Geofísica
Prospección geofísica: ¿qué hay debajo de la superficie?
Es importante reconocer el hecho de que la arqueología es una ciencia destructiva, y por esta razón siempre se debe ser cauteloso para poder obtener la mayor cantidad de información mediante el empleo de los métodos menos intrusivos, Es por eso que después de obtener un mapa de todos los elementos visibles en el área y antes de comenzar las excavaciones, es preferible hacer algunos estudios de percepción remota que nos permitan tener una idea de lo que hay debajo de la superficie y que no podemos ver a simple vista. Para ello es necesario hacer una prospección geofísica, que es de utilidad para delimitar con mayor precisión cuáles serían las mejores áreas para excavar sin necesidad de dañar o destruir el área. El equipo del Dr. Luis A. Barba, Dr. Jorge Blancas y Dr. Agustín Ortíz del Laboratorio de Prospección Arqueológica del Instituto de Investigaciones Antropológicas de la UNAM, ha llevado a cabo todos los análisis de prospección para el proyecto. Si quieres saber más acerca de ellos, consulta sus biografías aquí.
¿Qué es la prospección geofísica?, y ¿para qué sirve?
El término prospección geofísica, quiere decir exploración del subsuelo basada en el examen de las características del terreno, encaminada a descubrir yacimientos. En este caso es utilizada para orientar el desarrollo de futuras excavaciones, ya que nos permite identificar las estructuras o elementos arquitectónicos que están debajo de la superficie y que no son visibles a simple vista, así como diferenciar áreas de actividad por identificar la ubicación de diferentes elementos arquitectónicos u oquedades, e inclusive para establecer hipótesis acerca de la profundidad a la que se encuentra el nivel del tepetate.
Para el Proyecto Complejo Plaza de las Columnas de la Zona Arqueológica de Teotihuacan, fue necesario realizar estudios geofísicos en las áreas de interés mediante la aplicación de tres métodos: (a) gradiente magnético, (b) geoeléctrica o resistividad eléctrica, y (c) georradar. Es recomendable usar al menos dos técnicas geofísicas para contrastar la información y obtener resultados más precisos.
¿Podemos ver que hay debajo del suelo?
Aunque no podemos ver que hay debajo de la superficie como con los rayos X, con la ayuda de técnicas de percepción remota podemos darnos una idea de las estructuras que hay debajo de la superficie antes de su excavación. Las técnicas de prospección detectan pequeñas diferencias en la composición de los materiales de construcción entre las estructuras enterradas y el material de relleno u otras propiedades geológicas, para así poder mapear la distribución potencial de rasgos arquitectónicos.
(a) Gradiente magnético: propiedades magnéticas de algunos materiales
Algunos materiales presentan pequeñas cantidades de minerales magnéticos que producen pequeñas variaciones detectables del campo magnético. El gradiente magnético registra la fuerza de los campos magnéticos emitidos desde debajo de la superficie, que son particularmente conducentes para detectar zonas que fueron quemadas, como son hornos y fogones. Debido a que en la arquitectura en el centro de México usualmente se empleaban rocas volcánicas que contienen trazas de minerales metálicos, el empleo de técnicas de percepción remota ha sido particularmente útil. De esta manera se ha podido identificar la presencia de alineamiento de muros, fosas y trincheras, inclusive antes de comenzar las excavaciones.
Para esta técnica se utiliza un gradiómetro, que es un aparato que permite captar pequeñas variaciones del campo magnético terrestre, en nuestro caso es empleado para detectar estructuras arqueológicas enterradas. El gradiómetro puede detectar pequeñas cantidades de minerales magnéticos como la magnetita o la ilmenita en algunos materiales de construcción. Dependiendo del grado de magnetización los materiales exhibirán una magnetización débil o fuerte. La magnetización en los materiales es ocasionada por la inducción del campo magnético terrestre y por la acción remanente o termoremanente producida después de someter un material por encima de la temperatura de Curie, a la cual un elemento ferro magnético pierde su magnetismo. La temperatura Curie varía dependiendo de cada elemento.
Esta técnica es particularmente eficiente para detectar zonas quemadas, como son hornos y fogones, y también pueden detectar muros, fosas y trincheras.
Una de las ventajas principales de la técnica magnética es que cubre grandes extensiones de terreno en corto tiempo con mínimos requerimientos en campo. Una vez concluida la adquisición de los datos de campo se puede realizar un procesamiento básico a los datos mediante programas de cómputo, y obtener resultados inmediatos para guiar las siguientes etapas de los trabajos de prospección y excavación.
(b) Geoeléctrica o resistividad eléctrica: descargas eléctricas en el suelo
Esta técnica se basa en la detección de niveles de resistencia eléctrica, mediante la inducción de corriente eléctrica en el suelo. Las lecturas de resistividad nos pueden dar pistas de lo que hay debajo de la superficie, ya que rasgos tales como paredes de piedra impiden el paso de corriente, mientras que el relleno de canales u otras áreas excavadas lo facilitan.
Esta técnica es muy útil para confirmar las interpretaciones de la técnica de gradiente magnético. Funciona mediante la inducción de corrientes eléctricas en el suelo, y posteriormente se mide la resistencia del flujo de dichas corrientes eléctricas inducidas. Por lo general, se obtienen lecturas de resistencia alta en lugares con cimientos y muros de roca, en contraste en zanjas con sedimentos húmedos en donde las lecturas son de baja resistencia.
Mediante el registro de zonas con alta y baja resistividad es posible identificar, por ejemplo, la disposición y tamaño de estructuras o los límites de una zanja rellena, así como de muros u otras estructuras.
En este proyecto se empleó la configuración o arreglo electródico “polo-polo” o gemelos (twin-probe), ya que ha sido comprobada ampliamente en la prospección arqueológica y tiene muchas ventajas con respecto a otros métodos, debido a su portabilidad y a la resolución espacial, se pueden obtener respuestas precisas que son más fáciles de interpretar. Consiste de cuatro electrodos que se entierran sobre la superficie del terreno, dos electrodos son empleados como electrodos móviles y dos como electrodos fijos.
(c) Georradar (GPR por sus siglas en inglés): Ondas electromagnéticas de radiofrecuencia
Esta técnica se basa en la emisión ondas electromagnéticas al interior del subsuelo por medio de una antena. Dichas ondas se reflejan como eco y con ellas se puede construir una imagen bidimensional o tridimensional del subsuelo, por lo que se pueden reconocer estructuras, huecos y la profundidad del tepetate.
El georradar es una de las técnicas más modernas y poderosas para registrar lo que hay por debajo de la superficie de forma rápida, no destructiva y en tiempo real. Debido a esto, es una herramienta de gran interés para la investigación arqueológica, ya que con la información obtenida se puede decidir si el estudio sólo se enfoca en las anomalías o se utiliza para planear estrategias de excavación.
El georradar o radar de penetración terrestre (ground penetrating radar, gpr) emplea ondas electromagnéticas de radiofrecuencia que son enviadas al interior del subsuelo por medio de una antena y registra las ondas reflejadas en distintos tiempos para construir una imagen bidimensional o tridimensional del subsuelo. Los registros formados a partir de las ondas reflejadas se deben al contraste en las propiedades electromagnéticas de los materiales, creando un perfil continuo del subsuelo llamado radargrama.
Hay muchos factores que se deben que considerar cuando uno se considera usar georradar; como la profundidad y composición de los materiales en el subsuelo. Generalmente el georradar es eficiente cuando hay buen contraste dieléctrico entre el objeto de interés y su entorno. Por eso el georradar es más sensible para detectar construcciones de roca y en menor medida las de tierra.
Una de las ventajas de esta tecnología es que además de detectar anomalías en el subsuelo, también nos da una idea de la profundidad a la que se encuentran.
Como puedes ver con este breve resumen de técnicas de prospección geofísica, cada una tiene ventajas y desventajas, y es solamente mediante la combinación de las diferentes técnicas que podemos desarrollar una planeación de la excavación bien informada.