Mostrando entradas con la etiqueta clima. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta clima. Mostrar todas las entradas

martes, 2 de febrero de 2021

Recordando lo mejorcito del curso 2019/2020

Hoy ha empezado un nuevo curso de la asignatura "Geología aplicada a la Biología" y pronto tendremos una nueva promoción de estudiantes que comentarán los últimos avances científicos que nos permitan comprender como los eventos geológicos de nuestro planeta han jugado y siguen jugando un papel preponderante en la configuración de nuestra Biosfera.

Como cada año, esta entrada muestra las aportaciones más relevantes de sus colegas de la promoción anterior. De esta forma, la experiencia acumulada de años anteriores les ayudará a afrontar esta tarea. La definición de "relevante" viene dada por una aproximación práctica al problema, siendo consideradas como tales las contribuciones que dieron lugar a una evaluación de sobresaliente en este apartado optativo de la asignatura. La pandemia de la COVID-19 nos pilló en mitad del curso, así que entre tanto confinamiento hubo bastantes estudiantes que se animaron a participar en el blog. Como resultado, un buen número de participantes sobresalientes.


Marta Barrado tenía una idea clara en la cabeza: hablar de estudios paleontológicos protagonizados por fósiles encontrados en España. No obstante, no consiguió ceñirse totalmente a ella, aunque sí que presentó un buen número de trabajos paleontológicos.


Nuria Batres, tras hablarnos de un impacto meteorítico arcaico, se centró en estudios sobre los océanos.


Simran Ramchandani se centró en los desastres naturales, además de un bonus paleontológico.


Ángela S. Gago quiso hablar sobre los distintos métodos científicos que se han utilizado para arrojar más luz sobre cuestiones candentes en Paleontología.


Raquel García se centró en estudios sobre el ser humano, pero desde puntos de vista muy variados (paleontológicos, estratigráficos y meterológicos) para llegar a la conclusión de que existe una relación estrecha entre el ser humano y el mundo natural que lo rodea.


Amin Salami hizo un "mix" paleontológico sobre fósiles correspondientes a especies que a su ver tuvieron una especial relevancia en la historia de la Biosfera.

Con esto podemos dar por terminado nuestro repaso a las mejores aportaciones del curso pasado. Sólo me queda animaros a visitar las páginas de este blog para que os pique el gusanillo de la divulgación científica, y visitad en especial lo mejorcito de cada curso.

domingo, 8 de marzo de 2020

Condiciones de hielo y agua subterránea en las cuencas de permafrost de noreste de Canadá

Los glaseados son masas de hielo en forma de lámina que se forman en la superficie del suelo o en canales fluviales a partir de la filtración del agua subterránea. Aunque se conoce la presencia de hielo en el paisaje, pocos estudios investigaron su distribución regional y exploraron las relaciones con factores del terreno, incluyendo el permafrost y las condiciones de flujo de base invernal. En dicho estudio se mapea la distribución de glaseados en un área de 618,430 km2  del noroeste de Canadá a partir de una pila de 573 imágenes de Landsat (1985–2017) y determinó, utilizando datos hidrométricos, la contribución del flujo base de invierno a la descarga anual total de 17 ríos en el área de estudio.
Esquema representativo de la formación de un Karst

 La formación de hielo mapeada se produce preferentemente en las estribaciones de regiones montañosas kársticas muy defectuosas en el permafrost continuo.
El flujo de base es el caudal que se observa en un curso de agua al final de un periodo de estiaje. Dicho flujo en invierno y su contribución a la descarga anual fue menor en las cuencas de permafrost continuas que en el permafrost discontinuo, pero mostró un aumento general durante el período 1970-2016. Con esto se puede llegar a la conclusión que la distribución de la formación del hielo puede ser sensible a las temperaturas del aire en invierno y a las condiciones de flujo de base en invierno. También puede que las capas de hielo ubicadas en el limite sur del permafrost continuo serian mas sensibles a la degradación.
Imagen donde se representa el Permafrost Continuo

Perfil de temperatura vertical de capa activa en permafrost




En el noroeste de Canadá y Alaska, el calentamiento climático ha provocado un aumento en el espesor de las capas activas y las temperaturas de permafrost que han afectado los procesos hidrológicos. La capa activa del permafrost es como tal la capa superior del mismo, la cual se descongela en verano y se vuelve a congelar en otoño.

Por ejemplo, la reciente reducción en el área de estanques y lagos en el permafrost discontinuo se ha asociado con un aumento en el drenaje y la conectividad debajo del subsuelo.




Laminaciones de hielo en una
 lámina de aufeis


Además, a pesar de los pocos cambios en la descarga anual total, existe evidencia de las estaciones de medición de un aumento en el flujo base de invierno para muchos ríos. Estas condiciones cambiantes de permafrost y aguas subterráneas pueden afectar la formación de hielo estacional debido a la congelación de las aguas subterráneas que se filtran a la superficie, como la formación de hielo, también conocida como clavada o aufeis.

El flujo sostenido de agua subterránea que forman estas características proporciona hábitats críticos para la hibernación de ciertas especies de peces, incluido el Dolly Varden y es una fuente de agua potable perenne para algunas comunidades del norte. Por lo tanto es aquí donde comenzamos a observar las consecuencias de pequeños cambios de algo que desde fuera consideraríamos como insignificante y que por ejemplo para dichas comunidades significa perder su fuente de agua potable.

Los glaciares también pueden almacenar grandes cantidades de hielo que se derrite progresivamente durante el verano y recarga los arroyos y ríos locales mucho después del derretimiento de los bancos de nieve que yacen tarde.

La formación de hielo es una masa de hielo horizontal a sub-horizontal en forma de lámina que se desarrolla durante el invierno en la superficie por la congelación del agua subterránea que se filtra repetida o continuamente desde el suprapermafrost, de un manantial (hielo en primavera) o que emerge desde abajo del hielo del río. Debido a la fluctuación o cambio climático, algunas regiones de permafrost pueden desarrollar una capa no congelada entre la capa activa de descongelación / congelación estacional y el permafrost. La capa se llama supra-permafrost (por encima del permafrost).

Representación de supra-permafrost

Se han notificado casos de hielo en todas las regiones árticas y los estudios se han centrado en sus características morfológicas, su desarrollo y equilibrio energético sus contribuciones estacionales y perennes a la descarga fluvial.
La formación de hielo primaveral se forma comúnmente en lugares donde el flujo de agua subterránea perenne a través de un talik es forzado a la superficie por una reducción en la permeabilidad del acuífero debido al permafrost que impide el flujo subterráneo.

La formación de hielo en primavera y en los ríos tiende a ocurrir en el mismo lugar año tras año, generalmente con la misma forma, y ​​es más grande que la formación de hielo en el suelo que tiene una recurrencia espacial y temporal más aleatoria en el paisaje . Dado el fuerte vínculo entre la formación de hielo y el flujo de agua subterránea, se puede obtener información sobre la respuesta de la formación de hielo bajo el permafrost degradante y las condiciones cambiantes del agua subterránea investigando su distribución en el paisaje y las relaciones con el terreno y las condiciones de descarga invernal.

El área de estudio en el noroeste de Canadá varía de 62 a 69 ° N y de 118 a 140 ° W; cubriendo un área de aproximadamente 618,430 km2.  Las elevaciones varían desde el nivel del mar a lo largo de la costa del mar de Beaufort hasta 2920 m snm en las montañas Mackenzie, con casi el 50% del área de estudio ubicada por debajo de los 400 msnm.
El sector norte incluye terrenos aluviales y glaciares bajos. El sector sur es más montañoso e incluye las montañas Mackenzie, Selwynn y Ogilvie.
La geología del área de estudio está compuesta predominantemente por arenisca del Cretácico inferior. 
La vegetación va desde la tundra en las llanuras del norte y las regiones montañosas hasta los bosques boreales en la región sur. Los humedales y las turberas se vuelven más comunes hacia el sur en el valle de Mackenzie.
En dicho artículo también describe detalladamente los tipos de rocas que encuentran los investigadores en su estudio, y el tipo de vegetación ya que todo ello al final va a tener una repercusión en los resultados obtenidos.

También un seguimiento del clima en el área de estudio muestra que desde 1980, la región norte ha experimentado una tendencia de calentamiento de 0.07 a 0.11 ° C año −1 , mientras que la región más meridional experimentó un calentamiento de 0.01 a 0.07 ° C año −1.
Formación de hielo en el noroeste de Canadá. La formación de hielo se identificó utilizando un enfoque semiautomático y una densa pila de imágenes Landsat. También se muestran estaciones de medición activas y cuencas hidrográficas de nivel 3 (consulte la Tabla 1 para ver los  nombres de las estaciones de medición). Fondo del modelo de elevación digital (DEM) derivado de 30 m de datos de elevación digital canadiense ( www.geogratis.ca ). Mapa generado con ArcGISv10.

Cuando el hielo comienza a derretirse, las infraestructuras en la capa superior pueden cambiar y colapsar

Carretera de Dempster que une el sur de Canadá con los Territorios del Noroeste después de que colapsó porque las temperaturas más cálidas causaron que el permafrost de abajo se descongelara.

Dicho estudio tiene como objetivo: mapear la distribución de glaciares de primavera y de ríos en el noreste de Canadá a partir de imágenes obtenidas de Landsat (1985-2017), y determinar utilizando datos hidrométricos históricos de Environment Canadá (ministerio encargado del clima y ambiente canadiense) la contribución del flujo base de invierno a la descarga anual total de ríos en el área de estudio y sus tendencias temporales (1970-2016). Con base en los resultados, se exploraron las relaciones entre la distribución de hielo, el terreno y las condiciones de flujo base de invierno que pueden informar acerca de la respuesta de hielo a las cambiantes condiciones de permafrost y agua subterránea.

El derretimiento del permafrost puede dar lugar a una liberación masiva de metano y otros gases, que es un factor importante que contribuye al calentamiento global.
Cuando el carbono almacenado durante mucho tiempo se libera a la atmósfera, aumenta la temperatura, lo que provoca más descongelación y desencadena una liberación adicional de carbono.

Por lo tanto en el articulo se muestran los resultados de dicho estudio en el cual se 
como por ejemplo la identificación de un total de 1402 glaseados con 30% de ocurrencia anual entre 1985–2017 o también casos conocidos de formación de hielo en el Parque Territorial Tombstone.
Parque Territorial Tombstone
Así poder observar como en el tiempo puede cambiar las condiciones del hielo de dicha zona en Canadá que es muy importante ya que ocupa un  25% de la tierra en el hemisferio norte, es decir que un cambio tan pequeño como el descongelamiento del permafrost puede traer grandes consecuencias en el propio territorio pero también en el mundo.



Referencias 
bibliográficas
Crites, H., Kokelj, S.V. & Lacelle, D. Icings and groundwater conditions in permafrost catchments of northwestern Canada. Sci Rep 10, 3283 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-60322-w

Rutledge, K.; Ramroop,T.; Boudreau,D.; McDaniel,M.; Teng,S.; Sprout,E.; Costa,H.; Hall,H.; Hunt,J. Nationalgeographic. 2011. Geologia: Permafrost. [web de internet]. Disponible en <https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/permafrost/> [con acceso el 6 de marzo de 2020]

Wikipedia. 2019. Definiciones usuales en hidrología. [web de internet]. Disponible en < https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Definiciones_usuales_en_hidrolog%C3%ADa> [con acceso el 6 de marzo de 2020]

Polarpedia. Geologia: Capa Activa. [web de internet]. Disponible en < https://polarpedia.eu/es/capa-activa/> [con acceso el 7 de marzo de 2020]

Wikipedia. 2019. Geologia: Talik suprapermafrost. [web de internet]. Disponible en < https://en.wikipedia.org/wiki/Talik> [con acceso el 7 de marzo de 2020]

D’Amore, R. Global News. 2019. Ambiente: ¿What is permafrost and what does it mean for Canada as it thaws?. [web de internet]. Disponible en <https://globalnews.ca/news/5408373/what-is-permafrost-canada-climate/> [con acceso el 8 de marzo de 2020]

LA ACTIVIDAD VOLCÁNICA Y SUS EFECTOS SOBRE EL CLIMA MUNDIAL ¿CANTIDAD O COMPOSICIÓN QUÍMICA?



Existe un gran desconocimiento en cuanto al significado del calentamiento global, habitualmente se utilizan los conceptos de calentamiento global y cambio climático como sinónimos, cuando en realidad son conceptos diferentes.
El calentamiento global, es la causa del cambio climático, es decir, el aumento de la temperatura del planeta, provocan variaciones en el clima.

Las erupciones son un factor de la formación de cortezas, el estudio de las erupciones volcánicas, nos puede ayudar a mejorar los modelos climáticos, a la vez nos permite hacer predicciones climáticas estacionales e interanuales después de erupciones de gran magnitud ya que las erupciones volcánicas son una de las causas naturales del cambio climático en muchas escalas de tiempo, también proporciona apoyo para la teoría del inviernonuclear, . También permite separar las causas naturales de cada cambio climático de los efectos antropogénicos, que nos da una mayor confianza en la atribución del calentamiento global reciente a causas antropogénicas, y para finalizar, el estudio de las respuestas del clima a las erupciones volcánicas nos ayuda a comprender mejor los procesos de radiación importantes y dinámicos en el sistema climático.



Las plumas volcánicas representan el mecanismo principal para transferir calor y materia desde el interior de la Tierra a la superficie de esta, también existen procesos atmosféricos a gran escala que dispersan las plumas volcánicas a escala global produciendo efectos en el cambio climático mundial. Es primordial identificar los tipos de erupciones volcánicas que existen, para poder conocer e identificar los procesos atmosféricos y los efectos que pueden estos llegar a producir en el cambio climático.








Conceptos básicos para refrescar:
La tierra está formada por una serie de capas que envuelven al núcleo terrestre, la capa más superficial se denomina corteza, contiene todos los océanos y continentes, así como los diferentes accidentes topográficos terrestres, por debajo de ella se encuentra el denominado manto terrestre, que consiste en dos partes: la primera llamada manto superior y la segunda denominada manto inferior, luego podemos apreciar el núcleo interno. Éste último constituye el centro de la Tierra. Tanto el núcleo interno como el externo están formados de hierro con pequeñas cantidades de níquel, pero en el núcleo interno se encuentra en estado sólido, mientras que en el núcleo externo está parcialmente fundido, comportándose como un fluido. La temperatura estimada para esta capa es superior a los 3,000° C, lo cual hace que se mueva de forma conectiva. La corteza terrestre no está conformada de una sola pieza, como un cascarón que envuelve la tierra, está fracturada y formada por diferentes “pedazos”, cada “pedazo” se denomina placa.


Tabla 1. Tipos de roca profundidades y flujos de calor debido al transporte por conducción en las capas que forman la corteza y parte del manto superior en una región montañosa.

Cuando dos placas chocan o se empujan una a otra, el borde de una placa puede encajarse a fuerza bajo el borde de otra, al descender las rocas de la primera de abajo la superficie se somete a un intenso calor, lo cual se cree que se debe a la radiactividad de las rocas que las rodean, está tremenda presión que hay  por debajo de la superficie impide que la roca se funda a pesar de la alta temperatura, se estima del orden de 2.000° C.  En algunos puntos, como en el fondo de la corteza y la parte superior del manto, la temperatura es lo bastante alta y la presión lo bastante baja para fundir la roca sólida, la cual derretida forma “charcos” de piedra, casi líquida, llamada magma. Los gases disueltos del magma se escapan con facilidad, y esto afecta la forma en la que el volcán hace erupción, por lo general los gases escapan a altas temperaturas y varios son mortalmente venenosos.

Cabe destacar que no todos los volcanes son iguales, existen varios tipos, y la mayoría de ellos comparten determinados rasgos, como la salida a la superficie del magma, (mezcla de roca fundida, vapor de agua y gases).  La forma de un volcán va a depender del tipo de erupción, donde encontramos los centrales y los de fisura.
Los centrales en ellos el magma alcanza la superficie a través de un canal vertical o cráter, se pueden localizar en cualquier lugar del mundo, independientemente de su entorno geológico. 


Los volcanes de fisura están relacionados con zonas de tensión en la corteza que van a provocar fracturas verticales por las que el magma va a ascender formando diques. Este tipo de volcanes va a estar restringido a áreas en las que los esfuerzos de tensión predominen, por ejemplo, las cordilleras oceánicas.


A su vez el tipo de erupción depende de las características químicas del magma, o sea, el tipo de material que arrojan. En este aspecto se puede encontrar un paralelismo entre un volcán y un manantial termal, ambos arrojan fluidos calientes a la superficie (magma y agua respectivamente) y se puede clasificar de acuerdo con su composición química).

1.2 En la presente figura se muestran zonas volcánicas, así como volcanes con reciente actividad volcánica. En Australia no hay volcanes.

Las localizaciones volcánicas, en su mayor parte los volcanes se encuentran en zonas que se localizan cerca del mar, figura 1.2. Se cree que la placa gigante del pacífico es la causante del mayor número de volcanes activos, ya que esta enorme masa está ejerciendo presión sobre las costas occidentales de América del Norte y del Sur, así como sobre la costa oriental de Asia, por consecuencia todo el océano pacífico está rodeado por zona de volcanes que se le llama cinturón del circumpacífico o cinturón del fuego.
De los más de mil volcanes en el mundo, 576, en promedio anual, presentan cierta actividad (tan solo en Estados Unidos se consideran 68 potencialmente activos, el tercer país después de Japón e Indonesia), y un promedio anual de 50- 60 entran en erupción.


Los volcanes de Hawái poseen una composición basáltica por lo que arrojan magma poco viscosa, casi líquida, las burbujas que se forman de los gases volcánicos o de agua, en este tipo de magmas ascienden más rápido de lo que crecen radialmente, ocasionando una liberación de gases de manera tranquila y sin explosiones, en cambio en los magmas andesíticos, las burbujas crecen más radialmente de lo que ascienden en el seno del material, debido a que los magmas son más viscosos. Al crecer rápido producen altas presiones en el seno del magma y ocasionan explosiones en las que el magma es lanzado hacia la atmósfera en forma de fragmentos incandescentes, que se enfrían en la atmósfera y caen al suelo en formas de granos de arena de diversos tamaños.


En general, los principales gases y partículas emitidas por los volcanes son vapor de agua, bióxido de carbono, monóxido de carbono, bióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, cloro, flúor, nitrógeno, metano y ceniza.

La manera en que afectan las erupciones volcánicas al tiempo y clima.

Las erupciones volcánicas pueden inyectar en la estratósfera decenas de químicos, gases activos y partículas sólidas en aerosol que afectan el balance radiactivo de la Tierra y el clima, alterando el equilibrio químico estratosférico.

Figura 1.3. Diagrama esquemático de entradas volcánicas en la atmósfera y sus efectos.
Las nubes volcánicas, después de semanas, convierten el SO2 en aerosoles de sulfato, esta nube de aerosoles, con un tiempo de aproximadamente 1 año, tiene consecuencias importantes en la radiación, tanto en onda corta como en onda larga. La perturbación resultante en el balance de radiación de la Tierra afecta las temperaturas superficiales a través de los efectos radiactivos directos, así como a través de efectos indirectos sobre la circulación atmosférica. En las regiones frías de la estratósfera, las partículas de aerosol también pueden servir como superficies para reacciones químicas heterogéneas que liberan cloro, destruyendo la capa de ozono de la misma manera que los aerosoles de agua y de ácido nítrico en las nubes estratosféricas polares.
El componente principal de las erupciones volcánicas es material magmático, que emerge como sólido, material lítico o se solidifica en partículas grandes, que se conocen como cenizas; estas partículas se caen de la atmósfera muy rápidamente, en escalas de tiempo en minutos y a unas pocas semanas en la tropósfera.

Se estima que los volcanes emiten anualmente unos diez millones de toneladas de SO2 de los cuales aproximadamente el 10% llega a la estratosfera (Halmer). El 90% restante permanece en la troposfera y su efecto en el sistema climático también es nulo. Para que el efecto en la temperatura global sea apreciable es necesaria una inyección masiva de aerosoles a la estratosfera que sea proporcionada por erupciones algo que como mucho suele ocurrir una o dos veces cada siglo. El último caso lo protagonizó en 1991 el volcán Pinatubo en Filipinas: desde el 13 hasta el 15 de junio la erupción inyectó 20 millones de toneladas de SO2 a una altura de 25 kilómetros y 3 semanas después la nube de aerosoles cubría toda la superficie del planeta provocando que el año siguiente la temperatura global descendiese entre 0.5 y 0.8 grados (Parker).

¿Dónde están los importantes sitios potenciales para futuras erupciones?
Para el monitoreo, predicción de respuesta a emergencias, aviones de alerta, y en tiempo real de la respuesta climática, es útil saber que volcanes son más propensos a entrar en erupción ya que esto implicaría la mejora en la realización de los mapas de riesgos y catálogos de peligros, todo esto con la ayuda de los trabajadores locales. Sabemos que en nuestro planeta el vulcanismo es uno de los procesos naturales que su potencial destructivo se potencializa al establecer ciudades en zonas de peligro o de actividad latente, esta situación será cada vez más común pues aumentará con el crecimiento natural de la población.

Los futuros avances en la comprensión de este importante aspecto de las interacciones planetarias de la litósfera en el sistema climático, será el resultado de los proyectos financiados que responden a las preguntas de esta índole, es necesario comprender los grandes efectos de este fenómeno, su ocurrencia puede dar lugar a grandes catástrofes, pero las consecuencias pueden ser reducidas si se comprende su naturaleza.


En resumen, el conocimiento actual de los efectos de grandes erupciones volcánicas nos proporciona la posibilidad de hacer predicciones climáticas estacionales e interanuales del calentamiento invierno en el hemisferio norte y refrigeración en verano después de grandes erupciones tropicales, además, las erupciones volcánicas proporcionan un análogo para algunas partes de la teoría del invierno nuclear. Efectos climáticos de una inyección masiva de aerosoles de hollín a la atmósfera por los incendios después de un holocausto nuclear mundial. El estudio de los efectos volcánicos en el clima nos permite separar las causas naturales del cambio climático inter-década de los efectos antropogénicos, las principales causas potenciales del cambio climático en una escala de tiempo para variaciones solares, las erupciones volcánicas y los gases antropogénicos de efecto invernadero.

La importancia del estudio de los volcanes es muy importante debido a que en la historia de la vida del planeta en la era del Pérmico-Triásico, una errupcion volcánica causo una extinción masiva, generando el termino y la extinción del 70% de los vertebrados terrestres y el 90% de las especies en los océanos, se considera que ha sido el peor desastre que jamás ha golpeado a la vida en la Tierra, si este hecho sucurrio una vez, que nos asegura de que no pueda volver a pasar en el presente.


Referencias: 

Pérez Flores, E. I. (2020). La actividad volcánica y sus efectos sobre el clima mundial…¿ Cantidad o composición química? (Bachelor's thesis, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla).

Referencias para profundizar.

Halmer, M. M., Schmincke, H. U., & Graf, H. F. (2002). The annual volcanic gas input into the atmosphere, in particular into the stratosphere: A global data set for the past 100 years. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 115(3–4), 511–528. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(01)00318-3.


Parker, D. E., Wilson, H., Jones, P. D., Christy, J. R., & Folland, C. K. (1996). The impact of Mount Pinatubo on world-wide temperatures. International Journal of Climatology, 16(5), 487–497.








martes, 20 de marzo de 2018

Cuando seas Oviraptor comerás huevos, ¿o no?


En esta nueva entrada, indagaremos en un aspecto de los Ovirraptorosaurios que captó mi atención la última vez. En el artículo anterior, hablaba sobre la dentadura de estos dinosaurios; sin embargo, la verdadera importancia de esta era qué función tenía realmente. Ya comentaba que el nombre de los Ovirraptorosaurios venía de su tendencia a raptar y alimentarse de los huevos de otros dinosaurios. No obstante, esta idea se ha ido descartando ante la posibilidad de que el hallazgo de un fósil junto a un nido de huevos, sugiriera que estos podrían ser los suyos propios. 


De tal forma, hoy hablaremos de la posible distribución de estos dinosaurios conforme a un último estudio.
En el artículo "Nest substrate reflects incubation style in extant archosaurs with implications for dinosaur nesting habits" (2018) escrito por Kohei Tanaka, Darla K. Zelenitsky, François Therrien y Yoshitsugu Kobayashi, donde se habla de que el sustrato para anidar que eligían los arcosaurios, reflejaba su estilo de incubación y este tuvo implicaciones para el hábito de anidación de los dinosaurios.





Para empezar, aclararemos quiénes eran los Arcosaurios. Este grupo apareció hace alrededor de 250 millones de años y tuvó un enorme éxito evolutivo, diversificándose sobretodo durante el Mesozoico. Los arcosaurios, o reptiles dominantes, incluyen los cocodrilos y las aves que existen en la actualidad, además de los dinosaurios, pterosaurios y los tecodontos.


Se dispersaron por casi todo el mundo, encontrándose fósiles en Rusia, Sudáfrica, Antártida, Australia, India, China y Sudamérica.

Introducción

Los dinosaurios prosperaron y se reprodujeron en varias regiones por todo el mundo, incluyendo el Ártico. Para entender su estilo de anidar en ambientes diversos o extremos, se han investigado las relaciones entre sus nidos, estos entornos de anidación y los métodos de incubación en arcosaurios existentes. 


Los análisis estadísticos revelan que las especies anidadoras seleccionaban específicamente sedimentos o sustratos como fuentes de calor para su incubación.


Las relaciones entre los huevos de dinosaurio y los sedimentos en los cuales estos se incubaban, revelan que hadrosaurios y algún saurópodo construyeron los nidos sobre montículos ricos en compuestos orgánicoss dependiendo del decaimiento microbiano para la incubación; mientras que otros saurópodos, anidaban en agujero llenos de arena que dependían del calor solar o potencialmente geotérmico para su incubación. 


La distribución paleogeográfica de estos dos tipos de nidos, revelan que estos métodos de anidación produjeron el calor de incubación suficiente para ser acertados hasta latitudes medias (≤47 °).


Sin embargo, sólo el tipo de nidos en montículos podría haber producido el calor de incubación suficiente para anidar encima del círculo polar (> 66 °). 


Por consiguiente, las diferencias de estos estilos de anidación pueden haber restringido la reproducción de dinosaurios y su dispersión en altas latitudes.



Resultados de la investigación.

Entre los cocrodilios y pájaros megápodos vivos, se probó si la temperatura de los nidos era considerablemente más alta que la temperatura ambiente en el sitio donde anidaban, para determinar si ciertos tipos de nidos cubiertos teóricamente, podrían haber sido usados por dinosaurios en climas de refrigeración o altas paleolatitudes. Los tipos de nidos fueron subdivididos en dos categorías basadas en la fuente de calor de incubación usado: aquellos que sacan el calor de incubación principalmente de la descomposición de materia orgánica, debido a la respiración microbiana, y los nidos que sacan el calor de incubación principalmente de la radiación solar.

Las muestras aparejadas revelaron que la temperatura de incubación que se obtenía, tanto de la respiración microbiana como de la radiación solar, era considerablemente diferente de la temperatura del aire ambiental. A excepción de un caso solo (el llamado "caimán del Misisipi"), la temperatura de los nidos cubiertos es siempre más alta que la temperatura del aire ambiental entre los arcosaurios vivos. Para los nidos que usan el calor de incubación sacado de la radiación solar, la diferencia entre la temperatura de los nidos y la del aire tenía un rango de 0.98 °C a 6.75 °C , mientras que la diferencia de temperaturas era bastante más alta y más variable para los nidos que obtienen el calor de incubación de la respiración microbiana.


Figure 1


Ambos tipos de sustratos juegan un papel significativo en la generación y/o la transferencia de calor a los huevos en los nidos cubiertos; de forma que se probó si existía una relación  entre el tipo de sustratos de los nidos (por ejemplo: arena, arcilla, plantas y/o suelo), la fuente de calor para la incubación  (calor de la respiración microbiana, actividad geotérmica o radiación solar) y la estructura del nido (en montones o en agujeros rellenos). En nidos donde el calor de actividades solares de radiación y geotérmicas (fuentes de calor inorgánicas) son usadas para la incubación, la arena es el sustrato más usado. Al contrario de los nidos donde predomina el uso el calor de la respiración microbiana (fuentes de calor orgánicas) para la incubación, los sustratos más comúnmente utilizados son plantas y/o suelos. Las nidos hechos de arcilla no fueron considerados en esta prueba.




 Figure 2

Las pruebas de desarrollo pedogénico son comunes en hadrosaurios y de saurópodos, que ponen huevos Megaloolithus (un oogénero de huevos de dinosaurio, que se caracterizan por poseer cáscaras gruesas y una forma casi esférica que presentaban los huevos), con una frecuencia del 61.5 % y el 62.1 %, respectivamente. Sin embargo, estos rasgos pedogénicos eran mucho menos comúnes en los sedimentos asociados con terópodos, ovirraptorosaurios, y troodóntidos, donde la frecuencia de dichos rasgos era del 25 % o menor.

Discusión de resultados

Aunque algunos dinosaurios, como los hadrosaurioss y saurópodos, han construido nidos cubiertos para incubar sus huevos, la naturaleza de estos y las fuentes de calor de incubación ha permanecido incierta. Los análisis revelan que estos nidos correspondían a ciertos sustratos y a fuentes de calor de incubación particulares. Los huevos de hadrosaurios y algún saurópodo, preferencialmente son asociados con sedimentos de rano fino que han sufrido procesos de pedogénesis, indicando que estos animales construían nidos en montículos o montones ricos en materiales orgánicos para incubar sus huevos vía respiración microbiana. Al contrario ocurre con los huevos de otros saurópodos, que preferencialmente los ponían en sedimentos de grano grueso incubados en agujeros excavados rellenos y con fuentes de calor inorgánicas, como la radiación solar o posiblemente calor geotérmico.

 Figure 3


Algunos terópodos manirraptores, como los oviraptores o los troodóntidos, construían nidos abiertos donde los huevos, al menos en parte, fueron expuestos durante la incubation. El estudio indica que estos dinosaurios no seleccionaron sustratos particulares para anidar; y se esperó este mismo resultado para animales, que de adultos, proporcionarían el calor de incubación y no elegían el sustrato especialmente, ya que no sería crucial para la generación o la absorción del calor como en los nidos cubiertos. Con el contacto de los huevos directamente con el cuerpo, los Ovirraptorosaurios probablemente fueron liberados de las restricciones impuestas por las fuentes de calor para la incubación.

Las diferentes estrategias para anidar explican el modelo en la distribución paleolatitudinal de los nidos.

  Figure 4


Entre los dinosaurios con nidos cubiertos, los saurópodos se distribuían hasta 47° desde el ecuador, mientras que restos de huevos de hadrosauirios tienen un rango latitudinal más amplio. La distribución paleogeográfica de dinosaurios  que anidan cubiertamente excede por mucho el rango de nidos cubiertos de los arcosaurios. Esta extensión de nidos cubiertos es relacionado con condiciones paleoclimáticas más calientes, como las Cretácico Tardío.


Las conclusiones también sugieren que sólo anidaron en montones aquellos dinosaurios que pudieron haberse reproducido en el Ártico. 


En el gráfico observamos que la distribución del Oviraptor se extendía por Norteamérica y Asia especialmente.


Por último, las anidaciones pueden haber jugado un papel subestimable en la distribución paleobiogeográfica de los dinosaurios. Aunque hayan sido usadas barreras geográficas, el clima, y filtros biológicos  para explicar por qué algún dinosaurio logró extenderse a varias regiones, los aspectos de su reproducción son raras veces considerados. De forma que en este estudio, el reconocimiento de que ciertos estilos  en la anidación requieren exigencias intrínsecas que restringen la distribución latitudinal, revela que la reproducción puede haber afectado a la dispersión de algunos dinosaurios a altas latitudes durante el Mesozoico.


Se sabe que varios de los dinosaurios citados habrían habitado en Alaska y Siberia, y que se dispersaron entre Norteamérica occidental y Asia mediante un puente de tierra de latitud alta durante el Cretácico Tardío. Su subsistencia en el Ártico pudo haber sido posible, en parte, porque estos dinosaurios anidaban en montones, mientras que otros no consiguieron dispersarse en altas latitudes porque su estilo de nidos requiría más radiación  solar. 

Aunque los factores que influyen en acontecimientos de dispersión sean complejos, la capacidad de tener en cuenta las estrategias de anidación en dinosaurios en un contexto paleogeográfico puede ayudar a evaluar argumentos posibles para explicar la distribución global de dinosaurios.


Refrencias 

  • Carpenter, K. & Alf, K. Global distribution of dinosaur eggs, nests, and babies. in Dinosaur Eggs and Babies (eds Carpenter, K., Hirsch, K. F. & Horner, J. R.) 15–30 (Cambridge University. Press, 1994). 
  •  Ferguson, M. W. J. Reproductive biology and embryology of the crocodilians. in Biology of the Reptilia (ed Gans, C.) 329–491 (John Wiley and Sons, 1985).
  • Reisz, R. R., Evans, D. C., Roberts, E. M., Sues, H.-D., & Yates, A. M. Oldest known dinosaurian nesting site and reproductive biology of the Early Jurassic sauropodomorph Massospondylus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 2428–2433 (2012).
  •  Khosla, A. & Sahni, A. Parataxonomic classification of Late Cretaceous dinosaur eggshells from India. J. Palaeontol. Soc. India 40, 87–102 (1995).
  • Seymour, R. S. Dinosaur eggs: gas conductance through the shell, water loss during incubation and clutch size. Paleobiology 5, 1–11 (1979).
  • Antunes, M. T., Taquet, P. V. & Ribeiro, V. Upper Jurassic dinosaur and crocodile eggs from Pai Mogo nesting site (Lourinha - Portugal). Mem. Acad. Cienc. Lisboa 37, 83–99 (1998). 
  • Deeming, D. C. Ultrastructural and functional morphology of eggshells supports the idea that dinosaur eggs were incubated buried in a substrate. Palaeontology 49, 171–185 (2006).
  • Jenkyns, H. C., Forster, A., Schouten, S. & Sinninghe Damsté, J. S. High temperatures in the Late Cretaceous Arctic Ocean. Nature 432, 888–892 (2004).
  • Golovneva, L. The Maastrichtian (Late Cretaceous) climate in the Northern Hemisphere. Geol. Soc. Spec. Publ. 181, 43–54 (2000).
  • Herman, A. B., Spicer, R. A. & Spicer, T. E. V. Environmental constraints on terrestrial vertebrate behaviour and reproduction in the high Arctic of the Late Cretaceous. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 441, 317–338 (2016). 
  • Molnar, R. E. Principles of paleobiogeography in the Mesozoic. in The Complete Dinosaur (eds Brett-Surman, M. K., Holtz, T. R. & Farlow J. O.) 925–957 (Indiana University Press, 2012). 
  •  Fiorillo, A. R. The dinosaurs of arctic Alaska. Sci. Am. 291, 84–91 (2004).
  • Seymour, R. S., Vleck, D., Vleck, C. M. & Booth, D. T. Water relations of buried eggs of mound building birds. J. Comp. Physiol. B 157, 413–422 (1987).
  • Webb, G. J. W. & Cooper-Preston, H. Effects of incubation temperature on crocodiles and the evolution of reptilian oviparity. Am. Zool. 29, 953–971 (1989).
  • Lyson, T. R. & Longrich, N. R. Spatial niche partitioning in dinosaurs from the latest Cretaceous (Maastrichtian) of North America. P. R. Soc. B 278, 1158–1164 (2011). 
  • Grigorescu, D., Garcia, G., Csiki, Z., Codrea, V. & Bojar, A. V. Uppermost Cretaceous megaloolithid eggs from the Hateg Basin, Romania, associated with hadrosaur hatchlings: search for explanation. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 293, 360–374 (2010).