Datación geológica

Una “pequeña” diferencia de cinco millones de años

actualidad — por el 26/05/2014 a las 13:30

Los fósiles marinos, el paleomagnetismo de las rocas y el estudio de ciertos minerales presentes en las cenizas volcánicas permitieron proponer que el Jurásico se habría extendido por 145 millones de años, en lugar de los 140 millones establecidos hasta ahora. Los datos, obtenidos en los Andes por investigadores de Exactas-UBA, serían relevantes para la prospección de petróleo.

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Microfotografías de cristales de circones volcánicos separados de la formación Vaca Muerta, cuenca Neuquina (escala en micrones). Gentileza: Maxi Naipauer

Microfotografías de cristales de circones volcánicos separados de la formación Vaca Muerta, cuenca Neuquina (escala en micrones). Gentileza: Maxi Naipauer

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Descargar archivo MP3 de Maximiliano Naipauer

 

Las eras geológicas, grandes etapas de la historia de la Tierra, cuentan con límites bien establecidos por la comunidad científica internacional. Sin embargo, algunos momentos de esa historia siguen siendo motivo de discusión, por ejemplo, el límite que separa el Jurásico del Cretácico. La fecha establecida era de 145 millones de años. Pero, ahora, un estudio realizado en la cordillera de los Andes sitúa ese límite en 140 millones de años, es decir, el Jurásico habría sido más extenso de lo que se calculaba.

La nueva fecha surge del estudio de fósiles marinos (amonites y nanoplancton) en combinación con la datación absoluta de las rocas (estudios radiométricos y paleomagnéticos). Se trata de un trabajo realizado por un equipo de investigadores liderados por Víctor Ramos, del Instituto de Estudios Andinos Don Pablo Groeber (IDEAN), de CONICET-UBA, en la formación de Vaca Muerta, en la cordillera de los Andes, al norte de la provincia de Neuquén, donde se encuentra el yacimiento de hidrocarburos más importante de la Argentina. El estudio se publicó en Gondwana Research.

Lo llamativo es que la nueva fecha propuesta se ubica unos cinco millones de años más tarde de lo que se pensaba. “No todos los días uno puede encontrar algo de esa magnitud; en general, las discusiones sobre límites son entre 500 mil o un millón de años. Que aparezcan diferencias de 5 millones de años es algo muy fuerte, significa que el Jurásico es 5 millones de años más largo de lo que se pensaba, y el Cretácico, 5 millones de años más corto”, afirma Ramos, y destaca: “En 5 millones de años pasan muchas cosas”.

El Sur también existe

Pero otro hecho relevante es que los datos fueron obtenidos en la Argentina. “En los últimos 150 años o más, casi todos los estudios para discutir los límites cronológicos se hicieron en el hemisferio norte”, comenta Ramos.

Las fronteras entre las grandes etapas en que se divide la historia de la Tierra -paleozoica, mesozoica y cenozoica-, se encuentran marcadas por grandes eventos. Por ejemplo, al final del Paleozoico se produce una enorme extinción de organismos. Asimismo, en el Cretácico, a fines del Mesozoico, ocurre la extinción de los dinosaurios, causada, probablemente, por la caída de un meteorito, y ese hecho dio comienzo a la era cenozoica.

“La Unión Internacional de Ciencias Geológicas establece los límites cronológicos, y éstos deben cumplir una serie de requisitos, por  ejemplo, considerar el tipo de rocas y de fósiles asociados a ellas”, explica Beatriz Aguirre-Urreta, directora del IDEAN.

La cronología del Mesozoico fue determinada en el hemisferio norte a partir del registro fósil del antiguo mar de Tethys, que existió entre los continentes de Laurasia y Gondwana, previo a la formación del océano Índico. “La estratigrafía, que se ocupa de clasificar las edades de los organismos y las rocas, nació, para el Mesozoico, en el mar de Tethys. Nosotros no fuimos parte de ese mar y, de golpe, que gente que está fuera de esa región quiera corregir lo que sucedió allí, genera una fuerte resistencia”, subraya Ramos.

Ventajas de los Andes

En cuanto a la datación, la cordillera de los Andes presenta ciertas ventajas en comparación con el hemisferio norte. “Tenemos la suerte de que las rocas sedimentarias, que poseen fósiles, estén intercaladas con cenizas volcánicas, y éstas permiten tener una datación absoluta”, recalca Aguirre-Urreta.

En el área del mar de Tethys, el período de tiempo estudiado está representado por 40 ó 50 centímetros  de sedimentos, mientras que en Los Andes hay, como mínimo, 400 o 500 metros.  Además, en la secuencia estudiada hay más de 50 niveles de cenizas, y ello significa que es posible datar cada uno de ellos y saber precisamente el tiempo de vida de cada comunidad de fósiles de  amonites que vivió en esa zona.

Beatriz Aguirre Urreta, Maximiliano Naipauer, Andrea Concheyro, Víctor Ramos, Paula Iglesia y Verónica Vennari.

Beatriz Aguirre Urreta, Maximiliano Naipauer, Andrea Concheyro, Víctor Ramos, Paula Iglesia y Verónica Vennari.

Aguirre-Urreta junto con Verónica Vennari estudian los amonites, una subclase de moluscos que se extinguieron a fines del Cretácico, mientras que Andrea Concheyro y Marina Lescano se centran en los nanofósiles, organismos unicelulares que componían el plancton marino. “Al estudiar al microscopio el esqueleto de carbonato de calcio de estos organismos se puede ver cómo evolucionaron las especies, en particular, en el límite entre el Jurásico y el Cretácico, y al correlacionar esos datos con la información de amonites y con la magnetoestratigrafía, podemos determinar la edad”, explica Lescano.

Los fósiles sólo pueden aportar una fecha relativa, los datos absolutos los proveen las rocas volcánicas. En efecto, ciertos minerales, los circones, que forman parte de cenizas volcánicas, permitieron obtener la fecha precisa en que se produjo el recambio de especies testimoniado en los estratos geológicos y que mereció ser considerado como el límite entre el Jurásico y el Cretácico. Maximiliano Naipauer, investigador del CONICET en Exactas-UBA, logró una datación precisa con el estudio de circones de origen volcánico. “En el Jurásico, el océano Pacífico ingresaba en lo que hoy es el sur de Mendoza y la provincia de Neuquén, y existía un arco volcánico que generaba ceniza, y ésta se depositaba,  intercalándose en los depósitos marinos”, relata Naipauer.

Estas cenizas contienen circones, cristales translúcidos de unos 200 micrones de largo, que poseen elementos radiactivos, como el uranio. Si se estudia la composición de isótopos de estos circones, es posible calcular la fecha en que se formaron las rocas que los albergan. Así, para poder datar las cenizas volcánicas de Vaca Muerta, los investigadores extrajeron los circones y los sometieron a diversos métodos de análisis.

La técnica más precisa permitió obtener la fecha de 140 millones de años, con un rango de error de 30 mil años, que es muy pequeño, según los especialistas.

“Nosotros no pretendemos establecer el límite, pero sí aportar una gran cantidad de datos que se pueden obtener en una sola sucesión de rocas, sedimentarias y volcánicas”, destaca Aguirre-Urreta.

Los investigadores recalcan que los datos obtenidos en el área de Vaca Muerta van a ayudar a entender cómo ha funcionado a través del tiempo ese yacimiento. Además, poder contar con la edad absoluta tiene importancia para la evaluación de su capacidad generadora.

 

Rocas y polo magnético

El estudio de los fósiles aporta una cronología relativa, y una forma de alcanzar datos más precisos es indagar en el pasado magnético de la Tierra, impreso en las rocas. El paleomagnetismo es precisamente el estudio de la orientación de los minerales respecto del campo magnético terrestre en el momento en que una roca se formó. El hecho es que el campo magnético terrestre se ha revertido muchas veces a lo largo de la historia: el polo norte magnético invirtió su posición en intervalos de 250 mil años. Cada una de las reversiones, que está documentada y fechada, permite decir la edad de una sucesión de rocas.

Paula Iglesia, investigadora del CONICET en Exactas-UBA, realizó los estudios paleomagnéticos de las rocas de Vaca Muerta para tener fechas precisas. “En una sección de amonites, que ha depositado 20 metros, en una duración de 700 mil años, es necesario tomar muestras en numerosos sitios diferentes de la secuencia. Al realizar el análisis paleomagnético, pueden verse intervalos en los que el campo magnético está normal, e intervalos en los que está invertido. Luego, se correlaciona esa información con la que proviene de estudios de amonites en el mar de Tethys, y se comparan ambas sucesiones de polaridades. En algunos casos hay correlación, y en otros hay diferencias”.  Precisamente, para el fin del Jurásico surgió una diferencia de 5 millones de años.

 

Clavos de oro

La Tierra tiene una antigüedad de 4.600 millones de años, y esa extensa historia está dividida en grandes períodos: las eras geológicas, y cada una de ellas se compone de períodos menores. En la Tabla Cronoestratigráfica Internacional, elaborada por la Comisión Internacional de Estratigrafía, de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas, se marca con el símbolo de un “clavo de oro” aquellas unidades cuyo límite inferior está definido en forma universal. Sin embargo, en el Mesozoico, los límites entre Triásico, Jurásico y Cretácico no poseen clavos de oro. Las definiciones se obtienen luego de muchos estudios y deliberaciones, y son ratificados en congresos mundiales y publicaciones especializadas. Una vez que se coloca el clavo de oro, esos límites no cambian.

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