Resultados de las prospecciones magnética y eléctrica del yacimiento arqueológico
El Caño (NA-20), Gran Coclé, Panamá.
Results of the magnetic and electrical surveys in El Caño (NA-20) archaeological
site, Gran Coclé, Panama.
Alexis MOJICA. Universidad de Panamá -
alexis.mojica@gmail.com
Julia MAYO
Smithsonian Institution -
mayoj@si.edu
Carlos MAYO
Smithsonian Institution -
mayoc@si.edu
José Ramón CHANTADA
Universidad de Santiago de Compostela -
xeramon@usc.es
Guillermina Itzel DE GRACIA Subdirectora de Patrimonio Histórico
-
itzeld64@hotmail.com
Nicolas FLORSCH Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) -
florsch@ccr.jussieu.fr
Revista Española de Antropología Americana
2007, vol. 37, núm. 1, 111-126
RESUMEN.
En este trabajo presentamos los resultados de la aplicación de los métodos de prospección geofísica que
hemos usado para la localización de estructuras prehispánicas en el yacimiento arqueológico El Caño
(NA-20). En este lugar hemos realizado prospecciones magnética y eléctrica con el objeto de descubrir con
precisión la organización y configuración espacial de esta ocupación y el grado de perturbación antropogénica
reciente, producto de la actividad agraria y de excavaciones no profesionales.
ABSTRACT.
In this work we have presented the results of the application of the geophysical methods that we have used
for the location of Pre-Columbian features in El Caño (NA-20) archaeological site. In this place we have
made magnetic and electrical surveys with the objective of detecting accurately the organization and space
configuration of this occupation and the degree of anthropogenic disturbance recent product of the agrarian
activity and non-professional excavations.
SUMARIO:
1. Introducción.
2. Marco geográfico.
3. El contexto arqueológico.
4. Métodos físicos.
5. El
trabajo de campo.
6. Los resultados.
7. Conclusiones.
8. Referencias bibliográficas.
1. Introducción.
En arqueología los métodos de prospección geofísica son usados como una
herramienta de apoyo en la detección y el establecimiento de los parámetros de
estructuras enterradas de origen cultural. Los dos métodos más utilizados en las
prospecciones arqueológicas son la eléctrica y magnética (Scollar et al. 1986; Tabbagh 1992;
Sambuelli et al. 1999).
También se han aplicado con éxito otros como es el caso de
la prospección electromagnética (Tabbagh 1986; Chianese et al. 2004; Evangelista
and Wedepohl, 2004). Así como en Europa, todos estos métodos han sido
empleados también en algunos yacimientos arqueológicos precolombinos americanos
(Conyers 1995; Stierman y Brady 1999; Chávez et al. 2001, 2005).
La prospección geofísica es una de las modalidades de prospección que
utilizamos en el Proyecto Arqueológico Coclé. Los resultados más interesantes son los
obtenidos en el yacimiento arqueológico El Caño (NA-20), lugar en el que existen
una serie de alineamientos de columnas basálticas y esculturas biomorfas labradas
en tobas. Este yacimiento se caracteriza por haber sido el «centro ceremonial» más
importante de la Región Cultural Gran Coclé. Sin embargo, el yacimiento ha sido
perturbado a lo largo de los últimos 30 años debido a que está localizado en un área
de producción de caña de azúcar. A esto hay que sumar la pérdida de información
provocada por el hecho de que el yacimiento fue excavado en varias ocasiones por
entusiastas de la arqueología, muchas veces funcionarios del estado panameño sin
formación y experiencia en esta disciplina.
Como mencionamos con anterioridad, en el lugar usamos las variedades de
prospección magnética y eléctrica. Para la prospección magnética, se utilizó un sistema
altamente sensible cuyo registro de los datos se realizó de manera continua y
automática a lo largo de una serie de perfiles establecidos, mientras que para la
prospección eléctrica se utilizó un sistema de adquisición automática pero de manera
discreta (punto a punto). Los mapas de las anomalías magnéticas y eléctricas obtenidos en
este análisis, han permitido tener una visión clara de la distribución de algunos
estructuras antropogénicas enterradas.
2.
Marco geográfico y geológico.
El yacimiento arqueológico de El Caño está situado a dos kilómetros del centro
del poblado del mismo nombre, en el distrito de Nata (provincia de Coclé). El
yacimiento se localiza sobre una llanura constituida por material aluvial, producto del
drenaje de los ríos Grande, Churubé, El Caño y Coclé del Sur. De acuerdo con
Miranda y Gutiérrez (1993), estos aluviones se encuentran conformados por
sedimentos y cantos rodados de roca ígnea no consolidadas del cuaternario. En este
mismo contexto, se incluyen además grandes bancos de arena, limos, arcillas y
gravas provenientes de los ríos Grande y Coclé del Sur. Las columnas rocosas que
afloran en este parque arqueológico son del tipo ignimbrita (roca ígnea volcánica del
plioceno inferior).
3.
El contexto arqueológico.
Las sociedades prehispánicas de la zona intermedia eran considerablemente más
sencillas que las existentes en las áreas andina y mesoamericana. Se caracterizaban
por una organización social menos estratificada, territorios y poblaciones más
pequeños y asentamientos menos extensos con un número reducido de estructuras
rituales o cívicas de poca complejidad. La adaptación plena a la agricultura estuvo
acompañada por el establecimiento de los primeros poblados a orillas de los grandes
ríos de la provincia de Coclé los ríos Grande, Chico y Coclé del Sur, a finales del
primer milenio antes de Cristo (Isaza 1993). Hasta la fecha han sido identificado un
total de veintitrés asentamientos precolombinos fechados entre el 250 y el 550 d. C.
en las márgenes de los ríos Parita, Caño y Grande. Hacia el 700 d. C. ciertos líderes
tribales lograron consolidar su poder y surgieron los primeros cacicazgos que
constituyen la forma de organización social y política más compleja de la Baja
Centroamérica (Linares 1977; Helms 1979; Drolet 1980). Es por entonces cuando se
construye el «centro ceremonial» de El Caño, yacimiento en el que, como dijimos,
se encuentran expuestas en superficie una serie de columnas de basalto, esculturas y
una calzada de cantos rodados (Figura 1).
Figura 1: Plano del yacimiento
NA-20. Pueden apreciarse las estructuras (alineamientos y calzada) así como la localización de las áreas perturbadas y las excavaciones que nosotros
hemos realizado (planimetría elaborada por Carlos Mayo).
Además del alineamiento principal, existe una segunda estructura que Verrill
(1927) llamó «El Templo». Encontramos también otros cantos rodados, columnas y
fragmentos de columnas basálticas desperdigadas por el lugar. Nuestras
excavaciones fueron catalogadas con el nombre del yacimiento (NA-20) seguido de las siglas
de nuestro proyecto (PAC) y el número de excavación.
4.
Métodos geofísicos.
Conocer la composición de los suelos es fundamental a la hora de aplicar e
interpretar los datos de las prospecciones geofísicas. En NA-20 los suelos se componen
de una mezcla de partículas de roca que poseen ciertas propiedades físicas en común
con las sustancias madres, pero debido a los cambios provocados con el paso del
tiempo, y por la acción de las plantas y el hombre, algunas de estas propiedades han
variado (Scollar et al. 1990). Aunado a esto, los cambios que experimenta el suelo
están relacionados con procesos químicos, fraccionamientos físicos, de transporte y
de depósito, así como de disoluciones y/o de concentraciones (Dabas 1989). En este
contexto, las variaciones que sufren las propiedades físicas del suelo pueden ser
estudiadas a través de la aplicación de mecanismos específicos cuya metodología
requiere un conocimiento de ciertos modelos físicos.
Entre las principales propiedades físicas del suelo, se pueden mencionar:
( 1 ) la resistividad eléctrica, la cual cuantifica el grado de dificultad que cierto volumen de suelo ofrece al paso de las cargas
en movimiento, ( 2 ) la conductividad eléctrica que representa el inverso de la
resistividad, ( 3 ) el magnetismo del suelo traducido en término de los campos magnéticos
que se generan en él y sus componentes, ( 4 ) la propagación de ondas mecánicas en
el suelo, ( 5 ) su temperatura, ( 6 ) el campo de gravedad y ( 7 ) la radiactividad.
4.1.
El método magnético.
Gracias a los estudios sobre las propiedades magnéticas de los suelos llevados a
cabo desde los años 50 del siglo pasado, hoy se pueden identificar ciertos procesos
pedológicos y antrópicos que afectan notablemente a los diferentes horizontes de los
suelos (Benech 2000). Un estudio cartográfico de estas propiedades magnéticas,
como es el caso del análisis del campo magnético total de la tierra, puede ofrecer
información valiosa relacionada con impactos antiguos del hombre sobre el suelo.
El método magnético se basa en la detección de las variaciones locales del campo
magnético terrestre, identificando y separando, por un lado, las variaciones propias
del suelo y las de las estructuras que se investigan y, por otro, las variaciones que
sufre este campo terrestre a causa de fenómenos externos. Estas variaciones o
anomalías magnéticas se deben, en parte, a la inducción causada por una fuerza de
magnetización asociada con el campo terrestre, y a la magnetización remanente, la cual
conserva la historia magnética y térmica del cuerpo o de la estructura en cuestión.
En El Caño utilizamos un magnetómetro de vapor de cesio tipo G-858 Geometrics
en modo gradiómetro. De acuerdo con Llopis y Sharp (1997) y Bossuet et al. (2001),
la utilización de dos sensores para la medición del gradiente magnético vertical a
partir de la diferencia de los valores del campo magnético registrados por dichos
sensores, resulta eficaz para la eliminación de las variaciones externas del campo
magnético natural. En fin, dicha diferencia de valores puede ser considerada como
una buena aproximación del gradiente magnético vertical.
4.2.
El método eléctrico.
Las propiedades eléctricas del suelo se encuentran influenciadas por el flujo de
calor, la saturación de agua, la cantidad de arcilla, el tamaño de los granos, los poros
y las fracturas. También afectan las condiciones ambientales del suelo a una
profundidad dada, las propiedades termodinámicas como la presión y la temperatura o la
fugacidad de oxígeno (Nover 2005).
Para los métodos eléctricos, la propiedad física de mayor relevancia en el estudio
del suelo es aquella que hace referencia a la dificultad, que un determinado volumen
de terreno, ofrece al paso de las cargas eléctricas en movimiento, es decir, su
resistividad eléctrica. El hecho de que desde el punto de vista arqueológico, el suelo
registre actividades humanas acaecidas en el pasado, significa que la aplicación de
los métodos eléctricos puede jugar un papel muy importante en la comprensión de
un yacimiento arqueológico, ya que las estructuras culturales enterradas ofrecen
valores de resistividad eléctrica diferentes al medio que las rodea, y estas diferencias
pueden ser abordadas como anomalías, de igual forma que las anomalías
magnéticas. De esta manera, el estudio de la variación espacial de la resistividad eléctrica de
un yacimiento arqueológico constituirá la punta de lanza en nuestro proyecto para
dar respuesta a las interrogantes relacionadas con la presencia y/o ausencia de
estructuras culturales enterradas, no visibles en superficie.
El registro de la resistividad eléctrica del subsuelo se realiza inyectando una
determinada intensidad de corriente eléctrica en el suelo. La circulación de esta
corriente a través de dos electrodos clavados en la superficie genera en el subsuelo una
diferencia de potencial que puede ser registrada a través de otros dos electrodos
conectados a un sistema de registro. Si en un punto del espacio se conocen la diferencia
de potencial generada, la intensidad de la corriente eléctrica inyectada y la
geometría del sistema de los cuatro electrodos utilizados en el análisis, entonces es posible
calcular, en dicho punto, el valor de la resistividad eléctrica. Sin embargo, debido a
la complejidad en la constitución del suelo, tenemos en cuenta también la
resistividad aparente del subsuelo.
Figura 2:
Mediciones del gradiente magnético
vertical realizadas a lo largo de un perfil en el yacimiento arqueológico de El Caño con un
magnetómetro de vapor de cesio G-858
Figura 3: Mecánica de registro de la resistividad eléctrica del subsuelo: (1) dispositivo móvil de
electrodos, (2) fuente de corriente alterna y (3) adquisición automática de datos.
5.
El trabajo de campo.
5.1.
El método magnético.
El dispositivo magnético utilizado en el Caño, fue un magnetómetro de vapor de
cesio del tipo G-858 Geometrics en modo gradiómetro. Las medidas del gradiente
magnético vertical fueron realizadas cada 0,2 s para una sensibilidad de 0,01
nT. La superficie total prospectada fue de 3,41 ha, definiéndose en ella los perfiles o líneas
paralelas separadas 1 m sobre las cuales se realizó el registro automático de los datos
magnéticos en modo bidireccional (Figura 4).
Figura 4:
Montaje experimental y sistemas de inyección de corriente alterna y de medición.
Con el objetivo de hacer visible aquellas estructuras arqueológicas enterradas, los
datos recopilados durante esta prospección magnética fueron interpolados y
desplegados en forma de imagen. Sin embargo, a pesar de la densidad de datos recogidos,
es normal obtener cierto tipo de distorsiones debidas a la existencia de metales y
pequeñas rocas volcánicas distribuidas de manera aleatoria sobre el terreno, o por
problemas de operación sobre la superficie. Estas distorsiones fueron contempladas
y corregidas con la aplicación de algoritmos de compresión logarítmica y
estadística desarrollados por N. Florsch. La utilización de este tipo de dispositivos
magnéticos de alta precisión presenta esta clase de inconvenientes. Las distorsiones y
correcciones de estos datos geofísicos han sido reportados por diversos autores (Scollar et
al 1986; Eder-Hinterleitner et al 1996; Tabbagh 2000; Ciminale y Loddo 2001). Para
nuestro caso, hemos tenido en cuenta las distorsiones de los materiales altamente
magnéticos ubicados en la superficie que prospectamos.
5.2.
Método eléctrico.
Con el objeto de obtener una imagen sobre las variaciones laterales de la
resistividad eléctrica del subsuelo, se utilizó un sistema de dos electrodos fijos en un
dispositivo móvil de madera, un sistema de adquisición automática de datos y una
fuente de corriente alterna. La geometría del sistema de electrodos utilizada en este
trabajo es tal que, sobre el sistema móvil, se utiliza un electrodo para la inyección de
corriente y el otro para la medición del potencial eléctrico; los otros dos electrodos
se ubican de manera fija y lejos de la zona a prospectar, de tal forma que la
influencia de éstos sobre la zona de prospección sea nula. La Figura 3 ilustra esta
mecánica de prospección.
Como en la prospección magnética, los datos de resistividad eléctrica se registran
a lo largo de varios perfiles separados a una distancia de 1 m. Estos datos se
interpolan y se representan ya sea en escala lineal o logarítmica.
Para obtener información referente a las variaciones tanto laterales como de
profundidad de la resistividad aparente del subsuelo, hicimos una tomografía eléctrica,
la cual consiste en medir la resistividad aparente con un dispositivo electródico
determinado, con una separación constante entre electrodos denominada `a', y
variando las distancias entre los pares de electrodos emisor-receptor por múltiplos
de un valor «n», de tal forma que el resultado final es una sección de resistividad
aparente a varios niveles «n» en profundidad. Estos datos son posteriormente
tratados por medio de algoritmos matemáticos de inversión. Este proceso se desarrolló
sobre el Montículo 1 ubicado en el sector Oeste del parque. El montaje
experimental se ilustra en la Figura 4.
A diferencia de la fuente de inyección de corriente alterna utilizada en la prueba
descrita con anterioridad, en esta fase de la experiencia se requirió de un sistema con
una potencia más elevada, con el objeto de obtener una idea de la estratigrafía del
yacimiento en términos de propiedades eléctricas. Sobre el Montículo 1 hicimos dos
tomografías eléctricas en dirección N-S y E-W, con una longitud de 45 y 43 m
respectivamente.
Figura 5:
Plano del yacimiento arqueológico El Caño y magnetograma. Magnetometría a vapor de
cesio utilizando el sistema G-858 del tipo Geometrics en modo de gradiómetro vertical.
Figura 6:
Interpretación de las principales anomalías obtenidas en el magnetograma de la Figura 5.
6. Los resultados.
6.1.
Resultados de la prospección magnética.
Los resultados de la prospección magnética se muestran en la imagen de la
escala de grises de la Figura 5 .
El magnetograma de la Figura 5 muestra algunas anomalías del gradiente
magnético vertical con geometrías bien definidas. En el sector central se define un
conjunto de anomalías magnéticas con geometría lineal (grupo 1) que se extiende desde la
parte Noroeste del yacimiento. En el sector Sur se define otro conjunto de
anomalías semi-circulares (grupo 2); el grupo 3 muestra una fuerte anomalía bien definida
que se prolonga perpendicularmente al grupo 1. Las anomalías con geometría
semilineal (grupo 4) se disponen de manera paralela a una parte de la calzada de cantos
rodados que se encuentra en el polígono del sector Este. En el sector Oeste también
puede observarse una anomalía circular (grupo 5) que se encuentra relacionada con
uno de los principales montículos del yacimiento. El plano de la Figura 6 muestra
una interpretación de este resultado.
Figura 7:
Mapa sobre la distribución de la resistividad aparente del subsuelo
en el sector central del yacimiento arqueológico El Caño.
6.2.
Los resultados de la prospección eléctrica.
En la sección central del yacimiento hicimos una prospección eléctrica
registrando un total de 3041 estaciones para su posterior interpolación, cubriendo una
superficie de 2892 m2.
Los datos interpolados fueron tratados mediante la aplicación de
filtros de convolución lineal específicos. El resultado se muestra en el mapa de
escala de grises de la Figura 7.
Al igual que en el magnetograma, en este mapa se pueden apreciar algunas
anomalías de la resistividad aparente cuyos alineamientos se correlacionan con la
información suministrada por el método magnético (es decir, si superponemos el mapa
magnético sobre el mapa eléctrico, en ambos mapas aparecen las mismas
estructuras y en el mismo lugar). Las principales anomalías presentes en el mapa de la
Figura 7 reflejan valores superiores a los 25 ohm.m. Por otro lado, la distribución de
la resistividad aparente se torna un poco aleatoria hacia el sector Sur del mapa.
Figura 8:
Interpretación de las principales anomalías de resistividad
aparente obtenidas a partir del resultado de la Figura 7.
Para tener información concreta concerniente a los resultados de este análisis, en
la Figura 8 mostramos una interpretación de las principales anomalías.
El conjunto de anomalías eléctricas del grupo 1 de este mapa, resulta similar al
grupo 1 de la respuesta magnética (Figura 6). El grupo 2 corresponde a una fuerte
anomalía (con valores de resistividad aparente superiores a los 30 ohm.m) que
parece formar parte de la anomalía magnética del grupo 3. En el conjunto 3, a pesar de
presentar cierto grado de dispersión, pueden distinguirse dos anomalías alineadas,
posiblemente correlacionadas con el grupo 2 del mapa magnético.
En definitiva con nuestro trabajo ahora sabemos como funcionan los métodos de
análisis sobre los suelos antrópicos de los yacimientos arqueológicos del
Neotrópico.
Hemos creado además un plano en tres dimensiones, con los resultados de las
Figuras 5 y 7, como una forma de visualizar más claramente la correspondencia en
estas anomalías (Figura 9).
Figura 9:
Superposición de los resultados obtenidos con los métodos magnético y
eléctrico en el yacimiento arqueológico El Caño.
Con respecto a los resultados obtenidos en la zona del Montículo 1, ambas
tomografías presentan algunas anomalías que pueden dar información referente al
material utilizado para la construcción del mismo. La Figura 10 ilustra los resultados
obtenidos en este análisis.
La interpretación llevada a cabo sobre la imagen 10 a, que representa la
tomografía realizada en dirección Norte-Sur, muestra valores bajos de la resistividad
aparente (menores a los 8,0 ohm.m), propios de una zona de deposición aluvial con cierto
contenido de agua. La parte superior del montículo muestra valores un poco más
elevados (superiores a los 25 ohm.m).
La tomografía que se ilustra en la Figura 10 b no muestra gran diferencia con
respecto al resultado obtenido en la Figura 10 a. Una superposición de ambos
resultados nos dio un panorama tridimensional sobre la extensión de estos depósitos de
material aluvial. La Figura 11 ilustra este resultado.
Figura 10:
Tomografías eléctricas obtenidas sobre el Montículo 1:
(a) dirección Norte-Sur, y (b) dirección Este-Oeste.
Figura 11:
Representación tridimensional de las tomografías realizadas en el Montículo 1.
7. Conclusiones.
Como mencionamos con anterioridad, las prospecciones geofísicas desarrolladas
en `El Caño' tienen como objeto reconstruir el plano original del yacimiento e
investigar sobre las actividades desarrolladas en el lugar. Los arqueólogos del equipo
realizaron una serie de pruebas de pala y trincheras sobre la estructura lineal principal
para descubrir la naturaleza de la misma. Gracias a estas pruebas, ahora sabemos que
esta anomalía lineal no se corresponde con un alineamiento de columnas o
estructura física de piedra, sino que se trata de una estructura resultante de un proceso de
alteración antropogénica del suelo (caminos, canal de drenaje, etc.). Por otro lado,
gracias a las tomografías eléctricas obtenidas en el Montículo 1 y comparándolas
con los perfiles de excavación del Montículo 3, hemos descubierto que la
composición estratigráfica de los montículos es muy similar entre si, es decir, que es posible
que todos ellos fueron construidos con aluvión de origen fluvial. Nuestro trabajo en
el lugar no ha finalizado. Seguiremos prospectando de manera intensiva en los
próximos años. Esperamos extender nuestras prospecciones hacia el sector norte en
búsqueda de nuevas evidencias. Con una visión a mayor escala estamos seguros de
poder interpretar en breve los secretos que ha guardado hasta hoy el «centro
ceremonial» de El Caño.
AGRADECIMIENTOS:
Deseamos agradecer al Museo del Parque Arqueológico El Caño por
todo el apoyo brindado para feliz término de este trabajo, a Louis Pastor y al Sisyphe de la
Universidad de París, por facilitarnos el dispositivo de prospección magnética. También
desearía dar las gracias a los profesores Bernardo Fernández, Omayra Pérez y Donato
Delgado por la ayuda prestada en el terreno; y de igual manera, a los estudiantes Juan Carlos
Morón y Luis Antonio Pérez por su apoyo en las mediciones. Agradezco igualmente el apoyo
del Centro de Cooperación Cultural para América Central (CCCAC).
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