Sima de los Huesos: secuencia estratigráfica y origen de los fósiles de Hominini

Ubicación de la Sima de los Huesos.
a) A partir de Pineda y Arce, 1997 y Olivé et al, 1990).
b) Modificado de G. E. Edelweiss. Arsuaga et al, 1997.
c) Modificado de Ortega et al, 2013.

A menos de 1 km de la Trinchera del Ferrocarril está situado el complejo Cueva Mayor (Cueva de Atapueerca)-Cueva del Silo (Cueva del Valhondo), que con 3.700 m topografiados, es una de las mayores cavidades conocidas en la Cuenca del Duero.
La cavidad se estructura en tres niveles: Cueva Mayor da acceso a los dos superiores, mientras que Cueva del Silo lo hace al nivel más bajo.
La entrada de Cueva Mayor se abre en el fondo de una fractura, dando acceso a un cómodo Portalón.
Desde Cueva Mayor se accede a una amplia galería de dirección SSE-NNW, cuyo primer tramo es conocido como Salón del Coro. Tras dejar al W el acceso al nivel intermedio, se abre la Galería de las Estatuas.
El nivel intermedio es de dimensiones sensiblemente menores. En dirección NNW recibe el nombre de Galería Baja y en en dirección SSE el de Galería del Silo. En el tramo central de la Galería Baja se observa la existencia de una antigua entrada colmatada. La Galería termina en el relleno de la Sima del Elefante, en la Trinchera, otra antigua entrada colmatada.
Tras superar una estrechez, la Galería del Silo permite acceder a la Sala de los Cíclopes, en cuyo extremo SW se encuentra el Tubo de los Vientos, punto de enlace con la Cueva del Silo. En el extremo SE de la sala, próxima a otra antigua entrada colmatada, se abre la Sima de los Huesos, conocida anteriormente como El Silo, a 500 m de la entrada de Cueva Mayor. Se trata de una sima vertical de 13 m de profundidad: una rampa inclinada de 10 m de longitud que salva un desnivel de 5 m para llegar a una pequeña cámara y una cámara de 8 m de longitud y 3 de anchura.
Por el otro extremo del Portalón se accede a la Galería del Sílex, el conducto más amplio de toda la cavidad.

Sima de los Huesos. Sección.
SCi: Sala de los Cíclopes;
OC: Chimenea obstruida.
C1, C2, C3: Chimeneas
SH: Sima de los Huesos.
SR: Rampa.
ST: Cima.
SRB, SRM, SRA: Pozos de sondeo en Rampa Baja, Rampa Media y Rampa Alta.

Arantza Aranburu, Juan Luis Arsuaga y Nohemi Sala han estudiado la secuencia estratigráfica y la historia deposicional de la Sima de los Huesos, con el fin de investigar los procesos geológicos que intervienen en la formación del sitio y su relación con el depósito de Hominini.

La estructura de sedimentación queda redefinida en doce unidades litoestratigráficas, agrupadas en cinco aloestratigráficas delimitadas por fronteras erosivas.

• Unidad aloestratigráfica AU-5
• LU-12. Bloques de piedra caliza desprendidos del techo de la cavidad.
• LU-11. Similar en composición a LU-7 y LU-9. Rico en guano de murciélago. Originado por caída de sedimentos desde las chimeneas. Datación similar a LU-7.
• LU-10. Colada extensa. Indica un hiato en la deposición de sedimentos. Formada por el agua que gotea del techo cubriendo fósiles de oso. El espeleotema ha proporcionado una datación de ca 70 ka.
• LU-9. Similar a LU-7, pero sin macrofósiles, originado por caída de sedimentos desde las chimeneas. Espesor muy irregular.
• Unidad aloestratigráfica AU-4.
• LU-8. Colada de 2 cm de espesor.
• LU-7. (Café Con Leche Clay o CCLC, debido a su color marrón claro). Espesor variable, alcanzando 150 cm. Limo arenoso, compuesto esencialmente por cuarzo, calcita, filosilicatos, principalmente illita, y una baja proporción de feldespato (plagioclasa y feldespato potásico). Las partículas de grano grueso incluyen bloques de piedra caliza desprendidos de las paredes y el techo, guijarros muy redondeados de  piedra caliza y dolomita, fragmentos de guijarro cimentado, fragmentos de espeleotemas, margas centimétricas y clastos de arcilla roja, una gran acumulación de fósiles de carnívoros, principalmente U. deningeri y unos pocos fósiles de Hominini de pequeño tamaño. Los huesos y clastos están flotando, ya sea en la matriz o en contacto unos con otros y la distribución no es homogénea. Los guijarros de piedra caliza y dolomita y los fragmentos de conglomerado son alóctonos. Los sedimentos alóctonos se han datado por pIR-IR y TT-OSL en 428 ± 13 ka y 416 ± 17 ka, respectivamente (Arnold et al, 2014).
• ES-3. Superficie erosiva muy irregular acompañada por un hundimiento en la zona central, limitado por pequeñas fallas normales en el depósito de arena. Presencia de grandes intraclastos incorporados de las unidades inferiores.
• Unidad aloestratigráfica AU-3. Se forma a partir de cuatro procesos alternos: el goteo de agua con decantación de arcilla en todo el conducto, flujos de lodo procedentes de la rampa y flujos de agua que erosionan las unidades subyacentes, formación de cristales en balsas de agua no perturbadas y caídas del lecho rocoso y la cornisa.
• LU-6 (Upper Red Clay o URC). Arcillas rojas con más calcita que en LU-5. Adoquines de diferentes litologías, derivados de estratos más antiguos. Alta densidad de fósiles de carnívoros y Hominini en contacto. Espesor muy irregular entre 0-50 cm. Polaridad normal. Espeleotemas muy frágiles, en posición original, formados a partir de agua estancada: escamas muy finas de carbonato y cristales gruesos intersticiales. Es producto de la infiltración del suelo a través de fisuras en el sistema de cuevas y goteo de agua. La datación de uno de estos cristales por T-series arrojó una edad media de 434 + 36 / -24 ka.
• LU-6 contenía la mayor acumulación de fósiles de Hominini jamás encontrada en un sitio del Pleistoceno Medio. Los restos fueron clasificados como Homo heidelbergensis. Un estudio reciente (Arsuaga et al, 2014) confirma que el paleodemo de la Sima de los Huesos pertenece al clado neandertal, aunque más primitivo. Un genoma mitocondrial casi completo recuperado de un fémur no está relacionado con el de los neandertales, sino con el de los denisovanos (Meyer et al, 2014). La distribución era caótica; los elementos más completos por lo general adyacentes a la pared norte; más de 100 fósiles de pequeño tamaño se recuperaron de los sedimentos de la rampa.
• También aparecieron muchos fósiles de Ursus deningeri y un pequeño número de otros taxones de carnívoros así como restos de microfauna.
• Se halló una única herramienta de piedra: un hacha de mano.
• Entre LU-6 y LU-5 no hay superficie erosiva significativa.
• LU-5 (Lower Red Clay o LRC). Arcillas rojas con más cuarzo que en LU-6. Fósiles de Hominini y oso inconsecuentes con la unidad litoestratigráfica. Espesor máximo 50 cm. Huellas de polarización invertida en algunas muestras 
• ES-2. Erosión por corriente de agua, sin deposición asociada.
• Unidad aloestratigráfica AU-2.
• LU-4. Espeleotema. 3-6 cm de espesor.
• LU-3. Sedimento detrítico. Depósito de arena fluvio-cárstico alogénico con un máximo espesor de 1,2 m. Estéril. Polaridad invertida.
• ES-1. Superficie de erosión.
• Unidad aloestratigráfica AU-1.
• LU-2, cristalino grueso de 10 cm de espesor. Espeleotema datado en 856 + 110-65 ka (Arsuaga et al, 2014).
• LU-1, la unidad más baja, comprende margas blancas con ostrácodos del Mioceno Medio.

Estratigrafía de la Sima de los Huesos

La acumulación de Hominini se produjo en un único evento, mientras que los fósiles de osos y otros carnívoros se continuaron acumulando encima del depósito de Hominini. Los autores consideran que no existió transporte. En el momento de las acumulaciones de fósiles de Hominini y carnívoros, el único acceso posible a la cámara era un conducto vertical profundo, imposible de escalar (la chimenea C2 que conecta al oeste con la Sala de los Cíclopes SCi y al este con un conducto bajo e inclinado OC).

• Se han recuperado restos del mismo individuo a lo largo de toda la sima (SRA, SRM, SRB, pared norte, pared occidental, etc.).
• Los fósiles hallados en LU-7 proceden de la erosión de LU-6.
• Los fósiles de humanos y carnívoros se acumularon gradualmente en la parte superior de la rampa y a lo largo de la pendiente. Posteriormente, estos huesos (incrustados en el barro) descendieron desde su lugar de acumulación primaria (SRA) hasta SH. Durante su movimiento el lodo que contenía los huesos incorporó algunas porciones de las margas subyacentes y arenas, así como bloques de piedra caliza y fragmentos de espeleotemas derivados de LU-2.

Enlace

Yacimientos de heidelbergensis en Europa

Sierra de Atapuerca 

Sección de la Sima de los Huesos y esquemas de la formación de las unidades aloestratigráficas 3 (A) y 4 (B).