Arqueomagnetismo, lo mejor de dos casas

¿Qué es el arqueomagnetismo?, os preguntaréis. ¿Otra palabra larga que le gusta usar a Darkor para parecer más lista? Sí. Y también es una rama de la geofísica que se encarga de estudiar el campo magnético terrestre (CMT) a lo largo del tiempo. Para ello, se sirve de materiales arqueológicos, como vasijas, ladrillos, o cualquier material que se haya calentado lo suficiente como para adquirir la imanación del CMT en ese momento. Antes de ponerme a decir más palabras largas, feas y/o incomprensibles, voy a explicar como se adquiere esta imanación* y como funciona.

En la Tierra sólo hay tres materiales ferromagnéticos: hierro, cobalto y níquel. Puede parecer que tampoco son muchos, pero el hierro está presente en muchos de las rocas que componen la corteza. Y en las arcillas. Sobre todo en las arcillas. Esto hace que cualquier vasija o ladrillo antiguo tenga hierro, y por tanto, capacidad de imanarse según el CMT del momento.
¿Cómo lo hace? Hay materiales que son capaces de adquirir remanencia. Esto es, la capacidad de almacenar un campo magnético. Hay materiales que la pierden con el tiempo, pero en la mayoría de casos, es algo que se mantiene a lo largo del tiempo, como pueden ser lavas, basaltos, u hornos y vasijas que se han calentando más allá de su temperatura de Curie.

¿Qué es la temperatura de Curie? Es la temperatura a la cual un material ferromagnético pierde su imanación**. Cuando el material se enfría, adquiere un nuevo campo magnético, que es el CMT en ese momento. ¿Qué implica esto? Que se puede determinar cuándo se usó por última vez un horno, o cuando se cocieron esas vasijas que se han encontrado enterradas.
¿Cómo se obtiene esto? Gracias a los modelos de campo. Estos modelos varían en precisión según la época y lugar (de África, excepto la zona más al norte, apenas hay datos), pero permiten obtener una buena aproximación de la época.

Pero no todo es color de rosa, ya que este sistema de datación tiene limitaciones, quizá la más relevante es que se necesita saber la posición y orientación del objeto cuando se imanó por última vez.
Para poder determinar la época, se necesita conocer la orientación del campo magnético y respecto a qué, es decir, latitud y longitud, además de la orientación original de la muestra. Con estos datos, se obtienen datos como los de la imagen.

screen_2

Ejemplo de datación usando el programa archeodating [1]. La línea de arriba indica los valores de declinación, inclinación e intesidad de CMT a lo largo de los años, según el modelo. La línea central, indica las posibles fechas según los datos introducidos. La línea final indica la posición de los datos, así como las posibles fechas (cuando coinciden los tres datos de CMT), también indica el rango de fechas. (1)

En el caso de que tengamos un horno bien conservado (los hornos antiguos muy fáciles de mover no era), se conoce su orientación y se puede conocer el valor del campo magnético remanente (el que se quedó grabado tras el último enfriamiento) mediante la desimanación. La desimanación es básicamente un proceso en el cual se calienta*** poco a poco una muestra, de forma que se va borrando poco a poco la imanación remanente. A cada paso, se tiene un valor de magnetización, que se puede representar en un diagrama de Zijderveld. Hay programas que permiten calcular la declinación e inclinación de las muestras, para luego representarlas en una equal-area projection, que permite obtener la inclinación y declinación.

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A la izquierda equal-area projection de los datos de desimanación de la derecha (2)

Todo este proceso que he resumido en unas pocas líneas es bastante más complejo, y no se pueden calentar las cosas a lo loco: una vez calentada, se borra la información para siempre. Y se debe de tener cuidado en hacer el calentamiento, haciendo pasos poco a poco, ya que se puede borrar demasiado la información, o eliminar alguna componente que se vea en temperaturas bajas. Por eso se diseñan los experimentos antes de hacerlos, aunque sea algo tan simple como calentar un trozo de vasija.

Al final, este tipo de cosas se usa como forma de datación, en vez el manido carbono 14 (que presenta bastantes problemas), y es un bonito ejemplo de como la geofísica está muy relacionada con la arqueología al final.

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Fuentes y referencias:

*En este caso, sería una imanación termomagnética, ya que se adquiere por calentamiento. Las lavas de volcanes, o los basaltos de las dorsales oceánicas también tienen este tipo de imanación.

**No es la verdad, pero es una buena mentira. Hay otros tipos de temperatura en lo que sucede esto, según los minerales, como es la temperatura de Néel, pero mejor ir poco a poco.

***Se puede desimanar usando campos magnéticos alternos, pero eso resulta más complejo de entender y no se usa tanto en arqueomagnetismo.

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