martes 5 de marzo de 2024

Tecnología revela secretos del pasado

Tecnología revela secretos del pasado

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Avances y hallazgos que están transformando nuestra comprensión de la historia, acercándonos más al pasado humano, y revolucionando la ciencia y la arqueología.

 Créditos: MIT Technology Review, revista Science Advances, Portal CNN, Organización Mundial de la Salud (OMS), Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, Laboratorio de David Reich en Harvard, International Research and Review Journal on Advances in Quaternary Dating Techniques, Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage (DAACH)

Gracias al descubrimiento del colmillo de un macho mamut lanudo llamado “Elma” que vivió hace 14,000 años en Alaska, ahora conocemos un poco más sobre la estrecha relación que mantuvieron estos gigantes prehistóricos, con algunas de las primeras personas que cruzaron el estrecho de Bering, para luego establecerse en lo que hoy es Alaska.

Todo parece indicar que estos humanos instauraron sus campamentos de caza estacionales en el mismo lugar en donde se reunían mamuts lanudos como “Elma”, comprobando que convivieron; puesto que nuestros ancestros desarrollaron sus estrategias para acechar estos mamíferos, y así poder sobrevivir.

Análisis de isótopos: reconstrucción de un estilo de vida en la Prehistoria

Esta revelación, publicada recientemente por el portal CNN, no hubiera sido posible sin la novedosa combinación de tecnologías aplicadas a la investigación en Prehistoria; la cual se basa en basa en el análisis de restos arqueológicos, artefactos, huesos humanos y de animales, entre otros vestigios dejados por las sociedades antiguas.

Solo bastó con someter una muestra de un colmillo de mamut hallado en el sitio arqueológico de Swan Point en Alaska, a una nueva herramienta “de alta precisión y de vanguardia” para el análisis de isótopos. Esta se encarga de descomponer muestras para analizar isótopos de estroncio: rastros químicos que revelan detalles de la vida de un animal.

Suena un poco complejo de entender, pero lo relevante es la manera cómo los avances tecnológicos están permitieron que investigadores en los Estados Unidos y Canadá establezca nueva conexiones con nuestra Prehistoria.

Audrey Rowe, estudiante de doctorado de la Universidad de Alaska en Fairbanks, se encargó de analizar isótopos de estroncio, es decir, los rastros químicos que revelan detalles de la vida de un animal.

Explica que el estroncio es una forma de elemento químico estable, que se crea cuando un mineral llamado rubidio -un metal extremadamente reactivo- se descompone. Este proceso es lento, y puede llevar hasta 4 mil millones de años.

¿Qué tiene que ver el estroncio con el mamut lanudo?

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Karen Spaleta, subdirectora del Alaska Stable Isotope Facility, toma una muestra de un colmillo de mamut encontrado en Alaska. Crédito: JR Ancheta.

 

Todo parece indicar que las capas de los colmillos de los mamuts van acumulando estroncio, de acuerdo con sus hábitos alimenticios. En otras palabras, la alimentación de los mamuts dependía de la descomposición de las rocas aledañas que contienen minerales. Estos a su vez permiten que crezcan plantas, que luego son consumidas por estos mamíferos.

Ahora bien, estos nuevos “datos isotópicos” hallados en el colmillo de «Elma” se suman a otros obtenidos a partir de análisis de radiocarbono y ADN de otros mamuts jóvenes. Así crear una imagen más completa de la vida y comportamientos de estos mamuts, además de proporcionar más pistas de sobre la interacción entre humanos y animales prehistóricos.

En otras palabras, la aplicación de técnicas de análisis de isótopos estables en huesos y dientes de humanos y animales, proporciona información sobre la dieta, la movilidad y el medio ambiente en el que vivieron; lo que ayuda a reconstruir su estilo de vida prehistórico y patrones de migración.

Esta revelación es tan solo un ejemplo de cómo la combinación de herramientas tecnológicas, cada vez más proporciona ideas innovadoras y novedosas a la hora de comprender y descifrar la Prehistoria. Ahora, la comunidad científica avanza “con pasos de gigante” hacia la comprensión de la ciencia y la historia del pasado.

Estudio del ADN antiguo: descubrimientos a partir de lo que se considerada extinto

La capacidad de extraer y analizar el ADN antiguo a partir de restos humanos y de animales, es una realidad, y nos ha permitido reconstruir la evolución de muchas especies.

Antes, los científicos escudriñaban entre restos dientes antiguos, muchas veces con tan mala suerte, que no encontraban muestras “lo suficientemente bien conservadas” como para analizarlas.

Ahora, es posible “leer” ese ADN que se consideraba dañado, establecer cómo fueron los procesos de migraciones y mezclas de poblaciones humanas; e incluso, deducir cómo fue la domesticación de animales.

De acuerdo con MIT Technology Review, gracias a técnicas más económicas y nuevos métodos, “se pueden analizar trazas microscópicas de ADN encontradas en la tierra donde los neandertales orinaron, sin necesidad de dientes ni huesos.”

El análisis de ADN antiguo ha llevado nada más y nada menos que al descubrimiento de dos especies humanas extintas: Homo luzonensis y Denisovanos, y nos ha enseñado que nosotros, los humanos de hoy en día, llevamos una cantidad sustancial de ADN denisovano y neandertal.

Esto sumado a que gracias a este método, ya existe el genoma completo de 5,550 humanos antiguos, comparado con tan solo 5 en 2010.

Gracias al estudio de las muestras antiguas se han podido desentrañar misterios en la historia de la salud y las enfermedades, por ejemplo.

Hace un año, científicos identificaron una mutación que hacía que las personas tuvieran un 40% más de probabilidades de sobrevivir a la Peste Negra; en tanto ese mismo cambio genético es un factor de riesgo para problemas autoinmunes como la enfermedad de Crohn.

Estas revelaciones, sumadas a otros avances tecnológicos,  ya están reescribiendo la historia.

Datación por radiocarbono: determinar la edad a partir de polen fósil

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Se toma una pequeña sección de hueso como muestra para realizar una prueba de carbono-14. Crédito: Digit Scotland.

La datación por radiocarbono permite fechar con mayor precisión restos orgánicos, lo que nos brinda una cronología más precisa de eventos prehistóricos.

Es un método utilizado para determinar la edad de objetos orgánicos que contienen carbono, y se basa en la desintegración radiactiva del carbono-14: un isótopo radiactivo, presente en nuestra atmósfera.

Para llevar a cabo una datación por radiocarbono, primero se selecciona una muestra limpia del objeto orgánico. Luego se le extrae el carbono orgánico que será analizado; y este se convierte en gas dióxido de carbono (CO2). Finalmente se introduce en un instrumento llamado espectrómetro de masas, que calcula la proporción de Carbono-14, y por ende la edad del objeto.

Algunos desarrollos recientes en este campo,  incluyen mejoras en las técnicas de preparación de muestras; avances en la precisión de las mediciones radiocarbónicas y el desarrollo de métodos para la datación de muestras más pequeñas o más complejas.

La datación por radiocarbono de concentrados de polen fósil, por ejemplo,  tiene el potencial de reducir limitaciones para la selección de muestras en estudios, de acuerdo con un estudio publicado el año pasado por International Research and Review Journal on Advances in Quaternary Dating Techniques; y realizado por científicos del Centro de Investigación de Paleoclimatología de la Universidad Ritsumeikan, en Japón.

El reciente desarrollo de una tecnología para la preparación rápida de concentrados de polen fósil altamente purificado, utiliza un “clasificador celular” que permitirá utilizar polen como material para la datación con confianza.

Los modelos de edad establecidos por la datación por radiocarbono de granos de polen fósil extraídos de los sedimentos de Suigetsu, concuerdan muy bien con los de fósiles vegetales, e incluso mejoran la precisión.

Gracias a una tecnología como el clasificador celular implementado a la datación de radiocarbono, los concentrados de polen fósil, pueden proporcionar edades confiables y el método puede contribuir significativamente a las ciencia en el futuro.

Documentación digital 3D de instrumentos de medición históricos

El uso de tecnologías de escaneo láser y modelado 3D tienen el potencial de convertirse en un método de documentación indispensable en la arqueología.

Permiten recrear con precisión artefactos, estructuras y paisajes prehistóricos, para comprender mejor cómo interactuaban las sociedades con su entorno.

En un artículo publicado el año pasado por Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage (DAACH), científicos del Departamento de Ingeniería Geomática de la Universidad Técnica de Estambul utilizaron escáneres láser y los métodos fotogramétricos para  modelar instrumentos de medición históricos como el teodolito, el sextante y el grafómetro, utilizados en el siglo XVIII.

Estos artefacto son patrimonio cultural de la humanidad, y pueden sufrir diversos cambios en el transcurso de la historia. Es por esta razón que su documentación es de gran importancia para monitorear estos cambios y llevar a cabo trabajos de restauración de acuerdo con su estructura original.

Afortunadamente ahora existen modelos 3D de alta precisión para la digitalización y visualización detallada, no solo de estos artefactos, sino de objetos decorativos y rituales; detalles arquitectónicos, pinturas, murales, arte en piedra, grabados y hallazgos arqueológicos de toda índole.

Recientemente, la documentación digital 3D del patrimonio cultural con tecnologías actuales se ha convertido en un área de investigación interesante.

Fotogrametría digital

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Grafómetro. Crédito: Drouot.com

La fotogrametría digital ha encontrado una amplia influencia con el desarrollo de técnicas de procesamiento de imágenes.

A diferencia del escaneo láser, que requiere un sensor de alto costo, las imágenes en fotogrametría digital pueden capturarse fácilmente desde diferentes puntos de vista con cámaras digitales menos costosas. Además,  cubren continuamente la superficie del objeto y proporcionan tanto la geometría como su textura superficial.

Hoy en día, gracias a los grandes avances en algoritmos y visión por computadora, se pueden procesar una gran cantidad de imágenes con técnicas automáticas para producir nubes de puntos 3D coloreadas altamente densas y texturizadas.

Un ejemplo son instrumentos como el teodolito, el sextante y el grafómetro del siglo XVIII, que se encuentran en exhibición en el Museo de Instrumentos de Medición Históricos del Departamento de Ingeniería Geomática de la Universidad Técnica de Estambul. Estos fueron modelados mediante métodos de fotogrametría digital y escaneo láser.

La superficie brillante, la geometría compleja, los detalles de texto e imagen de los objetos plantean desafíos en la modelización 3D.

El objetivo: proporcionar un proceso confiable para archivar sin tocar estructuras históricas sensibles; crear una guía para estudios futuros, y contribuir a la literatura sobre la documentación de instrumentos de medición.

Gracias a avances en técnicas como el análisis de isótopos, estudio del ADN antiguo, datación por radiocarbono y documentación digital 3D, estamos obteniendo una visión más completa y detallada de cómo vivían y se relacionaban las sociedades antiguas. Estos avances están reescribiendo nuestra historia y abriendo nuevas perspectivas en la investigación arqueológica.

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