Datar y entender las diferentes fases de actividad del complejo es complicado debido a las perturbaciones del terreno ocasionadas por las madrigueras de animales, la mala calidad de las primeras excavaciones y la escasez de fechas probadas científicamente.
Estos hoyos son conocidos como “los agujeros de Aubrey” después de que John Aubrey los identificara en el siglo XVII. Los hoyos podrían haber contenido troncos de madera creando un círculo de madera, aunque no hay evidencias de ello. Recientes excavaciones han sugerido que los agujeros de Aubrey podrían haber sido usados originariamente para construir el círculo de piedra. Si fuera éste el caso, se consideraría que el primer monumento con estructura de piedra conocido es de 500 años antes de lo que se considera ahora. Una pequeña zanja que hay también en la parte exterior podría considerarse también de esta época.
Stonehenge 3 primera parte (año 2600 a.C. aproximadamente)Excavaciones arqueológicas han demostrado que alrededor del año 2600 a.C., los constructores abandonaron la madera a favor de la piedra y excavaron dos conjuntos concéntricos de hoyos (los hoyos Q y R) en el centro del sitio. Los fosos de las piedras son conocidas sólo parcialmente (es por ello que las evidencias son descritas a veces como la formación de media luna). Sin embargo, el conjunto podría formar parte de los restos de un doble anillo, aunque no hay evidencias firmes para esta fase. Los agujeros aguantaban ochenta piedras de pie, de las cuales sólo 43 se pueden rastrear en la actualidad. Durante gran parte del siglo XX se pensó que las piedras (algunas de las cuales están hechas de dolerita, una roca ígnea), fueron transportadas por humanos desde las colinas Preseli en Gales, a unos 240 kilómetros de distancia. Otra teoría que ha ganado recientemente bastante apoyo es pensar que los bloques de piedras fueron llevadas hasta la zona como un glaciar errático por el glaciar del mar de Irlanda. Las piedras, las cuales pesaban alrededor de 4 toneladas, tenían representación de alrededor de 20 tipos diferentes de roca. Cada monolito mide alrededor de 2 metros de altura, entre un 1 metro y 1,5 metros de anchura, y alrededor de 0,80 metros de espesor.
Stonehenge 3 segunda parte (año 2600 a.C. aproximadamente)Durante la siguiente fase importante de actividad se llevaron 30 enormes piedras a este lugar. Estas piedras podrían haber venido de una cantera a unos 40 kilómetros desde Stonehenge, o podrían haber sido recogidas de unas rocas sedimentarias que había más cerca. Las piedras estaban retocadas y decoradas antes de que las 30 fueran colocadas de pie en el círculo de 33 metros de diámetro, con un anillo de 30 dinteles de piedra descansando en su parte superior. Los dinteles se colocaron usando un método de trabajar la madera en el cual unían varias maderas para hacerlas más fuertes. Cada piedra de pie tenía alrededor de 4,10 metros de alto, 2,1 metros de ancho y pesaba alrededor de 25 toneladas. Cada una de las piedras fue trabajada pensando en su efecto visual final. Las piedras colocadas aumentaban hacia la parte superior con el fin de que su perspectiva se mantuviera constante cuando se observaba desde el suelo, mientras que las piedras de los dinteles eran curvas ligeramente para continuar la apariencia circular del monumento anterior. Las superficies o caras internas de las piedras son más suaves y están más finamente trabajadas que las superficies exteriores. El grosor medio de las piedras es de 1,10 metros y la distancia media entre ellas es de 1 metro. Se cree que se pudo necesitar unas 75 piedras para completar el círculo (60 piedras) y el trilithon de herradura (15 piedras). A no ser que algunas de esas piedras fueran retiradas del lugar, el anillo parece haber quedado incompleto. Las piedras del dintel tienen unos 3,2 metros, 1 metro de ancho y 0,8 metros de espesor. La parte superior de los dinteles están a unos 4,90 metros sobre el suelo. Dentro del círculo había cinco trilitos de piedra arenisca dispuestos en forma de herradura con la zona abierta hacia el noroeste. Estas enormes piedras, diez erguidas y cinco dinteles, pesan hasta 50 toneladas cada una, y estaban unidas usando complejas uniones y dispuestas de una manera simétrica. El par más pequeño de trilitos medía alrededor de 6 metros de alto, y el siguiente más pequeño tendría unos 7,3 metros de alto. Sólo permanece en pie uno de los grandes trilitos, del cual sólo es visible 6,7 metros, y hay otro de 2,4 metros que se encuentra debajo del suelo. En lo que se conoce como la piedra 53 se ha encontrado grabado un puñal y cabezas de hachas. Estas tallas son difíciles de datar ya que son objetos morfológicamente similares a las de finales de la edad de bronce. Esta fase ha sido datada con el radiocarbono entre los años 2600 y 2400 a.C, poco antes del Arquero de Stonehenge descubierto en el foso exterior del monumento en el año 1978, así como los dos conjuntos de tumbas conocidas como el Arquero de Amesbury y los Arqueros de Boscombe, descubiertos a unos 5 kilómetros al oeste. Alrededor del mismo tiempo, el gran círculo de madera y la segunda vía fueron construidos a unos 3,2 kilómetros de Durrington Walls mirando hacia el río Avon. El círculo de madera estaba orientado hacia la salida del sol en el solsticio de invierno, en oposición a la alineación solar en Stonehenge, mientras que la avenida estaba alineada con la puesta de sol en el solsticio de verano y se dirigía desde el río hasta el círculo de madera. La evidencia de dos grandes incendios en las orillas del Avon entre las dos avenidas también sugiere que los dos círculos estaban unidos, y tal vez se usaron como una ruta de procesión en los días más cortos y más largos del año. Parker Pearson especula que el círculo de madera en Durrington Walls era el centro de la “tierra de los vivos”, mientras que el círculo de piedra representaba la “tierra de los muertos”, con el Avon sirviendo como un viaje entre ellos. Stonehenge 3 tercera parte Después de la edad de Bronce, aunque los detalles exactos de la actividad durante este periodo no están muy claros, parece ser que las piedras de Stonehenge fueron reconstruidas. Estas piedras fueron colocadas en el exterior del círculo y puede que se recortaran de alguna manera. Algunas de las piedras sugieren que durante esta fase podrían haber estado unidas con dinteles y fueron quizá parte de una estructura mayor. Stonehenge 3 cuarta parte (2800 a.C. hasta 1930 a.C.) En esta fase se vio más reordenación de las piedras. Las mismas fueron dispuestas en un círculo entre los dos anillos en el centro de anillo interior en el óvalo. Algunos arqueólogos sostienen que algunas de las piedras eran de un segundo grupo traído de Gales. Todas las piedras están bien espaciadas sin que ninguno de los dinteles ocasione alteraciones en aquellas reconstruidas en la tercera parte de esta fase. La piedra del Altar pudo haberse movido dentro del óvalo en esta época y se erigió verticalmente. Stonehenge 3 quinta parte (1930 a.C. hasta 1600 a.C.) Poco después, el círculo de piedras de la sección noroeste de la cuarta parte se eliminó, y se creó un entorno en forma de herradura. Esta fase es contemporánea con Seahenge en Norforlk. Después del monumentos (del 1600 a.C. en adelante)La última construcción conocida en Stonehenge fue alrededor del año 1600 a.C., y el último uso de la misma fue probablemente durante al Edad de Hierro. Se han encontrado monedas romanas y objetos medievales cerca y alrededor del lugar, pero se desconoce si el monumento fue usado de manera continuada a lo largo de la prehistoria y más allá, o como fue usado exactamente. Es notable un campamento construido en la edad de Hierro junto a la avenida cerca de Avon. Han sido descubiertos en 1923 los restos de un hombre sajón decapitado en Stonehenge. Este lugar ha sido estudiado por académicos durante la Edad Media y desde entonces ha sido analizado por numerosos grupos.
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