¿Extensión por una erupción?

Bienvenidos otro día más a estás, mis entradas, en las que intento que todos aprendamos y curioseemos un poco más acerca de los procesos que vamos descubriendo a lo largo del tiempo.

En la anterior entrada os hablé sobre aquella “cascada” de sedimentos de más de un kilómetro que inundó toda la Cuenca del Mediterráneo.

Hoy quería hablaros sobre cómo la población del norte de India se extiende por la erupción de Toba hace 74.000 millones de años.

En primer lugar, no se sabe muy bien cuando llegó el Homosapiens a la India ni tampoco sabemos el impacto de las erupciones volcánicas en los homínidos. El análisis del ADN mitocondrial de las poblaciones actuales de la India indican que la región ayudó a colonizar Australasia por el Homosapiens. Sin embargo, no existen pruebas que evidencien esto, ya que no hay datos para un periodo de tiempo concreto (entre los 80 y los 50 ka).

Ya que hay muy poco rastro esquelético humano del Pleistoceno entre África y el sur de Asia, el registro de este último se basa principalmente en los rastros encontrados de piedras y el ADN de las poblaciones modernas, así como otros rastros encontrados más raros (como la cáscara de huevo de avestruz grabada).

Los restos líticos encontrados son de la localidad de Dhaba, situada en las orillas del río Middle Son (norte de India). Dhaba nos proporciona una secuencia arqueológica muy detallada, además de “tecnologías Paleolíticas” basadas en unas cuchillas que datan de aproximadamente de 39 ka(aunque esta fecha está aún en duda).

Añadir que ,la localidad de Dhaba consta de 3 excavaciones en las orillas norte del río Son y al oeste en su confluencia con el río Rehi, las cuales eran una zanja escalonada colocada en los sedimentos de la ladera de la colina.

Aquí podemos observar las excavaciones.

La primera de todas se seleccionó como la superficie de la concentración de artefactos de la superficie media más densa, con zonas en las que los sedimentos estaban muy erosionados en varios puntos de la pendiente.

Las dos últimas fueron seleccionadas ya que había una acumulación de los artefactos del medio y además una concentración densa de microcuchillas criptocristalinas y escamas en las zonas más altas de las excavaciones.

Y aquí podemos ver la estratigrafía.

Las excavaciones se hicieron sobre sedimentos coluviales y aluviales de arenisca proteozoica y roca madre de esquisto.

Estas trincheras están formadas por arenas ,limo y arcillas alteradas. Las cimas de las 2 primeras están a 16 metros sobre el nivel del río. 

La primera tiene además areniscas angulares, guijarros de pizarra, nódulos de carbonato y rizolitos.

La segunda tiene nódulos de carbonato y algunas rocas que recubren el lecho del esquisto. La tercera está a 1 km al oeste de la confluencia de los ríos y tiene unos 3 metros de profundidad. Está formada por arenas y gravas, con arenisca en descomposición y roca madre de esquisto.

Estos artefactos de las tres excavaciones abarcan unos 55 mil años aproximandamente.

Las localidaes de Dhaba juntas aportan evidencias de la ocupación humana de los últimos 80 mil años. Esta ocupación abarca la erupción de Toba y la industria de herramientas de piedra no muestra cambios significativos en la tecnología hasta la introducción de la tecnología microlítica.

La industria lítica de Dhaba es muy parecida a la de la Edad de Piedra de África o Australia (aquí interpretado como el producto del Homosapiens), ya que se dispersaron hacia el este fuera de África.

Por tanto, se llega a la conclusión de que las secuencias encontradas en Dhaba consolida las pruebas de que todas las tecnologías e industrias estaban ya presentes en India antes y después de la erupción. Esta tecnología evolucionó desde Levallois hacia sistemas de reducción del núcleo lamelar y, finalmente vio la introducción del microlítico en forma de microcuchillas con respaldo muy probablemente mucho después de que el Homosapiens apareciera por primera vez en esta región.

Por último y como opinión personal, me ha parecido muy interesante ver como a raíz de unos restos y excavaciones encontradas, podemos llegar a saber si hubo población o como se extinguió o sus características.

Es increíble ver como vivían las poblaciones antepasadas ¿no os parece genial?

Y esto ha sido todo por la entrada de hoy,¡Espero que os haya gustado mucho y que hayáis aprendido un poquito más!

¡Nos vemos en la siguiente!👋🏼❤️

REFERENCIAS:

Clarkson, C., Harris, C., Li, B. et al. Human occupation of northern India spans the Toba super-eruption ~74,000 years ago. Nat Commun 11, 961 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-14668-4

DOI:

https://doi.org/10.1038/s41467-020-14668-4

WEBGRAFÍA:

https://rdcu.be/b3cY1

Paleontología: Una ciencia viva

INTRODUCCIÓN:

Si se preguntara a cualquier ciudadano en cualquier población sobre la Paleontología, no es raro que en sus respuestas aparezcan las palabras fósil, o dinosaurio. Y si hablara de un paleontologo, la imagen que describirían no variaría mucho de una persona tendida en un yacimiento de algún lugar 

remoto del planeta con una brocha  y un buril en la mano rascando en una roca lo que parece ser un hueso mineralizado. 

A muy poca gente se le ocurriría pensar en la Paleontología como una ciencia viva. Alrededor de esta ciencia se ha desarrollado una creencia muy generalizada de que su campo de estudio es limitado e independiente del de otras disciplinas.

Igualmente, habría muy pocas personas que se imaginen a un paleontólogo leyendo artículos científicos de otras disciplinas de la ciencia con el fin de intentar explicar detalles de su propio trabajo.

La imbricación o interrelación de las distintas ramas de la ciencia entre sí, da lugar al enriquecimiento de las hipótesis y teorías que cada disciplina desarrolla al variar los puntos de enfoque de cada uno de los integrantes de los diferentes proyectos. Todo ello ante una misma situación problema.

Aquí se valorarán sintéticamente los distintos aspectos de los que se alimenta la Paleontología explicados en detalle en las entradas anteriores:

El Vesubio: Una puerta a las extinciones del Cretácico

¿Cuentos chinos? Persiguiendo una leyenda

El fin del imperio de los reptiles

El salto de la paleontología al universo

Para ello, es clave el desarrollo de cada uno de los casos expuestos a lo largo de esta primavera, especialmente en aquellos en que, a priori, parece no existir relación. En ellos las distintas disciplinas han dado en unos casos respuestas concretas y precisas a preguntas paleontológicas, y en otros, pistas de calado suficiente como para establecer hipótesis de trabajo que han llevado al final a encontrar o al menos estar más cerca de las respuestas definitivas.

DESARROLLO:

Empezando por lo que a cualquier oído puede resultarle lógico, cabe resaltar la relación íntima entre las distintas ramas de la Geología y la Paleontología. De entre todas ellas, cada una de gran extensión y útil en su correspondiente campo de estudio, se puede destacar la utilidad de algunas por encima de otras por su interés paleontológico. Este es el caso de la Geoquímica, la cual ha proporcionado herramientas y conocimientos esenciales.

Viñeta 1

La extinción de los dinosaurios ha sido una de las grandes preguntas de la paleontología. Y aunque quedan numerosas cuestiones por resolver, no ha sido hasta la cooperación de la geoquímica y la Paleontología que se ha podido datar con relativa exactitud su extinción por medio del método de isótopos estables. Los motivos que se valoran como justificación a este suceso comprenden hipótesis sobre erupciones volcánicas de dimensiones cataclísmicas que podrían recibir su explicación por expertos vulcanólogos.

Y en términos de Vulcanología, entre otras, se puede mencionar otro caso de cooperación. En principio, la determinación de la causa de la postura opistotónica encontrada en Sinosauropteryx podría resultar problemática de determinar. A rasgos prácticos, ante una posición de muerte inusual se pueden llegar a barajar diferentes hipótesis. Los investigadores mantuvieron en su momento un largo debate con respecto a este tema; en si se trataba de una posición póstuma o del resultado de un enterramiento en un flujo de derrubios (Georgi & Krause, 2010) Los conocimientos geológicos y paleontológicos, a priori, podrían establecer la hipótesis más probable, pero tendrían problemas a la hora de aceptar una de ellas por encima de la otra.

El desarrollo de las técnicas de Medicina forense aplicadas a los restos humanos calcinados en las faldas del Vesubio han posibilitado poner fin a este dilema. De este modo, los investigadores han podido seguir la línea de investigación adecuada, y comparar dos casos análogos como son Sinosauropteryx y las víctimas del Vesubio, permitiendo nuevos avances en los conocimientos científicos que quién sabe si podría desencadenar otros por sí mismos.

Pero es posible encontrar ejemplos hasta fuera de la ciencia. Las tradiciones orales transmitidas de generación en generación desde la antigüedad, que aún persisten en al menos cinco regiones con registros de huellas paleontológicas (Xing et al, 2011), han sido el motivo de estudio de disciplinas como la Sociología, la Arqueología o la Antropología, mucho antes de que la Paleontología supiera de su existencia.

Viñeta 2

La cultura Yi, en China, fue objeto del estudio de profesionales antropólogos e interesados en una de las culturas más antiguas del mundo. El conocimiento popular y la transmisión de los conocimientos sirvieron de guía a los paleontólogos, hasta descrubrir que el folklore chino había mantenido mitificados numerosos icnofósiles.

El resultado son diferentes familias de saurópodos, en hasta dos ubicaciones distintas; en la provincia de Zhaojue y Yiefang. Huellas de lo que se cree que han sido el paso de Brontopodus y Titanosaurus, dos ejemplos de cómo numerosas especies podrían ser grandes desconocidas si esto no sucediera.

Por último, es posible mencionar el papel de la Paleontología en la Astrobiología y la Ecología. El estudio de vida en Marte se centra en el estudio de ecosistemas análogos en la Tierra. Por medio de la Ecología se ha estudiado la posibilidad de que existieran organismos vivos en condiciones extremas como las de el planeta rojo.

En más detalle, las hipótesis existentes se basan principalmente en el estudio ecosistemas de condiciones hipersalinas, como los existentes en el desierto de Atacama; o el de ecosistemas de condiciones ácidas, presentes en España, en Río Tinto. De la misma forma, se intenta dar explicación a cómo se preservan los restos fósiles en condiciones tan inhóspitas y desgastantes.

CONCLUSIONES:

Llegado este punto, no es difícil comprender la interdisciplinariedad que ronda a la Paleontología. En este post se han desarrollado las ayudas prestadas por la Geología, la Geoquímica, la Medicina forense, la Sociología, la Arqueología, la Antropología, la Astrobiología y la Ecología.

Por encima de estas, queda una última mención. Si los conocimientos en cada rama del conocimiento fueran objetos tangibles, la Tecnología sería la mano que permitiría adquirirlos. El avance de la ciencia va ligado a los avances tecnológicos, que permiten el acceso a nuevas muestras, nuevos lugares, y en última instancia nuevos objetos de estudio.

Así, la Paleontología es una ciencia viva. No sólo guarda conocimiento propio, sino que tiene la labor de servir de bisagra entre una inmensa variedad de disciplinas, en pos del avance de la humanidad y de sus conocimientos. Estas interrelaciones han posibilitado infinidad de descubrimientos que, de otra forma, podrían no haber sido posibles.

Algunos lo llaman casualidad; en ciencia lo llamamos cooperación.

REFERENCIAS:

• Brusatte, S. L.; Butler, R. J.; Barrett, P. M.; Carrano, M. T.; Evans, D. C.; Lloyd, G. T.; Mannion, P. D.; Norell, M. A.; Peppe, D. J.; Upchurch, P. & Williamson, T. E. (2015). The extinction of the dinosaurs. Biological Reviews 90(2), 628-642.

• Fernández Remolar, D.C. & Knoll, A.H. 2011. En la Tierra como en el Cielo: el Río Tinto como análogo terrestre de Marte. 84 págs. Fundamental, 17, Fundación Conjunto Paleontológico de Teruel-Dinópolis. Teruel.

• Georgi, J.A; Krause, D.W. (2010) Postcranial axial skeleton of Simosuchus clarki (Crocodyliformes: Notosuchia) from the Late Cretaceous of Madagascar. Journal of Vertebrate Paleontology 30(1):99-121.

• Lingham-Soliar T (2015) Three stages of post mortem opisthotonus uniquely captured in the dinosaur Sinosauropteryx. Journal of Ornithology 156(1):257-262.

• Xing, L. D., Mayor, A., Chen, Y., Harris, J. D., y Burns, M. E. 2011a. The folklore of dinosaur trackways in China: Impact on paleontology. Ichnos, 18(4):213–220.

• Xing, L. D.; Lockley, MG; Yang, G; Mayor, A; Klein, H; Persons, WS; Chen, Y; Peng, GZ; Ye, Y; Ebi, JF 2015 Tracking a Legend: An Early Cretaceous Sauropod Trackway from Zhaojue County, Sichuan Province, Southwestern China, Ichnos, 22(1):22-28.

El fin del imperio de los reptiles

INTRODUCCIÓN:

¿Qué factores desencadenaron la extinción más conocida de la historia? La búsqueda de respuestas ha llegado a ocupar las mentes más prodigiosas del mundo de la paleontología. La desaparición de estos reptiles, tan exitosos hace 160 millones de años, que tenían características tan diversas y llegando a más de 1000 especies en todo el mundo, ha sido una de las grandes preguntas de la paleontología. A pesar de que para otras grandes extinciones se han obtenido datos relativamente concluyentes, aún no se ha llegado a una conclusión consensuada sobre los motivos de la desaparición de estos seres.

En los últimos 20 años se han encontrado numerosos y nuevos indicadores que aportan evidencias de su desaparición y que arrojan algo de luz en el asunto. Por medio de sofisticadas vías de estudio avanzar en las investigaciones no supone tantos problemas como antaño, de modo que datos que resultaban impensables ahora son reales. Tales son la fecha de extinción, cuya datación se desarrollará más adelante; o nuevas justificaciones a su desaparición para valorar.

Aquí se hará una revisión del conocimiento que ronda la extinción de los dinosaurios no-alados, basado en el artículo 'The extinction of the dinosaurs', de Stephen L. Brusatte et al., porque el gran público conoce la teoría del impacto meteorítico, ¿pero qué hay de los motivos por los que se considera semejante cataclismo?

El 'Mamut Ceniza'

Fig. 1: Mammuthus columbi

Os estaréis preguntando qué relación puede tener un mamut con la ceniza...pues bien, eso es lo que voy a contar en esta entrada, basándolo todo en el artículo "Volcanic stratigraphy of a high-altitude Mammuthus columbi(Tlacotenco,Sierra Chichinautzin), Central México" escrito por Marie-Noelle Guilbaud; Lilia Arana-Salinas; Claus Siebe; Luis Alberto Barba-Pingarrón; Agustín Ortiz. Este artículo fue publicado en la revista Bulletin of Volcanology.

INTRODUCCIÓN:

En diciembre del año 2011, durante la excavación de una zanja en el borde de un barranco situado entre terrazas agrícolas cerca de la población de Santa Ana, fueron encontrados de manera accidental e inesperada unos molares de mamut. Este poblado está situado cerca del límite sureste de la Ciudad de México y en las laderas situadas hacia el norte del campo volcánico de la Sierra Chichinautzin. Más adelante, durante Marzo y Abril de 2013 se realizó una excavación sistemática en la cual se encontró un esqueleto prácticamente completo de un Mammuthus columbi(Falconer,1857) de avanzada edad. Este descubrimiento supuso un gran interés entre los paleontólogos, ya que se trataba del esqueleto de mamut mas completo que se ha encontrado hasta ahora. Además, los huesos fueron encontrados incrustados en ceniza volcánica, lo que aumentó la posibilidad de una relación entre la muerte del animal y la actividad de un volcán cercano, lo que explicaría ese enterramiento de los huesos bajo la ceniza.El equipo formado por los autores del artículo arriba mencionado, fue llamado para ayudar a revelar el origen del llamado 'mamut ceniza' y de esa forma poder saber de cuando datan los huesos, y de cuál fue el contexto de su enterramiento. Para ello, se llevaron a cabo estudios estratigráficos, sedimentológicos, radiométricos, petrográficos y geoquímicos a lo largo del lugar de descubrimiento y zonas circundantes a ella.

Fig. 2:Localización del lugar de descubrimiento en Tlacotenco

EL DESCUBRIMIENTO:

Fig. 3: Mapa geólogico de la parte noreste de la Sierra Chichinautzin.

El animal fue encontrado apoyado en su lado izquierdo sobre una pendiente compactada. Uno de sus colmillos se encontraba se encontraba insertado en el sustrato, y ademas habia varios huesos desarticulados estaban dispersos por el sustrato suprayacente. Pero,estos huesos tenian una pobre preservación y se desintegraban al limpiarlos. Ademas la ceniza se habia metido dentro de la estructura de los huesos. Esto hace pensar que en el momento en el cual la ceniza cubrió los restos óseos se produjo algún tipo de corrosión, sin embargo, las muestras de ceniza tomadas en contacto con los huesos no revelaban índices de acidez.

MÉTODO:

Se llevó a cabo un estudio detallado en la zona y alrededor de la misma con el fin de determinar la ceniza en la cual los huesos estaban enterrados y determinar de esta forma su procedencia. Con la única excepción del lugar de descubrimiento en sí, no se encontró carbón en ninguna de las capas de ceniza. De esta manera, se escogieron muestras de ceniza para estudiar su granulometría y composición, y ademas los clastos mas grandes de todas las distintas capas de tefra fueron analizadas conocer su composición de elementos mayores y elementos traza.

A través del microscopio de luz polarizada se identificaron numerosos minerales.

Por otro lado, para establecer las correlaciones estratigráficas dos capas de tefra proporcionaron dos buenos marcadores:

-Por un lado, el depósito pliniano de piedra pómez "Tutti Frutti" procedentes del estratovolcán Popocatépetl. Este depósito se asocia frecuentemente a su base con la piedra pómez gris (Sosa-Ceballos et al,2012).

-Por otro lado tenemos una fina capa de ceniza encontrada a lo largo del área de estudio y que no había sido identificada con anterioridad.

Pero,desafortunadamente, los datos químicos eran a veces algo ambiguos, por lo que se debe tener en cuenta las características estratigráficas.

ESTUDIOS DE RADIOCARBONO:

Fig. 4: Correlación estratigráfica del lugar de descubrimiento.

Fig. 5:Textura microscópica de la ceniza

La secuencia estratigráfica del pozo de excavación consiste en dos unidades principales. La unidad superior, a la base de donde la mayoría de los huesos fueron encontrados, se compone de escoria mezclada con clastos de piedra pómez. Por otro lado, la unidad inferior, al techo del lugar de dominio de los huesos, está compuesta de escoria marrón alterada con dos horizontes interestratificados de ceniza y piedra pómez al techo. Una vez hecho el estudio, se observó que fragmentos de carbón encontrados en la unidad superior datan de años recientes, mientras que en la parte inferior, la ceniza estudiada data de muchos años antes. En ambas unidades la escoria es reciente y oscila entre vesicular y marrón claro a densa y oscura. Los clastos de piedra pómez se encuentran mas alterados que los de escoria y son en su mayoría de color beige y microvesiculares. El olivino es la única fase de fenocristal que encontramos en la escoria,mientras que la piedra pómez contiene hornblenda, piroxeno y plagioclasa. La matriz cristalina de la escoria vesicular es rica en microlitos de plagioclasa que estan ausentes en la piedra pómez.

Al hablar de los alrededores, cabe decir que el lugar de descubrimiento se encuentra situado en las laderas de un escudo de lava cubierto por capas de ceniza intercaladas con finos suelos alterados de ceniza de entre 1 y 2 metros. Por orden estratigráfico, encontramos las siguientes unidades:primero un escudo basáltico que consiste en gruesos flujos de lava vesicular con superficies escoriáceas que afloran en la parte occidental de la zona estudiada.Sobre esta capa de lava encontramos un suelo cubierto de una tefra gruesa que data de hace unos 30.000 años. Por encima, una capa de gruesa ceniza de 30 centímetros de un color pálido a la que se llama "Greenish Ash".Sobre este horizonte 500 metros cuesta arriba del lugar de descubrimiento, yacen productos procedentes del cono de escoria San Miguel. Ademas, en el mismo nivel estratigráfico una capa de ceniza fue datada en hace unos 16.000 años, por lo que probablemente proviene de una explosión de este mismo cono. Además, dos horizontes de ceniza que cubren el cono mencionado, y que yacen por debajo del "Tutti Frutti" podrían pertenecer a uno o más conos de escoria situados en las cercanías. Justo encima del "Tutti Frutti" hay una capa de tefra que se engrosa hacia los conos gemelos "Dos Cerros", haciéndolos candidatos para ser su procedencia. Algo que refuerza esta hipótesis es la edad similar del paleosol situado debajo de esta capa de tefra a la edad publicada previamente para una erupción de estos conos.

PETROGRAFÍA Y GEOQUÍMICA:

Fig. 6:Columna estratigráfica de la zona y alrededores.

La composición química y la mineralogía de la tefra fue comparada con datos existentes de lava, bombas y conos de posibles fuentes volcánicas. Toda la tefra estudiada varía su composición desde basalto hasta andesita pobre en silicio, por lo que se puede excluir como fuente volcánica a los volcanes silícicos de la zona. La tefra de estos volcanes no llegó lo suficientemente lejos para estar en la estratigrafía de la zona. La cristalización fraccionada en las nubes de ceniza puede causar que la caída de ceniza distal tenga una composición diferente a la de los depósitos próximos. Lavas procedentes del escudo basáltico tienen una composición similar a las de las muestras del volcán Guespalapas, pero este volcán  no está cuesta arriba de las lavas y data del Holoceno, por lo que no puede ser su fuente. La capa de tefra de menos de 32.000 años de edad yace cerca de la lava procedente del volcán Teuhtli confirmando las primeras inferencias basadas en estratigrafía y la ubicación del afloramiento. Algunas diferencias composicionales y distinciones mineralógicas sugieren la erupción de este volcán. La ceniza verdosa de la que antes hablé es muy diferente respecto a las otras capas de tefra, siendo también distintiva comparada con diferentes volcanes en los alrededores. Sin embargo su origen es aún desconocido. 

Por otro lado, la capa de tefra situada debajo del paleosol y cuya edad es similar a la del paleosol bajo la ceniza del mamut, tiene una composición similar también a esa ceniza, así como a las bombas y la tefra del cono de San Miguel, haciendo que este sea la probable fuente de la que proceden tanto la tefra como la ceniza que recubría al mamut. Sin embargo, aún no se sabe con certeza la correlación estratigráfica de la zona. 

ENTERRAMIENTO DEL MAMUT:

Una vez hablado de la geología de la zona para entender lo que ha pasado y pasa en la zona, toca hablar de la parte mas paleontológica del artículo y meternos de lleno con el mamut. Pues bien, todas las estructuras sedimentarias que se encuentran en la zona nos indican que la ceniza que recubre al mamut ha sido alterada y depositada por al menos dos flujos sucesivos de agua cargados con ceniza, es decir, por dos consecutivos lahares. Además, la parte superior muestra claros signos de una reciente reelaboración del depósito debido a la actividad animal. También el sustrato de abajo de los huesos parece haber sido depositado por lahares y expuesto a la alteración por enterramiento. Como he contado más arriba, los datos estratigráficos y químicos indican que mas de un 80% de los clastos de escoria que componen el depósito de ceniza del mamut tienen su origen el cono San Miguel. Incluso hoy en día, la pendiente del escudo de lava que forma el sustrato principal favorece que se produzca una removilización de la tefra después de una fuerte lluvia, por lo que no es difícil imaginar que durante una tormenta la tefra es removilizada de la superficie del cono y cae cuesta abajo por el barranco, recolocándose enterrando a los huesos, bien debido a una deceleración en la velocidad o bien porque simplemente los huesos actúan como barrera. La ceniza encontrada en el mamut es de un grano fino y bien seleccionado, asemejándose a los depósitos típicos de flujos de corriente en un entorno volcánico. Por otra parte, el descubrimiento de un esqueleto casi completo nos muestra que aunque los flujos eran capaces de transportar clastos de piedra pómez de depósitos más antiguos en el suelo del barranco, no eran lo suficientemente fuertes como para removilizar y dispersar los huesos del mamut. Sin embargo, los huesos de las patas traseras del animal fueron encontrados 3 metros pendiente abajo, yaciendo enfrente del cráneo. Esto, sumado a la presencia de ceniza en la cavidad medular de los huesos, son indicadores de que el animal ya estaba muerto previamente a la llegada de la riada. Así, se intentó datar este enterramiento de los huesos, por lo que a través de la datación de la formación del cono de San Miguel y del recubrimiento de la piedra pómez Tutti Frutti, se ha dicho que el enterramiento ocurrió hace entre 17.000 y 14.000 años. 

Fig. 7:Fotografías del lugar de excavación.
Arriba a la izq.:Vista general
Arriba a la dcha.:Foto vertical
Abajo a la izq.:Tutti Frutti y piedra pómez gris
Abajo a la dcha.:Ceniza con los huesos incrustados

CONCLUSIONES:

Recopilando datos, tenemos el descubrimiento del esqueleto de un mamut adulto a unos 2800 metros de altura que llamó la atención de toda la comunidad científica. El esqueleto se encontraba incrustado en una ceniza volcánica que había sufrido un proceso de reelaboración y que mantenía pistas del momento y el ambiente en el cual se produjo el enterramiento del animal. El estudio realizado en la zona indica que el enterramiento se produjo tras la muerte del animal por flujos de lahares desencadenados por las lluvias torrenciales y por la ceniza escoriácea expulsada por el cono de San Miguel cierto tiempo después de su erupción hace unos 17.000 años. 

Así que ya sabéis, nada es imposible en este mundo en el que nos podemos encontrar huesos de mamut en las zonas más inesperadas.

REFERENCIAS:

-Guilbaud M., Arana-Salinas L., Siebe C., Barba-Pingarrón L.A., Ortiz A. "Volcanic stratigraphy of a high-altitude Mammuthus columbi"(2015) Central Mexico.

-Sosa-Ceballos G, Gardner JE, Siebe C, Macías JL (2012) A caldera-forming eruption ~14,100 14C yr BP at Popocatépetl volcano, México: insights from eruption dynamics and magma mixing. J Volcanol Geotherm Res 213:27–40.

Un paso más allá del Cráter de Chicxulub: Los Traps del Decán y su efecto en la Extinción Tardo-Cretácica

• Breve Introducción Filosófica: Temática del Artículo

Siempre hemos mirado al pasado con cierto recelo y hemos intentando adaptarlo a nuestra visión del mundo. Nos ha costado (Y a muchos aun hoy les cuesta) admitir que nuestro planeta tiene una larga historia previa a que nos erigiésemos reyes de la creación. Durante siglos los fósiles han sido considerados más como curiosidades de las rocas que como auténticos relictos de los seres que poblaron la Tierra en el pasado. En los últimos años todo eso ha cambiado por fin: Hemos admitido que miles de especies aparecieron y se extinguieron antes que nosotros y que nuestro paso por este planeta no representa sino una minucia en los más de 4500 millones de años de historia de la Tierra.

Admitir este hecho no ha sido fácil y si a esto le sumamos que nuestro planeta tampoco es en absoluto el centro de nada y nuestra especie no es más especial que cualquier otra no podemos sino deprimirnos ante la dosis de humildad que por culpa de la ciencia el ser humano ha recibido en el último siglo. Pero estos descubrimientos también han abierto la puerta a nuevos campos de estudio sin duda apasionantes

No somos pocos los que hemos mirado con admiración los fósiles de las faunas (Y floras) del pasado y hemos intentado imaginar como sería nuestro planeta hace millones de años; Pero si hay una etapa (Aun a riesgo de ser repetitivo) que ha llamado la atención de más gente, esa es la era de los dinosaurios: Puede que sea por su tamaño gigantesco, porque son unos seres ante los que nos sentimos pequeños e indefensos o simplemente porque desde que somos niños nos han bombardeado con dinosaurios y todo tipo de reptiles malvados en los libros, la televisión y hasta las galletas. Lo cierto es que las grandes faunas del Mesozoico han sido las que más han acercado a la población de a pie a la paleontología y una de las cosas que más ha interesado sin duda ha sido la desaparición de estos seres. ¿Cómo especies tan majestuosas como el mítico Tyrannosaurus rex o los inmensos Diplodocus pudieron desaparecer de la faz de la Tierra? 

Imagen 1: Galletas de Dinosaurio. Muestra de hasta que punto los seres humanos sienten fascinación por los seres del pasado. Probablemente ninguna otra rama de la Geología podrá llegar a tener nunca galletas ¿Os imagináis acaso unas galletas plegadas o Galletas marca "Ripples de Oscilación?

Nuestro artículo tratará precisamente de eso: De la extinción a finales del Cretácico que acabó con todos los dinosaurios no avianos (¡Porque efectivamente, los científicos consideran a las aves como descendientes directos de los dinosaurios!) y otro muchos grupos emblemáticos como los ammonoideos. Pero no vamos a hablar del mítico meteorito que supuestamente arrasó las faunas mesozoicas permitiéndonos a nosotros estar aquí hoy gracias al auge de los mamíferos durante el Cenozoico (Bueno, o al menos intentaremos no hablar mucho) sino de otra de las causas que según cada vez más científicos también contribuyó a esta extinción: Las grandes erupciones volcánicas que generaron los Traps del Decán, una de las mayores construcciones ígneas del planeta: ¿Pudieron ser estas grandes erupciones la causa o al menos una causa complementaria de la extinción de los dinosaurios? Si estás interesado no dudes en seguir leyendo. 

Imagen 2: Los dinosaurios son probablemente los seres  del pasado favoritos de la población en general. Los ammonites por su parte son los seres favoritos de los geólogos. Todos ellos fueron víctimas de la gran extinción del final del Cretácico y hoy aquí vamos a intentar dar un poco de luz al asunto para comprender que pudo acabar con estos seres más allá del archiconocido Meteorito de Chicxulub

             

Este es un blog divulgativo y su objetivo es llegar a tanta gente como sea posible: Por ello intentaré hacer el artículo lo más ameno posible, simplificando dentro de mis posibilidades (Bastante limitadas también) el complicado lenguaje que a veces tiene la ciencia para que lo entendamos la mayor cantidad de gente posible 

Para esta entrada usaremos un estupendo artículo publicado por la revista Science hace unas semanas, el 9 de enero, y escrito por varios expertos de la prestigiosa Universidad de Princeton (Nueva Jersey, Estados Unidos) en la que emplearon el sistema radiactivo Uranio-Plomo (Tranquilos, ya hablaremos de que es esto para los que no lo sepáis) para el estudio de la edad  geocronológica de los materiales de los Traps del Decán y el establecimiento directa de una relación con la extinción Tardo-Cretácica.

Aquí os adjunto el las referencias y el link del artículo completo por si os interesa leerlo entero aunque os advierto que algunas partes son un hueso duro de roer:  “U-Pb geochronology of the Deccan Traps and relation to the end-Cretaceous mass extinction” (2015) by Blair Schoene, Kyle M. Samperton, Michael P. Eddy, Gerta Keller, Thierry Adatte, Samuel A. Bowring,  Syed F. R. Khadri & Brian Gertsch (http://www.sciencemag.org/content/347/6218/182.short)

• Un apartado obligado: La Hipótesis de Álvarez 

Imagen 3: Puede que hasta que acabéis de leer este artículo esta imagen represente a la perfección lo que la mayoría de nosotros (Y yo hasta hace poco) pensábamos que fue la extinción de finales del Cretácico

Se que prometí no iba a hablar mucho del famoso meteorito que acabó con los dinosaurios porque la mayoría de vosotros os sabéis más que de sobra esta hipótesis; pero como estamos en año electoral me toca saltarme promesas. Supongo también que estaréis de acuerdo conmigo en que para comprender una explicación alternativa es necesario saber un poco de la que todos consideran oficial. Aun así intentaré no extenderme mucho porque no es esta la temática de nuestro artículo.

Esta teoría surgió en 1980, cuando un padre (Físico) y un hijo (Geólogo): Luis y Walter Álvarez descubrieron que las capas que separaban los materiales del Cretácico (Mesozoico) de los del Paleógeno (Cenozoico) tenían una concentración inusualmente alta de Iridio (Ir), un metal del grupo del platino extremadamente infrecuente en la corteza terrestre pero no tanto en el espacio exterior. Esto les llevó a pensar que a finales del Cretácico un gran meteorito impactó contra el planeta desencadenando la gran extinción de finales del Cretácico que había acabado con los hasta entonces enigmáticos dinosaurios (Álvarez 1980). El descubrimiento del cráter de Chicxulub en el Yucatán (De la misma edad que el supuesto meteorito que ellos proponían), pareció blindar la teoría de los Álvarez; sin embargo muchos científicos no quedaron satisfechos: 

Afirmaron que la extinción duró más de 10 millones de años y se produjo de forma gradual y que el meteorito no podía explicar por si solo una extinción de estas características. Desde entonces, muchos científicos que no están del todo conformes con la teoría de los Álvarez han intentado encontrar causas que expliquen que pasó realmente hace 65 millones de años o al menos que complementen la hipótesis del meteorito; y es ahí donde queda encuadrado el artículo del que hoy hablamos

Imagen 4: Localización geográfica del Cráter de Chicxulub en el Yucatán Mexicano. La presencia de cenotes concéntricos al cráter fue sin duda una de las pistas más importantes para localizarlo. Durante años se ha considerado al meteorito de Chicxulub la principal causa cuando no la única de la gran extinción de finales del Cretácico.

• ¿Qué son los Traps del Decán? 

Los Traps del Decán son una inmensa región de la Península del Indostán (India) de aproximadamente 1,3 millones de kilómetros cuadrados (Para aquellos a los que no se os de muy bien el tema de áreas, esta superficie equivale al área combinada de España, Italia, Alemania y el Reino Unido) formados por lavas basálticas. Estas lavas tienen un volumen de más de un millón de kilómetros cúbicos, 3000 metros de potencia y todas ellas proceden de volcanes que entraron erupción a la vez: 250.000 años antes del límite K-T y cuya actividad se prologó casi 750.000 años (Estas fechas proceden precisamente del estudio llevado a cabo por los investigadores de Princeton) . La contribución de estas erupciones masivas a la extinción Tardo-Cretácica sigue sin estar clara del todo ya que apenas ha habido estudios sobre este episodio volcánico y la principal duda radica en saber cuando empezaron y cuanto duraron exactamente estas erupciones. ¿Para qué? Pues para poder estimar de verdad que efecto tuvieron en la extinción: Es por esto que los científicos de Princeton se pusieron como objetivo datar las rocas basálticas con alta resolución usando el sistema U-Pb.

Imagen 5: Panorámica de los Traps del Decán en el Área de los Western Ghats (Zona occidental de la India, cerca de la ciudad de Bombay) . Se pueden ver con bastante claridad los estratos producidos por las cenizas volcánicas.

• La Necesidad de Datar las Rocas de los Traps del Decán: Método de Trabajo

Los estudios anteriores a este artículo demostraron que más del 90% de estos basaltos se depositaron en menos de 1 millón de años coincidiendo con la extinción (Courtillot et al. 1986) y fueron en cierto sentido los que levantaron la especulación sobre el efecto real que tuvieron estas erupciones en la crisis Tardo-Cretácica (Keller et al. 2012) que acabó con los dinosaurios, los ammonites y muchas especies de foraminíferos, corales, plantas, reptiles y en menor medida mamíferos (Wilson, 2014). Sin embargo estas mediciones temporales eran muy inexactas y tenían un margen de error demasiado grande como para sacar conclusiones relevantes, por lo que se hacía imprescindible un estudio más pormenorizado y detallado de la verdadera edad de estas rocas. (Hay varios estudios previos datando los Traps del Decán, pero todos ellos con mucha incertidumbre: Los más importantes son los de Courtillot et al, 2000, Hoffmann et al, 2000 y Chenet et al, 2007)

Para ello, los científicos de Princeton eligieron ejemplares de las 10 formaciones principales de los Western Ghats (Una cordillera montañosas del oeste de la India, en el corazón de los Traps del Decán) y las dataron usando el sistema Uranio-Plomo a partir de circones (Mineral por naturaleza bastante rico en Uranio) que contenían las rocas. (Para quien lea este artículo y no sepa como se hace una datación absoluta, al final del artículo tiene una pequeña explicación de como funciona el sistema U-Pb para que pueda entender de que estamos hablando)

El principal problema que presenta este sistema muchos ya lo habréis deducido sin problemas: ¡Las rocas basálticas no tienen circón!, o bueno, no mucho: Para solucionar este conflicto, los científicos recurrieron a una solución bastante inteligente y así consiguieron obtener circones nada menos que de tres fuentes diferentes: Por un lado seleccionaron depósitos volcánicos estratégicamente situados entre rocas silicatadas o plutónicas y coladas basálticas y ya tenían un material del que sacar circón prácticamente con la misma edad que la colada basáltica. En otros lugares también obtuvieron circón a partir de paleosuleos rojos cuyo color se debe al calentamiento inducido por las coladas. Y finalmente obtuvieron las últimas muestras a partir de circón en lechos de ceniza enterradas entre las coladas. Evidentemente cada muestre dio unos valores diferentes en función de que procediese de una fuente o de otra pero por lo general los resultados darían unos valores muy aproximados entre si y con un margen de error casi despreciable. Para elegir el lugar del que sacar los circones los científicos se basaron en trabajos previos que se habían hecho sobre la estratigrafía y la estructura de los Traps (Bronde et al, 2004) (Cox et al, 1985) (Widdowson, et al,  1997)

Imagen 6: En estas dos imágenes hacemos una contextualización geográfica. En la primera imagen se muestra el área de influencia de los Traps  donde podemos observar que ocupan buena parte del oeste de la Península del Indostán. Ante un área tan grande los trabajos se centraron en el sector occidental conocido como “Western Ghats”, cerca de la ciudad de Bombay

Imagen 7:  Como ya hemos dicho cogieron circones con tres orígenes diferentes: El triángulo negro corresponde a los circones procedentes de depósitos volcánicos situados entre rocas silicatadas y coladas basálticas, el triángulo rojo corresponde a los circones de los paleosuelos y el verde a los circones enterrados en lechos de cenizas.

Cada muestra encontrada tenía unos pocos cristales idiomorfos de circón con zonación interna, propia de aquellos con origen ígneo, por lo que parecía que la investigación iba por bastante buen camino. Los granos de circón fueron aislados y analizados tanto en la Universidad de Princeton como en el MIT (Massachusetts Institute of Technology)  para evitar así dentro de lo posible el error sistemático ligado a las medidas experimentales: En el laboratorio se calculó su edad a partir de la relación isotópica 206Pb/238U con los siguientes resultados

En el gráfico de arriba podéis ver la edad de cada una de las muestras. Como ya hemos dicho, las muestras verdes son las que proceden de los lechos de ceniza, las rojas son las de los paleosuelos y las negras las de las venas volcánicas entre basaltos y silicatos/rocas plutónicas. El tamaño de cada rectángulo es una medida del error. Los rectángulos rellenos corresponden a las medidas hechas en la Universidad de Princeton mientras que los vacíos son las del MIT. La banda gris central corresponde al límite entre el Cretácico y el Paleoceno que había establecido anteriormente el geoquímico P.R. Renné (Renné et al, 2013)

El resultado puede parecer algo defectuoso ya que extiende la edad individual de cada uno de los diferentes circones a lo largo de 1 millón de años ¿Os imagináis un mismo volcán en plena erupción durante 1 millón de años? Evidentemente es un resultado que exagera  la duración real. Y lo que está claro es que esto no puede achacarse tan solo a la incertidumbre propia de cualquier experimento: ¿Estamos en un callejón sin salida? En absoluto: Los investigadores observaron que los circones tenían la capacidad tanto de crecer en el magma antes de la erupción como de incorporarse a nuevas coladas basálticas sin perder apenas plomo radiogénico: Estos dos comportamientos inusuales serían los que explicarían que las edades obtenidas por geocronología fuesen tan amplias. Dado que el objetivo del trabajo era conocer la edad de la colada y no tanto la del circón lo que se hizo fue asumir que el circón más joven de cada depósito representaría la edad más antigua que podría tener esa colada. Este método se probó bastante acertado una vez que se observó que los circones de diferentes coladas tenían la misma concentración de elementos traza.

A pesar de que puede parecer que el método da muchas cosas por sentado, lo cierto es que las dataciones por U-Pb realizadas por los científicos de Princeton dieron a las coladas de los Traps unas edades con incertidumbres mucho menores que las que se tenían previamente. Usando las edades de las muestras de circón más antiguas y más recientes se pudo calcular que el volcanismo tuvo una duración de 753.000 años con una incertidumbre de 38.000 años. (753 ± 38 thousand years) para una emisión del 85% del material volcánico. Estas erupciones volcánicas empezarían según el estudio hace aproximadamente 66,01 ± 0,085 millones de años, que sería la edad de los circones más antiguos

Otro argumento más a favor de nuestros científicos de Princeton: Tradicionalmente se había considerado que hace 65,552 millones de años, cerca del límite K-T se produjo un cambio en la polaridad magnética de la Tierra que se prolongó durante 715.000 años (El clavo de oro de este acontecimiento está en Zumaia por cierto). La coincidencia en la edad dada por los científicos de Princeton y  la del cambio en la polaridad magnética no es sino otro argumento más para aquellos que defienden que los Traps del Decán no solo coincidieron, sino que tuvieron que ver con la extinción del Cretácico-Tardío. Faltan todavía mejores estudios para comprobar que influencia pudieron tener los volcanes de los Traps en el cambio de la polaridad magnética.

• Conclusión: El Efecto de los Traps del Decán en la Extinción de Finales del Cretácico

Una vez demostrada la innegable relación entre las erupciones del Decán y el Límite K-T falta establecer que influencia pudo tener este episodio en la gran extinción. A pesar de que existe un acuerdo casi unánime de que las grandes erupciones volcánicas llevan aparejadas grandes extinciones todavía no se tiene muy claro cuales son los mecanismos de una erupción volcánica a gran escala para provocar la muerte de miles de especies. Lo más aceptado es que las ingentes emisiones de CO₂, SO₂ así como de todo tipo de halógenos causan un potente calentamiento global en muy poco tiempo por el incremento del efecto invernadero. Estos episodios de calentamiento  se puede alternar con otros de enfriamiento: La emisión de muchas cenizas genera una inmensa capa de sólidos en suspensión que rodea la tierra y dispara el albedo, lo que impide que muchas de las radiaciones solares lleguen a la superficie (Mussard et al. 2014)

La emisión de todos estos gases volcánicas también está directamente relacionada con la lluvia ácida, la destrucción de la capa de ozono (Black et al, 2014) y la acidificación de los océanos (Feely et al, 2004). Recientes estudios muestran una intensa variación morfológica en las hojas de las plantas previas a la extinción que se relacionan con la fuerte inestabilidad climática que reinó a finales del Cretácico.

Lo que es evidente es que estos cambios, ya sean cambios morfológicos en los seres vivos, cambios en la acidez del océano o cambios ligados al adelgazamiento de la capa de ozono se produjeron lentamente y no pueden atribuirse a una colisión meteorítica contra la tierra. Los científicos de Princeton consideran por lo tanto que las erupciones masivas del Deccan iniciarían una etapa de deterioro ambiental y ecológico que se extendería por todo el planeta y que el impacto de Chicxulub no sería sino la culminación de este deterioro que acabaría definitivamente con las poblaciones mesozoica tal y como se conocían. Este artículo pretende mostrar que para una extinción tan grande como fue la de finales del Cretácico es importante barajar más de una causa, y que en este caso queda demostrado que no podemos seguir atribuyendo como se hacía hasta ahora a un impacto meteorítico la desaparición completa de los dinosaurios.

Imagen 8. Espero que después de leer este artículo cuando penséis en la extinción de los dinosaurios también os acordéis de los Traps del Decán y no solo del Meteorito. Os pongo esta foto para que recordéis en que más cosas tenéis que pensar

Pues esto ha sido todo, espero que la lectura se os haya hecho amena. No dudéis en comentar cualquier error que veáis o simplemente cualquier cosa que a vuestro juicio podría estar mejor: Es sin duda la mejor manera de que en los próximos artículos no vuelva a cometer los mismos fallos.

Un saludo y hasta la próxima, Pablo

Imagen 9. Bueno, y tampoco os olvideis de ellos, que los geólogos los tenemos mucho cariño. A partir de ahora cuando os pregunten cuando se extinguieron ya sabréis que responder: ¡En la extinción Tardo-Cretáica!. Y cuando os pregunten por qué motivo espero que también sepáis decir más de una respuesta

• Mini Anexo para Dummies: ¿Qué es el Sistema Uranio-Plomo (U-Pb)?

La tierra está compuesta por cientos de elementos químicos. Algunos de ellos no son estables y se transforman de forma natural en otros en un proceso conocido como radiactividad. El elemento padre inestable se se conoce como elemento radiactivo y el elemento hijo, que puede ser estable o no, se conoce como elemento radiogénico. No todos los elementos se transforman en la misma velocidad: Algunos son extremadamente rápidos y otros muchísimo más lentos. Es por esto que se ideó el concepto de vida media, que es el tiempo que tarda un elemento en convertir la mitad de sus átomos en el elemento hijo. Las vidas medias de los diferentes elementos pueden oscilar entre unos pocos milisegundos y varios miles de millones de años.

El Uranio es probablemente uno de los elementos radiactivos más conocidos. Se trata de el elemento más pesado que existe en la naturaleza de forma natural y es altamente inestable. Todos los isótopos naturales del Uranio son radiactivos y se convierten de forma natural en Plomo. El U-238, que es el que se ha empleado en este estudio es el más conocido y el más abundante ya que representa más del 99,3% del U que hay en la tierra. Se convierte de forma natural en Plomo 206 y tiene una vida media de 4.470 millones de años por lo que es extremadamente útil para datar materiales antiguos como lo son en este caso rocas del Mesozoico. Se trata de un elemento raro por lo que hay que buscar minerales ricos en Uranio y ninguno mejor que el circón. Analizando la cantidad de Uranio 238 y de Plomo 206 que tiene un determinado mineral podemos conocer su edad y así es como se llevan a cabo dataciones absolutas.

Imagen 10. Ejemplo de descomposición de un isótopo radiactivo. Vemos que con el paso de cada vida media la cantidad de isótopo radiactivo se reduce un 50%, que sería lo que aumentaría la concentración de Isótopo radiogénico

• Bibliografía Consultada

• Álvarez, W.; Álvarez, L.W.; Asaro, F. y Michel, H.V. (1980). «Anomalous iridium levels at the Cretaceous/Tertiary boundary at Gubbio, Italy: Negative results of tests for a supernova origin». En Christensen, W.K., y Birkelund, T. Cretaceous/Tertiary Boundary Events Symposium 2. University of Copenhagen. p. 69.

• Black, B.A.  J.-F. Lamarque, C. A. Shields, L. T. Elkins-Tanton, J. T. Kiehl, Acid rain and ozone depletion from pulsed Siberian Traps magmatism. Geology 42, 67–70 (2014).

• Bondre, N,R. R. A. Duraiswami, G. Dole, Morphology and emplacement of flows from the Deccan Volcanic Province, India. Bull. Volcanol. 66, 29–45 (2004).

• Courtillot, J. Besse, D. Vandamme, R. Montigny, J.-J. Jaeger, H. Cappetta, Deccan flood basalts at the Cretaceous/Tertiary boundary? Earth Planet. Sci. Lett. 80, 361–374 (1986)

• Courtillot, V, Y. Gallet, R. Rocchia, G. Féraud, E. Robin, C. Hofmann, N. Bhandari, Z. G. Ghevariya,Cosmic markers, ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating and paleomagnetism of the KT sections in the Anjar Area of the Deccan large igneous province. Earth Planet. Sci. Lett. 182, 137–156 (2000). 

• Cox, K,G.  C. J. Hawkesworth, Geochemical stratigraphy of the Deccan Traps at Mahabaleshwar, Western Ghats, India, with implications for open system magmatic processes. J. Petrol. 26, 355–377(1985)

• Feely, R.A. C. L. Sabine, K. Lee, W. Berelson, J. Kleypas, V. J. Fabry, F. J. Millero, Impact of anthropogenic CO₂ on the CaCO₃ system in the oceans. Science 305, 362–366 (2004).

• Hofmann, G, G. Féraud, V. Courtillot, ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of mineral separates and whole rocks from the Western Ghats lava pile: Further constraints on duration and age of the Deccan traps. Earth Planet. Sci. Lett. 180, 13–27 (2000)

• Keller G., T. Adatte, P. K. Bhowmick, H. Upadhyay, A. Dave, A. N. Reddy, B. C. Jaiprakash, Nature and timing of extinctions in Cretaceous-Tertiary planktic foraminifera preserved in Deccan intertrappean sediments of the Krishna–Godavari Basin, India. Earth Planet. Sci. Lett. 341–344, 211–221 (2012).

• Mussard, M. G. Le Hir, F. Fluteau, V. Lefebvre, Y. Goddéris, Modeling the carbon-sulfate interplays in climate changes related to the emplacement of continental flood basalts. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 505,339 (2014)

• Renne P.R. A. L. Deino, F. J. Hilgen, K. F. Kuiper, D. F. Mark, W. S. Mitchell III, L. E. Morgan,R. Mundil, J. Smit, Time scales of critical events around the Cretaceous-Paleogene boundary. Science339, 684–687 (2013)

• Vandamme, V. Courtillot, Paleomagnetic constraints on the structure of the Deccan traps. Phys. Earth Planet. Inter. 74, 241–261 (1992).

• Widdowson M, J. N. Walsh, K. V. Subbarao, The geochemistry of Indian bole horizons: Palaeoenvironmental implications of Deccan intravolcanic palaeosurfaces. Geol. Soc. London Spec. Publ.120, 269–281 (1997)

• Wilson, G. P., Mammalian extinction, survival, and recovery dynamics across the Cretaceous-Paleogene boundary in northeastern Montana, USA. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 503, 365 (2014)

El Vesubio: Una puerta a las extinciones del Cretácico

Después de dos milenios, los restos de las víctimas de la catastrófica erupción del monte Vesubio aparecen en el seno de depósitos de tefra volcánica. Charles Lyell (1797-1875), uno de los padres de la geología moderna, en su principio del actualismo, enunció que los sucesos actuales son una clave para entender los pasados. Acorde con este principio, ¿hasta qué punto es posible establecer una relación entre las víctimas del Vesubio y algunas especies mesozoicas identificadas en el registro fósil de la biota de Jehol (China)?

La descripción de estas cuestiones se basarán en los estudios realizados por Theagarten Lingham-Soliar, con especial interés en su artículo 'Three stages of post mortem opisthotonus uniquely captured in the dinosaur Sinosauropteryx' publicado en la revista 'Journal of Ornithology' en 2015.

INTRODUCCIÓN:

La clave de esta relación es una anomalía postural denominada opistótonos. Este fenómeno puede describirse como una postura hipertensa en que la columna vertebral, el cuello, la cabeza y la cola se curvan hacia atrás de forma brusca. En la biota de Jehol, los vertebrados incluyendo pterosaurios, aves (a menudo descrito el famoso Archaeopteryx), y terópodos (a destacar el Sinosauropteryx, de especial relevancia explicada más abajo) fueron encontrados en forma opistotónica (Faux y Padian 2007) Autores posteriores propusieron que esta pose tenía lugar tras la muerte del animal. Esto fue refutado por Reisdorf y Wuttke (2012)

En términos de la biota de Jehol, se han aportado numerosas explicaciones para su registro fósil: principalmente que los organismos muertos se depositaban en lagos, quedaban enterrados rápidamente bajo sedimentos de grano fino y que la deposición de tefra volcánica encajaba a estos sedimentos, generando así una situación anaerobia (Zhou et al. 2003)  No obstante, una publicación reciente por Jiang et al. (2014) presenta un nuevo escenario de la preservación de los fósiles de Jehol; explica que los cadáveres de algunos vertebrados fueron carbonizados y encajados por flujos piroclásticos y transportados a ambientes lacustres para su enterramiento. Esta hipótesis fue planteada por primera vez por Faux y Padian (2007)

MÉTODO:

La discusión de estas cuestiones se basa en los restos encontrados de Sinosauropteryx, originalmente descritos por Lingham-Soliar et al. (2007) Sus investigaciones se basaron en los integumentos en la parte dorsal del animal que se considera que dieron lugar al plumaje. En estudios posteriores de este mismo autor y con motivo de la demostración de la hipótesis de que fueron sepultados bajo un flujo piroclástico, se ha realizado un estudio con relación a su postura opistotónica.

Descripción: Opistótonos en el dinosaurio Sinosauropteryx.

Fig 1: Sinosauopteryx IVPP V12415. Muestra las distintas fases del opistótonos. Fuente: Lingham-Soliar.

Las muestras opistotónicas encontradas de Sinosauropteryx muestran los signos habituales de esta anomalía. En detalle, y señalados mediante números en la figura 1: 

Cuello curvado hacia atrás sobre la espalda, y cola hiper-extendida por su parte dorsal. Aparecen en los restos algunas secciones de tejido alejadas unos centímetros de la cola. Estos tejidos musculosos y cartilaginosos aparentemente fueron arrancados del cadáver del vertebrado y se fijó al sustrato por separado del cuerpo del animal, y encajan perfectamente con una zona sombreada de la cola. Los ligamentos y otros materiales con colágeno serían los últimos en degradarse (1)

Por otro lado, se aprecia un desplazamiento de algunas vértebras con respecto al tronco de la cola. Algunas de estas vértebras presentan restos de materia orgánica entre su posición y la del resto de la cola (2)

En último lugar, cabe destacar la posición de descanso definitiva del cuerpo principal de la cola (3)

Los tres puntos describen un arco desde la base de la cola hasta la parte superior de la misma. Cerca de la base, las vértebras se encuentran mínimamente disociadas, posiblemente por su menor curvatura.

DISCUSIÓN:

Muerte por flujo piroclástico:

Los motivos de la muerte de los individuos de la biota de Jehol han sido discutidos a lo largo de los años. Partiendo de la base de que estos sufrieron un proceso de enterramiento en una cuenca resulta complicado determinar las causas de su desaparición, dado que pueden ser de lo más variadas. Sin embargo, dadas las evidencias allí encontradas y que se expondrán a continuación, resulta viable explicar su muerte por medio de un flujo piroclástico.

El primero en enunciar esta posibilidad fue Jiang et al. (2014), en una robusta investigación que pretendía demostrar que estos seres vivos fueron víctimas de una erupción volcánica. A sus estudios se añaden los realizados por Lingham-Soliar, que aporta una relación entre la postura opistotónica y la muerte de estos individuos por abrasamiento. Estos se basan en una muestra única de Sinosauropteryx, que refleja el fenómeno del opistótonos con una claridad sin precedentes.

Para empezar, es necesario recalcar las pruebas que corroboran que la disposición anómala e hiper-extendida de algunas partes del esqueleto son primarias y consecuencia del opistótonos, y no resultado de deformaciones geológicas. Estas pruebas son: la ausencia de deformación, tanto frágil como dúctil, en el bloque que contiene los restos esqueléticos; la curvatura en una secuencia lógica y distinguible de la cola, difícilmente resultado de un desplazamiento aleatorio como sería uno de los planos de estratificación; y la perfecta relación entre los fragmentos de tejido separados con respecto a su lugar de origen en el cuerpo.

Normalmente, el tiempo que llevaría la degradación de los materiales óseos de un vertebrado para que el opistótonos ocurriera de forma natural no tendría sentido dentro del marco de estudio. La única explicación posible para la aceleración de este proceso es que el animal fue sometido a unas temperaturas extremadamente altas (200-300ºC) que destruyeron rápidamente los ligamentos y degradaron los huesos, permitiendo al mismo tiempo una contracción por la liberación de energía almacenada en los tejidos destruidos.

Entre las víctimas de Pompeya y Herculano, cabe destacar dos tendencias posturales generalizadas. La primera corresponde a un momento anterior o justo anterior a la muerte del ser vivo, y la segunda a momentos posteriores a la muerte de este. En este segundo caso, los movimientos se explican por la deshidratación de los tejidos y acortamiento de los tendones y músculos, muy similar al caso del Sinosauropteryx.

Temperatura:

Mastrolorenzo et al. (2010) investigaron la evidencia de modificaciones en los huesos debido a altas temperaturas en los restos encontrados en Pompeya y Herculano. Los restos óseos de Pompeya muestran variaciones de coloración que van desde el color natural de los huesos hasta un amarillo pálido; y en Herculano, hasta el marrón rojizo (Mastorolenzo et al. 2001) Para comprender mejor estas modificaciones se sometió a muestras óseas de la especie Equus caballus (encontrada también en Pompeya y Herculano) a un rango de temperaturas de entre los 100ºC y los 800ºC. A partir de los 300ºC las muestras comenzaron a obtener un tono rojo oscuro, muy similar al encontrado entre las víctimas de Herculano.

Fig. 2: Esqueleto de la 'ring lady', encontrada en Herculano. Como consecuencia del calor extremo, muestra los tonos marrones rojizos descritos. Fuente: Wikipedia.

Con relación al Sinosauropteryx, nuevamente se encuentran semejanzas destacables que llevan a inferir que sufrieron las mismas condiciones de temperatura.

Enterramiento:

Hasta el momento, se han aportado pruebas por las que el opistótonos, sumado al tono rojizo de los restos, es una prueba de que algunas especies de la biota de Jehol murieron sepultadas por un flujo piroclástico. Aún así, el mantenimiento en forma de registro fósil hasta nuestros días necesitó de un elemento adicional: el agua. 

El estudio ya mencionado de Jiang et al. (2014) concluyó que los animales fueron enterrados en la pose en que murieron y que pudieron ser transportados posteriormente. No obstante, Lingham-Soliar explica que esos procesos de transporte implicarían movimientos turbulentos que dispersarían en fragmentos los restos. De igual modo, propone que estos animales fueron envueltos de forma rápida por ceniza incandescente, e inmediatamente (a escala geológica), cubiertos por grandes cantidades de agua. Los estudios sobre el clima de la formación Yixia (China) explican que en esta zona se alternan periodos áridos con periodos húmedos, aunque existe una situación intermedia en que un clima semiárido se alternaría con estaciones mucho más húmedas, a una escala temporal mucho más pequeña (Fürisch et al. 2007) Además, esta situación climática concuerda con lo esperado en la Era Mesozoica. Estas conclusiones confirman la posibilidad de que estos seres vivos fueran efectivamente cubiertos por grandes cantidades de agua. El súbito enterramiento bajo cenizas de estos animales, seguido de un periodo húmedo que rehidrató los tejidos blandos, pudo en última instancia conducir a una preservación geológica de gran longevidad.

Por otro lado, el agua es otro requisito necesario en el desarrollo del opistótonos, cuanto menos como catalizador. En el caso de la biota de Jehol, aunque no se descarta la posiblidad de que sea una excepción a este hecho, se encuentran similitudes entre el opistótonos en presencia de agua. Los tejidos sobre los que se desarrolla esta deformación están compuestos por una matriz de alta competencia, fácilmente deformables; y otras sustancias bastante menos competentes, principalmente el colágeno. La presencia de estas sustancias impediría el desarrollo de esta deformación. Sin embargo, sustancias como el colágeno se ablandan considerablemente en presencia de agua, permitiendo así una pérdida de tensión en los músculos y ligamentos y una liberación de energía que resulta en las posturas opistotónicas.

CONCLUSIÓN:

La postura opistotónica, junto con las coloraciones encontradas en los mismos restos que esta, es una evidencia de la desaparición de algunos animales vertebrados por flujos piroclásticos. Sin duda alguna y hasta el momento, el ejemplo más gráfico, es el fósil de Sinosauropteryx IVPP V12415.

Las similitudes entre el fósil de esta especie de vertebrado y los restos de las víctimas de Pompeya y Herculano son claras. Sin ellas, arrojar luz sobre la desaparición de esta icónica especie que, presuntamente, dio lugar a las aves, hubiese supuesto de una cuantiosa dificultad. Una vez más, queda demostrado el principio del actualismo de Lyell.


PÁGINAS DE INTERÉS:

• Biota de Jehol.
• Ancestros de las aves.
• Origen del plumaje.

REFERENCIAS:

• Faux CM, Padian K (2007) The opisthotonic posture of vertebrate skeletons: postmortem contraction or death throes? Paleobiology 33(2):201–226
• Fu¨rsich FT, Sha J, Jiang B, Pan Y (2007) High resolutionpalaeoecological and taphonomic analysis of Early Cretaceous lake biota, western Liaoning (NE-China). Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol 253:434–457
• Jiang B, Harlow GE, Wohletz K, Zhou Z, Meng J (2014) New evidence suggests pyroclastic flows are responsible for the remarkable preservation of the Jehol biota. Nat Commun 5:3151. doi.
• Lingham-Soliar T (2003) The dinosaurian origin of feathers: perspectives from dolphin (Cetacea) collagen fibres. Naturwissenschaften 90:563–567
• Lingham-Soliar T (2011) The evolution of the feather: Sinosauropteryx, acolourful tail. Journal of Ornithology 152:567–577
• Lingham-Soliar T (2012) The evolution of the feather: Sinosauropteryx, life, death and preservation of an alleged feathered dinosaur. Journal of Ornithology 153:699–711
• Lingham-Soliar T (2015) Three stages of post mortem opisthotonus uniquely captured in the dinosaur Sinosauropteryx. Journal of Ornithology
• Lingham-Soliar T, Glab J (2010) Dehydration: a mechanism for the preservation of fine detail in fossilised soft tissue of ancient terrestrial animals. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol 291:481–487. doi:10.1016.
• Lingham-Soliar T, Feduccia A, Wang X (2007) A new Chinese specimen indicates that ‘protofeathers’ in the Early Cretaceous theropod dinosaur Sinosauropteryx are degraded collagen fibres. Proc R Soc Lond B 274:1823–1829. doi:10.1098
• Mastrolorenzo G, Petrone PP, Pagano M, Incoronato A, Baxter PJ, Canzanella A, Fattore L (2001) Herculaneum victims of Vesuvius in AD 79. Nature 410:769–770
• Mastrolorenzo G, Petrone P, Pappalardo L, Guarino FM (2010) Lethal thermal impact at periphery of pyroclastic surges: evidences at Pompeii. PLoS ONE 5(6):el 1127
• Reisdorf AG, Wuttke M (2012) Re-evaluating Moodie’s opisthotonic posture hypothesis in fossil vertebrates part I: reptiles—the taphonomy of the bipedal dinosaurs Compsognathus longipesand Juravenator starki from the Solnhofen archipelago (Jurassic, Germany). Palaeobiol Palaeoenviron 92:119–168.
• Zhou Z, Barrett PM, Hilton J (2003) An exceptionally preserved. Lower Cretaceous ecosystem. Nature 421:807–814