2.1. Sondeos y excavaciones mecánicas

Los sondeos mecánicos se realizaron con una perforadora mecánica por percusión portátil Van Walt/Eijkelkamp que permite la recuperación del testigo completo en maniobras de 1 m. En el sondeo LAC1 se recuperaron 387 cm de registro sedimentario, llegándose al sustrato de margas miocenas. Tras la obtención de los testigos de sondeo estos fueron debidamente sellados, rotulados y guardados en una cámara frigorífica a 3-4 ºC hasta su apertura para ser analizados y muestreados.

Las zanjas, de aproximadamente 4 × 8 m de extensión y 3 m de profundidad máxima se realizaron con una pala excavadora, monitorizándose en todo momento el sedimento extraído y la posible presencia de restos arqueológicos.

2.2. Análisis Geoquímico mediante XRF-CS

La composición elemental de los sondeos obtenidos en el yacimiento de Los Cascajos ha sido analizada mediante un escáner de fluorescencia de rayos X (XRF-CS) marca Avaatech XRF-Core Scanner. Los análisis geoquímicos se realizaron en el Laboratorio de XRF Core Scanner de la Facultad de Geología de la Universidad de Barcelona. Se trata de un método no destructivo y semicuantitativo que permite el análisis de la composición química elemental y la obtención de fotografías digitales de alta resolución (Figura 2).

Figura 1 Testigos de sondeo recuperados en el sondeo LAC1. El techo de la secuencia está arriba a la izquierda y la base abajo a la derecha. La longitud total del sondeo es de 387 cm. 

La preparación de la muestra consistió en el corte y apertura longitudinal del sondeo, siendo utilizada una de las mitades para ser analizada geoquímicamente y fotografiada por la cámara de alta resolución del propio escáner. El análisis geoquímico se realizó con un intervalo de medida de 1 cm utilizando una lámpara de Rodio y dos intensidades de medida, 10 kV y 30 kV. La primera de las mediciones se realizó con un voltaje de 10 kV, una intensidad de corriente de 1000 mA, y un tiempo de medida de 10 s, habiéndose medido el contenido en los siguientes elementos: Aluminio (Al), Silicio (Si), Fósforo (P), Azufre (S), Cloro (Cl), Argón (Ar), Potasio (K), Calcio (Ca) Titanio (Ti), Vanadio (V), Cromo (Cr), Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Rodio (Rh) y Plata (Ag). La segunda de las medidas se hizo con un voltaje de 30 kV, una intensidad de corriente de 2000 mA, un tiempo de medida de 25 s y la utilización de un filtro de Paladio, habiéndose medido los siguientes elementos: Níquel (Ni), Cobre (Cu), Zinc (Zn), Galio (Ga), Germanio (Ge), Arsénico (As), Bromo (Br), Rubidio (Rb), Estroncio (Sr), Ytrio (Y), Zirconio (Zr), Niobio (Nb), Plomo (Pb) y Torio (Th).

2.3. Análisis estadístico de los datos: Análisis de Componentes Principales

Los datos geoquímicos obtenidos fueron filtrados y analizados utilizando métodos de estadística multivariante, en este caso el análisis de componentes principales (ACP), que permitirán su mejor interpretación. El ACP es una técnica estadística de síntesis de la información, o reducción de la dimensión (número de variables) (^{Hotelling, 1933}).

Un aspecto clave en el ACP es la interpretación de los factores, ya que ésta no viene dada a priori, sino que es deducida tras observar la relación de los factores con las variables iniciales (analizándose tanto el signo como la magnitud de las correlaciones). Así, es posible reconocer e interpretar distintos procesos ambientales y/o antrópicos (reflejados en los distintos factores) que controlan/explican la variabilidad inherente presente en los resultados analíticos. El análisis estadístico se ha realizado con el programa SPSS 20.0.

3.1. Estratigrafía y Sedimentología

El estudio litoestratigráfico del sondeo LAC1 y las zanjas ha permitido diferenciar 3 unidades estratigráficas en base a sus características sedimentológicas (figuras 1, 2 y 3):

Figura 3 A: Aspecto general de la Zanja A. B: Aspecto general de la Zanja B. C: Hoguera delimitada por clastos excavada en la Zanja A (Unidad 2). D: Contacto entre la Unidad 2 (abajo, naranja) y la Unidad 3 (arriba, verdosa con clastos blancos) en la Zanja A. E: Contacto entre la Unidad 1(abajo, amarilla) y la Unidad 2 (arriba, roja) en la Zanja B. F: Otra hoguera en el perfil occidental de la Zanja A a techo de la Unidad 2. 

Unidad 1. Margas basales: Los 62 cm basales corresponden a margas amarillas masivas con pequeños nódulos carbonatados y fragmentos carbonosos dispersos (figuras 2 y 3e). A techo de la unidad, se presenta un contacto neto y erosivo con las gravas del nivel suprayacente, pudiéndose apreciar marcas de bioturbación en la zona de contacto que denotan la presencia de un paleosuelo parcialmente erosionado.

Unidad 2. Sedimentos fluviales: Los siguientes 208 cm (entre 325 y 117 cm de profundidad) están caracterizados por la presencia de arcillas rojas masivas de tonalidades oscuras (figuras 2, 3d y 3e). A base se observa un nivel de 10 cm de grosor compuesto por gravas de matriz arenosa. Las arcillas engloban, sobre todo en la mitad superior, intervalos ricos en precipitados blanquecinos de yeso. De la misma manera, entre los 150 y los 215 cm de profundidad destaca un intervalo con abundantes fragmentos de carbón. A esta altura estratigráfica se detectaron en la Zanja A dos hogares intactos con restos líticos típicos del Neolítico Final-Calcolítico (Figura 3f) en particular una punta de flecha foliácea fragmentada con retoque plano, característica de este horizonte regional en monumentos megalíticos como Longar o Aizibita (^{Laborda Martínez, 2016}). A techo el sedimento es más limo-arenoso y compacto y su contacto con la unidad suprayacente es neto y erosivo.

Unidad 3. Sedimentos coluviales: Entre el techo de la secuencia y 117 cm de profundidad se extienden limos arenosos de color más amarillento y aspecto compacto y menos plástico que las arcillas subyacentes (figuras 2 y 3d). Incorpora gravas dispersas de tamaño centimétrico. Incluye en la base (entre 90 y 110 cm de profundidad) un nivel semejante a las arcillas rojas inferiores, con fragmentos de carbón. Presenta niveles con precipitados de yeso, si bien éste está presente de manera dispersa a lo largo de todo su espesor, excepto en el intervalo basal previamente indicado.

Aunque se trató de datar mediante radiocarbono 2 muestras procedentes de la base y el techo de la Unidad 2, las dataciones no dieron resultado debido a la baja concentración de materia orgánica en las muestras.

3.2. Datos geoquímicos y tratamiento estadístico

El análisis geoquímico y el tratamiento estadístico mediante ACP de los datos obtenidos, permiten corroborar la estratigrafía antes descrita e inferir distintos procesos sedimentarios reflejados en los componentes principales diferenciados (Figura 4).

Figura 4 Matriz factorial y representación gráfica de los coeficientes factoriales de cada elemento químico analizado en los distintos componentes principales obtenidos en el ACP. 

El ACP realizado explica el 79.7% de la varianza de los datos geoquímicos obtenidos. Se han extraído 4 componentes principales controlados por distintos elementos como puede observarse en la matriz factorial (Figura 4).

El primer componente principal (PC1) explica el 34.7% de la variabilidad de los datos geoquímicos. Este componente tiene una correlación positiva muy alta con los elementos Al, Ca, Si, Ti, y K (superior a 0.8) y en menor medida, pero con valores significativos (ca. 0.7) con el Sr y Fe (Figura 4). Este componente parece asociarse a la sedimentación fluvial terrígena de arcillas siliciclásticas (aluminosilicatos) y carbonatadas provenientes de la erosión del sustrato rocoso cenozoico aguas arriba.

El PC2 explica el 18.5% de la variabilidad de los datos geoquímicos. Presenta una muy alta correlación positiva con el Zn (0.86) y una correlación alta con el Rb y el Fe (ca. 0.7). Tiene una correlación negativa alta con el Zr (-0.75) (Figura 4). Este componente estaría mostrando variaciones en la granulometría de los sedimentos, indicando la presencia de arenas relativamente enriquecidas en minerales pesados como el zirconio. A su vez, y dada la correlación positiva obtenida con metales biófilos como el Zn, este PC2 también podría estar señalando la existencia de granulometrías finas, arcillas con cierto contenido orgánico de origen, probablemente, edáfico.

El PC3 explica el 17.1% de la variabilidad de los datos geoquímicos. Presenta una muy alta correlación positiva con el P y el Cl (< 0.8) y una muy alta correlación negativa con el S (-0.91) (Figura 4). Estos datos estarían reflejando la precipitación del yeso (CaSO₄-2H₂O) en detrimento de la materia orgánica en los horizontes edáficos más superficiales (p. ej. P).

El PC4 explica el 9.4% de la variabilidad y presenta una muy alta correlación positiva con el Y (0.86) y una alta correlación con el Mn (0.59). La presencia de Y podría asociarse a la presencia de carbón y/o materia orgánica vegetal proveniente de plantas comestibles o plantas leñosas, cuyas semillas son las que mayor concentración de este elemento presentan (^{Emsley, 2001}). El Mn, seguramente en forma de óxido, se formaría debido a condiciones de reducción-oxidación variables que podrían derivar de una cíclica actividad de inundación-desecación de la llanura de inundación. Ambos elementos podrían ser testimonio de actividades antrópicas debido a la adición de carbón (hogares, etc.) y tal vez, al cultivo y arado de la tierra, o variaciones en la saturación de agua de los sedimentos debido a crecidas, como posibles responsables de la creación de condiciones variables de oxidación (formación de óxidos de Mn).

Además, se han calculado las puntuaciones factoriales de los análisis geoquímicos, es decir, las puntuaciones que tienen los componentes principales (y los procesos inferidos que los controlan) para cada análisis elemental a lo largo del sondeo, lo que permite conocer su evolución en el tiempo, fácilmente observable mediante su representación gráfica (PC1, PC2, PC3 y PC4 en Figura 5).

Figura 5 Representación de la evolución a lo largo del sondeo LAC1 del contenido en los elementos químicos más significativos y evolución vertical de las puntuaciones factoriales de los distintos componentes principales (PC1, PC2, PC3 y PC4). Se señalan las distintas unidades litoestratigráficas diferenciadas y su interpretación, así como los niveles de paleosuelos más significativos identificados en la Unidad 2 (P1 a P6). 

4.1. Incisión y agradación fluvial del río Odrón

La secuencia sedimentaria estudiada presenta un claro carácter fluvial. Muestra una fase de agradación fluvial que rellenó de sedimento el valle del río Odrón desde inicios del Holoceno (U2) hasta probablemente el Holoceno medio (U3) (Figura 5). Dicha etapa de agradación está flanqueada por etapas de incisión fluvial, tanto previa, durante el final del Pleistoceno, como posteriormente en el Holoceno más reciente, seguramente durante los últimos ca. 4000 años. Ambas etapas de incisión fluvial reflejan intervalos de condiciones relativamente más áridas, de menor precipitación y actividad fluvial que ya han sido registradas en secuencias fluvio-lacustres a lo largo del valle del Ebro (S^{ancho et al., 2008}; ^{González-Sampériz et al., 2008}, ²⁰¹⁷; ^{González-Amuchástegui y Serrano, 2015}; ^{Aranbarri et al., 2016}; ^{Luzón et al., 2017}; ^{Morellón et al., 2018}). Estas condiciones más secas, de menor escorrentía superficial y caudal fluvial, formarían un sistema fluvial de relativamente escaso caudal y energía, sin apenas capacidad de erosión y transporte sedimentario, limitándose a desarrollar fases de encajamiento del valle análogas al funcionamiento actual del río Odrón.

Sin embargo, a inicios de la Unidad 2 la secuencia de agradación de sedimentos fluviales, indicaría un curso fluvial de mayor caudal, abundantes eventos de crecidas/inundación y gran capacidad de transporte sedimentario. Todo ello requeriría de condiciones más húmedas, una mayor pluviometría, y por tanto de escorrentía superficial, que darían lugar a condiciones de mayor erosión en las laderas, es decir, mayor disponibilidad sedimentaria, y un curso fluvial capaz de redistribuir dichos sedimentos, rellenando el valle del río Odrón, que entonces discurriría a casi 4 m por debajo de la cota del terreno actual en el lugar del sondeo LAC1. Esta fase incluiría el inicio del Holoceno y el denominado Optimo Climático Holoceno (aprox.11600 a 5000 años cal AC), caracterizado por un aumento significativo de la humedad y que pasaría a condiciones cada vez más áridas a partir del Holoceno medio (S^{ancho et al., 2008}; ^{González-Amuchástegui y Serrano, 2015}; ^{Aranbarri et al., 2016}; ^{González-Sampériz et al., 2017}; ^{Luzón et al., 2017}; ^{Morellón et al., 2018}).

4.2. Ambientes y evolución sedimentaria fluvial en el Holoceno inicial

El carácter y las variaciones de las facies sedimentarias observadas en cada unidad litoestratigráfica, permiten inferir las características del sistema fluvial a lo largo de la sección holocena recuperada, así como los principales cambios en su evolución.

Durante la Unidad 2, aproximadamente la primera mitad del Holoceno, la constatación de facies de canal lateralmente equivalentes a limos orgánicos de llanura de inundación, indica la presencia de un sistema fluvial de energía media/baja y perfil longitudinal de pendiente relativamente baja. El pequeño espesor de las gravas y arenas de la secuencia de relleno de canal indica la presencia de canales relativamente poco profundos (ca. de 30‒50 cm), anchuras inferiores a la decena de metros y energía moderada, dado que las gravas centimétricas no son abundantes. Dichos canales podrían ser de geometrías meandriformes, con canales que migrarían lateralmente en un fondo de valle vegetado, rellenos de secuencias de canal amalgamadas, que denotan eventos de crecidas moderadas, y flanqueados por ambientes de llanura de inundación estables en el tiempo. En las arcillas de llanura de inundación es posible acotar distintos eventos de inundación gracias al reconocimiento de hasta 6 ciclos de paleosuelos agradantes (P1 a P6 en Figura 5). Así, una inundación supondría la adición de sedimento arcilloso (PC1), caracterizados por una posterior incorporación de material orgánico, posiblemente debido a la edafización y colonización por cobertera vegetal (PC2) del área de llanura de inundación. Posteriormente, se detecta la precipitación de yeso (S) en la porosidad de la zona superficial de cada evento de inundación o paleosuperficie, debido a la evaporación del agua intersticial al quedar expuesto subaéreamente (PC3). Cabe señalar la presencia dentro de la Unidad 2, entre 150 cm y 217 cm de profundidad, de un intervalo relativamente rico en Mn e Y (PC4) que podría indicar la mayor presencia de carbón disperso y alteración antrópica de los sedimentos (¿arado y cultivo?); este intervalo coincide con la aparición de abundantes fragmentos de carbón disperso en el sedimento en una posición estratigráfica correlacionable a la de las hogueras encontradas en la Zanja A y que potencialmente representarían el lapso cronológico de la Fase III (Neolítico Final-Calcolítico) de ocupación del yacimiento.

Las características sedimentológicas de la Unidad 3 indican un cambio en el carácter del sistema fluvial a partir de probablemente el Holoceno medio (ca. III milenio AC). Tras un evento de hídrico importante, marcado por un nivel basal de relleno de canal de gravas arenosas que podría corresponder a la formación de canales erosivos de escorrentía superficial en la ladera, se depositan limos y arcillas menos carbonatadas (Ca) y más arenosas (Zr, PC2) (Figura 5), con abundantes cantos de gravas fluviales de gran tamaño derivados de la erosión de la terraza pleistocena cercana ladera arriba, y una precipitación/resedimentación casi continua de yeso (S) (Figura 5). Todo ello denota un cambio en el aporte y tipo de sedimento, dándose menores tasas de sedimentación y depósitos provenientes ahora mayoritariamente de la erosión de la parte alta de la ladera donde afloran las arcillas, arenas y yesos terciarios, así como de la terraza pleistocena sobre la que se instauró el poblado neolítico. Es significativa la presencia de intervalos relativamente ricos en carbón (a 35 cm y 100 cm de profundidad) que podrían indicar la presencia de actividades antrópicas en el área en periodos posteriores al Neolítico.

Esta unidad representa el final de la fase de agradación y el inicio de la de incisión o encajamiento fluvial, lo que supuso una cada vez menor incidencia de las inundaciones en la zona estudiada. Por todo ello, la actividad antrópica en los márgenes del canal fluvial se vería facilitada, con un caudal fluvial relativamente bajo, seguramente relacionado a una creciente aridez, hacia el Holoceno Medio-Final (S^{ancho et al., 2008}; González-Amuchástegui y Serrano, 2015; ^{González-Sampériz et al., 2017}; ^{Luzón et al., 2017}). Este hecho supondría una menor capacidad de transporte del curso fluvial, así como crecidas e inundaciones menos numerosas e intensas. Se habría iniciado por tanto la etapa de incisión fluvial que perdura hasta la actualidad. Todo ello haría también que el potencial de preservación de restos arqueológicos fuera inferior, debido principalmente a una menor tasa de sedimentación y mayor exposición subaérea de los restos.

Este cambio de tendencia a condiciones más áridas al final del Holoceno es el mayor cambio climático observado en el registro estudiado, y está en consonancia con numerosos registros con la misma tendencia estudiados a lo largo del área mediterránea del sur de Europa, reflejada principalmente por un descenso de taxones mesófilos (p.ej. ^{González-Sampériz et al., 2008}; ²⁰¹⁷; ^{Di Rita y Magri, 2009}; ^{Carrión et al., 2010}; ^{Anderson et al., 2011}; ^{Pérez-Obiol et al., 2011}; ^{Sadori et al., 2011}; ^{Jiménez-Moreno y Anderson, 2012}; ^{Magri et al., 2015}; ^{Revelles et al., 2015}; ²⁰¹⁸) y niveles lacustres más bajos (p. ej. ^{Magny et al., 2002}; ^{Morellón et al., 2009}; ^{Corella et al., 2011}; ^{Pellicer et al., 2016}).

Finalmente, los 30 cm superiores se presentan alterados por el arado del terreno y el crecimiento de cereales derivados de la actividad agrícola actual.