Un modelo matem¨¢tico para proteger el arte prehist¨®rico de la crisis clim¨¢tica

Las im¨¢genes de bisontes y ciervas y otras m¨¢s esquem¨¢ticas plasmadas por los artistas del Paleol¨ªtico Superior, las m¨¢s antiguas hace 35.000 a?os, en la cueva de Altamira (Cantabria) sufrir¨¢n en los pr¨®ximos a?os un deterioro si no se toman medidas de protecci¨®n ante el alza de las temperaturas exteriores y el consiguiente aumento de la concentraci¨®n de CO2 en el interior de la cavidad, seg¨²n las previsiones de los cient¨ªficos que trabajan en su conservaci¨®n.

Un modelo matem¨¢tico fruto de un estudio llevado a cabo por investigadores espa?oles y franceses se ha revelado como una eficaz herramienta para la conservaci¨®n del arte rupestre parietal ante la amenaza del calentamiento global, que se suma al riesgo que ya supon¨ªan las visitas a los santuarios de la Prehistoria.

El trabajo del equipo interdisciplinar formado por cient¨ªficos del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), el Instituto Geol¨®gico y Minero (IGME) ¡ªambos pertenecientes al Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC)¡ª y las universidades de Alicante, Almer¨ªa y el Centro de Estudios Espaciales de la Biosfera (CESBIO) de Toulouse tiene como objetivo proyectar escenarios futuros de una mayor concentraci¨®n de di¨®xido de carbono (CO2) en la cueva de Altamira, reflejo del aumento del mismo compuesto en el exterior y causa principal de la subida de las temperaturas en la Tierra.

Para Roberto Onta?¨®n, director de Cuevas de Cantabria y del Museo de Prehistoria de Santander, ¡°este modelo nos dota a quienes gestionamos la conservaci¨®n del arte rupestre de una herramienta que va m¨¢s all¨¢ de las capacidades de nuestros equipos de medici¨®n; por ejemplo, para determinar cu¨¢ntas personas pueden entrar en una cueva sin alterar su medio ambiente¡±. En la actualidad las visitas a Altamira est¨¢n restringidas a cinco personas cada semana, pero es muy probable que en un futuro cercano se elimine hasta este cupo, del mismo modo que sucede en otras joyas del arte paleol¨ªtico, como la cueva de Lascaux en la Dordo?a francesa.

Sobre la amenaza del calentamiento del clima para las pinturas y riquezas geol¨®gicas de las cuevas, Onta?¨®n afirma que el aumento de CO2 provoca tambi¨¦n que el agua que penetra en las cavidades por filtraci¨®n se vuelva m¨¢s corrosiva al darse una mayor acidificaci¨®n.

Las primeras medidas que podr¨ªan tomarse para la protecci¨®n del ocre y el negro de los bisontes y ciervas de Altamira deber¨ªan consistir en ¡°proteger el exterior y las cercan¨ªas de la cueva y no modificar el suelo externo, ya que ello provoca el levantamiento de part¨ªculas que favorece dispersi¨®n de microorganismos hacia el interior de la cueva¡±, seg¨²n Sergio S¨¢nchez Moral, investigador del departamento de Geolog¨ªa del MNCN. Onta?¨®n, por su parte, a?ade la necesidad de limitar la insolaci¨®n y la instalaci¨®n de antec¨¢maras ¡°que hagan las cuevas m¨¢s profundas¡±. Porque una soluci¨®n a medio plazo es ¡°aislar m¨¢s las cuevas¡±, afirma.

Temperatura exterior

El calentamiento global supone un desaf¨ªo tambi¨¦n para el proceso natural en las cavidades y galer¨ªas subterr¨¢neas, donde las concentraciones de CO2 dependen en gran medida de las condiciones ambientales en el exterior. Y el reto es aun mayor cuando se trata de cuevas que conservan en sus paredes de roca las obras maestras del arte prehist¨®rico, ya que las pinturas son las expresiones art¨ªsticas rupestres m¨¢s vulnerables frente a los riesgos de corrosi¨®n. Adem¨¢s de Altamira, en el subsuelo de la cornisa Cant¨¢brica se esconden las cuevas con algunas de las pinturas parietales m¨¢s importantes del Paleol¨ªtico Superior, como El Castillo, La Pasiega o Las Monedas, en Puente Viesgo, o El Pendo, a pocos kil¨®metros de Santander.

¡°Entre 1996 y 2012 medimos y recopilamos los datos de la temperatura y humedad en el suelo exterior de la cueva y los contrastamos con los obtenidos tambi¨¦n de la temperatura y la concentraci¨®n de CO2 en las salas y galer¨ªas de Altamira. A partir de estos datos y con t¨¦cnicas avanzadas, los cient¨ªficos del CESBIO han dise?ado un modelo matem¨¢tico que predice la din¨¢mica de la concentraci¨®n de di¨®xido de carbono en el interior de la gruta¡±, explica Sergio S¨¢nchez Moral.

El modelo incorpora, adem¨¢s, una serie de datos obtenidos a partir de series temporales de im¨¢genes de sat¨¦lite, lo que ha hecho posible simular las variaciones en la concentraci¨®n de CO2 en la que se ha llamado la Capilla Sixtina del Arte Paleol¨ªtico bajo diferentes condiciones clim¨¢ticas y contrastar los resultados con los datos reales.

Seg¨²n S¨¢nchez Moral, el estudio aborda no solo la interrelaci¨®n entre el clima, el suelo y la roca y su impacto en las condiciones ambientales de una cueva que alberga pinturas plasmadas por artistas hace miles de a?os, sino tambi¨¦n el causado por las actividades humanas y el previsible deterioro que se derivar¨¢ del calentamiento global.

¡°Esta herramienta nos aporta informaci¨®n fundamental sobre la interacci¨®n entre el clima externo y el subterr¨¢neo, que es la clave para el mantenimiento de la estabilidad ambiental de la cavidad y, por tanto, para conservar el valioso patrimonio cultural que atesora¡±, contin¨²a el investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales, que resalta el ¨¦xito de poder explicar un proceso natural mediante un patr¨®n matem¨¢tico abstracto.

Los investigadores espa?oles tomaron los datos de temperatura y concentraci¨®n de CO2 durante los a?os en los que Altamira sufr¨ªa la visita de hasta mil personas diarias y los compararon con el comportamiento de dichos par¨¢metros en la cueva en su estado natural obtenidos en los a?os posteriores. De este modo se pudo reconstruir el pasado y medir el impacto de la actividad humana en la cueva, particularmente intensa durante el periodo 1950-1970.

Soledad Cuezva, ge¨®loga tambi¨¦n del MNCN, que ha participado en el estudio, confirma que los resultados obtenidos no dejan lugar a dudas sobre el enorme impacto de la elevada afluencia de visitantes durante ese periodo del siglo pasado, cuando las temperaturas externas, adem¨¢s, eran m¨¢s bajas. ¡°Ello provoc¨® que se acumulara gran cantidad de CO2 en su interior, favoreciendo los procesos de condensaci¨®n sobre el techo y la consiguiente corrosi¨®n de la roca que sirve de soporte a las pinturas, de ah¨ª que fuera imprescindible tomar medidas para reducir el impacto que las visitas estaban produciendo¡±, dice Cuezva.

Esta investigadora a?ade otro peligro para el ecosistema de las cuevas debido a la entrada y dispersi¨®n de microorganismos que no solo atacan las pinturas, sino tambi¨¦n ¡°las mineralizaciones espectaculares que albergan algunas de ellas¡±, que a veces se reflejan en preciosas vetas de colores en la roca, que pueden admirarse en grutas como El Castillo. Y es que, seg¨²n esta cient¨ªfica, ¡°este modelo matem¨¢tico nos indica que no solo va a haber mayores concentraciones de CO2, sino tambi¨¦n un incremento en la oscilaci¨®n de m¨¢ximos y m¨ªnimos, lo que provocar¨¢ una mayor inestabilidad y puede resultar en una intensificaci¨®n, no solo de los procesos de corrosi¨®n de la roca, sino de precipitaci¨®n mineral que cubra las pinturas¡±.

El estudio, pues, utiliz¨® una t¨¦cnica de modelado global para reconstruir el pasado y sus resultados permiten establecer las medidas para seguir conservando el patrimonio cultural de Altamira y que ser¨¢n aplicables a otras cavidades subterr¨¢neas, adelant¨¢ndose a los cambios del clima que previsiblemente modificar¨¢n sus condiciones ambientales.

Ecuaciones din¨¢micas

El m¨¦todo del trabajo se ha basado en el desarrollo de las ecuaciones din¨¢micas que controlan la variabilidad temporal y espacial de los flujos de intercambio de gases, energ¨ªa y materia entre el ambiente exterior y el medio subterr¨¢neo. Este enfoque ha permitido a los cient¨ªficos de Toulouse, dirigidos por el matem¨¢tico Sylvain Mangiarotti, dise?ar el modelo que simula y analiza las interacciones entre estos factores y tiene en cuenta las influencias tanto internas como externas en el microclima de la cueva.

La formulaci¨®n algebraica de los modelos obtenidos confirm¨® que los principales impulsores del microclima de la cueva son la temperatura exterior, la humedad del suelo-roca y la actividad humana en su interior.

Cuezva asegura que las condiciones ambientales de cada cueva son diferentes y el modelo obtenido es el adecuado para las previsiones en Altamira, ¡°pero el m¨¦todo que seguido para conseguirlo s¨ª que es aplicable a otras cavidades subterr¨¢neas, por lo que nuestro trabajo est¨¢ teniendo mucha repercusi¨®n internacional para lidiar con las mismas amenazas en otros santuarios prehist¨®ricos¡±.

Los investigadores se?alan que las pinturas rupestres son, en general, el motivo que suscita el inter¨¦s de la sociedad por conservar los ecosistemas cavernarios, pero, m¨¢s all¨¢ de su importancia cultural, las cuevas son entornos en los que sobreviven especies adaptadas a unas condiciones ambientales muy concretas y que contienen formaciones geol¨®gicas, espeleotemas como las estalactitas y estalagmitas, que permiten asomarse al clima del pasado. ¡°Proteger tanto la biolog¨ªa como la geolog¨ªa de estos espacios pasa por desarrollar pr¨¢cticas de gesti¨®n sostenible¡±, concluye Cuezva.