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PaleoClimatologia. Estudiando las variaciones climáticas del pasado.

Fuente: Fragmento del articulo publicado: Magnussen Saffer, Mariano (2009). Paleoclimatologia. Estudiando las variaciones climáticas del pasado. Paleo, Boletín Paleontológico. Año 7. 38: 32-37. marianomagnussen@yahoo.com.ar

Paleoclimatología, en geología, es el estudio de la corteza terrestre, los paisajes, los registros fósiles, las distribuciones de isótopos en los océanos y otros datos físicos relacionados, en un esfuerzo por determinar la historia de las variaciones del clima en el planeta. Estos estudios incluyen también investigaciones históricas con el objetivo de comprender mejor los efectos de las actividades humanas sobre los procesos climáticos. Los ejemplos más conocidos de cambio climáticos son los periodos glaciales; los mecanismos fundamentales que originan estas variaciones pueden ser desde la deriva continental descrita por la tectónica de placas, hasta los ciclos rotacional y orbital de la Tierra.

La Paleoclimatología (De paleo- ´antiguo´ y climatología) tiene por objeto el estudio de las características climáticas de la Tierra a lo largo de su historia y puede incluirse como una parte de la Paleogeografía, de la misma forma que la Climatología es una parte de la Geografía física. Estudia las grandes variaciones climáticas, sus causas y da una descripción lo más precisa posible de las características del clima para un momento determinado de la Historia de la Tierra. La variación a escala geológica de los factores que determinan el clima actual, como la energía de la radiación solar, situación astronómica y movimientos planetarios, relieve y distribución de continentes y océanos y la composición y dinámica de la atmósfera constituyen los factores más utilizados en la deducción y explicación de los paleoclimas.

En el siglo XIX Louis Agassiz propuso que los dominios más septentrionales de América y Europa habían estado cubiertos por enormes glaciares en épocas geológicamente recientes. Por primera vez se planteó la idea de un el clima que podía haber presentado enormes variaciones en el pasado. Pero esta idea en contra de la teoría del actualismo ampliamente aceptada, no se planteó de manera generalizada hasta la segunda mitad del siglo XX.

Las observaciones geológicas que permiten registrar variaciones climáticas de larga duración se basan en el análisis de los anillos de crecimiento de los vegetales, marcas de crecimiento en partes duras de invertebrados y sedimentación de carácter estacional. Se pueden identificar así ciclos climáticos estacionales, anuales y de varios años entre los que destacan ciclos de 11 años, debidos a las manchas solares; de 40.000 años, debido a la inclinación del eje terrestre, de 92.000 años, interpretado por la variación en la excentricidad de la órbita terrestre y otros cuyo origen no ha sido bien establecido.

La historia climática de la Tierra muestra una sucesión de periodos fríos y cálidos en los últimos mil millones de años. Tres grandes periodos de glaciaciones son indudables, en el Precámbrico, carbonífero-pérmico y Cuaternario. Si se añade la glaciación del silúrico encontramos un ritmo de 150 a 200 millones de años, sugiriéndose una relación con el año galáctico. Estas glaciaciones marcan las etapas climáticas más importantes de la Tierra.

El paleomagnetismo aporta datos del mayor interés. Por un lado, permite conocer la paleolatitud de un punto, así como un control de la latitud de los indicadores climáticos. En los últimos años las determinaciones isotópicas de oxígeno en caparazones carbonatados de fósiles ha permitido medir la temperatura ambiental en que se han desarrollado estos organismos y dar gran precisión a las interpretaciones paleoclimáticas.

Fenómenos geológicos que dependen del clima, deducidos en parte de las condiciones climáticas actuales en la distribución de fauna y flora, mecanismos de formación de sedimentos, relieves fósiles, etc., y son las observaciones normales de mayor valor. Entre los indicadores climáticos paleontológicos tenemos la existencia de fósiles con una estrecha relación sistemática con especies actuales de distribución climática. La flora fósil es una de las más usadas en el Terciario y Cuaternario. Los fósiles con caracteres ecológicos o fisiológicos particulares de significado climático son también muy importantes, como la presencia de arrecifes, hojas de punta acanalada, etc.

Indicadores de clima cálido son la flora de carácter tropical, el gran tamaño de los vertebrados, el desarrollo amplio de calizas y organismos marinos y los arrecifes coralinos. Indicadores de clima frío son la flora de coníferas, la fauna de vertebrados típicos, como el mamut, invertebrados de ambientes fríos como el lamelibranquio Yoldia, etc. Los indicadores litológicos más importantes son las morrenas y depósitos glaciares para climas fríos; los depósitos de bauxitas, caolines, minerales de hierro y manganeso, y cortezas de alteración para climas húmedos; depósitos de sales, series rojas, sedimentos desérticos para climas áridos. Las evaporitas permiten una gran precisión en las determinaciones de temperatura a partir de datos químicos. Los fenómenos de sedimentación con estructuras particulares como huellas de gotas de lluvia, dunas, distribución de loess, régimen de paleocorrientes, etc., tienen interés paleoclimático.

También se pueden hacer deducciones climáticas a partir del estudio del registro faunistico, comparando especies en estado fósil y vivientes. En esta disciplina, viene trabajando científicos del Museo de La Plata desde hace varios años, cuyas investigaciones son impulsadas por el reconocido paleontólogo Eduardo Tonni y equipo.

Todos los registros decrecen su utilidad cuanto más se retrocede en el tiempo. Encima no existe hielo por debajo de 1 millón de años, y a su vez colectar muestras e interpretarlas por encima de 800.000 años es dificultosa. Los registros marinos en grandes profundidades, que son la fuente primordial de muchos datos isotópicos, solo existen en las plataformas oceánicas, y que hasta eventualmente pueden ser sepultadas - y solo llegan hasta 140 millones de años. Cualquier sedimento con más edad suele estar corrompido por diagénesis. Consecuentemente, la resolución y confianza matemática en los datos decrece con el tiempo.

Caricaturas de dos Gliptodontes con las condiciones climáticas del Pleistoceno. Por Daniel Boh  (1997).

Paleozoico:

En este momento la Republica Argentina probablemente haya estado cubierta casi por completo por las aguas Gondwana en ese momento se encontraba ubicada sobre el polo de rotación con lo cual una gran parte de las tierras estaban cubiertas por gruesos mantos de hielo. Durante el Carbonífero las condiciones climáticas eran muy cálidas y húmedas. El sustrato estaba permanentemente anegado y abundaban los pantanos.

Triasico:

El clima durante este periodo era de carácter subtropical húmedo y la temperatura global era cálida, aun en altas latitudes. Para ese momento las capas de hielo se habían derretido ya que los polos estaban ubicados sobre el océano. 

Jurasico:

En la porción continental en la que hoy se encuentra Argentina el vulcanismo era muy intenso, lo que posibilitaba conservación de grandes bosques, debido a esto, la Patagonia central y oriental, incluyendo la plataforma continental fueron cubiertas por cenizas volcánicas y lava. El intenso calor que se acumulo por debajo de la corteza terrestre, producto del magmatismo originado por el choque de las placas, ocasiono que la corteza Gondwanica se debilitara y terminara por fracturarse en diversos bloques. En Patagonia, durante el Jurasico el mar avanzo desde el oeste dando lugar a un mar epicontinental de aguas someras y cálidas, donde abundaban los arrecifes.

Cretácico:

A principios del Cretácico, Sudamérica comenzó a separarse de África y el agua de los océanos circundantes lleno tal espacio originando un estrecho océano Atlántico. Finalmente en el Cretácico superior se produjo el cierre del mar de Tethys en la región caribeña a causa de la deriva hacia el norte de Sudamérica. Este movimiento genero un arco de islas volcánicas que posteriormente actuarían como vías de dispersión fáusticas entre ambos continentes.

Durante este periodo ocurrió un ascenso global en el nivel del mar. La Patagonia austral, en la región occidental quedo cubierta por las aguas, pero las regiones central y oriental permanecieron emergidas. En estas regiones el clima era muy cálido y húmedo. Para esta época el limite entre el clima subtropical y templado se encontraba mucho mas cerca de los polos que en la actualidad, con lo cual en estas regiones las temperaturas eran bastante benignas. En la transición Mesozoico - Cenozoico se produce una marcada caída en la temperatura. América del sur y norte estaban levemente conectadas a través de una cadena de islas ubicadas en la placa del Caribe y que en la actualidad constituyen América central.

Paleoceno:

Durante el Paleoceno las condiciones ambientales habrían sido muy favorables, con un clima cálido y abundantes precipitaciones, pero con una ligera estacionalidad climática. Hay evidencias deque la vegetación era abundante, con bosques subtropicales y extensas sabanas. El territorio era de suave pendiente, en numerosos cuerpos de aguas someras que podrían representar lagunas o estuarios del mar. La cordillera de los Andes, si bien comenzaba a insinuarse, constituía una barrera contra los vientos fuertes húmedos del Pacifico. En Patagonia el clima era cálido subtropical. El paisaje estaba dominado por bosques muy extensos donde las principales plantas de los periodos anteriores estaban muy diversificadas y recién aparecidas Angiospermas comenzaban a abrirse paso.

Eoceno:

Durante este periodo se produjeron fluctuaciones en la temperatura, pero el clima no dejo de ser cálido subtropical, con abundantes precipitaciones. La vegetación se vuelve mas arbustiva, sin embargo las coniferas y angiospermas dicotiledóneas eran abundantes. El territorio constituya una extensa llanura donde se desarrollaban cuerpos lacustre de aguas someras y profundas. A mediados del Eoceno se produjo un cambio un cambio climático sustancial, el clima se volvió mas templado. El terreno se elevo y se vio as afectado por la erosión, con lo que el paisaje se volvió algo quebrado.

A fines del periodo se produjo una brusca caída de las temperaturas de las aguas del mar epicontinental, relacionada con la primera etapa de congelamiento del mar antártico,  aunque la calota de hielo aun no se desarrollaba. Se provoco un ligero descenso de la temperatura en el continente, que se registra en la vegetación de la época que estaba constituida tanto por elementos subtropicales y templado frió.

Oligoceno:

A comienzos del Oligoceno las condiciones climáticas se determinaron ostensiblemente. El clima era templado y de vegetación estaba constituida por sabanas arboladas y gramíneas. A mediados de este periodo los Andes centrales se elevaron formando verdadero cordón montañoso con gran actividad volcánica. Simultáneamente se produce un brusco descenso en el nivel del mar, lo que debió exponer gran parte de la plataforma continental. A raíz de esto comienza a desarrollarse una leve deriva entre Tierra del Fuego y la Península Antártica que lleva la apertura del Pasaje de Drake. A fines del Oligoceno el clima vuelve hacer cálido, y las aguas oceánicas profundas y superficiales vuelven a calentarse. Las condiciones en el continente eran benignas y las floras estaban representadas por bosques, sabanas arboladas y extensos pastizales. La plataforma continental estaba cubierta por un mar relativamente somero y de aguas templadas.

Mioceno:

En el Mioceno temprano el clima era muy cálido. La presencia de vertebrados corredores y pastadores indicarían un ambiente de praderas, con precipitaciones relativamente abundantes, que alternaban con ambientes de bosques cálidos. Para este momento se produjo una importante emersión en Sudamérica, como consecuencia de este fenómeno el mar epicontinental que bañaba la costa occidental sudamericana registro una leve regresión. Este fenómeno posibilito en la región del caribe, la dispersión de algunos pequeños carnívoros placentarios, los cuales se encontraban ausentes en América del sur. En la Antartida las abundantes precipitaciones favorecen la formación de la capa de hielo.

Como consecuencia del periodo mas intenso de orogenia andina comenzó paulatinamente el crecimiento de la desertización en gran parte del territorio Argentino, sobre todo desde la pampa hasta tierra del fuego. La elevación de la cordillera de los Andes produjo una "sombra de lluvias" a lo largo de su flanco oriental, bloqueando el paso de humedad que acarrean los vientos del pacifico. Al sur de los 40º S  las condiciones al este de la cordillera pasan de ser bosques cálidos y húmedos a ser sabanas áridas y templado por lo que se hacen abundantes los mamíferos gastadores y ramoneadores. El clima templado y seco de la Patagonia favoreció un recambio de los tipos fáunisticos, que procedió por mucho tiempo a la entrada de nuevos grupos de mamíferos de origen norteamericano. En la plataforma continental se desarrollo un mar de aguas cálidas, someras y cercanas a la costa. A fines del Mioceno, los cambios climáticos causados por el levantamiento de los Andes se vieron acentuados por el desarrollo del escudo de hielo Antártico, lo que produjo un descenso en las temperaturas costeras y dio origen a corrientes frías que se hicieron efectivas en la plataforma Argentina alrededor de los 10 millones de años atrás. Consecuentemente con esto la fauna de las costas argentinas experimento una migración progresiva hacia el norte, buscado regiones mas optimas para sobrevivir.

Plioceno:

Existía un gradiente decreciente de humedad en dirección al oeste. En el territorio se desarrollaron las llanuras, con extensas praderas bajo un clima templado - cálido y húmedo. Ingresaron provenientes de Norteamérica numerosas especies de carnívoros placentarios. Posteriormente al elevarse las Sierras Pampeanas se produce una "sombra de lluvias" al este de las mismas, con lo cual se produjo la desertización de las áreas sub-andinas. Este periodo coincide con un deterioro en el clima, con un enfriamiento a nivel global, fenómenos de glaciaciones, un aumento en el gradiente térmico latitudinal, y un descenso en el nivel del mar, lo que provoco la disminución de especies.

Pleistoceno:

Durante los últimos 2 millones de años se produjo un descenso del nivel del mar hasta alcanzar su actual nivel, después de varios sucesos significativos. En este periodo vivieron tal vez, las criaturas mas grandes y raras de toda la Era Cenozoica. Pero presenta una paradoja, pues se extinguen el 96 % de la Megafauna Sudamericana y aquellas de origen norteamericano, ocurrido en un lapso de tiempo entre los 12 y 10 mil años.  Los cambios climáticos muy marcados pudieron ayudar, ya que hay notable información de un evento agudo ocurrido entre los 8 y 6 mil años.

La causa de este fenómeno de extinción no se conoce a ciencia cierta, pero uno de los sospechosos es la llegada de otra especie invasora y de caminar bípeda, conocida como Homo sapiens, quienes pudieron cazar a estos enormes animales, pero en realidad no hay evidencia de cacerías abruptas y discriminadas para señalar al hombre como la mayor amenaza para estos gigantes.

Todos los registros decrecen su utilidad cuanto más se retrocede en el tiempo. Encima no existe hielo por debajo de 1 millón de años, y a su vez colectar muestras e interpretarlas por encima de 800.000 años es dificultosa. Los registros marinos en grandes profundidades, que son la fuente primordial de muchos datos isotópicos, solo existen en las plataformas oceánicas, y que hasta eventualmente pueden ser sepultadas - y solo llegan hasta 140 millones de años. Cualquier sedimento con más edad suele estar corrompido por diagénesis. Consecuentemente, la resolución y confianza matemática en los datos decrece con el tiempo.

 

Bibliografía Sugerida.

Bradley, Raymond S. 1985. Quaternary paleoclimatology : methods of paleoclimatic reconstruction (Boston: Allen & Unwin)

Imbrie, John. 1986. Ice ages : solving the mystery. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, 1986, c1979

Nairn, A. E. M. 1961. Descriptive Palaeoclimatology, Nueva York

Nairn, A. E. M. 1963. Problems in Palaeoclimatology, Nueva York

Tonni, EP; RC Pasquali. 1999. El estudio de los mamíferos fósiles en la Argentina. Ciencia Hoy 9 ( 53) : 22-31

Tonni, EP; AL Cione, M Bond. 1999. Quaternary vertebrate palaeontology in Argentina. Now and then. En: E.P. Tonni and A.L. Cione (eds.), Quaternary vertebrate paleontology in South America. Quaternary of SouthAmerica and Antarctic Peninsula 12: 5-21.

Tonni, EP; MT Alberdi, G Leone. 1995. Evolución Biológica Y Climática De La Región Pampeana Durante Los Últimos Cinco Millones De Años: Un Ensayo De Correlación Con El Mediterráneo Occidental. 423 pp

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