Evolución geodinámica pleistocena del valle del río Arlanzón: implicaciones en la formación del sistema endokárstico y los yacimientos al aire libre de la Sierra de Atapuerca (Burgos, España).

Abstract

El valle del río Arlanzón se localiza al NE de la depresión del Duero (Meseta Norte Castellana, España), donde drena el anticlinal de la Sierra de Atapuerca, que presenta un conjunto arqueológico de yacimientos kársticos y al aire libre desde los últimos 1.22 Ma. En el valle se reconocen 14 terrazas fluviales, desde T1 (+92-100 m) hasta T14 (+2-3 m), desarrolladas desde el Pleistoceno inferior y relacionadas principalmente con estadios isotópicos (Marine Isotopic Stages, MIS). Las dataciones disponibles y las alturas relativas de las terrazas, medidas con datos LiDAR, han permitido reconstruir las fases de encajamiento fluvial, caracterizadas por una aceleración de las tasas de incisión a lo largo del Cuaternario, probablemente relacionado con un levantamiento tectónico. En el sistema endokárstico de la Sierra de Atapuerca, se identificaron tres niveles de conductos freáticos subhorizontales, relacionados espacialmente y cronológicamente con las terrazas T2 (+82-91 m), T3 (+7078 m) y T4 (+60-67 m)/T5 (+50-58 m) del río Arlanzón. La asociación entre terrazas fluviales y conductos freáticos sugiere un tiempo de formación relativamente corto para los conductos freáticos, separados por largos periodos de encajamientos kársticos vadosos, que se relacionan con las bajas tasas incisión fluvial del río Arlanzón (<0.038-0.045 m/ka). En el valle del río Arlanzón, incisiones de 0.061 m/ka provocaron la exhumación progresiva de una capa neógena con sílex, cuya erosión y resedimentación en las vertientes de los valles durante diversas fases a lo largo del Pleistoceno medio y superior, generó varias áreas de captación, explotadas por los neandertales durante los MIS 4 y 3.

The Arlanzón river is located in the NE Duero Depression (Castilian Plateau of northern Spain), where it drains the anticlinal ridge of the Sierra de Atapuerca, where a rich record of karstic and open air Palaeolithic archaeological sites are located, spanning the last 1.22 Ma. The geomorphological sequence of this valley is composed of fourteen fluvial terraces from T1 (+92-100 m), to level T14 (+2-3 m), ranging from the Early Pleistocene to the Holocene and mainly related to cold MIS. Available chronological data and terrace relative heights extracted from LiDAR data, have allowed the reconstruction of the downcutting phases of the valley, which show an acceleration of the incision rates throughout the Quaternary, probably related to tectonic uplift. In the Sierra de Atapuerca multilevel endokarst system, three sub-horizontal cave levels appear spatially and chronologically related to the Arlanzón fluvial terraces T2 (+82-91 m), T3 (+70-78 m) and T4 (+60-67 m)/T5 (+50-58 m). The association between fluvial terrace base levels and sub-horizontal phreatic caves suggests a relatively short period of time for the formation of these phreatic passages when compared to karstic vadose entrenchments related to the low incision rates of the Arlanzón river (<0.038-0.045 m/ka). In the valley, the incision of 0.061 m/ka caused the progressive exhumation of a neogene limestone layer containing flint, which erosion and successive re-sedimentation phases by alluvial and colluvial processes on the valley slopes during the Middle and Upper Pleistocene caused many wide captation areas of raw material, which were exploited by the Neanderthals during MIS 3 and 4.