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El complejo arqueológico de los yacimientos pleistocenos de la Sierra de Atapuerca fue descubierto gracias a la construcción de un ferrocarril que atravesó estas montañas a principios del siglo pasado. Así empezó a aflorar lo que la elevación tenía encerrado en el interior de todo un sistema de karst que la conforma.
Se denomina karst a la formación de conductos subterráneos creados por la erosión del agua. En el caso de Atapuerca, el río Arlanzón, muy cercano a la cota, poco a poco formó cuevas en su interior. A partir de determinado momento disminuyó el caudal de la corriente fluvial y el agua dejó de circular por las cavidades. En sustitución, aquellos vacíos comenzaron a llenarse de tierra y sedimentos como fósiles de personas, animales y plantas, arrastrados por el viento y la lluvia. Mediante ese proceso se formaron los diferentes estratos o niveles de relleno de las cuevas, donde quedó aprisionado el testimonio de la existencia humana un millón de años atrás y que hoy sacan a la luz los científicos.
En la Sierra de Atapuerca este proceso de karstificación puede observarse claramente en los tres yacimientos que quedaron expuestos tras la realización de la trinchera ferroviaria. Ellos son: Sima del Elefante, Galería y Gran Dolina.
Otros asentamientos de este sitio arqueológico son: Sima de los Huesos, Valle de las Orquídeas, El Hundidero, Cueva de El Mirador, Portalón de Cueva Mayor, Galería del Silex y Hotel California. Una parte de ellos se encuentra en cuevas y otros al aire libre.
