L'estudi dels processos de formació dels sediments arqueòlogics i dels paleosòls a partir de l'analisi dels fitòlits , els minerals i altres microrestes

L'estudi dels processos de formació és una peça clau per entendre el significat de les restes arqueològiques recuperades. En aquesta tesi s'aborda el problema dels processos de formació a partir dels fitòlits, la mineralogia (IR-FT) i les altres microrestes. A partir d'aquesta aproximació s'han pogut determinar els agents responsables dels processos de formació, s'han diferenciat els límits i avantatges en aquest camp i, finalment, s'han definit una sèrie d'aspectes metodològics necessaris per entendre la formació d'un jaciment a través dels fitòlits. Els jaciments estudiats (La Gorja d'Olduvai, El Abric Romaní, El Mirador i Tel Dor) formen part d'una escala on els diferents graus d'antropització permeten distingir els processos culturals dels naturals, però també ens aporten dades d'alta resolució d'esdeveniments de curta durada, així com ens ajuden a comprendre els processos tafonòmics que poden sofrir els fitòlits.El estudio de los procesos de formación es una pieza clave para entender el significado de los restos arqueológicos recuperados. En esta tesis se aborda el problema de los procesos de formación a partir de los fitolitos, la mineralogía (IR-FT) y los otro microrestos. A partir de esta aproximación se ha podido determinar los agentes responsables de los procesos de formación, se han diferenciado los límites y ventajas en este campo y, finalmente, se han definido una serie de aspectos metodológicos necesarios para entender la formación de un yacimiento a través de los fitolitos.Los yacimientos estudiados (La Garganta de Olduvai, El Abric Romaní, El Mirador y Tel Dor) forman parte de una escala donde los diferentes grados de antropización permiten diferenciar los procesos culturales de los naturales, pero también nos aportan datos de alta resolución de eventos de corta durada, así como nos ayudan a comprender los procesos tafonómicos que pueden sufrir los fitolitos.The study of site formation processes is a key point to understand the meaning of the recovered archaeological remains. In this thesis we approach to the subject of the archaeological formation processes through the phytolith analyses, the mineralogy (FTIR) and, other micro-remains. Using this approach we have determined the agents responsible of the formation processes, the limitations and advantages have been differentiated, and, finally, we have defined a set of methodological aspects necessary to understand the formation of archaeological sites through the phytolith analyses.The studied sites (Olduvai Gorge, Abric Romaní, El Mirador and Tel Dor) form part of a scale where the different degrees of human impacts allow us to differentiate the natural and cultural formation processes. In addition, we have obtained high resolution data of short-term events, and also it has been possible to understand the taphomomic processes that phytoliths may experience

Understanding Fossil Phytolith Preservation: The Role of Partial Dissolution in Paleoecology and Archaeology

Opaline phytoliths are important microfossils used for paleoecological and archaeological reconstructions that are primarily based on relative ratios of specific morphotypes. Recent studies have shown that phytolith assemblages are prone to post-depositional alteration involving partial dissolution, however, the manner in which partial dissolution affects morphotype composition is poorly understood. Here we show that morphotype assemblages from four different plant species subjected to controlled partial dissolution are significantly different from the original assemblages, indicating that the stability of various morphotypes differs, mainly depending on their surface area to bulk ratios. This underlying mechanism produces distorted morphotype compositions in partially dissolved phytolith assemblages, bearing vast implications for morphotype-based paleoecological and archaeological interpretation. Together with analyses of phytolith assemblages from a variety of archaeological sites, our results establish criteria by which well-preserved phytolith assemblages can be selected for accurate paleoecological and archaeological reconstructions

Phytoliths as an indicator of early modern humans' plant gathering strategies, fire fuel and site occupation intensity during the Middle Stone Age at Pinnacle Point 5-6 (south coast, South Africa)

The study of plant remains in archaeological sites, along with a better understanding of the use of plants by prehistoric populations, can help us shed light on changes in survival strategies of hunter-gatherers and consequent impacts on modern human cognition, social organization, and technology. The archaeological locality of Pinnacle Point (Mossel Bay, South Africa) includes a series of coastal caves, rock-shelters, and open-air sites with human occupations spanning the Acheulian through Middle Stone Age (MSA) and Later Stone Age (LSA). These sites have provided some of the earliest evidence for complex human behaviour and technology during the MSA. We used phytoliths¿amorphous silica particles that are deposited in cells of plants¿as a proxy for the reconstruction of past human plant foraging strategies on the south coast of South Africa during the Middle and Late Pleistocene, emphasizing the use and control of fire as well as other possible plant uses. We analysed sediment samples from the different occupation periods at the rock shelter Pinnacle Point 5-6 North (PP5-6N). We also present an overview of the taphonomic processes affecting phytolith preservation in this site that will be critical to conduct a more reliable interpretation of the original plant use in the rock shelter. Our study reports the first evidence of the intentional gathering and introduction into living areas of plants from the Restionaceae family by MSA hunter-gatherers inhabiting the south coast of South Africa. We suggest that humans inhabiting Pinnacle Point during short-term occupation events during Marine Isotope Stage (MIS) 5 built fast fires using mainly grasses with some wood from trees and/or shrubs for specific purposes, perhaps for shellfish cooking. With the onset of MIS 4 we observed a change in the plant gathering strategies towards the intentional and intensive exploitation of dry wood to improve, we hypothesise, combustion for heating silcrete. This human behaviour is associated with changes in stone tool technology, site occupation intensity and climate change

Modern soil phytolith assemblages used as proxies for paleoscape reconstruction on the South Coast of South Africa

South Africa continues to receive substantial attention from scholars researching modern human origins. The importance of this region lies in the many caves and rock shelters containing well preserved evidence of human activity, cultural material complexity and a growing number of early modern human fossils dating to the Middle Stone Age (MSA). South Africa also hosts the world's smallest floral kingdom, now called the Greater Cape Floristic Region (GCFR), with high species richness and endemism. In paleoanthropological research, improving our capacity to reconstruct past climatic and environmental conditions can help us to shed light on survival strategies of hunter-gatherers. To do this, one must use actualistic studies of modern assemblages from extant habitats to develop analogies for the past and improve paleoenvironmental reconstructions. Here, we present a phytolith study of modern surface soil samples from different GCFR vegetation types of the south coast of South Africa. In this study, the phytolith concentration and morphological distribution are related to the physicochemical properties of soils, the environmental conditions and the characterization of the vegetation for the different study areas. Our results show that phytolith concentration relates mostly to vegetation types and the dominant vegetation rather than to the type of soils. More abundant phytoliths from Restionaceae and woody/shrubby vegetation are also noted from fynbos vegetation and grass phytoliths are a recurrent component in all the vegetation types in spite of being a minor component in the modern vegetation. The grass silica short cells from these plants, however, suggest a mix of C3 and C4 grasses in most of the vegetation types with a major presence of the rondels ascribed to C3 grasses. The exceptions are riparian, coastal thicket and coastal forest vegetation, which are characterized by the dominance of C4 grass phytoliths

El barranc de la Boella de la Canonja (Tarragonès) revisitat en la intervenció arqueològica preventiva de l'any 2007

El barranc de la Boella de la Canonja és un jaciment descobert en el primer terç del segle XX. Cinquanta anys després de la seva descoberta, la publicació d'aquest jaciment pels senyors R. Capdevila i S. Vilaseca va permetre actualitzar l'escàs coneixement de la bioestratigrafia del quaternari del Camp de Tarragona (Vilaseca, 1973). Tal com assenyala el mateix S. Vilaseca, la presència de fòssils de mamífers en el barranc va ser donada a conèixer per J. R. Bataller en la memòria explicativa del segon mapa geològic del full 473 de l'IGME corresponent a Tarragona (Bataller, 1935). El mateix S. Vilaseca apunta altres descobertes de mamífers ressenyades en el Camp de Tarragona, com la nota de Faura i Sans sobre un fragment de molar de proboscidi que Harlé determinaria com Elephas meridionalis el mateix any (Faura i Sans, 1920; Harlé, 1920). Aquesta resta va ser enviada per A. Romaní, aleshores director del Museu Balaguer de Vilanova i la Geltrú, a qui li van fer arribar des d'unes pedreres del Port de Tarragona. Els treballs geològics de M. Faura i Sans, J.R. Bataller i S. Vilaseca durant el primer quart del segle XX protagonitzaren el desenvolupament de la geologia, la paleontologia i la prehistòria en el marc del Servei del Mapa de la Mancomunitat de Catalunya

Estabilitat i diagènesis dels fitòlits de silici en els jaciments arqueològics

Estudi realitzat a partir d’una estada al Kimmel Center for Archaeological Research, Israel, entre 2010 i 2012. Els fitòlits són un dels components principals dels sediments arqueològics. Són relativament estables i menys propensos a la degradació biològica que altres restes vegetals, però també poden ser afectats per la diagènesis. Per entendre com la diagènesis afecta als fitòlits hem desenvolupat una aproximació experimental utilitzant solucions alcalines per determinar l’estabilitat individual de fitòlits fòssils i moderns. L’experimentació ha estat completada amb un estudi de camp a Izbet Sartah. Els resultats mostren com la diagènesis canvia la composició dels conjunts de fitòlits, i per tant afecta la interpretació arqueològica. Conseqüentment, hem desenvolupat un mètode per determinar l’estat de preservació dels fitòlits en els jaciments arqueològics. L’experimentació mostra com els fitòlits moderns són més solubles que els fitòlits fòssils. Tant els fitòlits fòssils com els moderns són menys estables si són cremats. No totes les morfologies es preserven igual, indicant així que hi ha unes morfologies més estables que unes altres. Els fitòlits amb decoracions delicades, especialment aquells formats a la inflorescència de gramínies, són més propensos a la dissolució que els de les fulles. L’avaluació de l’estat de preservació dels fitòlits en jaciments arqueològics es pot realitzar utilitzant un conjunt de tècniques com ara: l’Index de Variació de Fitòlits, el mètode de dissolució ràpida, la identificació de morfologies delicades i la utilització del FTIR. Proposem que la diagènesis dels fitòlits depèn directament de la quantitat inicial de fitòlits en els sediments, la velocitat de sedimentació, i la presència o absència de fitòlits i plantes modernes en l’àrea estudiada. Els resultats d’aquesta investigació han estat publicats en dos articles afegits al final de l’informe (Cabanes et al., 2011 i Cabanes et al., in press), presentats en congressos internacionals i utilitzats indirectament en altres investigacions.Report for the scientific sojourn carried out at Kimmel Center for Archaeological Research, Israel, from 2010 to 2012. Silica phytoliths are a major component in sediments from archaeological sites. Although they are relatively stable and less prone to biological degradation than other plant remains they can also be affected by diagenesis. To understand how diagenesis affects phytolith assemblages we developed an experimental approach using alkaline solutions to determinate the individual stability of modern and fossil phytoliths. The experiments have been completed with a field case study at Izbet Sartah. The results show that diagenesis might change the composition of phytolith assemblages, hence affecting the archaeological interpretation. Therefore, we developed a method to evaluate the preservation state of phytoliths in archaeological sites. The experiments show that modern phytoliths are more soluble than fossil phytoliths. Moreover, both modern and fòssil phytoliths are less stable after being burnt. Not all the phytolith morphologies preserve in the same way, indicating that there are a set of morphologies more stable than others. Phytoliths with delicate decorations, especially those originated in the grass inflorescence are more prone to dissolution than those from the leaves. The evaluation of phytolith preservation in the archaeological sites can be carried out using a set of techniques such as the Phytolith Variation Index, the rapid dissolution method, the identification of delicate morphologies and the use of FTIR to determinate the mineralogical composition of the sediments. We propose that phytolith diagenesis depends on the initial amount of phytolith deposited in the sediments, the sedimentation rate, and the presence or absence of modern phytoliths and plants in the area studied. The results of this research have been published in two papers attached at the end of this report (Cabanes et al., 2011 and Cabanes et al., in press), presented in international conferences and already used in other investigation

Understanding Fossil Phytolith Preservation: The Role of Partial Dissolution in Paleoecology and Archaeology

Opaline phytoliths are important microfossils used for paleoecological and archaeological reconstructions that are primarily based on relative ratios of specific morphotypes. Recent studies have shown that phytolith assemblages are prone to post-depositional alteration involving partial dissolution, however, the manner in which partial dissolution affects morphotype composition is poorly understood. Here we show that morphotype assemblages from four different plant species subjected to controlled partial dissolution are significantly different from the original assemblages, indicating that the stability of various morphotypes differs, mainly depending on their surface area to bulk ratios. This underlying mechanism produces distorted morphotype compositions in partially dissolved phytolith assemblages, bearing vast implications for morphotype-based paleoecological and archaeological interpretation. Together with analyses of phytolith assemblages from a variety of archaeological sites, our results establish criteria by which well-preserved phytolith assemblages can be selected for accurate paleoecological and archaeological reconstructions

Estratègies de recol·lecció de plantes i paleoambients durant la Middle Stone Age a Pinnacle Point (costa sud de Sud-àfrica): les anàlisis de fitòlits

A través de l'estudi de fitòlits (microrestes minerals d'origen vegetal) la nostra investigació ha detectat diferents patrons i estratègies d'explotació de recursos vegetals per part de poblacions d'humans moderns que van habitar a la costa sud de Sud-àfrica on es localitza la vegetació extratropical de més diversitat i endemisme|la Gran Regió Floral Capense durant l'anomenada Middle Stone Age africana i que de ben segur que va influenciar en el desenvolupament d'un comportament humà modern

Estudio arqueobotánico de Las Camas (Villaverde, Madrid): un ejemplo de interdisciplinariedad para el conocimiento del paisaje

La excavación del yacimiento de Las Camas ha permitido documentar un hábitat excepcional con dos grandes cabañas. La recuperación de los restos arqueobotánicos ha permitido conocer mucho mejor la realidad material de estas cabañas, así como del medioambiente de la zona ocupada.The excavations carried out in Las Camas site have permitted the documentation of an exceptional habitat with two big shacks. The recovery of archaeobotanical remains has allowed deepening in the knowledge of the material reality of these shacks, as well as the environment of the occupied area