Los estratotipos, el clavo dorado de la geología

La geología es una ciencia que estudia, de manera general, nuestro planeta Tierra. Desde el actual cambio climático hasta los terremotos, pasando por los destructivos volcanes, los fundamentales minerales y un sinfín de aspectos que afectan a nuestro día a día (ver La geología en la vida cotidiana). Pero la geología no solo nos previene de los problemas futuros y nos mejora la vida en el presente, sino que tambien estudia el pasado, y es ahí donde el tiempo geológico adquiere una gran importancia. Este 2020 se ha publicado la nueva tabla cronoestratigráfica actualizada (aquí en español), en la que se han incluido los estratotipos de dos pisos nuevos, uno en el Cretácico y otro en el Cuaternario. ¿Pero cómo funcionan estas actualizaciones del tiempo geológico? ¿Qué es eso de los estratotipos? En esta entrada vamos a abordar esta cuestión, explicando cómo se eligen los estratotipos, qué son y cómo se marcan en el campo. Así funciona la tabla cronoestratigráfica.

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El acantilado de Chiba, en la prefectura japonesa del mismo nombre, se localiza el estratotipo del Chibaniense, un nuevo piso geológico. Para este caso, el criterio que se ha decidido tomar como límite inferior ha sido la inversión magnética de Brunhes-Matuyama (imagen obtenida de smithsonianmag.com).

Los entresijos de la escala de tiempo geológica

Una de las cuestiones que más nos cuesta explicar en geología es la referente al tiempo geológico. En geología hablar de millones de años es la norma, igual que lo es hablar de días en nuestra vida diaria, pero sabemos que es complicado comprender la magnitud de un millón de años. Por eso es común que hablemos haciendo comparaciones con algo más cotidiano que sí podamos comprender todos. Una analogía muy habitual es la que compara los 4600 millones de años (Ma) que tiene la Tierra con un año cualquiera. En esa analogía los primeros organismos aparecerían el 4 de marzo (3800 Ma), pero las primeras células eucariotas no lo harían hasta el 11 de septiembre (1400 Ma), la famosa explosión cámbrica se produciría el 18 de noviembre (541 Ma) y nosotros los humanos, el género Homo, apareceríamos el 31 de diciembre a las 7 de la tarde. Esto nos sirve para ver, de una manera bastante visual, lo poco que llevamos en el planeta (practicamente solo para celebrar Nochevieja), a pesar de lo cual no podemos negar que nuestro impacto ha sido inmenso.

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Calendario geológico en el que se muestra cómo sería toda la historia de la Tierra condensada en un año terrestre. Para poder hacer una comparación visual más precisa se han mantenido los colores de la tabla cronoestratigráfica, separándose en línea punteada los periodos de una misma era y con doble línea unas eras de otras (imagen propia).

La enorme escala de tiempo en la que nos movemos en geología es compleja y por ello hace ya bastantes años se decidió dividirla en unidades de diferente nivel jerárquico. Así es como nació en 1974 la Tabla Cronoestratigráfica. Pero esta tabla no nació completa, sino que la vamos completando poco a poco, de manera que en estos 46 años de servicio hemos ido añadiendo nuevas unidades, les hemos puesto nombre o hemos ajustado las «fechas» a las que empiezan. Incluso hemos tenido que reestructurar la división interna de la última de las tres eras del tiempo para incorporar, de manera satisfactoria, al Cuaternario. Es mucho trabajo y por ello, aunque cueste creerlo, en realidad la tabla cronoestratigráfica no está completa todavía, ya que aún nos faltan varios pisos a los que poner nombre y dar una fecha de inicio determinada (la de final la marca el inicio del siguiente). Y esto lo hacemos seleccionando sus estratotipos, de los que hablaremos a continuación.

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La nueva tabla cronoestratigráfica, actualizada este 2020, ha añadido dos nuevos pisos geológicos y ha aumentado de ese modo hasta 75 el número de unidades cronoestratigráficas correctamente definidas (imagen obtenida de igeo.ucm-csic.es).

Los estratotipos y los clavos dorados

Una sección estratotipo y punto de límite global, en inglés Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) es una sección estratigráfica acordada internacionalmente para servir de referencia a la hora de hablar de una unidad geológica determinada. Estos estratotipos son por tanto los que nos sirven para datar el inicio de una unidad cronoestratigráfica concreta, utilizando de base la que se obtenga del lugar elegido. Esa idea de utilizar lugares concretos como referencia internacional se optó como la mejor manera de datar el tiempo geológico en 1977, y se ha demostrado una gran herramienta porque es objetiva y requiere de un consenso previo de la Comisión Internacional de Estratigrafía (ICS), que es la encargada de actualizar la tabla cronoestratigráfica. Gracias a ella hoy en día hemos logrado definir ya 75 estratotipos, para 74 pisos estratigráficos y un sistema, el Ediacárico. En cuanto a por qué pisos y no eras, la respuesta es bien sencilla, y es que al datar la unidad menor también quedan datadas las mayores que la engloban. Así, el estratotipo del piso Daniense, datado en 66 Ma, también sirve para marcar el inicio de la serie Paleoceno, del sistema Paleógeno y de la era Cenozoico. En cuanto al motivo de que dentro del Precámbrico no hablemos de pisos sino de sistemas responde a que el registro geológico pierde detalle a medida que retrocedemos más en el tiempo. De ello ya hablamos en su momento en esta entrada.

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El famoso Límite K/Pg, que entre otras cosas marca el fin del Mesozoico y la extinción de los dinosaurios no avianos, está reconocido estratigráficamente en El Kef (Túnez), donde encontramos el punto GSSP del Daniense (imagen obtenida de geo.vu.nl).

Para elegir una localidad tipo y definir un nuevo punto GSSP es necesario que el estratotipo seleccionado cumpla una serie de requisitos. Algunos son lógicos, como es la posibilidad de datación y que registren un cambio importante, no siempre visual. Por lo general suele ser la aparición/extinción de nuevas especies, aunque también se han empezado a emplear cambios climáticos (pisos del Holoceno) o incluso inversiones magnéticas (Chibaniense, una de las nuevas incorporaciones). Otros requisitos son más complejos, ya que se exige que no hayan sufrido alteraciones importantes, especialmente deformaciones tectónicas o metamorfismo intenso, algo que complica mucho la selección cuando retrocedemos más en el tiempo. También se pide que sean buenos afloramientos, que registren una sedimentación continua y que además se encuentren en lugares accesibles, para favorecer su estudio presente y futuro. Esas son solo algunas de las cuestiones que tiene que cumplir un punto GSSP, que como son lugares de gran interés científico inmediatamente se convierten en lugares protegidos. Por ello, para marcarlos, se optó por usar un clavo dorado (golden spike) que sirva de referencia visual a ese límite cronoestratigráfico, a ese estratotipo concreto. Normalmente los países proponen sus candidatos, y después de años de estudio la comisión elige al que será oficialmente el estratotipo de ese nuevo piso. Así es como se actualiza, poco a poco, la tabla cronoestratigráfica.

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El clavo dorado más antiguo que tenemos reconocido hoy en día, uno de los pocos que se localizan en el Hemisferio Sur, es el del Ediacárico, último sistema del Precámbrico. Este GSSP se encuentra en Australia, en Enorama Creek (imagen obtenida de wikipedia.org).

Los clavos dorados en España

Con la nueva actualización de la Tabla Cronoestratigráfica (disponible) se han añadido dos nuevos puntos GSSP, dos nuevos clavos dorados. Uno de ellos es el Chibaniense (0.774 Ma), antes conocido extraoficialmente como Ionense, que es además el primero que tiene Japón, que entra así en la selecta lista de países con puntos GSSP. Pero eso no es nada extraño, ya que debemos tener en cuenta que Japón es un archipiélago relativamente joven que se ha formado a partir de la actividad volcánica de un arco-isla (ver Los bordes destructivos). El otro nuevo clavo dorado es el Hauteriviense (132.6 Ma), cuyo estratotipo se encuentra en Francia, uno de los países con más puntos GSSP del mundo. La distribución de estratotipos en el mundo es bastante desigual y responde a dos cuestiones: la diferente naturaleza de los materiales de unas regiones y otras, y el grado de conocimiento de los materiales geológicos de los diferentes países. Creo que este último es el motivo que explica que en África haya tan pocos estratotipos reconocidos (solo 4, en Egipto y Marruecos) o que en Sudamérica directamente no haya ninguno, mientras que la mayoría de ellos los tenemos en Europa. Por ejemplo, el país con más estratotipos del mundo es Italia (11), seguido de China (10) y de Reino Unido (9), pero mientras que la mayoría de los estratotipos italianos son del Cenozoico, la mayoría de los británicos son del Paleozoico. De nuevo los materiales presentes pueden marcar la diferencia.

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Distribución global de los puntos GSSP que había reconocidos en abril de 2014. Aunque en estos casi 6 años se han añadido 10 estratotipos, la tendencia general se ha mantenido y, tal y como se puede ver, la mayoría de los puntos GSSP se encuentran en el Hemisferio Norte, especialmente en Europa (imagen obtenida de Smith, et al., 2014, disponible en sp.lyellcollection.org).

En la península Ibérica tenemos 7 estratotipos (cinco en España y dos en Portugal), pero todavía tenemos algunos candidatos propuestos para pisos aún sin estratotipo, por lo que ese número podría aumentar en los próximos años. El más antiguo de estos puntos GSSP «ibéricos» es el del Aaleniense (174.1 Ma), que lo encontramos en Fuentelsaz (Guadalajara), dentro del geoparque Molina y Alto Tajo, y es además uno de los geosites del contexto Las sucesiones mesozoicas de las cordilleras Bética e Ibérica. También en el Jurásico de la península Ibérica tenemos los dos estratotipos de Portugal, el Bajociense (170.3 Ma), cuyo estratotipo se encuentra en Cabo Mondego, y el Toarciense (182.7 Ma), en Peniche. Y ya en el Cretático está el estratotipo del Santoniense (86.3 Ma), que encontramos en Olazagutía (Navarra). Estos tres estratotipos son los únicos que tenemos en el Mesozoico, ya que los tres restantes son del Paleógeno y sus estratotipos se localizan en el País Vasco. Estos son el Selandiense (61.6 Ma) y el Thanetiense (59.2 Ma), ambos en la sección de Zumaia (Guipúzkoa) del geoparque Costa Vasca, y el Luteciense (47.8 Ma), en el acantilado de Gorrondatxe (Vizcaya). Aunque, como ya hemos dicho, esta pequeña lista podría crecer si alguno de los candidatos que todavía hay en estudio acaba convirtiéndose en un nuevo clavo dorado del tiempo geológico.

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En el cerro de Fuentelsaz se localiza la sección de mismo nombre, en la que está el clavo dorado que identifica el estratotipo del Aaleniense, el primer piso del Jurásico medio (imagen obtenida de turismocastillalamancha.es).

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