How to detect human activities in intertropical archaeological soils?

The characteristics of certain anthrosols are attracting growing interest due to their high carbon (C) stocks. With this in mind, we focused on anthrosols from South America and Central Africa. The South American samples come from three archaeological sites in the Llanos de Moxos region of Bolivia (Isla Manechi, San Pablo, and Isla del Tesoro). In Cameroon, a French-Cameroonian team from the French National Research Institute for Sustainable Development collected samples from two types of anthrosols (dark soils, which we have called Dark soils, and archaeological pit fillings, referred to as Refuse pits), as well as from forest soils (Forest soils). The objective of this study was to assess the impact of past human activities on these soils by conducting specific measurements of their organic status (soil organic carbon content and quality – Corg). The originality of this work lies in its empirical approach and the use of a method rarely applied in archaeology: Rock-Eval® thermal analysis, which allows for the quantification and characterization of soil organic carbon. Thermal analyses of soil samples from archaeological sites were compared with one another and against a reference model. The results indicate that in the Cameroonian sites, the measured carbon is of organic origin. In Bolivia, we focused solely on organic carbon forms, although inorganic carbon forms were also present at San Pablo and Isla del Tesoro, which are shell middens. Findings on the thermal stability of soil organic matter (SOM) highlight that soils from natural environments (Forest soils) or abandoned sites (Dark soils) have a signature comparable to a general model based on a set of undisturbed natural soils. In contrast, soils from human occupation sites deviate from this model. Our hypothesis is that this deviation serves as an indicator of ancient human occupation. The magnitude of this deviation could reflect the intensity or type of anthropogenic activities that took place on these intertropical archaeological soils. We propose an integrative parameter to measure the degree of SOM disturbance in relation to human impact on soils. This preliminary study suggests that the method could, in principle, detect the imprint of human activities on archaeological site soils.

Les caractéristiques de certains anthroposols suscitent un intérêt croissant en raison de leurs stocks élevés de carbone (C). C’est dans cette perspective que nous nous sommes intéressés à des anthroposols sud-américains et d’Afrique centrale. Les échantillons d’Amérique du Sud proviennent de trois sites archéologiques de la région du Llanos de Moxos en Bolivie (Isla Manechi, San Pablo et Isla del Tesoro). Au Cameroun, une équipe franco-camerounaise de l’Institut français de Recherche pour le Développement a collecté des échantillons dans deux types d’anthroposols (des sols sombres que nous avons appelés Dark soils et des remplissages de fosses archéologiques que nous avons appelés Refuse pits et dans des sols de forêt (Forest soils). L’objectif de ce travail est de détecter l’impact des activités anthropiques passées sur ces sols par des mesures spécifiques du statut organique des sols (teneurs et qualité du C organique du sol – Corg). L’originalité de ce travail réside dans la démarche empirique et dans l’utilisation d’une méthode rarement appliquée en archéologie, l’analyse thermique Rock-Eval®, pour quantifier et caractériser le carbone organique du sol. Les analyses thermiques des échantillons de sols des sites archéologiques ont été comparées entre elles et avec un modèle de référence. Les résultats montrent que dans les sites du Cameroun, le carbone mesuré est de nature organique. En Bolivie, nous avons considéré uniquement les formes de Corg même s’il y a une présence des formes de C inorganique à San Pablo et à Isla del Tesoro qui sont des « Shell middens ». Les résultats sur l’étude de la stabilité thermique de la matière organique du sol (MOS) soulignent que les sols des sites naturels (Forest soils) ou de déprise (Dark soils) ont une signature comparable au cas général construit à partir d’un ensemble de sols naturels non perturbés, alors que les sols des sites d’occupation humaine présentent un écart par rapport à ce modèle. Notre hypothèse est que cet écart permet de détecter le signe d’une occupation humaine ancienne. La valeur de cet écart pourrait refléter le degré d’intensité ou le type des activités anthropiques pratiquées sur ces sols archéologiques intertropicaux. Nous proposons un paramètre intégrateur pour mesurer le degré de perturbation de la MOS en relation avec l’emprise humaine sur les sols. Cette étude préliminaire suggère donc que la méthode permet a priori de détecter l’emprise des activités anthropiques sur les sols des sites archéologiques.

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