Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias revelan en un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences un método avanzado e innovador que han desarrollado y utilizado para detectar rastros no visuales de fuego que se remontan al menos a 800.000 años, una de las primeras pruebas conocidas del uso del fuego.

La técnica recién desarrollada puede suponer un impulso hacia un tipo de arqueología más científica y basada en datos, pero -quizá lo más importante- podría ayudarnos a comprender mejor los orígenes de la historia humana, nuestras tradiciones más básicas y nuestra naturaleza experimental e innovadora.

Se cree que el uso controlado del fuego por parte de los antiguos homínidos -un grupo que incluye a los humanos y a algunos de nuestros familiares extintos- se remonta al menos a un millón de años, más o menos en la época en que los arqueólogos creen que el Homo habilis comenzó su transición al Homo erectus.

Esto no es una coincidencia, ya que la teoría de trabajo es que el uso del fuego fue fundamental en nuestra evolución, no sólo para permitir a los homínidos mantenerse calientes, elaborar herramientas avanzadas y protegerse de los depredadores, sino también para adquirir la capacidad de cocinar. La cocción de la carne no sólo elimina los agentes patógenos, sino que aumenta la eficacia de la digestión de las proteínas y su valor nutritivo, lo que allana el camino para el crecimiento del cerebro.

Excavaciones arqueológicas en la cantera de Evron, 1976-77 | Foto: Archivo de excavaciones de la cantera de Evron

El único problema de esta hipótesis es la falta de datos: dado que la búsqueda de pruebas arqueológicas de pirotecnia se basa principalmente en la identificación visual de las modificaciones resultantes de la combustión de los objetos (principalmente, un cambio de color), los métodos tradicionales han logrado encontrar pruebas generalizadas del uso del fuego no más antiguas que 200.000 años. Aunque hay algunas pruebas de fuego que se remontan a hace 500.000 años, siguen siendo escasas, y sólo cinco yacimientos arqueológicos de todo el mundo aportan pruebas fiables del fuego antiguo.

Es posible que hayamos encontrado el sexto yacimiento, afirma el Dr. Filipe Natalio, del Departamento de Ciencias Vegetales y Medioambientales de Weizmann, cuya colaboración previa con el Dr. Ido Azuri, del Departamento de Instalaciones del Núcleo de Vida de Weizmann, y sus colegas sentó las bases de este proyecto. Juntos fueron pioneros en la aplicación de la IA y la espectroscopia en arqueología para encontrar indicios de la quema controlada de herramientas de piedra que datan de hace entre 200.000 y 420.000 años en Israel.

Ahora han vuelto, acompañados por el estudiante de doctorado Zane Stepka, la Dra. Liora Kolska Horwitz de la Universidad Hebrea de Jerusalén y el profesor Michael Chazan de la Universidad de Toronto (Canadá). Cuando empezamos este proyecto, dice Natalio, los arqueólogos que han analizado los hallazgos de la cantera de Evron nos dijeron que no encontraríamos nada. Debimos hacer una apuesta.

La cantera de Evron, situada en la Galilea occidental, es un yacimiento arqueológico al aire libre que se descubrió por primera vez a mediados de la década de 1970. Durante una serie de excavaciones que se llevaron a cabo en aquella época y que fueron dirigidas por el profesor Avraham Ronen, los arqueólogos excavaron a 14 metros de profundidad y descubrieron una gran cantidad de fósiles de animales y herramientas paleolíticas que datan de hace entre 800.000 y 1 millón de años, lo que lo convierte en uno de los yacimientos más antiguos de Israel. Ninguno de los hallazgos del yacimiento ni el suelo en el que se encontraron presentaban evidencias visuales de calor: la ceniza y el carbón vegetal se degradan con el tiempo, lo que elimina las posibilidades de encontrar pruebas visuales de combustión. Por lo tanto, si los científicos de Weizmann querían encontrar pruebas de fuego, tenían que buscar más lejos.

Herramientas de sílex encontradas en la cantera de Evron | Foto: Zane Stepka

La expedición comenzó con el desarrollo de un modelo de IA más avanzado que el que habían utilizado anteriormente. Probamos una variedad de métodos, entre ellos métodos tradicionales de análisis de datos, modelos de aprendizaje automático y modelos de aprendizaje profundo más avanzados, dice Azuri, que dirigió el desarrollo de los modelos. Los modelos de aprendizaje profundo que se impusieron tenían una arquitectura específica que superaba a los demás y nos dieron con éxito la confianza que necesitábamos para seguir utilizando esta herramienta en un contexto arqueológico que no tenía signos visuales de uso del fuego. La ventaja de la IA es que puede encontrar patrones ocultos en multitud de escalas. Al precisar la composición química de los materiales hasta el nivel molecular, el resultado del modelo puede estimar la temperatura a la que se calentaron las herramientas de piedra, proporcionando en última instancia información sobre los comportamientos humanos del pasado.

Con un método preciso de IA en la mano, el equipo pudo empezar a buscar señales moleculares de las herramientas de piedra utilizadas por los habitantes de la cantera de Evron hace casi un millón de años. Para ello, el equipo evaluó la exposición al calor de 26 herramientas de sílex encontradas en el yacimiento hace casi medio siglo. Los resultados revelaron que las herramientas habían sido calentadas a una amplia gama de temperaturas, algunas de ellas superiores a los 600ºC. Además, utilizando una técnica espectroscópica diferente, analizaron 87 restos de fauna y descubrieron que el colmillo de un elefante extinto también presentaba cambios estructurales derivados del calentamiento. Aunque son cautelosos en su afirmación, la presencia de calor oculto sugiere que nuestros antiguos ancestros, al igual que los propios científicos, eran experimentalistas.

Según el equipo de investigación, al observar la arqueología desde una perspectiva diferente, utilizando nuevas herramientas, podríamos encontrar mucho más de lo que pensamos inicialmente. Los métodos que han desarrollado podrían aplicarse, por ejemplo, en otros yacimientos del Paleolítico Inferior para identificar pruebas no visuales del uso del fuego. Además, este método podría ofrecer quizás una perspectiva espacio-temporal renovada sobre los orígenes y el uso controlado del fuego, ayudándonos a comprender mejor cómo evolucionaron los comportamientos de los homínidos relacionados con la pirotecnia e impulsaron otros comportamientos. Especialmente en el caso del fuego primitivo, dice Stepka, si utilizamos este método en yacimientos arqueológicos de uno o dos millones de años, podríamos aprender algo nuevo.

A todas luces, la expedición fue un éxito rotundo. No sólo fue una demostración de exploración y de ser recompensado en cuanto a los conocimientos adquiridos, dice Natalio, sino del potencial que hay en la combinación de diferentes disciplinas: Ido tiene formación en química cuántica, Zane es arqueólogo científico y Liora y Michael son prehistoriadores. Al trabajar juntos, hemos aprendido unos de otros. Para mí, es una demostración de cómo debe funcionar la investigación científica entre las humanidades y la ciencia.

Fuentes

Weizmann Institute of Science | Zane Stepka, Ido Azuri, Liora Kolska Horwitz, Michael Chazan, and Filipe Natalio, Hidden signatures of early fire at Evron Quarry (1.0 to 0.8 Mya). PNAS, June 13, 2022. 119 (25) e2123439119. doi.org/10.1073/pnas.2123439119

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