La Tierra no revela sus secretos fácilmente, ni siquiera en la Cuna de la Humanidad, en Sudáfrica, donde se han encontrado numerosos fósiles relacionados con la evolución humana.
Durante décadas, los científicos han estudiado estos fósiles de los primeros ancestros humanos y sus parientes perdidos hace tiempo. Ahora, un método de datación desarrollado por un geólogo de la Universidad de Purdue acaba de hacer retroceder la edad de algunos de estos fósiles, encontrados en el yacimiento de las cuevas de Sterkfontein, más de un millón de años. Esto los haría más antiguos que Dinkinesh, también llamada Lucy, el fósil de Australopithecus más famoso del mundo.
La Cuna de la Humanidad es un lugar sudafricano declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO que comprende diversos yacimientos de cuevas con fósiles, entre ellos las cuevas de Sterkfontein. Sterkfontein se hizo famosa por el descubrimiento del primer Australopithecus adulto, un antiguo homínido, en 1936. Los homínidos incluyen a los humanos y a nuestros parientes ancestrales, pero no a los demás grandes simios.
Desde entonces, se han encontrado allí cientos de fósiles de Australopithecus, entre ellos la conocida señora Ples, y el esqueleto casi completo conocido como Pie Pequeño. Los paleoantropólogos y otros científicos llevan décadas estudiando Sterkfontein y otros yacimientos de la Cuna de la Humanidad para arrojar luz sobre la evolución humana y medioambiental de los últimos 4 millones de años.
Darryl Granger, profesor de ciencias de la tierra, atmosféricas y planetarias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Purdue, es uno de esos científicos, que trabaja en un equipo internacional. Granger está especializado en la datación de depósitos geológicos, incluidos los de las cuevas. Como estudiante de doctorado, ideó un método para datar sedimentos enterrados en cuevas que ahora utilizan investigadores de todo el mundo. Su trabajo anterior en Sterkfontein databa el esqueleto de Pie Pequeño en unos 3,7 millones de años, pero los científicos siguen debatiendo la edad de otros fósiles del yacimiento.
En un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Granger y un equipo de científicos, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Witwatersrand (Johannesburgo, Sudáfrica) y de la Universidad Toulouse Jean Jaurès (Francia), han descubierto que no sólo Pie Pequeño, sino todos los sedimentos de la cueva que contienen Australopithecus, tienen una antigüedad de entre 3,4 y 3,7 millones de años, en lugar de entre 2 y 2,5 millones de años, como se pensaba anteriormente. Esa edad sitúa estos fósiles hacia el principio de la era de los Australopithecus, en lugar de cerca del final. Dinkinesh, que procede de Etiopía, tiene 3,2 millones de años, y su especie, Australopithecus africanus, se remonta a unos 3,9 millones de años.
Sterkfontein es un sistema de cuevas profundo y complejo que conserva una larga historia de ocupación de la zona por parte de los homínidos. Comprender las fechas de los fósiles aquí puede ser complicado, ya que las rocas y los huesos cayeron al fondo de un profundo agujero en el suelo, y hay pocas formas de datar los sedimentos de las cuevas.
En el este de África, donde se han encontrado muchos fósiles de homínidos, los volcanes del Gran Valle del Rift depositan capas de ceniza que pueden datarse. Los investigadores utilizan esas capas para estimar la antigüedad de un fósil. En Sudáfrica, especialmente en una cueva, los científicos no pueden permitirse ese lujo. Suelen utilizar otros fósiles de animales encontrados alrededor de los huesos para estimar su edad o la piedra de flujo de calcita depositada en la cueva. Pero los huesos pueden desplazarse en la cueva y la piedra caliza joven puede depositarse en sedimentos viejos, lo que hace que estos métodos sean potencialmente incorrectos. Un método más preciso consiste en datar las rocas en las que se encontraron los fósiles. El material que Granger y su equipo analizan es la matriz de hormigón que recubre el fósil.
Sterkfontein tiene más fósiles de Australopithecus que cualquier otro lugar del mundo, dijo Granger. Pero es difícil datarlos bien. La gente ha mirado los fósiles de animales encontrados cerca de ellos y ha comparado las edades de los elementos de la cueva, como las piedras de flujo, y ha obtenido una serie de fechas diferentes. Nuestros datos resuelven estas controversias. Demuestra que estos fósiles son antiguos, mucho más antiguos de lo que pensábamos en un principio.
Granger y su equipo utilizaron la espectrometría de masas con acelerador para medir los nucleidos radiactivos de las rocas, así como la cartografía geológica y un profundo conocimiento de cómo se acumulan los sedimentos de las cuevas para determinar la edad de los sedimentos que contienen Australopithecus en Sterkfontein,
Granger y el grupo de investigación del Laboratorio de Medición de Isótopos Raros de Purdue (PRIME Lab) estudian los denominados nucleidos cosmogénicos y lo que pueden revelar sobre la historia de los fósiles, las características geológicas y las rocas. Los nucleidos cosmogénicos son isótopos extremadamente raros producidos por los rayos cósmicos, partículas de alta energía que bombardean constantemente la Tierra. Estos rayos cósmicos tienen suficiente energía para provocar reacciones nucleares en el interior de las rocas en la superficie del suelo, creando nuevos isótopos radiactivos dentro de los cristales minerales.
Un ejemplo es el aluminio-26: aluminio al que le falta un neutrón y que decae lentamente para convertirse en magnesio a lo largo de millones de años. Dado que el aluminio-26 se forma cuando una roca queda expuesta en la superficie, pero no después de haber estado profundamente enterrada en una cueva, los investigadores del laboratorio PRIME pueden datar los sedimentos de las cuevas (y los fósiles que contienen) midiendo los niveles de aluminio-26 junto con otro nucleido cosmogénico, el berilio-10.
Además de las nuevas dataciones en Sterkfontein basadas en los nucleidos cosmogénicos, el equipo de investigación realizó cuidadosos mapas de los depósitos de la cueva y mostró cómo fósiles de animales de diferentes edades se habrían mezclado durante las excavaciones de los años 30 y 40, lo que llevó a décadas de confusión con las edades anteriores. Lo que espero es que esto convenza a la gente de que este método de datación da resultados fiables, dijo Granger. Utilizando este método, podemos situar con mayor precisión a los antiguos humanos y a sus parientes en los periodos de tiempo correctos, en África y en otros lugares del mundo.
La edad de los fósiles es importante porque influye en la comprensión por parte de los científicos del paisaje vital de la época. Cómo y dónde evolucionaron los humanos, cómo encajaron en el ecosistema, y quiénes son y fueron sus parientes más cercanos, son preguntas apremiantes y complejas. Situar los fósiles de Sterkfontein en su contexto adecuado es un paso para resolver todo el rompecabezas.
Fuentes
Purdue University | Darryl E. Granger, Dominic Stratford, Laurent Bruxelles, Ryan J. Gibbon, Ronald J. Clarke, Kathleen Kuman, Cosmogenic nuclide dating of Australopithecus at Sterkfontein, South Africa. Proceedings of the National Academy of Sciences, June 27, 2022. 119 (27) e2123516119. doi.org/10.1073/pnas.2123516119
