151 research outputs found
PACHAMAMA - 101062179 - HE-MSCA-PF-2021 : Career Development Plan
No full textName of supervisor: André Carlo Colones
Domesticación animal y primeras prácticas ganaderas en el noreste peninsular (5500-4500 cal BC) : integración de los análisis bioquímicos en arqueozoología / Vanessa Navarrete Belda ; Directores: Dra. Maria Saña, Dr. André Carlo Colonese
No full textDepartament responsable de la tesi: Departament de Prehistòria.En el presente trabajo de tesis doctoral se aborda la problemática de la dinámica del proceso de domesticación animal y las prácticas ganaderas iniciales en el extremo más occidental del área mediterránea a lo largo del intervalo temporal que abarca entre el 5.500-4.700 cal ANE. El objetivo principal de la tesis se aborda a partir del estudio de una muestra significativa de yacimientos neolíticos situados en el noreste de la Península Ibérica. Se ha evaluado con esta tesis doctoral los principales modelos explicativos planteados en torno a los orígenes del neolítico en la Península Ibérica, prestando especial atención a las hipótesis y explicaciones formuladas sobre el proceso de domesticación animal y practicas ganaderas iniciales. A partir de los nuevos datos aportados con el estudio de una muestra significativa de yacimientos neolíticos del área del noreste peninsular se ha analizado la información existente bajo el prisma de la tafonomía, demostrando la importancia de considerar no solo la composición de los conjuntos de restos de fauna, sino su grado de representatividad histórica. La contextualización de los nuevos datos obtenidos a nivel peninsular y europeo, con un énfasis especial en el área mediterránea, ha aportado documentos significativos sobre las implicaciones que tuvieron la adopción y cría de rebaños de las cuatro principales especies domésticas. Los análisis efectuados han permitido constatar la explotación polivalente de los diferentes tipos de producciones animales, la plena integración de los ciclos agrícola y ganaderos, la práctica de estrategias ganaderas tanto intensivas como extensivas y la existencia de explotaciones ganaderas permanentes en zonas elevadas del Pirineo durante el Neolítico Inicial, documentos todo ellos que obligan a replantear algunas de las asunciones que han guiado hasta la actualidad el debate sobre los orígenes del Neolítico. A nivel metodológico, el método seguido contempla como novedad de manera integrada los procesos analíticos desarrollados en el marco de la disciplina arqueológica, arqueotafonómica, arqueozoológica y biomolecular. Esta aproximación ha permitido documentar, caracterizar y evaluar los procesos de trabajo vinculados a la explotación y gestión de los animales domésticos durante el Neolítico Inicial. La integración de los análisis de isotopos estables ha supuesto una aportación significativa al estudio de la gestión ganadera, y ha permitido caracterizar las estrategias implementadas en la alimentación de los primeros animales domésticos. Los resultados ponen en evidencia la rápida adaptación de los animales domésticos a los ambientes peninsulares, documentándose la practica una estrategia ganadera plenamente consolidada caracterizada por la posibilidad de modelar la estructura demográfica de los rebaños, la productividad de las especies y las capacidades de adaptación alimentaria de los animales dependiendo de características fisiológicas y etológicas de cada especie. La interpretación de los resultados muestra que la adopción de las técnicas ganaderas no es un proceso lineal ni homogéneo a inicios del Neolítico en la Península Ibérica. La documentación de modalidades regionales pone en relieve la importancia y magnitud del estudio de la domesticación animal y practicas ganaderas iniciales en el marco del proceso de neolitización en esta área geográfica.In the present doctoral PhD thesis the problematic of the dynamics of the process of animal domestication and the initial husbandry practices in the most western part of the Mediterranean area throughout the temporal interval that covers between 5,500-4,700 cal ANE is addressed. The main objective of this research is approached from the study of a significant sample of Neolithic sites located in the northeast of the Iberian Peninsula. The main explanatory models proposed about the origins of the Neolithic in the Iberian Peninsula have been evaluated with this doctoral thesis, focusing on the hypotheses and explanations formulated about the process of animal domestication and initial livestock practices. Based on the new data provided by the study of a significant sample of Neolithic sites in the northeastern peninsular area, the existing information has been analyzed from a taphonomical perspective, pointing out the importance of considering not only the composition of the faunal remains, but also its degree of historical representativeness. The contextualisation of the new data obtained at peninsular and European level, with a special emphasis on the Mediterranean area, has provided significant documents of the implications of adoption and herding of the four main domestic species. The analyzes carried out have shown polyvalent exploitation of the different types of animal production, full integration of the agricultural and livestock cycles, practice of intensive and extensive livestock strategies and existence of permanent livestock farms in the high areas of the Pyrenees during the Early Neolithic. All these documents force us to rethink some of the assumptions that have guided the debate on the origins of agriculture and pastoralism. At a methodological level, it is to be note as a novelty that the method implemented integrated several analytical processes developed within the framework of archaeological, archaeo-taphonomical, archaeozoological and biomolecular disciplines. This approach has allowed to document, characterize and evaluate the work processes linked to the exploitation and management of domestic animals during the Early Neolithic period. The integration of stable isotope analysis has involved contributing in a significant manner to the study of livestock management, allowing to characterize the strategies implemented in the feeding of the first domestic animals. Results show the rapid adaptation of domestic animals to peninsular environments. Indeed, the practice of a fully consolidated livestock strategy characterized by the possibility of modeling the demographic structure of the herds, the productivity of the species and the food adaptation capacities of the animals depending on physiological and ethological characteristics of each species, has been documented. Therefore, results allow to interpret that the adoption of livestock techniques was a non-linear, non-homogenous process at the beginning of the Neolithic in the Iberian Peninsula. The documentation of regional modalities highlights the importance and magnitude of the study of animal domestication and initial livestock practices in the framework of the neolithization process in this geographical area
Integrating Coastal Marine Zooarchaeology And Conservation Biology In Tropical South America
No full textEl canvi climàtic en ràpida evolució i les pressions antropogèniques han remodelat significativament el nostre entorn, i han requerit una comprensió integral dels seus impactes a mitjà i llarg termini. Aquesta comprensió és crucial per formular estratègies efectives per a la conservació i restauració del medi ambient. L'Ecologia Històrica, reconeguda i cada cop més utilitzada en la recerca acadèmica, ofereix una valuosa eina per a aquesta finalitat. Més enllà dels capítols introductoris (Capítol 1) i finals (Capítol 8), aquesta tesi inclou sis capítols diferents que utilitzen diferents enfocaments, com ara la revisió sistemàtica de la literatura, la zooarqueologia, la tafonomia i mètrica òssia, els isòtops estables i la paleoproteòmica. La investigació pretén investigar els vincles entre la pesca, la tecnologia i els esdeveniments històrics sobre els recursos aquàtics des dels períodes precolonials fins a la història al Brasil. Els capítols 2 i 3 van utilitzar revisions de la literatura sobre restes de fauna publicades per investigar els canvis a llarg termini i a gran escala en la diversitat de mamífers i peixos al sud del Brasil en l'època precolonial. En particular, el capítol 2 presenta el ZooarchBR, la primera base de dades de fauna arqueològica al Brasil, que mostra aplicacions potencials per a l'arqueologia i la ciència de la conservació, mentre que el capítol 3 examina les espècies de peixos ossis i cartilaginosos, explorant els canvis en la seva diversitat i trets funcionals al llarg del temps. El capítol 4 examina les composicions de les captures de peixos precolonials i els artefactes de pesca relacionats de jaciments arqueològics que abasten els últims 6.000 anys a la badia de Babitonga, un estuari important a la costa sud. El capítol 5 contribueix a omplir el buit de les dades zooarqueològiques dels períodes colonials i postcolonials al Brasil. Les troballes revelen el paper crucial dels peixos i dels mamífers terrestres autòctons en el consum domèstic i els mitjans de vida econòmics durant la colonització europea del sud del Brasil. El capítol 6 utilitza mètriques d'otòlits i anàlisi d'isòtops estables per comprendre els entorns explotats, els processos de pesca i l'ecologia de les espècies objectiu a les pesqueries precolonials (de subsistència) i històriques (de subsistència i comercials) a la badia de Babitonga. El capítol també explora els possibles canvis en la longitud total del cos, associats a les pressions humanes sobre les comunitats de peixos. Subratllant el paper fonamental dels processos històrics en la comprensió dels reptes ambientals contemporanis, en particular la sobrepesca, la desfaunació i els impactes antropogènics sobre les espècies i els hàbitats costaners, aquesta tesi subratlla la necessitat de perspectives històriques en els debats de conservació. A més, el capítol 7 presenta un fullet educatiu dissenyat per familiaritzar els lectors amb la zooarqueologia dins de la comunitat més àmplia. Aquest fullet posa l'accent en la importància de preservar els jaciments arqueològics i subratlla les seves contribucions potencials a les discussions en curs sobre la conservació del medi ambient.El cambio climático en rápida evolución y las presiones antropogénicas han remodelado significativamente nuestro entorno, requiriendo una comprensión integral de sus impactos a mediano y largo plazo. Esta comprensión es crucial para formular estrategias efectivas en conservación y restauración ambiental. La Ecología Histórica, reconocida y cada vez más utilizada en la investigación académica, ofrece una herramienta valiosa para este propósito. Más allá de los capítulos introductorio (Capítulo 1) y conclusivo (Capítulo 8), esta tesis abarca seis capítulos distintos que emplean diversos enfoques, como revisiones sistemáticas de literatura, zooarqueología, tafonomía ósea y métricas, isótopos estables y paleoproteómica. La investigación tiene como objetivo indagar sobre las relaciones entre la pesca, la tecnología y eventos históricos en recursos acuáticos desde períodos precoloniales hasta históricos en Brasil.Los capítulos 2 y 3 emplean revisiones de literatura sobre restos de fauna publicados para investigar cambios a largo plazo y a gran escala en la diversidad de mamíferos y peces en el sur de Brasil en tiempos precoloniales. En particular, el Capítulo 2 presenta ZooarchBR, la primera base de datos de fauna arqueológica en Brasil, mostrando aplicaciones potenciales para la arqueología y la ciencia de la conservación. El Capítulo 3 examina especies de peces óseos y cartilaginosos, explorando cambios en su diversidad y rasgos funcionales a lo largo del tiempo.El Capítulo 4 examina composiciones de capturas de peces precoloniales y artefactos de pesca relacionados en sitios arqueológicos que abarcan los últimos 6000 años en la Bahía de Babitonga, un importante estuario en la costa sur. El Capítulo 5 contribuye a llenar el vacío en datos zooarqueológicos de los períodos colonial y postcolonial en Brasil. Los hallazgos revelan el papel crucial de peces y mamíferos terrestres nativos en el consumo doméstico y los medios de vida económicos durante la colonización europea del sur de Brasil.El Capítulo 6 emplea métricas de otolitos y análisis de isótopos estables para comprender los ambientes explotados, los procesos de pesca y la ecología de las especies objetivo en las pesquerías precoloniales (subsistencia) e históricas (subsistencia y comerciales) en la Bahía de Babitonga. El capítulo también explora posibles cambios en la longitud corporal total, asociados con las presiones humanas sobre las comunidades de peces.Al enfatizar el papel crucial de los procesos históricos para comprender los desafíos ambientales contemporáneos, especialmente la sobrepesca, la desfaunación y los impactos antropogénicos en especies y hábitats costeros, esta tesis subraya la necesidad de perspectivas históricas en los debates sobre conservación. Además, el Capítulo 7 presenta un folleto educativo diseñado para familiarizar a los lectores con la Zooarqueología en la comunidad en general. Este folleto enfatiza la importancia de preservar los sitios arqueológicos y destaca sus posibles contribuciones a las discusiones en curso sobre la conservación ambiental.Rapidly evolving climate change and anthropogenic pressures have significantly reshaped our environment, requiring a comprehensive understanding of their medium- and long-term impacts. This understanding is crucial in formulating effective strategies for environmental conservation and restoration. Historical Ecology, recognized and increasingly used in academic research, offers a valuable tool for this purpose. Beyond the introductory (Chapter 1) and concluding (Chapter 8) chapters, this thesis encompasses six distinct chapters employing diverse approaches, including systematic literature review, zooarchaeology, bone taphonomy and metrics, stable isotopes and palaeoproteomics. The research aims to investigate links between fishing, technology and historical events on aquatic resources from pre-colonial to historical periods in Brazil. Chapters 2 and 3 used literature reviews on published fauna remains to investigate long-term and large-scale changes in mammal and fish diversity in southern Brazil in pre-colonial time. In particular, Chapter 2 introduces the ZooarchBR, the first database of archaeological fauna in Brazil, showcasing potential applications for archaeology and conservation science, while Chapter 3 examines bony and cartilaginous fish species, exploring changes in their diversity and functional traits over time. Chapter 4 examines pre-colonial fish catch compositions and related fishing artefacts from archaeological sites spanning the past 6000 years in Babitonga Bay, an important estuary on the south coast. Chapter 5 contributes to filling the gap in zooarchaeological data from colonial and post-colonial periods in Brazil. The findings reveal the crucial role of fish and native terrestrial mammals in household consumption and economic livelihoods during the European colonisation of southern Brazil. Chapter 6 employs otolith metrics and stable isotope analysis to comprehend the exploited environments, fishing processes and ecology of target species in pre-colonial (subsistence) and historical (subsistence and commercial) fisheries in Babitonga Bay. The chapter also explores potential changes in total body length, associated with human pressures on fish communities. Emphasising the pivotal role of historical processes in understanding contemporary environmental challenges, notably overfishing, defaunation, and anthropogenic impacts on coastal species and habitats, this thesis underscores the need for historical perspectives in conservation debates. In addition, Chapter 7 introduces an educational booklet designed to familiarise readers with Zooarchaeology within the broader community. This booklet emphasises the significance of preserving archaeological sites and underscores their potential contributions to ongoing discussions about environmental conservation
Integrating Coastal Marine Zooarchaeology And Conservation Biology In Tropical South America
No full textEl canvi climàtic en ràpida evolució i les pressions antropogèniques han remodelat significativament el nostre entorn, i han requerit una comprensió integral dels seus impactes a mitjà i llarg termini. Aquesta comprensió és crucial per formular estratègies efectives per a la conservació i restauració del medi ambient. L'Ecologia Històrica, reconeguda i cada cop més utilitzada en la recerca acadèmica, ofereix una valuosa eina per a aquesta finalitat. Més enllà dels capítols introductoris (Capítol 1) i finals (Capítol 8), aquesta tesi inclou sis capítols diferents que utilitzen diferents enfocaments, com ara la revisió sistemàtica de la literatura, la zooarqueologia, la tafonomia i mètrica òssia, els isòtops estables i la paleoproteòmica. La investigació pretén investigar els vincles entre la pesca, la tecnologia i els esdeveniments històrics sobre els recursos aquàtics des dels períodes precolonials fins a la història al Brasil. Els capítols 2 i 3 van utilitzar revisions de la literatura sobre restes de fauna publicades per investigar els canvis a llarg termini i a gran escala en la diversitat de mamífers i peixos al sud del Brasil en l'època precolonial. En particular, el capítol 2 presenta el ZooarchBR, la primera base de dades de fauna arqueològica al Brasil, que mostra aplicacions potencials per a l'arqueologia i la ciència de la conservació, mentre que el capítol 3 examina les espècies de peixos ossis i cartilaginosos, explorant els canvis en la seva diversitat i trets funcionals al llarg del temps. El capítol 4 examina les composicions de les captures de peixos precolonials i els artefactes de pesca relacionats de jaciments arqueològics que abasten els últims 6.000 anys a la badia de Babitonga, un estuari important a la costa sud. El capítol 5 contribueix a omplir el buit de les dades zooarqueològiques dels períodes colonials i postcolonials al Brasil. Les troballes revelen el paper crucial dels peixos i dels mamífers terrestres autòctons en el consum domèstic i els mitjans de vida econòmics durant la colonització europea del sud del Brasil. El capítol 6 utilitza mètriques d'otòlits i anàlisi d'isòtops estables per comprendre els entorns explotats, els processos de pesca i l'ecologia de les espècies objectiu a les pesqueries precolonials (de subsistència) i històriques (de subsistència i comercials) a la badia de Babitonga. El capítol també explora els possibles canvis en la longitud total del cos, associats a les pressions humanes sobre les comunitats de peixos. Subratllant el paper fonamental dels processos històrics en la comprensió dels reptes ambientals contemporanis, en particular la sobrepesca, la desfaunació i els impactes antropogènics sobre les espècies i els hàbitats costaners, aquesta tesi subratlla la necessitat de perspectives històriques en els debats de conservació. A més, el capítol 7 presenta un fullet educatiu dissenyat per familiaritzar els lectors amb la zooarqueologia dins de la comunitat més àmplia. Aquest fullet posa l'accent en la importància de preservar els jaciments arqueològics i subratlla les seves contribucions potencials a les discussions en curs sobre la conservació del medi ambient.El cambio climático en rápida evolución y las presiones antropogénicas han remodelado significativamente nuestro entorno, requiriendo una comprensión integral de sus impactos a mediano y largo plazo. Esta comprensión es crucial para formular estrategias efectivas en conservación y restauración ambiental. La Ecología Histórica, reconocida y cada vez más utilizada en la investigación académica, ofrece una herramienta valiosa para este propósito. Más allá de los capítulos introductorio (Capítulo 1) y conclusivo (Capítulo 8), esta tesis abarca seis capítulos distintos que emplean diversos enfoques, como revisiones sistemáticas de literatura, zooarqueología, tafonomía ósea y métricas, isótopos estables y paleoproteómica. La investigación tiene como objetivo indagar sobre las relaciones entre la pesca, la tecnología y eventos históricos en recursos acuáticos desde períodos precoloniales hasta históricos en Brasil.Los capítulos 2 y 3 emplean revisiones de literatura sobre restos de fauna publicados para investigar cambios a largo plazo y a gran escala en la diversidad de mamíferos y peces en el sur de Brasil en tiempos precoloniales. En particular, el Capítulo 2 presenta ZooarchBR, la primera base de datos de fauna arqueológica en Brasil, mostrando aplicaciones potenciales para la arqueología y la ciencia de la conservación. El Capítulo 3 examina especies de peces óseos y cartilaginosos, explorando cambios en su diversidad y rasgos funcionales a lo largo del tiempo.El Capítulo 4 examina composiciones de capturas de peces precoloniales y artefactos de pesca relacionados en sitios arqueológicos que abarcan los últimos 6000 años en la Bahía de Babitonga, un importante estuario en la costa sur. El Capítulo 5 contribuye a llenar el vacío en datos zooarqueológicos de los períodos colonial y postcolonial en Brasil. Los hallazgos revelan el papel crucial de peces y mamíferos terrestres nativos en el consumo doméstico y los medios de vida económicos durante la colonización europea del sur de Brasil.El Capítulo 6 emplea métricas de otolitos y análisis de isótopos estables para comprender los ambientes explotados, los procesos de pesca y la ecología de las especies objetivo en las pesquerías precoloniales (subsistencia) e históricas (subsistencia y comerciales) en la Bahía de Babitonga. El capítulo también explora posibles cambios en la longitud corporal total, asociados con las presiones humanas sobre las comunidades de peces.Al enfatizar el papel crucial de los procesos históricos para comprender los desafíos ambientales contemporáneos, especialmente la sobrepesca, la desfaunación y los impactos antropogénicos en especies y hábitats costeros, esta tesis subraya la necesidad de perspectivas históricas en los debates sobre conservación. Además, el Capítulo 7 presenta un folleto educativo diseñado para familiarizar a los lectores con la Zooarqueología en la comunidad en general. Este folleto enfatiza la importancia de preservar los sitios arqueológicos y destaca sus posibles contribuciones a las discusiones en curso sobre la conservación ambiental.Rapidly evolving climate change and anthropogenic pressures have significantly reshaped our environment, requiring a comprehensive understanding of their medium- and long-term impacts. This understanding is crucial in formulating effective strategies for environmental conservation and restoration. Historical Ecology, recognized and increasingly used in academic research, offers a valuable tool for this purpose. Beyond the introductory (Chapter 1) and concluding (Chapter 8) chapters, this thesis encompasses six distinct chapters employing diverse approaches, including systematic literature review, zooarchaeology, bone taphonomy and metrics, stable isotopes and palaeoproteomics. The research aims to investigate links between fishing, technology and historical events on aquatic resources from pre-colonial to historical periods in Brazil. Chapters 2 and 3 used literature reviews on published fauna remains to investigate long-term and large-scale changes in mammal and fish diversity in southern Brazil in pre-colonial time. In particular, Chapter 2 introduces the ZooarchBR, the first database of archaeological fauna in Brazil, showcasing potential applications for archaeology and conservation science, while Chapter 3 examines bony and cartilaginous fish species, exploring changes in their diversity and functional traits over time. Chapter 4 examines pre-colonial fish catch compositions and related fishing artefacts from archaeological sites spanning the past 6000 years in Babitonga Bay, an important estuary on the south coast. Chapter 5 contributes to filling the gap in zooarchaeological data from colonial and post-colonial periods in Brazil. The findings reveal the crucial role of fish and native terrestrial mammals in household consumption and economic livelihoods during the European colonisation of southern Brazil. Chapter 6 employs otolith metrics and stable isotope analysis to comprehend the exploited environments, fishing processes and ecology of target species in pre-colonial (subsistence) and historical (subsistence and commercial) fisheries in Babitonga Bay. The chapter also explores potential changes in total body length, associated with human pressures on fish communities. Emphasising the pivotal role of historical processes in understanding contemporary environmental challenges, notably overfishing, defaunation, and anthropogenic impacts on coastal species and habitats, this thesis underscores the need for historical perspectives in conservation debates. In addition, Chapter 7 introduces an educational booklet designed to familiarise readers with Zooarchaeology within the broader community. This booklet emphasises the significance of preserving archaeological sites and underscores their potential contributions to ongoing discussions about environmental conservation.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental
Spatial Distribution of North African Dust and Black Carbon Aerosols Across the Tropical Atlantic
No full textL'oceà Atlàntic troìcal rep grans aportacions de Carboni Negre (BC) i pols mineral associades a incendis forestals massius que tenen lloc durant l'estació seca de les sabanes tropicals i a les regions del Sàhara i el Sahel, respectivament. Les partícules atmosfèriques són transportades cap a l'Atlàntic a través dels vents alisis. La distribució estacional i espacial dels incendis africans i de la pols està relacionada amb la migració anual de la Zona de Convergència Intertropical (ZCIT). A l'hivern, quan la ZCIT es troba en la seva posició meridional, els incendis es situen al nord de l'equador. Tanmateix, quan la ZCIT es troba en la seva posició septentrional durant l'estiu, els incendis es situen al sud de l'equador. El carboni negre (BC) present en els aerosols atmosfèrics de l'oceà Atlàntic equatorial té el seu origen en la combustió incompleta de matèria orgànica durant els incendis forestals. Una manera de determinar la quantitat de BC en una mostra és analitzar els àcids benzènics policarboxílics (BPCAs). Aquesta metodologia transforma la fracció de compostos policondensats aromàtics del BC en anells de benzè que contenen entre tres i sis grups carboxílics. Així, els BPCA representen una estimació de la fracció policondensada aromàtica del BC. La pols mineral, un component significatiu del sistema climàtic terrestre, requereix una investigació detallada per comprendre el seu impacte en els processos climàtics. Aquest estudi utilitza un enfocament multiproxy comprensiu, que empra isòtops de Sr-Nd-Pb per identificar les fonts de la pols mineral procedent del nord d'Àfrica, una regió que contribueix aproximadament al 55% de la càrrega anual global de pols. La nostra recerca no només se centra en identificar la procedència, sinó que també explora la relació entre els processos climàtics a les àrees d'origen i les propietats dels aerosols en localitzacions remotes. Mitjançant una anàlisi detallada de la composició geoquímica dependent de la mida de les partícules, identifiquem l'origen i els patrons de transport. La diferenciació segons la mida de les partícules aporta informació rellevant sobre la dinàmica de la dispersió de la pols, revelant variacions en el comportament de la pols depenent de la mida. De manera notable, observem trajectòries diferenciades per a la massa dels elements, il·lustrant la complexa interacció entre Nd, Sr i Pb. Aquest estudi multiproxy va utilitzar mostres recollides durant tres campanyes oceanogràfiques realitzades el 2020, 2021 i 2022, abastant el final de l'hivern i períodes complets de primavera. L'aspecte interanual ens permet capturar variacions, millorant la comprensió de les dinàmiques d'emissió i transport de pols mineral i carboni negre.El océano Atlántico tropical recibe grandes aportes de Carbono Negro (BC) y polvo mineral asociados a incendios forestales masivos que ocurren durante la estación seca de las sabanas tropicales y a las regiones del Sáhara y el Sahel, respectivamente. Las partículas atmosféricas son transportadas hacia el Atlántico a través de los vientos alisios. La distribución estacional y espacial de los incendios africanos y del polvo está relacionada con la migración anual de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). En invierno, cuando la ZCIT se encuentra en su posición meridional, los incendios se sitúan al norte del ecuador. Sin embargo, cuando la ZCIT se encuentra en su posición septentrional durante el verano, los incendios se sitúan al sur del ecuador. El carbono negro (BC) presente en los aerosoles atmosféricos del océano Atlántico ecuatorial tiene su origen en la combustión incompleta de materia orgánica durante los incendios forestales. Una forma de determinar la cantidad de BC en una muestra es analizar los ácidos bencénicos policarboxílicos (BPCAs). Esta metodología transforma la fracción de compuestos policondensados aromáticos del BC en anillos de benceno que contienen entre tres y seis grupos carboxílicos. Así, los BPCA representan una estimación de la fracción policondensada aromática del BC. El polvo mineral, un componente significativo del sistema climático terrestre, requiere una investigación detallada para comprender su impacto en los procesos climáticos. Este estudio utiliza un enfoque multiproxy comprensivo, que emplea isótopos de Sr-Nd-Pb para identificar las fuentes del polvo mineral procedente del norte de África, una región que contribuye aproximadamente al 55% de la carga anual global de polvo. Nuestra investigación no solo se centra en identificar la procedencia, sino que también explora la relación entre los procesos climáticos en las áreas de origen y las propiedades de los aerosoles en localizaciones remotas. A través de un análisis detallado de la composición geoquímica dependiente del tamaño de las partículas, identificamos el origen y los patrones de transporte. La diferenciación según el tamaño de las partículas aporta información relevante sobre la dinámica de la dispersión del polvo, revelando variaciones en el comportamiento del polvo dependiendo del tamaño. De manera notable, observamos trayectorias diferenciadas para la masa de los elementos, ilustrando la compleja interacción entre Nd, Sr y Pb. Este estudio multiproxy utilizó muestras recogidas durante tres campañas oceanográficas realizadas en 2020, 2021 y 2022, abarcando el final del invierno y períodos completos de primavera. El aspecto interanual nos permite capturar variaciones, mejorando la comprensión de las dinámicas de emisión y transporte de polvo mineral y carbono negro.The Tropical Atlantic Ocean receives large inputs of Black Carbon (BC) and dust associated to massive wildfires that take place during the dry season of the tropical savannas and to the Sahara and Sahel region respectively. The airborne particles are carried to the Atlantic through the trade winds. The stational and special distribution of African wildfires and dust is related to annual migration of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). In winter, when the ITCZ is in its southern position the fires are situated north of the equator. However, when the ITCZ is situated in its northern position during summer, the fires are situated south of the equator. Black carbon (BC) in atmospheric aerosols of the equatorial Atlantic Ocean has its origin in the incomplete combustion of organic matter during wildfires. One way to determine the amount of BC in a sample is to analyze the benzene polycarboxylic acids (BPCAs). This methodology transforms the condensed polyaromatic aromatics fraction of BC to benzene rings which contains from three to six carboxylic groups. Therefore, BPCA represents an estimation of the condensed polyaromatic fraction of BC Mineral dust, a significant constituent of the Earth's climate system, warrants detailed investigation to comprehend its impact on climate processes. This study employs a comprehensive multiproxy approach, utilizing Sr-Nd-Pb isotopes, to discern the sources of mineral dust originating from North Africa, a region contributing approximately 55% of the global annual dust load. Our research not only focuses on identifying provenance but also explores the relationship between climate processes in source areas and aerosol properties at remote locations. Through a detailed analysis of particle size-dependent geochemical composition, this thesis uncover the origin and transport patterns. Differentiation based on particle size uncovers compelling insights into the dynamics of dust dispersion, revealing size-dependent variations in dust behavior. Notably, distinctive pathways for the mass of elements, elucidating the complex interplay between Nd, Sr, and Pb were observed. This multiproxy study used samples collected during three oceanographic campaigns conducted in 2020, 2021, and 2022, spanning late winter and entire spring periods. The interannual aspect allows us to capture variations, enhancing our understanding of dust and black carbon emission and transport dynamics
Identification of black carbon contributions in oceanic sediments using benzene polycarboxylic acid markers
No full textEl carboni negre (BC) abasta una àmplia gamma de materials orgànics derivats de la combustió que són químicament i estructuralment heterogenis. Constitueix una fracció significativa de la matèria orgànica acumulada als sediments marins, actuant com el principal reservori de BC en entorns oceànics i, per tant, jugant un paper essencial en el cicle global del carboni. Tanmateix, entendre l'origen i el destí del BC sedimentari continua sent un repte. Sorgeixen inconsistències al comparar diferents metodologies de quantificació del BC, donat que cada tècnica es dirigeix a una fracció específica del BC. En els últims anys, el mètode d'Àcids Policarboxílics de Benzè (BPCAs) ha guanyat acceptació no només per la seva capacitat per quantificar la fracció aromàtica policondensada associada amb materials de BC, sinó també per proporcionar informació estructural sobre aquesta fracció recalcitrant de la matèria orgànica. Tot i que aquests marcadors s'han aplicat per quantificar i caracteritzar les entrades de carboni pirogènic (PyC) en diferents matrius ambientals, la seva efectivitat en sediments marins profunds no ha estat estudiada a fons. El principal objectiu d'aquesta tesi doctoral és avaluar l'aplicabilitat dels BPCAs com a un enfocament innovador per investigar els canvis en el destí del PyC sedimentari en sediments marins profunds i establir les bases per a futures interpretacions del PyC en paleo-registres. Per aconseguir aquest objectiu, primerament vam adaptar i validar els mètodes analítics de BPCAs disponibles per permetre una caracterització quantitativa fiable del BC en sediments marins profunds amb un contingut molt baix de BC, emprant l’assistència de microones per a la generació de BPCAs. La metodologia validada va produir valors reproduïbles per als compostos B6CA i B5CA. Aquesta metodologia es va utilitzar posteriorment per investigar l'ocurrència i distribució del BC en sediments marins profunds a escala mundial, amb un enfocament específic a l'Oceà Atlàntic tropical. A més, la integració de mesures de BPCAs amb les seves signatures isotòpiques de carboni podria ajudar a mitigar la possible sobreestimació del contingut de PyC, ja que té en compte la presència de BPCAs originats a partir de fonts no pirogèniques. Aquesta tesi informa sobre la presència ubiqua de BPCAs en sediments pelàgics, amb quantitats més altes observades en regions de surgència. Un dels principals descobriments en mesurar BPCAs a escala global va ser la mínima distància isotòpica observada entre el B6CA (δ13C-B6CA) i el carboni orgànic total (δ13C TOC) en la majoria de mostres. Això suggereix un component predominant d’origen marí/diagenètic en el BC sedimentari. Remarcablement, es van observar grans distàncies isotòpiques entre el TOC i el BC en moltes ubicacions tropicals, amb valors isotòpicament més pesats per a la component de BC. En conseqüència, el PyC originat en biomes dominats per vegetació C4 representa una contribució significativa al BC sedimentari entre 30 °S i 30 °N als oceans del món. Una avaluació addicional dels sediments a l'Oceà Atlàntic tropical va revelar una banda latitudinal entre 4 – 11 ºN caracteritzada per una acumulació significativa tant de materials terrestres d’origen pirogènic (BPCAs i levoglucosà) com no pirogènics (n-alcans de cadena llarga). Els càlculs de balanç de massa isotòpica van indicar que les contribucions pirogèniques van representar del 30 al 50% del TOC sedimentari dins d'aquesta banda latitudinal. A més, el balanç de massa isotòpica va demostrar la uniformitat en la composició dels materials pirogènics acumulats arreu de l'Oceà Atlàntic tropical, amb una relació calculada d'OC-BPCAPyr a TOCPyr de 0.083.El carbono negro (BC) abarca una amplia gama de materiales orgánicos derivados de la combustión que son química y estructuralmente heterogéneos. Constituye una fracción significativa de la materia orgánica acumulada en los sedimentos marinos, actuando como el principal reservorio de BC en entornos oceánicos y, por lo tanto, desempeñando un papel esencial en el ciclo global del carbono. Sin embargo, entender el origen y el destino del BC sedimentario sigue siendo un desafío. Surgen inconsistencias al comparar diferentes metodologías para la cuantificación del BC, ya que cada técnica se dirige a una fracción específica de este. En los últimos años, el método de Ácidos Policarboxílicos de Benceno (BPCAs) ha ganado aceptación no solo por su capacidad para cuantificar la fracción aromática policondensada asociada con materiales de BC, sino también por proporcionar información estructural sobre esta fracción recalcitrante de la materia orgánica. A pesar de que estos marcadores se han aplicado para cuantificar y caracterizar las entradas de carbono pirogénico (PyC) en diferentes matrices ambientales, su efectividad en sedimentos marinos profundos no ha sido probada a fondo. El principal objetivo de esta tesis doctoral es evaluar la aplicabilidad de los BPCAs como un enfoque innovador para investigar los cambios en el destino del PyC sedimentario en sedimentos marinos profundos y establecer las bases para futuras interpretaciones del PyC en paleo-registros. Para lograr este objetivo, primero adaptamos y validamos los métodos analíticos de BPCAs disponibles para permitir una caracterización cuantitativa confiable del BC en sedimentos marinos profundos con un contenido muy bajo de BC, implementando la asistencia de microondas para la generación de BPCAs. La metodología validada produjo valores reproducibles para los compuestos B6CA y B5CA. Esta metodología se utilizó posteriormente para investigar la ocurrencia y distribución del BC en sedimentos profundos a nivel mundial, con un enfoque específico en el Océano Atlántico tropical. Además, la integración de medidas de BPCAs con sus firmas isotópicas de carbono podría ayudar a mitigar la posible sobreestimación del contenido de PyC, ya que tiene en cuenta la presencia de BPCAs originados a partir de fuentes no pirogénicas. Esta tesis informa sobre la presencia ubicua de BPCAs en sedimentos pelágicos, con cantidades más altas observadas en regiones de surgencia. Uno de los principales hallazgos al medir BPCAs a escala global fue la mínima distancia isotópica observada entre B6CA (δ13C-B6CA) y carbono orgánico total (δ13C TOC) en la mayoría de las muestras. Esto sugiere un componente marino/diagenético predominante en el BC sedimentario. Remarcablemente, se observaron grandes distancias isotópicas entre el TOC y BC en muchas ubicaciones tropicales, con valores isotópicamente más pesados para el componente de BC. En consecuencia, el PyC originado en biomas dominados por vegetación C4 representa una contribución significativa al BC sedimentario de entre 30 °S y 30 °N en los océanos del mundo. Una evaluación adicional de los sedimentos en el Océano Atlántico tropical reveló una banda latitudinal entre 4 – 11 ºN caracterizada por una acumulación significativa tanto de materiales terrestres pirogénicos (BPCAs y levoglucosano) como no pirogénicos (n-alcanos de cadena larga). Los cálculos de balance de masa isotópica indicaron que las contribuciones pirogénicas representaron del 30 al 50% del TOC sedimentario dentro de esta banda latitudinal. Además, el balance de masa isotópica demostró la uniformidad en la composición de los materiales pirogénicos acumulados en todo el Océano Atlántico tropical, con una relación calculada de OC-BPCAPyr a TOCPyr de 0.083.Black carbon (BC) encompasses a wide range of combustion-derived organic materials that are chemically and structurally heterogeneous. It constitutes a significant fraction of the organic matter accumulated in marine sediments, acting as the primary BC reservoir in oceanic environments and therefore, playing an essential role in the global carbon cycle. However, understanding the origin and fate of sedimentary BC remains challenging. Inconsistencies arise when comparing different methodologies for BC quantification, as each technique targets a specific BC fraction. In recent years, the Benzene Polycarboxylic Acids (BPCAs) method has gained acceptance not only for its ability to quantify the polycondensed aromatic fraction associated with BC materials but also for providing structural insights of this recalcitrant fraction of the organic matter. Despite these markers have been applied to quantify and characterize pyrogenic carbon (PyC) inputs in different environmental matrices, their effectiveness in deep-sea sediments has not been thoroughly tested.
The main aim of this doctoral thesis is to evaluate the applicability of BPCAs as an innovative approach for investigating changes in the fate of sedimentary PyC in deep-sea sediments and establishing the basis for future PyC interpretations in paleorecords. To achieve this objective, we first adapted and validated available BPCA analytical methods to allow reliable quantitative characterization of BC in deep-sea sediments with very low BC content, implementing microwave assistance for BPCAs generation. The validated methodology yielded reproducible values for the B6CA and B5CA compounds. The adapted methodology was subsequently utilized to investigate the occurrence and distribution of BC in deep-sea sediments globally, with a specific focus on the tropical Atlantic Ocean. Furthermore, integrating BPCA measurements with their isotopic carbon signatures could help alleviate potential overestimation of the PyC content, as it accounts for the presence of BPCAs originating from non-pyrogenic sources.
This thesis reports the ubiquitous presence of BPCAs in pelagic sediments, with higher amounts observed in upwelling regions. One of the key findings from measuring BPCAs on a global scale was the minimal isotopic distance observed between B6CA (δ13C B6CA) and Toal Organic Carbon (δ13C TOC) in the majority of samples. This suggests a predominant marine/diagenetic component in sedimentary BC. Remarkably, large isotopic distances between the TOC and BC were observed in many tropical locations, with isotopically heavier values for the BC component. Accordingly, PyC originating from C4-dominated biomes represented a significant contribution to the sedimentary BC between 30 ºS - 30 ºN across the world oceans. Further assessment of sediments in the Tropical Atlantic Ocean revealed a distinct latitudinal band between 4-11ºN characterized by significant accumulation of both pyrogenic (BPCAs and levoglucosan) and non-pyrogenic (long-chain n-alkanes) terrestrially derived materials. Isotopic mass balance calculations indicated that pyrogenic contributions accounted for 30-50% of the sedimentary TOC within this latitudinal band. Furthermore, the isotopic mass balance demonstrated the uniformity in the composition of pyrogenic materials accumulated across the tropical Atlantic Ocean, with a calculated ratio of OC-BPCAPyr to TOCPyr of 0.083.
In conclusion, this thesis provides insights into the applicability of BPCAs as quantitative markers for PyC residues in the world oceans, enhancing our understanding of their geographic coverage in the tropical Atlantic Ocean, and identifying as well as resolving interferences from marine components.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental
Identification of black carbon contributions in oceanic sediments using benzene polycarboxylic acid markers
No full textEl carboni negre (BC) abasta una àmplia gamma de materials orgànics derivats de la combustió que són químicament i estructuralment heterogenis. Constitueix una fracció significativa de la matèria orgànica acumulada als sediments marins, actuant com el principal reservori de BC en entorns oceànics i, per tant, jugant un paper essencial en el cicle global del carboni. Tanmateix, entendre l'origen i el destí del BC sedimentari continua sent un repte. Sorgeixen inconsistències al comparar diferents metodologies de quantificació del BC, donat que cada tècnica es dirigeix a una fracció específica del BC. En els últims anys, el mètode d'Àcids Policarboxílics de Benzè (BPCAs) ha guanyat acceptació no només per la seva capacitat per quantificar la fracció aromàtica policondensada associada amb materials de BC, sinó també per proporcionar informació estructural sobre aquesta fracció recalcitrant de la matèria orgànica. Tot i que aquests marcadors s'han aplicat per quantificar i caracteritzar les entrades de carboni pirogènic (PyC) en diferents matrius ambientals, la seva efectivitat en sediments marins profunds no ha estat estudiada a fons. El principal objectiu d'aquesta tesi doctoral és avaluar l'aplicabilitat dels BPCAs com a un enfocament innovador per investigar els canvis en el destí del PyC sedimentari en sediments marins profunds i establir les bases per a futures interpretacions del PyC en paleo-registres. Per aconseguir aquest objectiu, primerament vam adaptar i validar els mètodes analítics de BPCAs disponibles per permetre una caracterització quantitativa fiable del BC en sediments marins profunds amb un contingut molt baix de BC, emprant l'assistència de microones per a la generació de BPCAs. La metodologia validada va produir valors reproduïbles per als compostos B6CA i B5CA. Aquesta metodologia es va utilitzar posteriorment per investigar l'ocurrència i distribució del BC en sediments marins profunds a escala mundial, amb un enfocament específic a l'Oceà Atlàntic tropical. A més, la integració de mesures de BPCAs amb les seves signatures isotòpiques de carboni podria ajudar a mitigar la possible sobreestimació del contingut de PyC, ja que té en compte la presència de BPCAs originats a partir de fonts no pirogèniques. Aquesta tesi informa sobre la presència ubiqua de BPCAs en sediments pelàgics, amb quantitats més altes observades en regions de surgència. Un dels principals descobriments en mesurar BPCAs a escala global va ser la mínima distància isotòpica observada entre el B6CA (δ13C-B6CA) i el carboni orgànic total (δ13C TOC) en la majoria de mostres. Això suggereix un component predominant d'origen marí/diagenètic en el BC sedimentari. Remarcablement, es van observar grans distàncies isotòpiques entre el TOC i el BC en moltes ubicacions tropicals, amb valors isotòpicament més pesats per a la component de BC. En conseqüència, el PyC originat en biomes dominats per vegetació C4 representa una contribució significativa al BC sedimentari entre 30 °S i 30 °N als oceans del món. Una avaluació addicional dels sediments a l'Oceà Atlàntic tropical va revelar una banda latitudinal entre 4 - 11 ºN caracteritzada per una acumulació significativa tant de materials terrestres d'origen pirogènic (BPCAs i levoglucosà) com no pirogènics (n-alcans de cadena llarga). Els càlculs de balanç de massa isotòpica van indicar que les contribucions pirogèniques van representar del 30 al 50% del TOC sedimentari dins d'aquesta banda latitudinal. A més, el balanç de massa isotòpica va demostrar la uniformitat en la composició dels materials pirogènics acumulats arreu de l'Oceà Atlàntic tropical, amb una relació calculada d'OC-BPCAPyr a TOCPyr de 0.083.El carbono negro (BC) abarca una amplia gama de materiales orgánicos derivados de la combustión que son química y estructuralmente heterogéneos. Constituye una fracción significativa de la materia orgánica acumulada en los sedimentos marinos, actuando como el principal reservorio de BC en entornos oceánicos y, por lo tanto, desempeñando un papel esencial en el ciclo global del carbono. Sin embargo, entender el origen y el destino del BC sedimentario sigue siendo un desafío. Surgen inconsistencias al comparar diferentes metodologías para la cuantificación del BC, ya que cada técnica se dirige a una fracción específica de este. En los últimos años, el método de Ácidos Policarboxílicos de Benceno (BPCAs) ha ganado aceptación no solo por su capacidad para cuantificar la fracción aromática policondensada asociada con materiales de BC, sino también por proporcionar información estructural sobre esta fracción recalcitrante de la materia orgánica. A pesar de que estos marcadores se han aplicado para cuantificar y caracterizar las entradas de carbono pirogénico (PyC) en diferentes matrices ambientales, su efectividad en sedimentos marinos profundos no ha sido probada a fondo. El principal objetivo de esta tesis doctoral es evaluar la aplicabilidad de los BPCAs como un enfoque innovador para investigar los cambios en el destino del PyC sedimentario en sedimentos marinos profundos y establecer las bases para futuras interpretaciones del PyC en paleo-registros. Para lograr este objetivo, primero adaptamos y validamos los métodos analíticos de BPCAs disponibles para permitir una caracterización cuantitativa confiable del BC en sedimentos marinos profundos con un contenido muy bajo de BC, implementando la asistencia de microondas para la generación de BPCAs. La metodología validada produjo valores reproducibles para los compuestos B6CA y B5CA. Esta metodología se utilizó posteriormente para investigar la ocurrencia y distribución del BC en sedimentos profundos a nivel mundial, con un enfoque específico en el Océano Atlántico tropical. Además, la integración de medidas de BPCAs con sus firmas isotópicas de carbono podría ayudar a mitigar la posible sobreestimación del contenido de PyC, ya que tiene en cuenta la presencia de BPCAs originados a partir de fuentes no pirogénicas. Esta tesis informa sobre la presencia ubicua de BPCAs en sedimentos pelágicos, con cantidades más altas observadas en regiones de surgencia. Uno de los principales hallazgos al medir BPCAs a escala global fue la mínima distancia isotópica observada entre B6CA (δ13C-B6CA) y carbono orgánico total (δ13C TOC) en la mayoría de las muestras. Esto sugiere un componente marino/diagenético predominante en el BC sedimentario. Remarcablemente, se observaron grandes distancias isotópicas entre el TOC y BC en muchas ubicaciones tropicales, con valores isotópicamente más pesados para el componente de BC. En consecuencia, el PyC originado en biomas dominados por vegetación C4 representa una contribución significativa al BC sedimentario de entre 30 °S y 30 °N en los océanos del mundo. Una evaluación adicional de los sedimentos en el Océano Atlántico tropical reveló una banda latitudinal entre 4 - 11 ºN caracterizada por una acumulación significativa tanto de materiales terrestres pirogénicos (BPCAs y levoglucosano) como no pirogénicos (n-alcanos de cadena larga). Los cálculos de balance de masa isotópica indicaron que las contribuciones pirogénicas representaron del 30 al 50% del TOC sedimentario dentro de esta banda latitudinal. Además, el balance de masa isotópica demostró la uniformidad en la composición de los materiales pirogénicos acumulados en todo el Océano Atlántico tropical, con una relación calculada de OC-BPCAPyr a TOCPyr de 0.083.Black carbon (BC) encompasses a wide range of combustion-derived organic materials that are chemically and structurally heterogeneous. It constitutes a significant fraction of the organic matter accumulated in marine sediments, acting as the primary BC reservoir in oceanic environments and therefore, playing an essential role in the global carbon cycle. However, understanding the origin and fate of sedimentary BC remains challenging. Inconsistencies arise when comparing different methodologies for BC quantification, as each technique targets a specific BC fraction. In recent years, the Benzene Polycarboxylic Acids (BPCAs) method has gained acceptance not only for its ability to quantify the polycondensed aromatic fraction associated with BC materials but also for providing structural insights of this recalcitrant fraction of the organic matter. Despite these markers have been applied to quantify and characterize pyrogenic carbon (PyC) inputs in different environmental matrices, their effectiveness in deep-sea sediments has not been thoroughly tested. The main aim of this doctoral thesis is to evaluate the applicability of BPCAs as an innovative approach for investigating changes in the fate of sedimentary PyC in deep-sea sediments and establishing the basis for future PyC interpretations in paleorecords. To achieve this objective, we first adapted and validated available BPCA analytical methods to allow reliable quantitative characterization of BC in deep-sea sediments with very low BC content, implementing microwave assistance for BPCAs generation. The validated methodology yielded reproducible values for the B6CA and B5CA compounds. The adapted methodology was subsequently utilized to investigate the occurrence and distribution of BC in deep-sea sediments globally, with a specific focus on the tropical Atlantic Ocean. Furthermore, integrating BPCA measurements with their isotopic carbon signatures could help alleviate potential overestimation of the PyC content, as it accounts for the presence of BPCAs originating from non-pyrogenic sources. This thesis reports the ubiquitous presence of BPCAs in pelagic sediments, with higher amounts observed in upwelling regions. One of the key findings from measuring BPCAs on a global scale was the minimal isotopic distance observed between B6CA (δ13C B6CA) and Toal Organic Carbon (δ13C TOC) in the majority of samples. This suggests a predominant marine/diagenetic component in sedimentary BC. Remarkably, large isotopic distances between the TOC and BC were observed in many tropical locations, with isotopically heavier values for the BC component. Accordingly, PyC originating from C4-dominated biomes represented a significant contribution to the sedimentary BC between 30 ºS - 30 ºN across the world oceans. Further assessment of sediments in the Tropical Atlantic Ocean revealed a distinct latitudinal band between 4-11ºN characterized by significant accumulation of both pyrogenic (BPCAs and levoglucosan) and non-pyrogenic (long-chain n-alkanes) terrestrially derived materials. Isotopic mass balance calculations indicated that pyrogenic contributions accounted for 30-50% of the sedimentary TOC within this latitudinal band. Furthermore, the isotopic mass balance demonstrated the uniformity in the composition of pyrogenic materials accumulated across the tropical Atlantic Ocean, with a calculated ratio of OC-BPCAPyr to TOCPyr of 0.083. In conclusion, this thesis provides insights into the applicability of BPCAs as quantitative markers for PyC residues in the world oceans, enhancing our understanding of their geographic coverage in the tropical Atlantic Ocean, and identifying as well as resolving interferences from marine components
Nature and function of prehistoric plant-based artefacts : biomolecular approach
No full textEls artefactes d'origen vegetal són part essencials de la cultura material perible de les societats prehistòriques, aquests artefactes contenen informació significativa sobre la gestió dels recursos, l'artesania i les activitats de poblacions passades. No obstant això, estan poc representats en les narracions arqueològiques degut als processos naturals de degradació de la matèria orgànica. Per preservar aquests artefactes i evitar-ne la seva degradació natural, calen contextos ambientals específics, com ara contextos humits, secs o congelats, o que es produeixi la seva mineralització o carbonització parcial. Com a resultat, només un nombre limitat de contextos aporten coneixements sobre la riquesa i diversitat de l'ús de les plantes en el passat. Els mètodes habitualment emprats en l'estudi d'aquests material se centren en l'estudi de la cadena operativa o procés de producció dels artefactes, des de l'obtenció de matèries primeres vegetals fins al seu ús i rebuig. No obstant això, existeixen llacunes en el nostre coneixement en relació a aquest procés de producció i especialment en relació a la funció dels artefactes orgànics. L'objectiu d'aquesta tesi es aportar nous coneixements sobre el procés d'elaboració i la funció dels artefactes d'origen vegetal a partir de l'estudi dels residus i substàncies orgàniques associades a aquests artefactes. Tot i que ocasionalment s'han documentat residus orgànics amorfs associats a aquests artefactes, només alguns estudis n'han identificat la composició molecular. Això limita la nostra comprensió dels productes que poden haver estat associats, processats o emmagatzemats dins dels artefactes d'origen vegetal. Aquesta recerca de doctorat se centra a identificar materials i diversos residus implicats en la fabricació o l'ús d'artefactes d'origen vegetal. És el primer estudi que integra l'anàlisi de residus orgànics a la cadena operativa dels artefactes d'origen vegetal de tres assentaments arqueològics: La Cueva de Murciélagos (7986-3740 cal BC; Albuñol, Espanya), La Draga (5324-4977 cal BC; Banyoles, Espanya) i Dąbki 9 (5220-3580 cal BC, Dąbki, Poland). Aquests jaciments presenten una preservació excepcional d'elements orgànics, que permeten una investigació sobre la preservació de residus orgànics en contextos àrids, saturats d'aigua i torberes. Els mètodes analítics emprats han estat l'estudi morfològic dels objectes, l'examen visual i microscòpic dels residus, la seva classificació preliminar en funció de l'aspecte i l'aplicació de l'espectroscòpia i l'espectrometria per analitzar proteïnes i lípids. A més, s'ha implementat un protocol experimental per revertir els consolidants aplicats als artefactes de La Draga durant la seva restauració post-excavació i poder avaluar la presència de proteïnes en alguns dels residus identificats en aquesta col·lecció. Els resultats d'aquesta investigació proporcionen una imatge més completa de les pràctiques d'elaboració i ús dels diversos artefactes. Els resultats indiquen que les substàncies i residus orgànics s'introdueixen en diferents etapes de la cadena operativa. Ha estat possible la identificació d'adhesius i revestiments, però també residus generats durant l'ús i consum. A més, aquest treball millora la nostra comprensió sobre la preservació biomolecular en diferents entorns i posa de manifest la necessitat d'un examen sistemàtic dels artefactes de natura vegetal i els seus residus. Finalment es proposen qüestions a explorar en el futur per contribuir encara més a l'aplicació de l'arqueologia biomolecular a les anàlisis d'artefactes elaborats en plantes.Los artefactos de origen vegetal son parte esencial de la cultura material perecedera de las sociedades prehistóricas, estos artefactos contienen información significativa sobre la gestión de los recursos, la artesanía y las actividades de poblaciones pasadas. Sin embargo, están poco representados en las narraciones arqueológicas debido a los procesos naturales de degradación de la materia orgánica. Para preservar estos artefactos y evitar su degradación natural, se necesitan contextos ambientales específicos, como contextos húmedos, secos o congelados, o que se produzca su mineralización o carbonización parcial. Como resultado, sólo un número limitado de contextos aporta conocimientos sobre la riqueza y diversidad del uso de las plantas en el pasado. Los métodos habitualmente empleados en el estudio de la cadena operativa o proceso de producción de los artefactos, desde la obtención de materias primas vegetales hasta su uso y desecho. Sin embargo, existen lagunas en nuestro conocimiento en relación a este proceso de producción y especialmente en relación a la función de los artefactos orgánicos. El objetivo de esta tesis es aportar nuevos conocimientos sobre el proceso de elaboración y función de los artefactos de origen vegetal a partir del estudio de los residuos y sustancias orgánicas asociadas a estos artefactos. Aunque ocasionalmente se han documentado residuos orgánicos amorfos asociados a estos artefactos, sólo algunos estudios han identificado su composición molecular. Esto limita nuestra comprensión de los productos que pueden haber sido asociados, procesados o almacenados en los artefactos de origen vegetal. Esta investigación de doctorado se centra en la identificación de materiales y diversos residuos implicados en la fabricación o uso de artefactos de origen vegetal. Es el primer estudio que integra el análisis de residuos orgánicos en la cadena operativa de los artefactos de origen vegetal de tres asentamientos arqueológicos: La Cueva de Murciélagos (7986-3740 cal BC; Albuñol, España), La Draga (5324-4977 cal BC; Banyoles, España) i Dąbki 9 (5220-3580 cal BC, Dąbki, Poland). Estos yacimientos presentan una preservación excepcional de elementos orgánicos, que permiten una investigación sobre la preservación de residuos orgánicos en contextos áridos, saturados de agua y turberas. Los métodos analíticos empleados han sido el estudio morfológico de los objetos, el examen visual y microscópico de los residuos, su clasificación preliminar en función del aspecto y aplicación de la espectroscopia y espectrometría para analizar proteínas y lípidos. Además, se ha implementado un protocolo experimental para revertir los consolidantes aplicados a los artefactos de La Draga durante su restauración post-excavación y poder evaluar la presencia de proteínas en algunos de los residuos identificados en esta colección. Los resultados de esta investigación proporcionan una imagen más completa de las prácticas de elaboración y uso de los distintos artefactos. Los resultados indican que las sustancias y residuos orgánicos se introducen en distintas etapas de la cadena operativa. Ha sido posible la identificación de adhesivos y revestimientos, pero también residuos generados durante el uso y consumo. Además, este trabajo mejora nuestra comprensión sobre la preservación biomolecular en distintos entornos y pone de manifiesto la necesidad de un examen sistemático de los artefactos de naturaleza vegetal y sus residuos. Por último, se proponen cuestiones a explorar en el futuro para contribuir aún más a la aplicación de la arqueología biomolecular a los análisis de artefactos elaborados en plantas.Plant artefacts are an essential part of the perishable material culture of prehistoric societies, these artefacts contain important information about resource management, craftsmanship and the activities of past populations. However, they are poorly represented in the archaeological narratives due to the natural processes of degradation of organic matter. To preserve these artefacts and avoid their natural degradation, specific environmental contexts are needed, such as humid, dry or frozen contexts, or their mineralization or partial carbonization. As a result, only a limited number of contexts provide knowledge about the richness and diversity of plant use in the past. The methods commonly used to study plant artefacts focus on the study of the operational chain or production process of the artefacts, from obtaining plant raw materials to their use and disposal. However, there are gaps in our knowledge in relation to this production process and especially in relation to the function of organic artefacts. The objective of this thesis is to provide new knowledge about the process of making and the function of plant-based artefacts from the study of the organic substances associated with these artefacts. Although amorphous organic residues associated with these artefacts have occasionally been documented, only some studies have identified their molecular composition. This limits our understanding of the products that may have been associated, processed or stored in the artefacts of plant origin. This doctoral research focuses on the identification of materials and residue involved in the manufacture or use of artefacts of plant origin. It is the first study that integrates the analysis of organic residues in the operational chain of artefacts of plant origin from three archaeological settlements: La Cueva de Murciélagos (7986-3740 cal BC; Albuñol, Spain), La Draga (5324-4977 cal BC; Banyoles, Spain) and Dąbki 9 (5220-3580 cal BC, Dąbki, Poland). These sites present an exceptional preservation of organic elements, which allow an investigation into the preservation of organic residue in arid contexts, saturated with water and peatlands. The analytical methods used have been the morphological study of the objects, the visual and microscopic examination of the residues, their preliminary classification according to the aspect and the application of spectroscopy and spectrometry to analyse proteins and lipids. In addition, an experimental protocol has been implemented to reverse the consolidants applied to the La Draga artefacts during their post-excavation restoration and to be able to evaluate the presence of proteins in some of the residues identified in this collection. The results of this research provide a more complete picture of the practices of making and using the different artefacts. The results indicate that organic substances are introduced at different stages of the operational chain. It has been possible to identify adhesives and coatings, but also residues generated during use or consumption. In addition, this work improves our understanding of biomolecular preservation in different environments and highlights the need for a systematic examination of natural plant artefacts and their residues. Finally, questions to be explored in the future are proposed to contribute even more to the application of biomolecular archaeology to the analysis of artefacts made in plants
The loess deposits of Buca Dei Corvi section (Central Italy): Revisited
No full textLoess deposits have been described in the past for the upper section of Buca Dei Corvi succession (Central Italy). In this paper the depositswere re-analysed to clarify the depositional environment and to attempt a paleoclimate reconstruction. Two radiocarbon dates on pedogenic carbonate constrain the ages to the Late Glacial, and are consistent with previous OSL dating of the top of the succession. The non-marine mollusc assemblage shows typical character of cold and dry climatic conditions, testified by strong oligotypical composition. Mineralogy and geochemistry of the sediments indicate the abundant presence of exotic quartz mineral which can be explained only by wind transport. Probably,wind transportwas also responsible of deposition of carbonatewhich then dissolved and re-precipitated producing pedogenic concretions. Stable isotopes (13C/12C and 18O/16O ratios) of the concretions are consistent with a climate drier than present conditions, with an environment characterized by sparse vegetation
Archaeological marine carbonates in northern Hokkaido, Japan: methodology, chronology and palaeothermometry
No full textThe site of Hamanaka 2, Rebun Island (Hokkaido), contains an archaeological record including well-preserved faunal remains, including clam shells and cod otoliths, from hunter-gatherer groups across the Epi-Jomon to Historical Ainu periods. As demonstrated by sclerochronologists worldwide, incremental stable isotope analysis of marine carbonates can provide an archaeologically-relevant and directly-datable proxy record of oceanic palaeotemperature, which is especially important for coastal sites such as Hamanaka 2. Despite this, marine carbonates from the site have not yet been used for this purpose, partly due to concerns over a variable regional marine reservoir effect. This, in combination with the possibility of ‘old’ shells being incorporated into younger stratigraphic units, means that any climatic information gained can be difficult to associate conclusively with the stratigraphic unit from which it was excavated. This thesis aims to address the methodological and interpretational obstacles relating to the archaeological use of this material at Hamanaka 2, and considers the local palaeotemperature record these materials can provide and their implications.
The first paper examines the candidacy of the Sakhalin surf clam as a sub-annual temperature record, using stable isotope analysis of modern shells to compare carbonate-derived temperature estimates with observed water temperature. The results confirm that, as with most large, slow-growing marine bivalves, this species is a reliable recorder or water temperature, although seasonal extremes are likely to be dampened in the shell isotopic record. The second paper focuses on the complications arising from high resolution incremental sampling of marine carbonates, specifically the issue of contamination from embedding resin, and the relative merits of hand drilling versus micromilling. Comparison between two series of directly comparable samples shows that embedding may produce implausibly high δ13C values in the embedded, micromilled samples. This is interpreted as evidence of the contamination effect of resin on δ13C, whilst δ18O appears unaffected. The results indicate that hand drilling fast-growing species can provide a sub-annual palaeotemperature record comparable to micromilling, minimising sampling time and maximising sample size.
The final paper addresses the main archaeological questions of the thesis. It assesses the palaeotemperature record of shells and otoliths from Hamanaka 2 over the Epi-Jomon-Final Okhotsk period in the context of new radiocarbon dates, which are paired with existing terrestrial dates. This allows calculation of new marine reservoir corrections, useful not only for this site but all others in the region which contain similar marine evidence. The integration of marine material into Bayesian chronological modelling at Hamanaka 2 constrains the timing of the Final Okhotsk period more tightly compared to previous models, showing a revised end date of 1107-958 cal BP. δ18O results show no clear temperature trend across the study period, although the single Early Okhotsk otolith sampled is consistent with the existing suggestion that this period saw a short-lived period of cooler temperatures. Overall, stable isotope analysis and radiocarbon dating combine to show the potential of marine carbonate material from Hamanaka 2 as a climatic and chronological record
- …
