17/05/2025 - Opeyemi Adewumi

HOLOCENE SLOPE DEPOSITS AND MICROSTRATIGRAPHY IN THE MIDDLE TAGUS VALLEY

(EN) Abstract:

This doctoral thesis presents a study of the Holocene slope deposits and microstratigraphy from the Anta 1 de Vale da Laje, in the Zêzere Valley, Gruta do Cadaval in the Nabão Valley and Amoreira in the Tagus Valley in the Middle Tagus region of Portugal. The Portuguese Middle Tagus (Ecotonal area) is rich in archaeological records, with almost all geomorphological substrata that exist in western Iberia and with abundant Holocene slope deposits.

Microstratigraphic analysis of Holocene slope deposits, as well as micromorphological techniques, focusing on thin-section analysis, was employed to identify the soil forming process and determine different depositional environments and human-environment interactions and analyse sediment structures human settlement patterns, environmental processes, and cultural transformations during the Holocene. Additionally, the catena slope concept was also employed to unify the three archaeological sites and categorise them into up-slope, mid-slope, and foot-slope positions respectively.

The micromorphological analysis of sedimentary deposits across the archaeological sites points to a prevalence of natural phenomena dominated by water erosion, intertwined with anthropic activity. At Anta 1 de Vale da Laje, sheet wash processes were primarily driven by rainfall-induced erosion, fluctuating sediment loads, in situ soil formation, and post-depositional changes linked to human activities. Similarly, at Gruta do Cadaval, the deposits reflect high-energy natural events such as rockfalls, mudflows, and hyper-concentrated flows. The presence of bio-disturbance and sediment diagenesis further point to a complex interplay between long-term human activity and natural depositional processes. Likewise, at Amoreira, sedimentary deposits exhibit characteristics of water-driven processes, including shallow flows, sheetwash, and hyper-concentrated flows, suggesting episodic high-energy events triggered by intense rainfall, alongside evidence of sustained human activity over time.

The micromorphological analysis also clarifies the impact of anthropogenic inputs on various archaeological layers and allows for the characterisation of the studied sites dominant soil types, namely, Alfisol, Ultisol, and Spodosol, examining their development in relation to underlying substrates and their influence on soil behaviour.

The chronostratigraphic analysis of Holocene sedimentary processes highlights the significant influence of climatic events on sediment deposition and landscape evolution. The Greenlandian (Early Holocene) indicators in Amoreira and Gruta Cadaval highlight significant climatic shifts, marking a transition to warmer and more stable conditions. In contrast, the Northgrippian (Middle Holocene) indicators observed across all three sites, are characterized by a more stable climate that facilitated increased human activity, agricultural practices, and adaptations to regional environmental changes. Although less represented, the Meghalayan (Late Holocene) indicators reveal the complexities of human-environment interactions and the continuous impacts of human activities on sedimentary processes throughout the Holocene.

Furthermore, this study also highlights the significant common trends evident across the studied archaeological sites, particularly in terms of micromorphological data and the chronostratigraphy of Holocene sedimentary processes. Notably, there is a distinct gap in occupation evidence following the 4.2 ka event, not only at these sites but across the broader region. While the 4.2 ka event was not universally disruptive, its impact appears to have been particularly pronounced in this area. After the Chalcolithic period, there is a conspicuous absence of early Bronze Age occupation, suggesting a potential shift in settlement patterns. This may indicate population movements toward coastal areas, pointing to a possible retreat of human occupation in response to climatic and environmental changes.

Overall, this study offers an overall approach to the early, middle and early-late Holocene microstratigraphic deposits, not limited to a single site but understanding the whole region of the Middle Tagus.

(PT) Resumo

Esta tese de doutoramento apresenta um estudo sobre os depósitos de vertente do Holoceno e a microestratigrafia da Anta 1 de Vale da Laje, no Vale do Zêzere, da Gruta do Cadaval, no Vale do Nabão, e de Amoreira, no Vale do Tejo, na região do Médio Tejo, em Portugal. O Médio Tejo português (Área ecotonal) é rico em registos arqueológicos, apresentando quase todos os substratos geomorfológicos existentes na Península Ibérica ocidental e com depósitos de vertente abundantes do Holoceno.

A análise microestratigráfica dos depósitos de vertente do Holoceno, bem como o recurso a técnicas micromorfológicas, com foco na análise de lâminas delgadas, foi empregue para identificar processos de formação do solo e determinar diferentes ambientes deposicionais e interações entre o homem e o ambiente, analisando as estruturas sedimentares dos padrões de ocupação humana, os processos ambientais e as transformações culturais durante o Holoceno. Adicionalmente, foi aplicado o conceito de catena de vertente para unificar os três sítios arqueológicos e categorizá-los em posições de topo, meia-encosta e sopé, respetivamente.

A análise micromorfológica dos depósitos sedimentares nos sítios arqueológicos aponta para a predominância de fenómenos naturais dominados pela erosão hídrica, interligados com a atividade antrópica. Na Anta 1 de Vale da Laje, os processos de lavagem superficial foram impulsionados principalmente pela erosão provocada pela chuva, variações na carga sedimentar, formação de solo in situ e alterações pós-deposicionais relacionadas com atividades humanas. De forma semelhante, na Gruta do Cadaval, os depósitos refletem eventos naturais de elevada energia, como desmoronamentos de rocha, fluxos de lama e fluxos hiperconcentrados. A presença de bio-distorção e diagénese sedimentar aponta ainda para uma interação complexa entre a atividade humana a longo prazo e os processos deposicionais naturais. Do mesmo modo, em Amoreira, os depósitos sedimentares apresentam características de processos impulsionados pela água, incluindo fluxos rasos, lavagem superficial e fluxos hiperconcentrados, sugerindo eventos episódicos de elevada energia desencadeados por chuvas intensas, juntamente com evidências de atividade humana sustentada ao longo do tempo.

A análise micromorfológica também esclarece o impacto das contribuições antrópicas nas várias camadas arqueológicas e permite a caracterização dos principais tipos de solo dos locais estudados, nomeadamente Alfissolos, Ultissolos e Espodossolos, examinando o seu desenvolvimento em relação aos substratos subjacentes e a sua influência no comportamento do solo.

A análise cronoestratigráfica dos processos sedimentares do Holoceno destaca a influência significativa dos eventos climáticos na deposição sedimentar e na evolução da paisagem. Os indicadores do Greenlandiano (Holoceno Inicial) na Amoreira e na Gruta do Cadaval evidenciam mudanças climáticas significativas, marcando a transição para condições mais quentes e estáveis. Em contraste, os indicadores do Northgrippiano (Holoceno Médio), observados nos três sítios, caracterizam-se por um clima mais estável, que facilitou um aumento da atividade humana, das práticas agrícolas e das adaptações às mudanças ambientais regionais. Embora menos representados, os indicadores do Meghalaiano (Holoceno Tardio) revelam a complexidade das interações entre o homem e o ambiente e os impactos contínuos das atividades humanas nos processos sedimentares ao longo do Holoceno.

Além disso, este estudo destaca as tendências comuns evidentes nos sítios arqueológicos analisados, particularmente em termos de dados micromorfológicos e da cronoestratigrafia dos processos sedimentares do Holoceno. Notavelmente, observa-se uma lacuna distinta nos vestígios de ocupação após o evento 4.2 ka, não só nestes sítios, mas em toda a região. Embora o evento 4.2 ka não tenha sido universalmente disruptivo, o seu impacto parece ter sido particularmente pronunciado nesta área. Após o período Calcolítico, há uma ausência notória de ocupação do inicío da Idade do Bronze, sugerindo uma possível mudança nos padrões de povoamento. Isto pode indicar movimentos populacionais em direção às áreas costeiras, apontando para um possível recuo da ocupação humana em resposta a alterações climáticas e ambientais.

De um modo geral, este estudo apresenta uma abordagem abrangente aos depósitos microestratigráficos do Holoceno Inferior, Médio e inicío do Superior, não se limitando a um único sítio, mas permitindo uma compreensão da região do Médio Tejo como um todo.