Raw material procurement in northwest Sierra Morena during the Middle Palaeolithic: quartz exploitation at La Sima Cave (Constantina, Seville, SW Spain)

Technische Samenvatting: Verwerving van Grondstoffen in de Noordwestelijke Sierra Morena tijdens het Middenpaleolithicum

Probleemstelling
De studie richt zich op de noodzaak om de strategieën voor de verwerving van grondstoffen te karakteriseren bij La Sima Cave (Constantina, Sevilla, SW-Spanje), een Middenpaleolithische site (MIS 3, ca. 40–50 ka BP) die gedomineerd wordt door een kwarts-lithische industrie. Hoewel de site rijk is aan fauna en diverse lithologieën bevat (kwarts, kwartsiet, vuursteen), bleven de specifieke geologische oorsprong van deze materialen en de mobiliteitspatronen van de Neanderthaler-groepen die deze exploiteerden, onduidelijk. Het onderzoek beoogt onderscheid te maken tussen lokale en niet-lokale hulpbronnen, specifieke brongebieden te identificeren (primaire blootliggingen versus secundaire fluviale afzettingen) en de territorialiteit en substantiestrategieën van de menselijke groepen die de regio bewoonden, te reconstrueren.

Methodologie
De auteurs hanteerden een multidisciplinaire aanpak waarbij archeologische, geologische, geochemische en ruimtelijke analyses werden gecombineerd:

1. Archeologisch en Geologisch Onderzoek: Er zijn systematische veldonderzoeken uitgevoerd binnen een straal van ~25 km rond de site om primaire kwartsblootliggingen en secundaire alluviale afzettingen te lokaliseren. Geologische mapping (IGME) en geomorfologische analyse werden gebruikt om potentiële brongebieden te identificeren, inclusief de terrassen van de Guadalquivir-rivier.
2. GIS en Ruimtelijke Modellering: Met behulp van QGIS (v3.42.1) en GRASS-tools genereerde de studie:
   • Viewshed Analysis (Zichtveldanalyse): Om de visuele controle van de site over het landschap te bepalen (uitgaande van een waarnemer met een hoogte van 1,70 m).
   • Least-Cost Path (LCP) Analyse: Om optimale mobiliteitsroutes te berekenen op basis van helling en topografie, waarbij de energieverspilling werd gesimuleerd.
   • Catchment Area Analysis (Opvanggebiedanalyse):: Het definiëren van toegankelijke zones op basis van een wandel-drempelwaarde van 120 minuten (ca. 120 min) om dagelijkse foerageerbereiken te modelleren.
3. Petrografische Karakterisering: 24 dunne secties van massieve kwartslichamen (zowel uit natuurlijke blootliggingen als uit archeologische lithische artefacten) werden geanalyseerd onder vlakgepolariseerd (PPL) en kruisgepolariseerd (XPL) licht om texturele kenmerken te identificeren (bijv. korrelgrootte, undulerende extinctie, microfracturen).
4. Geochemische Analyse (XRF): Golflengte-dispersieve röntgenfluorescentie (WDXRF) werd uitgevoerd op 13 monsters (4 geologische bronnen, 9 archeologische artefacten) om de elementaire samenstelling (Be tot U) te bepalen.
5. Statistische Analyse: Multivariabele statistische methoden werden toegepast binnen de R-omgeving (v4.3.0). Dit omvatte:
   • Principal Component Analysis (PCA): Om compositionele trends te visualiseren en bronnen te scheiden op basis van elementaire loadings (PC1 en PC2 verklaarden 58% van de variantie).
   • Minimum Distance Assignment: Euclidische afstanden berekend in een 5-dimensionale PC-ruimte om artefacten toe te wijzen aan hun meest waarschijnlijke geologische bronnen.

Belangrijkste Resultaten

• Identificatie van Bronnen:
  • Kwarts: Vijf primaire kwartsblootliggingen werden gelokaliseerd. Petrografische en geochemische analyses suggereren dat de meerderheid van de kwartsindustrie afkomstig is van nabijgelegen bronnen, specifiek de CZ2 (Las Majadillas) en CZ3 (Malpicas) series. Een zwakkere associatie werd gevonden met CZ1 (Tierras Nuevas). Monsters van CZ4 (Sierra de Los Ganazos) en CZ5 (Castillo de Setefilla) waren geochemisch verschillend en werden niet aangetroffen in het lithische assemblage.
  • Kwartsiet en Vuursteen: Deze materialen werden geïdentificeerd als afkomstig van secundaire alluviale afzettingen in de Guadalquivir-rivierterrassen (~30 km verderop). Het kwartsiet komt overeen met fijnkorrelige variëteiten die geschikt zijn voor bewerking (knapping), wat duidt op selectieve sortering bij de bron.
• Mobiliteit en Toegankelijkheid:
  • Lokale Strategie: De primaire verwervingsstrategie richtte zich op kwartsblootliggingen binnen een straal van <10 km, toegankelijk binnen een wandeltijd van 60–120 minuten. Deze routes volgen gradiënten met lage kosten en maken vaak gebruik van fluviale corridors (bijv. de Guadalbacar stroom).
  • Lange-Afstand Strategie: Een alternatieve as betrof de verwerving van hoogwaardige materialen (kwartsiet en vuursteen) uit de Guadalquivir-terrassen (25–30 km). Hoewel deze buiten het directe dagelijkse foerageerbereik liggen, volgen deze routes natuurlijke mobiliteitscorridors.
  • Visuele Controle: De site heeft een beperkt gezichtsveld door de topografie, hoewel de route naar de Malpicas (CZ3) blootligging zichtbaar is, wat potentieel helpt bij het foerageren naar hulpbronnen.
• Geochemische Correlaties:
  • PCA en afstandstoewijzing bevestigden dat de meeste archeologische kwartsartefacten clusteren met de CZ2 en CZ3 geologische bronnen.
  • Artefacten vertoonden verhoogde niveaus van Fosfor (P) en Calcium (Ca) vergeleken met de ruwe bronnen, wat wordt toegeschreven aan post-depositionele contaminatie (organische materialen zoals bot of as) in plaats van lithologische verschillen.
  • Sommige artefacten (bijv. SIM-21.134, SIM-22.362) namen een tussenpositie in in de PCA, wat suggereert dat er mogelijk ongesamplede bronvariëteiten aanwezig zijn of een grotere diversiteit binnen de geëxploiteerde blootliggingen bestaat.
• Technologische Implicaties: Het lithische assemblage vertoont een dominantie van kwarts met unidirectionale/bidirectionale reductiestrategieën. Complexere technieken (Levallois, centripetaal) zijn beperkt tot het kwalitatief hoogwaardigere kwartsiet en vuursteen, die van verre bronnen worden getransporteerd.

Betekenis en Claims
Het artikel beweert een basis te bieden voor de reconstructie van de Neanderthaler-territorialiteit en substantiestrategieën in de noordwestelijke Sierra Morena tijdens het Middenpaleolithicum. De studie toont aan dat de menselijke mobiliteit in dit gebied werd gekenmerkt door een dubbele strategie:

1. Primaire Strategie: Intensieve exploitatie van lokaal, laagwaardig kwarts uit blootliggingen binnen een straal van 10 km, om de energie-inspanning te minimaliseren.
2. Alternatieve Strategie: Georganiseerde mobiliteit om hoogwaardige grondstoffen (kwartsiet, vuursteen) te verwerven uit de Guadalquivir-rivierterrassen (25–30 km) om meer complexe technologische behoeften te ondersteunen.

De auteurs stellen dat de integratie van GIS-gebaseerde kostendistantiemodellering met geochemische herkomststudies effectief de mobiliteitspatronen valideert, waarbij wordt aangetoond dat Neanderthalers hun bewegingen optimaliseerden op basis van energiekosten en de kwaliteit van de hulpbronnen. De bevindingen komen overeen met bredere Europese Middenpaleolithische patronen waarbij lokale hulpbronnen domineren, maar specifieke hoogwaardige materialen worden gezocht via langere-afstandswerving of transport. De studie benadrukt ook de rol van fluviale netwerken als natuurlijke corridors die de beweging tussen de bergachtige site en de rivierterrassen faciliteren.

Beperkingen en Bescheidenheid
De auteurs merken op dat hoewel de kwartsenbronnen goed gekarakteriseerd zijn, de specifieke herkomst van de vuursteenartefacten een hypothese blijft (mogelijk gerelateerd aan Subbaetische blootliggingen >30 km verderop) die verdere bemonstering vereist. Daarnaast suggereert de afwezigheid van kernen (cores) van kwartsiet en vuursteen op de site dat deze materialen waarschijnlijk als afgewerkte of halfafgewerkte producten zijn getransporteerd, een conclusie die wordt getrokken uit de geobserveerde gefragmenteerde reductiesequenties. De studie claimt niet alle mogelijke bronnen te hebben geïdentificeerd, en erkent dat de tussenliggende geochemische posities in sommige artefacten kunnen wijzen op ongesamplede variëteiten.