Los 3.500 años de historia que guarda un miligramo de sedimento

El fondo de un lago es una línea de tiempo que capa tras capa de sedimento cuenta la historia de lo que allí ha ocurrido. Al leer esta frase pensará en los peces que han nadado por estas aguas o la vegetación que ha sobrevivido en este ecosistema, pero una muestra en las manos de un investigador puede revelar inclusive si el lugar fue habitado por humanos, en qué época y, la gran constante en cada ocupación antrópica, con qué elementos contaminaban el medio ambiente. 

Recientemente, en conjunto con un equipo interdisciplinar, Jaime Escobar, docente del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, participó en una investigación en el Lago Avery, ubicado en el estado de Illinois, Estados Unidos, para dar cuenta de lo que allí ha ocurrido en los últimos 3500 años. En el estudio liderado por Broxton Bird de la Indiana University-Purdue University, publicado en Geology, la revista de más alto impacto en el área de geología, se muestran los resultados provenientes del análisis de muestras de sedimento, en la que se evidencia que durante las tres ocupaciones humanas que ha habido alrededor de este cuerpo de agua se ha generado contaminación de plomo. 

Sin embargo, la investigación no se limita a cuantificar las concentraciones de plomo, sino que también, a través de diferentes herramientas, pudo determinar de qué región proviene el plomo y las implicaciones que esto tiene en nuestro conocimiento de los habitantes de la región antes de la llegada de los europeos en el siglo XVI.

Esta zona se encuentra en el sitio arqueológico conocido como las Kincaid Mountains, cercana al río Ohio. Tres periodos de ocupación humana se conocen para esta región. La primera referida, entre el 300 a. C. y el 300 d. C., conocido como el periodo de ocupación Baumer, el Mississippian entre 1150 y 1450, y la modernidad, que data desde 1800 hasta hoy. 

Los investigadores encontraron que la fuente de la contaminación por plomo antes de la llegada de los europeos en gran parte se atribuye al uso de galena, un mineral que contiene azufre y plomo, que se raspaba para obtener un polvo de color metálico brillante. Al combinarse con agua, el polvo de galena se torna blanca y sirve como pintura. 

Este subproducto, que generaba la polución en el ambiente, era un objeto de intercambio y se utilizaba en varios rituales religiosos. Investigadores han afirmado que era común encontrar galena en sepulcros ceremoniales. 

El estudio

En un procedimiento que se parece a la pesca, el equipo de investigadores toma un bote hasta el centro del lago para extraer la muestra. El ‘tubo’ que recogerá el sedimento desciende al fondo, atraviesa verticalmente el sedimento y, como si fuera una aguja extrayendo sangre, saca la muestra en el mismo orden en el que se hallaba depositado. 

“La historia que uno saca de ese núcleo de sedimento son 3500 años de registro”, afirmó Escobar. Lo extraído es separado para reconstruir las condiciones ambientales tanto del lago como de la cuenca de drenaje en los diferentes periodos de ocupación. El equipo estudió las concentraciones plomo y de isótopos de plomo, una tarea compleja si se tiene en cuenta que en para este lago un gramo de sedimento contenía 0.01 miligramos de plomo.

Para llevar a cabo entonces la reconstrucción, utilizaron un espectrómetro de masas con plasma acoplado inductivamente. Este equipo, uno de dos que hay en Estados Unidos, permite estudiar los elementos de una composición química por medio de la separación de su núcleo atómico con cargas eléctricas. Es decir, les permitió conocer la concentración de plomo en la muestra y los diferentes valores de los isótopos de plomo.

Escobar, que estuvo trabajando con George Kamenov, director del laboratorio de Isotopía estable en Florida University en este proceso, explica que conocer la isotopía les permite entender de dónde proviene el plomo presente en la muestra. Ya que la explotación de galena es una actividad que se ha dado en varios lugares del mundo, existe un registro de las composiciones isotópicas que se dan en los diferentes lugares de la geografía.  

De esta forma, establecieron que en el primer periodo de ocupación, el Baumer, aumentan la concentración de plomo, pero la señal isotópica no cambia. Es decir, el lugar de dónde venía el plomo contaminante era la misma región de ocupación. 

En contraste a esto, los resultados de isotopía del periodo de ocupación  mississippian, tiene una señal completamente diferente y eso muestra que el plomo, que está contaminando esa zona durante este periodo, venía de otra parte. Según el profesor Escobar, el plomo hallado en ese periodo de tiempo vino de Missouri y el Valle Superior del Mississippi, y concuerda con la evidencia arqueológica que apunta a que existía comercio de galena. 

En cuanto a los niveles de concentración de plomo, se estableció que en ambos periodos precolombinos subió de 10 a 20 partes por millón. Esto significa que el flujo de contaminación al cuerpo de agua se estaba dando a una tasa de 6.2 kilogramos de plomo al año. En el estudio afirma que, solo en el periodo mississippian se acumularon alrededor de 1.5 toneladas métricas de plomo en el sedimento del cuerpo de agua. Entre tanto, en el periodo Baumer esta cifra es alrededor de 0.4 toneladas métricas. 

El profesor Escobar comentó que, estas cifras no son despreciables en cuanto a las afectaciones que producen al ecosistema, pero no se comparan a los niveles de la modernidad. Hoy en día, las concentraciones de plomo ascienden a las 50 partes por millón; contaminación que, menciona el docente, tiene su origen en el plomo que se adicionaba a la gasolina. No obstante, ese análisis es materia de otra investigación. 

El estudio revela nueva información sobre la interacción entre las culturas precolombinas, su entorno y el uso que le daban a los recursos y, de esta forma, aporta al debate arqueológico de cómo vivían estas comunidades. Todo esto a través de miligramos de sedimento. 

*Este artículo fue elaborado por un periodista vinculado a la Universidad del Norte. 

El fondo de un lago es una línea de tiempo que capa tras capa de sedimento cuenta la historia de lo que allí ha ocurrido. Al leer esta frase pensará en los peces que han nadado por estas aguas o la vegetación que ha sobrevivido en este ecosistema, pero una muestra en las manos de un investigador puede revelar inclusive si el lugar fue habitado por humanos, en qué época y, la gran constante en cada ocupación antrópica, con qué elementos contaminaban el medio ambiente. 

Recientemente, en conjunto con un equipo interdisciplinar, Jaime Escobar, docente del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, participó en una investigación en el Lago Avery, ubicado en el estado de Illinois, Estados Unidos, para dar cuenta de lo que allí ha ocurrido en los últimos 3500 años. En el estudio liderado por Broxton Bird de la Indiana University-Purdue University, publicado en Geology, la revista de más alto impacto en el área de geología, se muestran los resultados provenientes del análisis de muestras de sedimento, en la que se evidencia que durante las tres ocupaciones humanas que ha habido alrededor de este cuerpo de agua se ha generado contaminación de plomo. 

Sin embargo, la investigación no se limita a cuantificar las concentraciones de plomo, sino que también, a través de diferentes herramientas, pudo determinar de qué región proviene el plomo y las implicaciones que esto tiene en nuestro conocimiento de los habitantes de la región antes de la llegada de los europeos en el siglo XVI.

Esta zona se encuentra en el sitio arqueológico conocido como las Kincaid Mountains, cercana al río Ohio. Tres periodos de ocupación humana se conocen para esta región. La primera referida, entre el 300 a. C. y el 300 d. C., conocido como el periodo de ocupación Baumer, el Mississippian entre 1150 y 1450, y la modernidad, que data desde 1800 hasta hoy. 

Los investigadores encontraron que la fuente de la contaminación por plomo antes de la llegada de los europeos en gran parte se atribuye al uso de galena, un mineral que contiene azufre y plomo, que se raspaba para obtener un polvo de color metálico brillante. Al combinarse con agua, el polvo de galena se torna blanca y sirve como pintura. 

Este subproducto, que generaba la polución en el ambiente, era un objeto de intercambio y se utilizaba en varios rituales religiosos. Investigadores han afirmado que era común encontrar galena en sepulcros ceremoniales. 

El estudio

En un procedimiento que se parece a la pesca, el equipo de investigadores toma un bote hasta el centro del lago para extraer la muestra. El ‘tubo’ que recogerá el sedimento desciende al fondo, atraviesa verticalmente el sedimento y, como si fuera una aguja extrayendo sangre, saca la muestra en el mismo orden en el que se hallaba depositado. 

“La historia que uno saca de ese núcleo de sedimento son 3500 años de registro”, afirmó Escobar. Lo extraído es separado para reconstruir las condiciones ambientales tanto del lago como de la cuenca de drenaje en los diferentes periodos de ocupación. El equipo estudió las concentraciones plomo y de isótopos de plomo, una tarea compleja si se tiene en cuenta que en para este lago un gramo de sedimento contenía 0.01 miligramos de plomo.

Para llevar a cabo entonces la reconstrucción, utilizaron un espectrómetro de masas con plasma acoplado inductivamente. Este equipo, uno de dos que hay en Estados Unidos, permite estudiar los elementos de una composición química por medio de la separación de su núcleo atómico con cargas eléctricas. Es decir, les permitió conocer la concentración de plomo en la muestra y los diferentes valores de los isótopos de plomo.

Escobar, que estuvo trabajando con George Kamenov, director del laboratorio de Isotopía estable en Florida University en este proceso, explica que conocer la isotopía les permite entender de dónde proviene el plomo presente en la muestra. Ya que la explotación de galena es una actividad que se ha dado en varios lugares del mundo, existe un registro de las composiciones isotópicas que se dan en los diferentes lugares de la geografía.  

De esta forma, establecieron que en el primer periodo de ocupación, el Baumer, aumentan la concentración de plomo, pero la señal isotópica no cambia. Es decir, el lugar de dónde venía el plomo contaminante era la misma región de ocupación. 

En contraste a esto, los resultados de isotopía del periodo de ocupación  mississippian, tiene una señal completamente diferente y eso muestra que el plomo, que está contaminando esa zona durante este periodo, venía de otra parte. Según el profesor Escobar, el plomo hallado en ese periodo de tiempo vino de Missouri y el Valle Superior del Mississippi, y concuerda con la evidencia arqueológica que apunta a que existía comercio de galena. 

En cuanto a los niveles de concentración de plomo, se estableció que en ambos periodos precolombinos subió de 10 a 20 partes por millón. Esto significa que el flujo de contaminación al cuerpo de agua se estaba dando a una tasa de 6.2 kilogramos de plomo al año. En el estudio afirma que, solo en el periodo mississippian se acumularon alrededor de 1.5 toneladas métricas de plomo en el sedimento del cuerpo de agua. Entre tanto, en el periodo Baumer esta cifra es alrededor de 0.4 toneladas métricas. 

El profesor Escobar comentó que, estas cifras no son despreciables en cuanto a las afectaciones que producen al ecosistema, pero no se comparan a los niveles de la modernidad. Hoy en día, las concentraciones de plomo ascienden a las 50 partes por millón; contaminación que, menciona el docente, tiene su origen en el plomo que se adicionaba a la gasolina. No obstante, ese análisis es materia de otra investigación. 

El estudio revela nueva información sobre la interacción entre las culturas precolombinas, su entorno y el uso que le daban a los recursos y, de esta forma, aporta al debate arqueológico de cómo vivían estas comunidades. Todo esto a través de miligramos de sedimento. 

*Este artículo fue elaborado por un periodista vinculado a la Universidad del Norte.