Introducción

Hace tan sólo unos meses comencé una de las conferencias del Curso de Especialización en Evaluación y Gestión del Patrimonio Cultural y Arqueología del Paisaje, celebrado en Santiago de Compostela, con la siguiente pregunta: ¿Debe ser el paleoambiente objeto de estudio como bien del patrimonio natural y cultural de un área? La intención era hacer llegar a los profesionales de la arqueología mi inquietud por la puesta en valor del paleoambiente y la necesidad de llevar a cabo estudios interdisciplinares sobre el Cuaternario como fuente para la comprensión del funcionamiento de los ecosistemas, de los medios en el que se desarrolló la actividad humana pretérita, de los procesos de cambio naturales e inducidos por dicha actividad y como registro útil para una mejor predicción de futuros escenarios de cambio ambiental.

Poco tiempo después recibí una amable invitación para participar en las II Jornadas do Quaternário, bajo el lema "O Quaternário, Patrimonio Natural e Patrimonio Cultural", así que no sorprenderá mi rápida aceptación a participar y mi agrado por esta convergencia de ideas. Tras casi dos décadas de investigación paleoambiental en el noroeste de la Península Ibérica, abordada con investigadores de numerosas disciplinas (arqueología, edafología, geología, geomorfología, paleontología, palinología, prehistoria, etc...), he asistido a un desarrollo constante —pero a veces limitado e inconexo- del conocimiento y de la metodología empleada para la reconstrucción. Así como a intentos de crear disciplinas de síntesis multidisciplinar, de las cuales es un buen ejemplo la Geoqarqueología —no exenta de críticas-.

Aunque a distinta escala, esto no ha sido ajeno a la evolución mundial de la investigación sobre el Cuaternario y al impacto que algunos descubrimientos han tenido en la comunidad científica, la clase política y el público en general. Un ejemplo paradigmático es la difusión que han tenido las investigaciones realizadas en los hielos polares, muy en particular la detallada reconstrucción de la evolución del clima del planeta durante los últimos 400.000 años a partir del testigo de Vostok, en la Antártida. Esta investigación ha transcendido el ámbito de las revistas especializadas. A este panorama hemos de adjuntar, no obstante, algunos elementos que distorsionan una idílica imagen de progreso: el gran desconocimiento que poseemos de enormes áreas continentales, el fuerte desequilibrio en el desarrollo metodológico y las aproximaciones empleadas, en la integración de resultados, en las dificultades para abordar una verdadera investigación interdisciplinar —y no multidisciplinar- y también, la falta de un corpus teórico amplio en el que se base y fundamente la investigación. Este último aspecto se encuentra entre mis obsesiones particulares y se hizo todavía más patente tras asistir a al última reunión de la Commission on the Holocene (Environmental Changes During the Holocene), celebrada el pasado marzo en Sevilla. Mas allá de casos individuales, no se trata sólo del desconocimiento de las técnicas disponibles en la actualidad o a la dificultad de incorporarlas a los proyectos en marcha por falta de presupuesto; se trata más bien de importantes desequilibrios en la filosofía de fondo que dirige la investigación. Esta visión era compartida por una parte de los asistentes a la reunión, conscientes de la necesidad de promover una síntesis.

Así pues, dentro siempre del sesgado campo de mi experiencia personal en la investigación en Ciencias de la Tierra, esta presentación trata de aportar algunos elementos para el debate de fondo sobre la reconstrucción de paleoambientes. En una primera parte pretendo introducir una serie de conceptos básicos sobre la evolución ambiental -desde una concepción sistémica-, ideas generales sobre la reconstrucción paleoambiental, los archivos y las señales ambientales, un breve comentario sobre la actividad humana en el contexto de los paleoambientes, así como una aproximación metodológica para la reconstrucción. En la segunda parte, comentaré algunos de los resultados recientes obtenidos en el noroeste peninsular utilizando archivos y señales geoquímicas, que ilustran los conceptos discutidos en la primera parte.

Evolución ambiental: evolución sistémica

A escala planetaria podemos considerar la Tierra como un gran sistema, el geosistema, caracterizado por estar formado por numerosos componentes o subsistemas y poseer una dinámica compleja a distintas escalas espaciales y temporales. En lo que se refiere a procesos superficiales, los subsistemas más importantes son la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera; aunque es susceptible de una subdivisión más pormenorizada, ad hoc, dependiendo del nivel de estudio (criosfera, edafosfera, etc...). Parece también apropiado admitir que existe una cierta invarianza de escala en los procesos que operan, en lo que podríamos definir como un funcionamiento algorítmico: la repetición de funciones básicas, regidas por reglas o leyes simples que, sin embargo, tienen como resultado la complejidad observada.

Bajo esta concepción, organizada como una jerarquización de aproximaciones científicas (la visión estática, de los componentes esenciales y sus propiedades en cada subsistema; la visión dinámica, de la reactividad y organización estructural, espacial y temporal de los mismos) la visión sistémica engloba conceptos como el de interacción, retroalimentación, interdependencia, acoplamiento, metacronicodad, perturbación o inducción. Todos ellos se refieren a los cambios en los estados de un sistema como consecuencia de las transferencias de masa y/o energía dentro y fuera del mismo (aunque en este breve resumen no podemos abordar su definición).

La reconstrucción paleoambiental

El ambiente es el conjunto de condiciones bióticas y abióticas dominantes en un espacio dado y en un tiempo dado. Esto incluye el clima, el soporte geológico, las formas del terreno, los suelos, la fauna y la vegetación, etc..., además de sus múltiples interacciones e interdependencias, ocurridas en sincronía con la actividad humana. De una forma sencilla, el paleoambiente puede definirse como las condiciones bióticas y abióticas dominantes en un espacio y tiempo pretéritos. A lo que habrá de unirse los procesos de acoplamiento o metacronicidad entre la actividad humana y los factores ambientales, clave para entender la evolución del paisaje Holoceno, por ejemplo. Esta definición oculta, en su sencillez, el dilema de la división del continuo temporal, la dificultad de poner un límite a lo que es paleo y lo que es presente. Esto ha llevado a algunos investigadores a aplicar la visión extremista de que todo es paleo a partir del momento en que ha sucedido.

La reconstrucción paleoambiental se encargaría pues del análisis de las evidencias almacenadas en archivos naturales y antrópicos, que pueden ser interpretadas con las técnicas disponibles en la actualidad. Un aspecto importante a tener en cuenta es que el registro paleoambiental es siempre fraccionario, debido en parte a que no todas las condiciones ambientales son reflejadas por los archivos (sensibilidad del archivo), pero también a que la evolución progresiva (de aumento de la anisotropía y la información almacenada) no es la única vía evolutiva. La evolución regresiva, implicada en la pérdida de registro, es otra ruta operativa. El equilibrio dinámico entre regresión y progresión en la formación de los archivos paleoambientales y la sensibilidad que muestran algunos de ellos a las condiciones iniciales, hacen que su evolución sea de tipo caótico determinista. En cualquier caso, ha de tenerse presente el carácter de palimpsesto del registro paleoambiental, ya que la información recuperable disminuye exponencialmente para los ambientes más antiguos.

En el presente, las condiciones ambientales (incluyendo la actividad humana) son las que dirigen los procesos de cambio (deposicionales y post-deposicionales) que operan en un paisaje dado, y estos procesos son responsables de las propiedades actuales que podemos determinar en las formaciones superficiales. Aplicando un sentido genético a esta descripción, la reconstrucción es el intento de establecer el itinerario opuesto: mediante el estudio de las propiedades actuales, establecer los procesos implicados en la génesis de las mismas y las condiciones ambientales dominantes (bióticas y abióticas) que debieron estar implicadas. Con este fin, la aplicación del tan recurrido e importante principio del actualismo es muy útil, pero ha de recordarse que algunos paleoambientes pueden no tener un referente actual adecuado.

Archivos y señales paleoambientales

Toda propiedad de una formación superficial, resultado de un proceso de cambio, que puede ser interpretada en términos de reconstrucción es una señal ambiental; mientras que las formaciones que almacenan las señales son los archivos ambientales. Los archivos cumplen, entonces, la función de memoria abiótica del gosistema. Por su origen podemos agruparlos en naturales (hielos árticos y de glaciares, sedimentos oceánicos y lacustres, turberas, brañas, suelos policíclicos, etc...) y antrópicos (yacimientos arqueológicos, suelos de cultivo, bancales, etc...). Por la continuidad del registro podemos clasificarlos como continuos (o cuasi-contínuos, con alta resolución para un periodo de tiempo largo) y discontinuos (que sólo han registrado uno o pocos eventos separados por hiatos temporales largos).

Por lo que se refiere a las señales, hay tres propiedades importantes: la resolución, distancia mínima con la que puede ser leída; el margen, relación entre la intensidad del cambio producido y su registro en el archivo (relación señal/ruido); y la extensión, o distancia temporal total del registro con señales interpretables. Las señales pueden ser de muy diverso tipo: geomorfológicas, sedimentarias, edáficas, bióticas, geoquímicas, etc..., algunas apreciables a simple vista y otras que sólo es posible revelar tras un análisis detallado del archivo (el registro invisible). Los archivos poseen, en general, una cierta capacidad para amortiguar los cambios internos en respuesta a las condiciones externas (amortiguación), es decir, una inercia o tendencia a conservar su estado inicial (producto de su proceso adaptativo) y a no generar un aumento de la anisotropía. Existe pues un límite mínimo, o umbral, que debe ser superado para que se produzca un cambio y se registre la señal (sensibilidad del archivo). Este umbral es determinante para fijar el tiempo de reacción del archivo, el cual ha de estar en consonancia con la periodicidad de los cambios ambientales para que éstos queden reflejados. Un archivo con un tiempo de reacción largo (alta inercia, un¡mbral elevado) sólo registrará procesos que ocurran a intervalos temporales largos.

Además, tal como he mencionado antes, en el transcurso del tiempo parte de las señales almacenadas por un archivo ambiental son susceptibles de ser elimindas total o parcialmente por procesos post-deposicionales que tienden a reducir la anisotropía (procesos proisotrópicos), dando lugar a una pérdida de memoria.

Actividad humana pretérita, yacimientos arqueológicos y entorno

El yacimiento arqueológico ha venido siendo considerado como el objetivo central de la investigación prehistórica. Sin embargo, dado que la actividad humana raramente se circunscribe de forma exclusiva al espacio representado hoy por el yacimiento, en la investigación paleoambiental la combinación yacimiento-entorno puede potencialmente ofrecer una visión más aproximada a la compleja relación de los grupos humanos con los medios que estos habitaron y de los cuales obtuvieron sus recursos. Las aproximaciones son diversas, si bien en el contexto desarrollado hasta aquí y basándonos en los resultados obtenidos por nuestro grupo de investigación durante la última década, nos inclinamos a optar por un modelo que tome al yacimiento como un sumidero neto de recursos del medio y a su entorno como la fuente que aporta dichos recursos (bióticos y abióticos), necesarios para el mantenimiento de la cultura (con distintos radios de acción). De esta forma es posible contrastar qué recursos han sido el objeto de los grupos humanos (representados en el yacimiento), cuáles han sido preferentes (suprarepresentados) y cuáles no (infrarepresentados), así como el impacto que la utilización de dichos recursos ha tenido en el medio (análisis del territorio, estructuración de los espacios cercanos y lejanos, etc...).

La obtención y manejo de los recursos genera impactos directos, consecuencia inmediata de la actividad (deforestación, por ejemplo) e inducidos, desencadenados de forma colateral por dicha actividad (erosión de suelos, por ejemplo). Pero también produce residuos, productos secundarios no reutilizables, hacia los cuales el medio muestra una capacidad limitada de amortiguación. Impactos y residuos son una medida de la entropía generada por la actividad humana. Desde esta óptica termodinámica, la actividad de un grupo humano puede compararse a una estructura disipativa, que mantiene su funcionamiento y organización por medio del consumo de recursos del entorno y transfiere al mismo la entropía resultante. Esto permite crear modelos especulativos según los cuales el medio posee una carga crítica, que una vez superada provoca que su capacidad para soportar la actividad humana disminuya bruscamente hasta alcanzar una entropía máxima, haciéndose insostenible el estado precendente de relación hombre-medio. Esto sugiere que podría haber un delicado equilibrio entre la extracción de recursos y la generación de impactos y residuos, que pondría un límite a la capacidad del medio para soportar una cultura dada en un tiempo dado y en un medio con unas condiciones ambientales dadas.

Además, es importante tener en cuenta que la carga crítica del medio varía con las condiciones ambientales, de tal manera que ante condiciones cambiantes (un cambio climático por ejemplo) es razonable suponer que el impacto de las actividades humanas también varíe, aunque éstas no cambien de manera sustancial. Lo más probable, no obstante, es que la actividad humana se acople a las nuevas condiciones y modifique sus relaciones con el medio, adaptándose al cambio (metacronicidad), siempre que sus recursos culturales (en sentido amplio) se lo permitan.

Los métodos para la reconstrucción paleoambiental

La realidad ambiental, tanto actual como pretérita, es multivariante y contingente. La investigación paleoambiental debe aspirar a reconstruir la mayor cantidad de factores y parámetros posible, y obtener una integración razonable de los mismos para una buena reconstrucción. El objetivo general será el de averiguar los procesos ocurridos y las condiciones ambientales responsables de los mismos, así como establecer la fiabilidad de las señales y los archivos analizados.

El estudio se articulará a diversas escalas que van desde lo macro a lo micro, desde las formaciones geológicas y geomorfológicas, pasando por los tipos de sedimentos y suelos, hasta el estudio sus propiedades o de los denominados registros invisibles (señales geoquímicas, fitolitos, polen, ...). Las herramientas de análisis son, a su vez, extraordinariamente numerosas.

De forma simplificada las disciplinas a considerar se pueden agrupar en:

- Disciplinas de las Ciencias de la Tierra: consideraremos aquí a la geomorfología, la sedimentología, la estratigrafía, la geología, la edafología, la micromorfología y la geoquímica, además de las técnicas informáticas aplicadas a los estudios de dimensión geográfica, como los sistemas de información geográfica.

- Disciplinas que se encargan del estudio del registro fósil o subfósil: se considerarán aquí la palinología, la antracología, la paleontología, el estudio de diatomeas, el estudio de fitolitos o la dendrocronología y la dendroecología.

- Disciplinas que se encargan del estudio de los restos materiales de la cultura: no se puede desligar la evolución ambiental pretérita de la de los grupos humanos que han ocupado un determinado espacio, por ello la arqueología y la prehistoria son disciplinas que deben participar de forma activa en la reconstrucción paleoambiental.

Desde el punto de vista metodológico, el estudio puede articularse en cuatro fases. De modo operativo, se debe comenzar por una primera fase de gabinete en la cual se recopilará toda la información disponible sobre el área (cartografía, datos climáticos, geología, hidrografía, estudios previos, etc.), que ha de ayudar a la comprensión de las peculiaridades actuales del medio objeto de estudio. Esta fase ha de servir, asimismo, para fijar las primeras estrategias a seguir en la planificación del trabajo. En una segunda fase se procederá a la realización de los trabajos de campo. Una etapa preliminar debe encaminarse a la caracterización geomorfológica, sedimentológica, estratigráfica y edafológica, para identificar las unidades del terreno y elucidar los procesos de formación que han operado a escala de paisaje. La sectorización, necesariamente con base cartográfica georeferenciada -y con preferencia en soporte digital tipo SIG-, es imprescindible para la toma de decisiones sobre los archivos potenciales y las áreas que han de ser objeto prioritario de investigación en profundidad. Una vez que se han seleccionado las áreas potenciales de actuación y los tipos de archivos que éstas ofrecen para la reconstrucción paleoambiental, es necesario redefinir las disciplinas implicadas en el estudio, así como las metodologías a emplear en cada caso (tanto en el proceso de toma de muestras como en la analítica de laboratorio). Conviene destacar, desde un principio, que estos dos aspectos están supeditados a los objetivos de la reconstrucción, ya que son estos últimos los que ayudarán a decidir entre el amplísimo espectro de técnicas y disciplinas que pueden aportar información sobre los ambientes pretéritos.

En una tercera fase se ha de proceder a la toma de muestras de los archivos elegidos. Esta ha de contemplar dos aspectos básicos: por un lado, los métodos de sondeo y por otro el intervalo de muestreo en cada depósito o archivo paleoambiental. Cuando existen exposiciones de las formaciones sedimentarias y suelos, la toma de muestra puede realizarse sin gran esfuerzo; sin embargo, algunas unidades con un elevado potencial de información paleoambiental -como las brañas o los suelos de bancales- habitualmente no ofrecen exposiciones adecuadas, por lo que ha de procederse a la toma de testigos mediante sondeo o apertura de zanjas. El primero de estos métodos provoca un impacto menor sobre las formaciones de estudio, pero tiene las limitaciones de la reducida cantidad de muestra que se obtiene y la incertidumbre introducida por las posibles variaciones laterales de las formaciones sedimentarias que contenga el depósito, que pueden sesgar notablemente la interpretación de las secuencias cronoedáfica, estratigráfica, etc —sólo solucionable con un sondeo múltiple-. El segundo obvia estos inconvenientes, pero no siempre es factible aplicarlo dado el coste que implica y el conflicto que puede suponer con la propiedad de las áreas en las que se desarrolla el trabajo.

En todos los casos, el intervalo de muestreo ha de ser acorde con la resolución temporal que ofrezca el archivo que se analiza y con los objetivos cronológicos propuestos en la reconstrucción. Para las unidades que sean homogéneas -en cuanto a niveles estratigráficos y morfología de los suelos-, un muestreo sistemático es la mejor de las pautas a seguir. Cuando estén presentes unidades heterogéneas, la toma de muestras ha de tener en cuenta la variabilidad de cada nivel o ciclo edáfico, pudiendo optarse por sistemas mixtos de muestreo.

La cuarta fase atañe a los procedimientos analíticos, que también pueden programarse de forma secuencial, de manera que los datos que se vayan obteniendo ayuden a comprender los procesos implicados y retroalimenten la tercera fase, permitiendo la toma de decisiones sobre qué unidades han de ser muestreadas de forma más intensiva y cuales no necesitan un esfuerzo suplementario.

Los resultados obtenidos en estas cuatro fases se encaminarán hacia la resolución de: 1) la génesis de las formaciones superficiales del área, las condiciones morfodinámicas implicadas y el papel de la actividad humana en los cambios superficiales; 2) el establecimiento de los procesos erosivo/sedimentarios que han tenido lugar y sus posible causas; 3) la caracterización de las principales rutas edafogenéticas, los ciclos de suelos y la secuencia cronoedáfica local y su relación con la regional; 4) los cambios en las comunidades vegetales y su cronología; 5) los cambios climáticos; 6) los usos del territorio por parte de los grupos humanos, así como sus repercusiones a escala de paisaje. En conjunto, todos estos objetivos van dirigidos hacia la discriminación de los procesos de cambio en épocas pretéritas, su origen natural o antropogénico y las interacciones y acoplamientos entre cambios ambientales y cambios culturales.

Algunos ejemplos de archivos y señales

En los últimos años, nuestro grupo de investigación se ha interesado por la aplicación de las señales geoquímicas a los estudios de reconstrucción del Cuaternario. Las bases teóricas son las descritas hasta aquí, por lo que nuestro trabajo se fundamenta en que algunas de las propiedades de las formaciones superficiales (archivos ambientales) de la corteza terrestre muestran una relación estricta con procesos que son desencadenados por las condiciones ambientales. Las variaciones de estas propiedades, o señales paleoambientales, cumplen además el requisito de no sufrir una modificación post-deposicional importante, de tal forma que la relación señal/ruido es elevada a escalas temporales de miles de años. En otros casos, aún habiendo una modificación post-deposicional ésta puede ser modelada y sus efectos corregidos para la obtención de la señal original.

En esta presentación referiré, de manera breve, unos pocos ejemplos de archivos (suelos y turberas) y señales geoquímicas que hemos estudiado recientemente.

Estudio del cambio climático: los flujos de algunos elementos desde la litosfera e hidrosfera hacia la atmósfera y desde ésta de nuevo hacia la litosfera, están controlados por condiciones ambientales de temperatura y humedad. Un caso paradigmático es el del mercurio (Hg), el cual es un elemento volátil a temperatura ambiente. Estudios llevados a cabo en turberas de Galicia, han demostrado que la acumulación y estabilidad térmica de este elemento están fuertemente condicionadas por la temperatura y la humedad y que su estudio permite la reconstrucción detallada de las variaciones temopluviométricas.

Estudio de los procesos de erosión inducida: dos son los tipos de archivos que hemos utilizado, suelos de acumulación (ránkeres) y turberas. En el primer caso, los factores de enriquecimiento de elementos traza han sido empleados con éxito para ubicar paleosuperficies enterradas, que junto con dataciones radiocarbónicas de la materia orgánica coloidal del suelo y de carbones concentrados en el perfil, han aportado información sobre la cronología e intensidad de los episodios erosivos. En consonancia con ello, la transferencia de elementos litogénicos desde los suelos hacia la atmósfera, por erosión eólica, y desde la atmósfera hacia las turberas ombrotróficas, también ha servido para llevar a cabo una comprobación alternativa de la cronología e intensidad de la erosión. Ambas aproximaciones han ofrecido una visión coherente para el Holoceno, que también es apoyada por los estudios arqueológicos y prehistóricos.

Contaminación atmosférica: las variaciones atmosféricas de los flujos y composición isotópica de elementos contaminantes (PBI, Cd, Zn, Hg), registrada por la deposición de los mismos en las turberas ombrotróficas del noroeste peninsular, se han podido relacionar con fases históricas y prehistóricas de la minería y metalurgia de estos elementos.

La integración de los resultados obtenidos, unidos a los de otras disciplinas (geomorfología, palinología, edafología, arqueología, prehistoria, etc...), han producido la síntesis más reciente de que disponemos para el noroeste peninsular.

Finalmente, me gustaría terminar respondiendo la pregunta con la que comienza la introducción de este resumen con un "sí" rotundo. La Naturaleza escribe libros sobre su historia que nosotros debemos leer, aunque ello exige un esfuerzo de comprensión de los signos, palabras y frases escritas en lenguajes que, aunque naturales, no forman parte de nuestro bagaje cultural habitual. Nosotros, los investigadores del Cuaternario, hemos de plantearnos como objetivo divulgar este conocimiento para facilitar su puesta en valor y que las sociedades lo reclamen como parte de su patrimonio.