¿Cómo se convirtieron los humanos en humanos? Comprender cuándo, dónde y en qué condiciones ambientales vivieron nuestros primeros antepasados es fundamental para resolver el enigma de la evolución humana.
Por Saini Samim, Hayden Dalton
Lamentablemente, determinar una cronología de la evolución humana temprana ha sido difícil durante mucho tiempo, pero las antiguas erupciones volcánicas en África Oriental pueden ser la clave.
Nuestro nuevo estudio , publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , refina nuestro conocimiento sobre las capas de ceniza volcánica en la Cuenca de Turkana, Kenia. Este lugar ha proporcionado numerosos fósiles de humanos primitivos.
Hemos proporcionado estimaciones de edad de alta precisión, dando un pequeño paso hacia el establecimiento de un marco temporal más refinado de la evolución humana.
Millones de años de erupciones volcánicas
El Gran Valle del Rift, en África Oriental, alberga varios yacimientos fósiles de renombre mundial. De ellos, la cuenca de Turkana es posiblemente la región más importante para la investigación de los orígenes del ser humano.
Esta región también se encuentra dentro de un límite de placa tectónica activa ( una grieta continental ) que ha provocado erupciones volcánicas durante millones de años .
A medida que los primeros humanos y sus ancestros homínidos caminaban por estos paisajes del Valle del Rift, las erupciones volcánicas frecuentemente cubrían la tierra con partículas de ceniza , enterrando sus restos.
Con el tiempo, muchas capas fósiles han quedado intercaladas entre capas de ceniza volcánica . Para los arqueólogos actuales, estas capas son invaluables como marcas de tiempo geológicas, a veces abarcando vastas regiones.
Excelentes cronometradores
Las erupciones volcánicas son excelentes cronometradores porque ocurren muy rápidamente, geológicamente hablando. A medida que el magma caliente entra en erupción, se enfría y se solidifica en partículas de ceniza volcánica y rocas pómez.
La piedra pómez suele contener cristales (minerales llamados feldespatos ) que actúan como cronómetros naturales. Estos cristales pueden datarse directamente mediante datación radiométrica .
Al datar las capas de ceniza que se encuentran directamente encima y debajo de los hallazgos fósiles, podemos establecer la edad de los propios fósiles .
Incluso en ausencia de estos minerales, las capas de ceniza volcánica pueden ayudar a datar yacimientos arqueológicos. Esto se debe a que las partículas de ceniza de diferentes erupciones poseen características químicas únicas.
Esta distintiva «huella geoquímica» nos permite rastrear una erupción específica a lo largo de grandes distancias. De esta manera, podemos asignar una edad a la capa de ceniza incluso sin cristales datables.
Por ejemplo, una capa de ceniza encontrada en Etiopía, o incluso en el fondo del océano, puede compararse con una de Kenia. Siempre que sus composiciones químicas coincidan, sabemos que provienen de la misma erupción en el mismo momento geológico . Este enfoque se ha aplicado en la región durante muchas décadas.
Estudios históricos previos ya han establecido la geología de la cuenca de Turkana.
Sin embargo, las frecuentes erupciones de la región suelen estar separadas por apenas unos pocos miles de años. Esto hace que muchas capas de ceniza sean prácticamente indistinguibles en el tiempo. Además, algunas capas de ceniza tienen huellas muy similares, lo que dificulta distinguirlas con certeza.
Estos desafíos han dificultado la datación de las tobas de Nariokotome, tres capas de ceniza volcánica en la cuenca de Turkana. Si bien el registro rocoso indica claramente que se trata de tres capas de ceniza independientes, sus estimaciones de edad y sus firmas químicas son muy similares. Nos propusimos reducir su alcance.
¿Qué encontramos?
En comparación con los métodos anteriores, las herramientas de datación modernas pueden lograr una mejora de un orden de magnitud en la precisión .
En otras palabras, ahora podemos distinguir con precisión las capas de ceniza volcánica que entraron en erupción con una diferencia de tan solo 1000 a 2000 años. Al aplicar este método de alta precisión a las tobas de Nariokotome, las clasificamos como tres eventos volcánicos distintos, cada uno con una fecha de erupción precisa.
Sin embargo, determinar las edades no basta para distinguir completamente estas capas volcánicas. Debido a que las capas de ceniza se depositaron tan cerca en el tiempo —y posiblemente de volcanes muy similares—, también presentan huellas geoquímicas de elementos principales notablemente similares. Los elementos principales son los más abundantes en las rocas, pero no siempre nos pueden decir mucho sobre la edad y el origen del material rocoso.
Aquí es donde los oligoelementos resultan especialmente útiles. Se trata de elementos que se encuentran en cantidades muy pequeñas en las rocas, pero que proporcionan características químicas mucho más distintivas.
Mediante espectrometría de masas láser , analizamos la composición de oligoelementos tanto de las partículas de ceniza como de sus pómez asociadas. Esto nos proporcionó huellas únicas de oligoelementos para cada capa, similares, pero distintas.
Recorriendo la historia de la humanidad
Una vez que tuvimos estimaciones precisas de la edad y perfiles geoquímicos distintos, rastreamos estas capas de ceniza en sitios arqueológicos clave.
Por ejemplo, el yacimiento de Nadung’a, en Turkana Occidental, considerado un sitio prehistórico de carnicería, ha revelado unas 7.000 herramientas de piedra . Nuestras estimaciones actualizadas de la edad indican que este yacimiento es aproximadamente 30.000 años más antiguo de lo que se creía.
Más importante aún, demostramos que estos métodos refinados pueden aplicarse más allá de Kenia. Rastreamos las capas de ceniza de edades equivalentes desde Kenia hasta la Formación Konso en Etiopía, lo que indica que provienen de tres erupciones individuales, en las que el material se dispersó a grandes distancias.
Las tobas de Nariokotome constituyen un importante caso de estudio que demuestra la eficaz combinación de datación de alta precisión con una huella geoquímica detallada. A medida que apliquemos estas técnicas a más capas de ceniza, tanto en la cuenca de Turkana como posiblemente más allá de Kenia, comprenderemos mejor cuestiones clave de la evolución humana.
¿Aparecieron nuevas tecnologías y especies de herramientas de forma gradual o repentina? ¿Existieron varias especies de homínidos simultáneamente? ¿Cómo afectaron los cambios ambientales, el clima y el frecuente vulcanismo a la evolución humana temprana?
Ahora que disponemos de cronologías geológicas precisas de los lugares donde se encontraron estos artefactos, estamos un paso más cerca de responder estas antiguas preguntas sobre la humanidad primitiva.
Más información: Samim, Saini, La tefrocronología de alta resolución resuelve complejidades estratigráficas en tobas de Nariokotome de importancia arqueológica, Cuenca de Turkana, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 0.1073/pnas.2424142122 . doi.org/10.1073/pnas.2424142122
