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Sus paredes guardan secretos que se mantienen por más de 225 millones de años, ya que es el único lugar del planeta que presenta una secuencia completa de sedimentos continentales de las cinco eras que componen el periodo Triásico (primera etapa de la Era Mesozoica).

Durante los Períodos Pérmico y Triásico, los aluviones depositaron grandes acumulaciones de óxido y cenizas. Posteriormente, su estructura de areniscas sedimentarias se fue resquebrajando. En los paredones erosionados y en las piedras derrumbadas, se observan los distintos niveles de sedimentaciones paralelas o cruzadas. En los niveles superiores se distinguen estratos con distinta coloración, producto de las actividades eruptivas del Terciario. Desde mediados del Terciario y hasta la fecha, no se han producido variantes geológicas de consideración.

El término "Talampaya", proviene del quechua, y significa "Río seco del tala" (El tala es un árbol autóctono).
Declarado Patrimonio de la Humanidad, por la Unesco en 1997, ubicado en las serranías del oeste de La Rioja (Argentina), a 1.450 m.s.n.m., ocupa un área de 215.000 hectáreas.

Talampaya, la vecina Ischigualasto (San Juan); y Las Quijadas en San Luis, corresponden a la misma formación geológica.

Riqueza arqueológica

Sobre los paredones y piedras se formó una pátina oscura natural de dióxido de manganeso (o barniz del desierto). Diversas culturas desde hace 5.000 años fueron grabando con puntas de cuarzo o granito sus manifestaciones artísticas.

La Puerta de Talampaya se encuentra en el centro de la Sierra de los Tarjados, allí el río Talampaya tiene un ancho de 150 a 200 metros, hacia ambos se alzan murallones de unos 160 metros de altura, que forman una quebrada.

En esta zona se encuentra el conjunto de petroglifos más importante, aquí habrían tenido lugar los ritos propiciatorios y también, quizás, los ritos de iniciación, así lo sugieren las figuras grabadas en la roca, en puntos altos y estrechos de los paredones que forman la quebrada.

Entre las figuras halladas pueden mencionarse dibujos mascariformes, a los que se les adjudica un significado mágico-religioso; signos tridígitos (pisadas de avestruz); formas humanas estilizadas, algunas de las cuales simbolizarían divinidades; improntas de pies; guanacos; dibujos zigzagueantes y cruciformes; pisadas de pumas; soles; hombres con “alas de mariposa”, etc. Estas representaciones indican que habría sido un lugar sagrado, tal vez la representación de una “puerta al más allá”.

Son conocidos los dos "astronautas", ubicados en la entrada al cañon de Talampaya; dos figuras humanas, al parecer con escafandras, que aparecen señalando el cielo y la tierra, que algunos interpretan como la conexión estelar de los extraños personajes.

Delante de estos petroglifos se advierte la presencia de 19 morteros, llamados también "piedras tacitas", que forman oquedades en la piedra. Estos elementos junto a fragmentos de cerámica hallados junto a dos pequeños recintos, a mano izquierda de La Puerta, denotan la presencia de pueblos agroalfareros.

A 500 metros. de La Puerta y siguiendo por el cañón, hay otro conjunto de 36 morteros. Algunos autores indican que no eran para moler alimentos sino para preparar pinturas. El lugar sería utilizado para ceremonias rituales en las que sacrificaban animales, cuya sangre vertían dentro de esos huecos en la piedra y mezclándola con raíces, preparaban pinturas que se aplicaban sobre el cuerpo. Para horadar en la roca estos recipientes, la trabajaban con puntas de cuarzo y la ablandaban con el ácido del jugo gástrico de los animales. Dentro de algunos morteros hallaron restos humanos, posiblemente también sacrificados.

Ya trasponiendo La Puerta, a una distancia de 5 km. aproximadamente, en un paredón de 15 metros de largo que mira hacia el norte se encuentran petroglifos de las características ya mencionadas.

Sobre la margen izquierda del río, a 6 km. aproximadamente, de la entrada de La Puerta, se pueden observar una serie de cantos rodados dispuestos en forma circular, se trataría de restos habitacionales.

Siguiendo el curso del Río Talampaya, a 20 kilómetros de La Puerta se encuentra el sitio denominado Los Pizarrones, donde en una amplia pared de 12 metros de largo por 2 metros de alto se halla un conjunto de petroglifos en los cuales vuelven a repetirse los motivos.

Los petroglifos van disminuyendo, apareciendo en forma muy aislada a medida que uno se aproxima a las nacientes del Río Talampaya. Se pueden observar que las figuras tienen rasgos más simples, dándose con frecuencia líneas serpentiformes y cruces.