace aproximadamente 4.200 cal. AP. Si esta interpretación es correcta, el material arqueológico suprayacente que llega hasta los 75 cm de profundidad (Morello et al. 1998) estaría limitado cronológicamente por aquella edad máxima (Cuadro 1).
Figura 3: Fotografía y esquema del perfil P1 con la correspondiente interpretación de sus horizontes de suelo. Posición de las muestras micromorfológicas (rectángulos
#1 a #6) y las muestras disturbadas de suelo (cruces). Descripción macroscópica del perfil (color, estructura, textura) y pH. Microfotografías (nota: PPL=sin
analizador; XPL=con analizador). a) Canal / cámara, excrementos de meso fauna, poros de empaquetamiento compuestos, microestructura migajosa (horizonte Ab;
#1, PPL); b) Hipo-revestimientos de pérdida de óxidos de hierro / manganeso, en cavidades y canales; fábrica de birrefringencia cristalítica y estriada (horizonte
Bgb; #4, XPL); c) Detalle de los hipo-revestimientos de pérdida de hierro y manganeso de la microfotografía b (horizonte Bgb; #4, XPL); d) Fragmento de valva
antropogénica, resto vegetal reemplazado por óxidos de hierro y manganeso, fisura con orientación vertical y matriz con tinciones e impregnaciones de óxidos de
hierro / manganeso (horizonte BCgb; #5, PPL); e) Fisuras subhorizontales, partículas muy bien seleccionadas (arenas finas), matriz altamente reducida (Fe+2); fábrica
de birrefringencia cristalítica (horizonte Cg; #6, XPL).
Figura 4: Distribución vertical de las frecuencias
relativas de los principales minerales registrados en
las láminas delgadas de los perfiles P1 y P2. Los “líticos”
incluyen mayormente rocas metamórficas y
volcánicas. Dentro de los minerales minoritarios se
encuentran piroxenos, cuarzo, epidoto, glauconita,
apatita, circón, yeso, microclino, biotita, muscovita,
zeolita, carbonatos, sericita y clorita. Destaca en P2
la presencia de trizas volcánicas a lo largo de todo el
perfil, con un pico destacado en la muestra #5. Como
lo indican los valores de cuarzo vs. feldespato,
ambos perfiles muestran una madurez mineralógica
baja (Pettijohn 1993). El engrosamiento de la línea
punteada correspondiente a la frecuencia de nódulos
de óxidos de hierro / manganeso representa
una estimación semi-cuantitativa de la abundancia
de precipitaciones de estos minerales en forma de
tinciones, pseudomorfos de materia orgánica e impregnaciones
débiles de la masa basal.
Cuadro 2: Síntesis de las características micromorfológicos principales de cada horizonte de suelo del perfil P1.
METODOLOGÍA
En el perfil P1 se tomaron nueve muestras
de suelo a intervalos de 10 cm y seis
muestras no disturbadas para análisis micromorfológicos
(Figs. 3, 4). En P2 se tomaron
ocho muestras de suelo, cada 10
cm, y siete no disturbadas (Figs. 3, 4).
Adicionalmente, se tomaron un total de
18 muestras de suelo en otros seis perfiles
(tres por perfil, en horizontes A-ACC)
para tener una noción de la susceptibilidad
magnética del área en general de
acuerdo a la posición geomorfológica
(Fig. 1b). Tres de estos perfiles se ubican
en sectores aledaños a P1 (uno de ellos no
presenta material arqueológico) y otros
tres se encuentran cercanos a P2 (uno de
ellos no presenta material arqueológico).
Vale destacar en este punto que el criterio
de muestreo de los perfiles (cantidad y
posición de las muestras) obedeció a una
serie de objetivos de un proyecto arqueológico
mayor. Éste no sólo busca estudiar
procesos pedogenéticos (uno de los
objetivos del presente trabajo), sino también
comprender el escenario natural de
las sucesivas ocupaciones humanas que
habitaron este sector de la bahía durante
Holoceno tardío (Ozán et al. 2015).
En los perfiles P1 y P2 se llevaron a cabo
descripciones sedimentológicas macroscópicas
basadas en el color (Munsell Chart,
en seco), textura al tacto, estructura, presencia
de moteados y tipo de límite entre
horizontes (Birkeland 1999, Soil Survey
Staff 2010). También se midió el pH con
un instrumento manual (SANXIN modelo
PHS-3D-02), a temperatura ambiente,
poniendo en solución una porción de
suelo y agua destilada (1:2,5).
La medición de susceptibilidad magnética
se realizó con el susceptibilímetro AGICO (Advance Geoscience Instrument Company) modelo MFK1-FA (en el Instituto
de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales
de Buenos Aires). Las muestras
fueron secadas a temperatura ambiente,
molidas con mortero de ágata y medidas
a ~4000 Hz (a 200 A/m, máxima amplitud
del campo magnético). Los valores
fueron normalizados a la masa. Asimismo
se midieron ciclos de histéresis y magnetización
remanente isotérmica con campo
inverso. Éstos se hicieron con el Vibrating Sample Magnetometer (VSM) Molspin Limited (en el Instituto de Geocronología y Geología
Isotópica). Con las mediciones mencionadas
se obtienen los siguientes parámetros
magnéticos: magnetización de
saturación (Ms), magnetización remanente
de saturación (Mrs), coercitividad (Hc)
y coercitividad de la remanencia (Hcr).
Los parámetros llamados extensivos X,
Ms y Mrs son principalmente indicativos
de la cantidad de mineral magnético presente
y en menor medida del tamaño de
partícula y la naturaleza de los mismos.
Los parámetros de coercitividad Hc y Hcr
son representativos del tipo de mineral ya sean de alta (antiferromagnéticos, hematita
o goethita, entre otros) ó baja coercitividad
(ferrimagnéticos, magnetita y
titanomagnetita, entre otros). La coercitividad
también es función del tamaño de
partícula. Relaciones entre parámetros
magnéticos (tales como X/Ms, Hcr/Hc,
Mrs/Ms, entre otras) también son útiles
para determinar variaciones del tamaño
de partícula a lo largo de un perfil.
Las muestras micromorfológicas se tomaron
sin modificar la estructura (prismas
tallado en la pared del suelo de alrededor
de 7x10 cm), fueron secadas a temperatura
ambiente e impregnadas con resina
polyester. Una vez fraguada la resina,
se cortaron y montaron sobre un portaobjeto
para ser pulidas hasta 25-30 μm (en
el McBurney Geoarchaeological Laboratory,
Division of Archaeology, University
of Cambridge, Inglaterra) y analizarse con
un microscopio petrográfico. Para la descripción
e interpretación de las muestras
se siguieron los métodos y criterios referidos
por Bullock et al. (1985), Courty et al.
(1989), Stoops (2003) y Stoops et al. (2010).
A partir de los mismos cortes delgados
procesados para el trabajo micromorfológico,
se analizó la mineralogía de cada
sección. Para su cuantificación, se tomaron
cinco áreas (con lente de 10x) equidistantes
a lo largo de cada corte. Se contabilizaron
los grupos mineralógicos en cada
uno de dichas áreas y se los promedió para
tener un valor por muestra más representativo.
El cómputo de oxihidróxidos
de hierro como la hematita o goethita,
observados como impregnaciones débiles
o reemplazando materia orgánica, se
estimó semi-cuantitativamente (abundante,
frecuente, ocasional y escaso). Este
mismo ejercicio se aplicó para la presencia
de carbonatos, arcillas y sericita.
La cuantificación de los componentes antropogénicos
se realizó haciendo cinco
transectas longitudinales en cada muestra
(con lente de 4x).
RESULTADOS
Descripción macroscópica y micromorfología
de suelos
En la figura 3 se describen las características
macroscópicas registradas en el campo
y algunas microfotografías de las secciones
delgadas de suelo que ilustran algunos
aspectos claves para la determinación de
los horizontes de perfil P1. En el cuadro 2
se detallan las características micromorfológicas
más relevantes por horizonte y en
la figura 4 la distribución vertical de la frecuencia
de los principales minerales registrados
en las secciones delgadas.
Por debajo del perfil de suelo actual pobremente
desarrollado (A-C) que se observa
macroscópicamente, se registra un
horizonte altamente bioturbado (Fig. 3a),
de color pardo grisáceo oscuro y estructura
granular/migajosa. Estas características
sugieren un horizonte A enterrado.
Hacia abajo, con límites graduales, se observa
un leve aumento de la frecuencia de
revestimientos sobre partículas y poros,
un cambio en la microestructura y en la
fábrica de birrefringencia (Cuadro 2). Estos
rasgos podrían indicar un horizonte
transicional de tipo ABb. Macroscópicamente,
los cambios en la coloración hacia
tonalidades grisáceas, el registro de una
estructura de bloques angulares y el aumento
de partículas finas avalan esta interpretación.
El horizonte Bb de este perfil se caracteriza
por abundantes hipo-revestimientos
de pérdida de óxidos de hierro/manganeso,
probablemente como consecuencia
de la saturación temporal de los macro-
poros (Figs. 3b y 3c). Es probable que
esta reducción y migración de los óxidos
de hierro sea promovida por la oscilación
de la capa freática. Esta gleyzación continúa
por debajo (BCgb) en combinación
con abundantes nódulos e impregnaciones
de oxihdróxidos (Fig. 3d) que se vuelven
prácticamente ausentes en el contacto
con la capa freática (Cg-W).
La caracterización mineralógica de este
perfil (Fig. 4) no muestra cambios significativos
o discontinuidades en el tipo
y frecuencia de los minerales representados.
El grupo de los feldespatos (en tamaños
arena media/fina) es el más abundante,
y tanto su forma predominantemente
subangular como su selección sugieren
una depositación eólica. Los líticos (segundo
grupo más representado) muestra
formas más subredondeadas y tamaños
algo más grandes (arena gruesa/grava) indicando
una posible incorporación por
arrastre coluvial desde la pendiente de la
morena terminal (Fig. 1).
La figura 5, cuadro 3 y la mencionada figura
4 caracterizan el perfil de suelo de
P2. A diferencia de P1, aquí la información
disponible no indica la presencia de
horizontes enterrados. Las observaciones
macroscópicas son consistentes con
las descripciones micromorfológicas que
señalan un perfil de tipo A-AB-B hasta
los aproximadamente 70 cm de profundidad
(Cuadro 3), con la presencia de revestimientos
de arcilla en poros y sobre partículas
minerales (Figs. 5a y 5c). Se destaca
en estos horizontes la frecuente/abundante
presencia de óxidos de hierro/manganeso
en forma de nódulos, reemplazos
de materia orgánica, tinciones e impregnaciones
débiles (Fig. 5b).
Como lo indica la figura 4, por debajo del
horizonte B existe un cambio pronunciado
en la frecuencia de ciertos componentes
minerales. Los feldespatos (representados
en arena fina subangular/angular,
de probable origen eólico) presentan frecuencias
más altas, mientras que los líticos
muestran frecuencias sustancialmente
más bajas que en los horizontes suprayacentes.
Adicionalmente, en este horizonte
interpretado como C, se observan porcentajes
muy elevados de trizas volcánicas
muy bien preservadas (Fig. 5d), lo que sugiere
una depositación eólica y un rápido
sepultamiento. Macroscópicamente se
observa un claro cambio en la coloración,
consistente con las descripciones microscópicas
que registran una fuerte impregnación
de oxihidróxidos en la masa basal.
La disminución de la porosidad, los cambios
texturales y la presencia de nódulos
dendríticos de óxido de manganeso son
otras propiedades que diferencias a este
horizonte (Cuadro 3).
Figura 5: Fotografía y esquema del perfil P2 con la correspondiente interpretación de sus horizontes de suelo. Posición de las muestras micromorfológicas (rectángulos
#1 a #7) y las muestras disturbadas de suelo (cruces). Descripción macroscópica del perfil (color, estructura, textura) y pH. Microfotografías (nota: PPL=sin
analizador; XPL=con analizador). a) Revestimientos delgados de arcilla con extinción difusa, sobre partículas tamaño arena media, redondeadas (horizonte ABb;
#2, XPL); b) Impregnación fuerte de óxidos de hierro (probablemente hematita) y manganeso; poros de empaquetamiento compuestos (horizonte ABb; #1, PPL); c)
Revestimientos en poro de arcilla mezclada con material orgánico fino y óxidos de hierro (horizonte Bb; #3, PPL); d) Fragmento de triza volcánica (vidrio) en matriz
con fuerte impregnación / tinción de óxidos de hierro (oxihidróxidos, probablemente goethita) (horizonte C; #5, PPL); e) Cristales lenticulares de yeso en cavidad;
fábrica de birrefringencia estriada y arenas finas muy bien seleccionadas (horizonte C1; #6, XPL); f) Intercalación de arenas finas bien seleccionadas en depósito
orgánico altamente degradado; cristal lenticular de yeso en poro aplanado (horizonte Oa; #6, PPL).
Cuadro 3: Síntesis de las características micromorfológicas principales de cada horizonte de suelo de los perfiles P2
Se describe un horizonte C1 aproximadamente a los 100 cm de profundidad. Macroscópicamente se registra un cambio notable en la coloración del suelo, que va del pardo amarillento al pardo grisáceo. El pH desciende marcadamente. Microscópicamente, se observa un aumento de la porosidad, de la fracción de finos (>50 μm) y de los hipo y cuasi-revestimientos de óxido de hierro. La mineralogía indica que no existen grandes diferencias respecto al horizonte C mencionado arriba, pero es de destacar que no se registran trizas volcánicas. La presencia de nódulos dendríticos de óxido de manganeso sugiere momentos de anegamiento, mientras que la presencia de cristales de yeso en poros (Fig. 5e) estaría indicando condiciones de desecación. En tanto la precipitación de este mineral se asocia a la evaporación progresiva del aguas ricas en sulfatos y cloruros, característica de cuerpos de agua someros (Poch et al. 2010). Por debajo de C1 se observa una capa orgánica con material altamente degradado (Oa), de unos ocho cm de espesor, probablemente asociado a un cuerpo de agua somero. Como ya fuera señalado, aproximadamente a 15 metros al sur del perfil P2, en otra unidad de excavación (Morello et al. 1998), esta capa orgánica se registró 24 cm más abajo y con un espesor mayor, de unos 15 cm. Estas características estarían indicando un cuerpo de agua en forma de cubeta, siendo la sección que aflora en perfil, una margen de dicho cuerpo. Los cristales de yeso junto con otras partículas de arenas finas bien seleccionadas que se encuentran interdigitadas entre la materia orgánica podría indicar períodos de desecación de un cuerpo lacustre efímero, con alto contenido de sales, que se seca y se colmata de sedimentos eólicos (Mees 1999). Finalmente, por debajo de Oa se señala un horizonte C2, cuyas características distintivas respecto a C1 radican en la ausencia de hipo y cuasi-revestimientos de óxido de hierro. Macroscópicamente puede verse una coloración diferente probablemente asociada al cuerpo de agua suprayacente.
Propiedades magnéticas de los perfiles
P1 y P2
En la figura 6 se representan dos ciclos
de histéresis característicos representativos
del comportamiento de las muestras
analizadas. En el cuadro 4 y figura 7 se
muestran los parámetros magnéticos obtenidos
de los ciclos de histéresis, así como
aquellos de magnetización remanente
isotérmica y campo inverso de las muestras
extraídas de los perfiles P1 y P2. De
los valores de Hc y Hcr obtenidos surge
que en general el mineral magnético dominante
es magnetita y/ó titanomagnetita;
niveles del perfil P2 tienen otro mineral
dominante.
De la forma de las curvas surge, con un insinuado cinturón de avispa, que en la
mayoría de ellas hay una presencia dominante
de minerales de baja coercitividad
(ferrimagnéticos) con una fracción
subordinada de minerales de alta coercitividad
(Fig. 6a). Las curvas representadas
por la figura 6b son características de
muestras en donde el mineral magnético
dominante es de alta coercitividad.
El perfil P1 muestra un incremento de los
parámetros magnéticos extensivos (vinculados
a la concentración y/ó tamaño
de partícula magnética) en la sección superior
del perfil. El aumento de la relación
X/Ms estaría indicando un aumento
del tamaño de partícula hacia el techo; en
consecuencia el incremento de los parámetros
extensivos debe atribuirse no solo
a un aumento de tamaño de partícula sino
también a un aumento de la concentración
de minerales magnéticos. Se destaca
que esta sección es la que posee imporpartículas de dominio simple y superparamagnéticas.
Por su lado, la relación de
parámetros en P2 muestra partículas con
dominio pseudo-simple y multidominio.
Las muestras a 30-40, 40-50 y 50-60 cm
de profundidad, cuya relación Hcr/Hc es
superior a 100, evidencian presencia de
dos minerales magnéticos de baja y alta
coercitividad, muy probablemente magnetita
y/ó titanomagnetita, y hematita y/ó
goethita respectivamente (Fig. 8 y Cuadro
4). La muestra a 73-80 cm tiene relaciones
de parámetros compatibles con presencia
de magnetita superparamagnética.
Figura 6: Ejemplos de ciclos de histéresis característicos de los perfiles de suelos realizados en este trabajo:
a) P1 (50-60 cm); b) P2 (70-80 cm). Entre paréntesis se consigna el número de muestra correspondiente a la
profundidad detallada (ver Cuadro 4).
Figura 7: Perfil esquemático de P1 y P2 en los que se indican la posición de las muestras micromorfológicas
(rectángulo) y de suelo (cruz). Los gráficos corresponden a los valores de susceptibilidad magnética (X),
magnetización de saturación (Ms), magnetización remanente de saturación (Mrs), coercitividad (Hc), coercitividad
de la remanencia (Hcr), la relación X / Ms y Sratio (S).
Figura 8: Relación de parámetros Mrs / Ms y Hcr / Hc a distintas profundidades de los perfiles P1 (círculos
negros) y P2 (círculos blancos). DS= dominio simple; DPS = dominio pseudo-simple; SP= superparamagnéticas;
MD= multi-dominio.
Cuadro 4: Parámetros magnéticos de perfiles de suelo del sitio Marazzi 2.
Detalle de los valores graficados correspondientes a: X- susceptibilidad magnética (a 1000 Hz; m3/kg), Ms- magnetización de saturación (Am2/kg), Mrs- magnetización
remanente de saturación (Am2/kg), Hc- coercitividad (mT), Hcr- coercitividad de la remanencia (mT) y las relaciones con otras variables (Mrs / Ms, Hcr
/ Hc, X / Ms y S= Sratio /100HZ/). El número entre paréntesis (#1 a #7) es la muestra micromorfológica que se corresponde con el nivel de toma de muestras
disturbadas (ver Fig.7). *Muestras comparativas en otras posiciones geomorfológicas (ver Fig. 1), tomadas en los horizontes correspondientes al perfil A-AC-C (ó
Ab-ABb-C dependiendo el caso). Los perfiles denominados “N1” y “N13” no poseen registro arqueológico. “Prof.”= profundidad. “Corresp.”=correspondencia.
DISCUSIÓN
Relación entre las características micromorfológicas
de los suelos y sus
propiedades magnéticas
En primera instancia debe mencionarse
que la alteración de magnetita detrítica
por pedogénesis es sugerida si hay precipitaciones
pluviales moderadas a abundantes,
destacada disponibilidad de materia
orgánica, pH ácido y/o presencia
de agua poral con sílice en solución (Orgeira
et al. 2011). En los perfiles estudiados
se destaca que los valores de pH obtenidos
en todas las muestras colectadas
(a excepción de la más profunda de P2)
son neutros a alcalinos y el vidrio volcánico
presente no está alterado (Fig. 5d). En
consecuencia; puede inferirse que la mineralogía
magnética detrítica ferrimagnética
no debería estar sustancialmente
alterada por procesos pedogenéticos. La
excepción de pH ácido en la base de P2
podría asociarse a la delgada capa de materia
orgánica (Oa) a los 120-125 cm de
profundidad (Fig. 5).
En P1, la señal magnética más intensa se
da entre los 30-70 cm de profundidad y
se corresponde con los horizontes Ab y
ABb. Como puede observarse en la figura
9, los valores más altos de susceptibilidad
magnética entre 30-70 cm coinciden
con la presencia de material antropogénico
vinculado a la combustión, a saber,
material óseo quemado (Fig. 9b), carbón
y ceniza vegetal (Figs. 9a y 9c). Más aún,
las partículas de dominio simple y superparamagnéticas
registradas a los 60-70 cm
de profundidad (Fig. 8, en el horizonte
ABb) coinciden con la mayor abundancia
de cenizas. Asimismo, en estos horizontes
la frecuencia de nódulos de óxido
de hierro y minerales opacos, parte de
ellos atribuibles a magnetita, también
muestra un pico (Fig. 4). Este aumento de
opacos que coincide con un incremento
en la señal magnética podría corresponder
a magnetita antropogénica originada
por combustión en los fogones (Dalan
y Banerjee 1998; Marmet et al. 1999, Macphail
y Crowther 2007). Por último, cabe
agregar que los valores de susceptibilidad
magnética de Ab y ABb en P1 son
superiores a los registrados en tres perfiles
de suelo actual (A-AC-C) ubicados en
a unas decenas de metros de la unidad de
excavación tratada aquí (Fig. 10).
A partir de toda la información presentada
aquí, cabe preguntarse si el enriquecimiento
de la señal magnética en P1 es antrópico
o natural. Existen argumentos en
ambas direcciones.
Figura 9: Frecuencia absoluta
de componentes antropogénicos
vinculados a actividades de combustión
a lo largo del perfil P1.
Cuantificación por lámina delgada.
Valores de susceptibilidad
magnética (X, eje principal, ver
Cuadro 4 y Fig. 7). Microfotografías:
a) Fragmento subredondeado
de carbón vegetal con buena
preservación histológica (PPL,
#1); b) Fragmento subangular
de hueso quemado (PPL, #3); c)
Ceniza vegetal recristalizada (calcítica;
Canti 2003) (XPL; #3); d)
Valva de molusco y hueso en un
estadio avanzado de disolución
(PPL; #6).
Figura 10: Comparación de susceptibilidad magnética de todos los perfiles estudiados (ver posición en Fig.
1 y valores en Cuadro 4). P1-1, P1-2… P2-1, P2-2… representan las muestras disturbadas a lo largo de cada
perfil (P1 y P2), donde “1” es la muestra más superficial.
A favor de una causalidad
natural:
1- Coincidencia del pico de intensidad
magnética con un horizonte de suelo Ab
y el transicional ABb. Este hecho cumpliría
parcialmente con la expectativa de
enriquecimiento de la señal magnética en
horizontes superficiales de suelos (Maher
1998, Maher et al. 2003, entre otros).
2- Oresencia de carbones y ceniza vegetal
en la muestra #4 (Fig. 9; horizonte
Bgb) sin un correspondiente aumento
de la señal magnética. Esto estaría sugiriendo
que la actividad humana representada
por los mencionados componentes
antropogénicos no habría modificado las
propiedades magnéticas de los suelos.
Los argumentos que enfatizan la modificación
humana de la señal magnética son:
1- Los valores de susceptibilidad magnética
de los horizontes superficiales aledaños
(Figs. 1, 10) no muestran un enriquecimiento
de la señal magnética como los
observados en los horizontes superficiales
enterrados de P1.
2- Los rasgos de pérdida de óxidos de hierro
observados en el horizonte Bgb, donde
se encuentra la muestra #4 mencionada
arriba (Figs. 3b, 3c), señalan procesos
que pueden enmascarar un posible enriquecimiento antrópico de la señal magnética,
puesto que ellos estarían meteorizando
parte de la mineralogía magnética
original.
Se cree que estos últimos argumentos tienen
más peso en la explicación de las propiedades
magnéticas del perfil P1 y, por
tanto, es posible que las mismas estén total
o parcialmente influenciadas por la
conducta humana de las poblaciones cazadoras-
recolectoras que habitaron este
espacio.
El caso del perifl P2, el mismo presenta
diferencias en los minerales magnéticos
presentes. Se destacan los valores elevados
de Hcr entre 20-40 cm de profundidad,
compatibles con hematita finamente
particulada (5-25 μm; De Boer 1999).
Esta hematita, también detectada por los
estudios micromorfológicos (Figs. 4, 5b)
podría incluso tener un origen antrópico.
La excavación arqueológica aledaña a P2
(Morello et al. 1998) describe la presencia
de “pigmento rojo” entre los 15 y 30 cm
de profundidad, coincidiendo con el pico
de Hcr. Vale destacar que el uso de pinturas
corporales y sobre objetos entre las
poblaciones Selk´nam del norte de la Isla
se encuentra bien documentado desde
la llegada de los primeros europeos (Fiore
2005). Este pico de Hcr (Muestra #2
del Perfil P2, Cuadro 4) también coincide
con un ligero incremento de la magnetización
de saturación, un descenso marcado
de Sratio, la presencia de un horizonte
AB y la máxima abundancia (aunque mucho
menor que en P1) de componentes
antropogénicos registrados en las muestras
micromorfológicas que incluyen carbón.
La muestra del perfil P2 ubicada a 73-80
cm de profundidad se destaca por sus valores
relativamente altos en la señal magnética
y su consistencia entre todos los
parámetros (Fig. 7). Este aumento se relaciona
con el incremento de concentra ción de minerales magnéticos (magnetita
y/ó titanomagnetita) contenidos en el depósito,
asociados a vidrio volcánico (Fig.
5d). Más aún, según la relación de parámetros
de histéresis establecida (Dunlop
2002) se puede inferir presencia de magnetita
superparamagnética, posiblemente
como inclusión en el vidrio volcánico.
Asimismo, como lo muestra la figura
8, las relaciones de parámetros magnéticos
estarían también indicando la presencia
de partículas de tipo dominio simple
y superparamagnéticas. Esta muestra se
corresponde con un horizonte C caracterizado
por una abundante cantidad de vidrio
volcánico de tipo básico, cuya buena
preservación (trizas con formas angulares)
sugiere una depositación eólica con
rápido sepultamiento en un medio relativamente
neutro.
CONCLUSIONES
A partir de la discusión planteada arriba,
se desprende que:
1. La intensidad de las actividades humanas
vinculadas a la combustión (cocción
de alimentos, calefacción, etc.) por parte
de las poblaciones del Holoceno tardío
que ocuparon algunos sectores de las terrazas
fluviales del rio Torcido (norte de Tierra del Fuego), modificaron las propiedades
magnéticas naturales de los suelos
(perfil P1).
2. La presencia de minerales magnéticos
de alta coercitividad (alto Hcr, hematita)
es atribuida a la utilización por parte
de las poblaciones humanas de óxidos de
hierro como sustancias colorantes, registrada
en el perfil P2 en la excavación arqueológica
y en las muestras micromorfológicas.
3. La técnica micromorfológica permitió
la descripción y cuantificación de la
composición y organización de los materiales
así como la identificación de rasgos
típicos de los procesos edáficos. Este
método permitió detectar horizontes
no reconocibles a nivel macroscópico y
componentes antropogénicos no distinguibles
a ojo desnudo, como las cenizas
vegetales. Este hecho, junto con la descripción
cuali-cuantitativa de la mineralogía
de los depósitos (especialmente
opacos, óxidos de hierro y vidrio) hace de
la micromorfología de suelos una herramienta
complementaria para la interpretación
de las propiedades magnéticas naturales
y antropogénicas.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos al. Dr. Charles French (University of Cambridge, Division of Archaeology, Inglaterra) y Flavia Morello (Universidad de Magallania, Chile) por hacer posible el trabajo de campo y, la preparación y estudio de las muestras micromorfológicas. A Manuel Arroyo-Kalin (Institute of Archaeology, University College of London) por facilitarnos sus anotaciones de campo. También agradecemos al Dr. Pablo Leal, la Dra. Rita Tófalo (Dpto. de Geología, Universidad de Buenos Aires), a la Dra. Ximena Villagrán (Universidade de São Paulo, Brasil, y Universitat de Tübingen, Alemania) y a los evaluadores del manuscrito, por su gran ayuda en la descripción mineralógica y micromorfológica. Finalmente a Tomás Luppo y Carlos A. Vásquez (IGEBA) por su colaboración en el proceso de medición de algunos parámetros magnéticos.
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Recibido: 2 de julio, 2014
Aceptado: 10 de enero, 2015