Messinian Salinidad Crisis

La crisis de salinidad del evento Messiniano, o messiniano es un evento geológico que ocurrió durante la última parte del período Messiniano del Mioceno (hace más de 5 millones de años), en el curso del cual las aguas del Mar Mediterráneo se evaporaron casi por completo, debido al cierre del Estrecho de Gibraltar.

En 1961, un estudio sísmico del fondo del Mediterráneo reveló la existencia de un nivel sísmico altamente reflectante, con una continuidad lateral y delineando una estructura geológica a una profundidad entre 100 y 200 m por debajo del fondo marino. Este nivel, llamado M reflector, sigue fielmente la morfología del fondo marino actual, sugiriendo la presencia de un nivel con características de uniformidad y alta velocidad de ondas sísmicas. La perforación realizada diez años después por el buque oceanográfico Glomar Challenger, durante la decimotercera campaña del proyecto DSDP (Deep Sea Drilling Program), reveló la naturaleza del reflector M: es un nivel de sedimentos evaporíticos, con un espesor de hasta 3 km. Muestras de sedimentos, que incluyen evaporiti, suelo y plantas fósiles, muestran que hace aproximadamente 5, 9 millones de años, a finales del Mioceno, el precursor del Estrecho de Gibraltar está cerrado y el mar Mediterráneo se evaporó y se convirtió en una cuenca principalmente seca y profunda, cuya base en algunos lugares alcanzó 3, 2 - 4, 9 km por debajo del nivel de los océanos. El Mediterráneo sigue siendo un mar mucho más salado que el Atlántico Norte, ya que se comunica con este solo a través del Estrecho de Gibraltar y está sujeto a una alta tasa de evaporación, no compensada globalmente por el suministro de agua de las aguas de los ríos que fluyen allí. Si se cerrara de nuevo el Estrecho de Gibraltar (como podría suceder en un futuro no muy lejano desde el punto de vista geológico) y también se cerrara el Canal de Suez, el Mediterráneo podría volver a secarse dentro de mil años. La primera evidencia que consiste en la antigua desecación del Mediterráneo se produjo en el verano de 1970, cuando los geólogos a bordo del Glomar Challenger recuperado de los estudios realizados en el fondo del mar "zanahorias" que contienen grava y limo río rojo - verde, sobre el que el yeso, anhidrita, sal de roca, y varias otras rocas de origen evaporítico (derivado de la precipitación de sales de aguas marinas soprasature). En algunas muestras había minerales de cloruro de potasio, una sal extremadamente soluble que precipita solo con la evaporación de las últimas aguas antes del secado. Una zanahoria consistía en sedimentos que contenían conchas calcáreas de foraminíferos planctónicos, organismos unicelulares marinos, cuyos restos se encuentran normalmente dentro de sedimentos depositados en aguas profundas (generalmente caracterizados por laminación paralela muy regular o ausencia de estructuras sedimentarias). En cambio, los sedimentos encontrados en la zanahoria se caracterizaron por una laminación cruzada, referible a un entorno de deposición caracterizado por corrientes. Por esta y otras características, los depósitos en cuestión eran interpretables como sedimentos de origen eólico, no marinos: de hecho, eran antiguos sedimentos marinos de la llanura Abisal, desecados, transportados por el viento y finalmente depositados en el fondo seco de un antiguo lago salado. Estos depósitos eólicos se intercalaron con niveles que contenían fósiles marinos, y por lo tanto indicaron períodos alternos de desecación e inundación por las aguas marinas. Además, se han encontrado estructuras de desecación poligonal en antiguos sedimentos fangosos secos y agrietados por la acción del sol. Otra evidencia de la desecación del Mediterráneo se deriva de la presencia de antiguos cañones, ahora llenos de sedimentos, excavados en el borde de la depresión por la erosión de los ríos, que luego descendieron fluyendo hacia las secas llanuras abisales. Los estudios sísmicos realizados en los fondos marinos de los Grandes Lagos de Lombardía (Lago Maggiore, Lago Como, Lago Iseo y Lago de Garda), han permitido destacar la presencia de estos cañones enterrados, con perfiles en V típicos de origen fluvial, muy por debajo del nivel actual del mar. Estudios similares realizados en Egipto para la construcción de la presa de Asuán permitieron establecer que el Nilo llegó a Asuán para cavar su propio lecho a unos cientos de metros por debajo del nivel actual del mar. Otros estudios sísmicos en la región del delta actual, para la búsqueda de hidrocarburos, han identificado el lecho Messiniano del paleo-Nilo a unos 2 400 m por debajo del nivel del mar actual en correspondencia con El Cairo. El área mediterránea fue entonces sometida a fases cíclicas de desecación e inundación durante unos 700.000 años. Luego, hace unos 5,4 millones de años, a principios del Plioceno, el umbral correspondiente al actual Estrecho de Gibraltar se abrió de nuevo de forma permanente, lo que llevó al llenado de la cuenca mediterránea. Más tarde, algunos de estos depósitos Mesinianos fueron levantados por empujes tectónicos durante las fases orogénicas más recientes y emergen en Italia Peninsular y Sicilia, donde constituyen los suelos de la formación calcárea - sulfífera, y en la parte noreste de Libia.

El inicio de la crisis de salinidad se sitúa sobre la base de datos bioestratigráficos y geocronológicos hace 5,96 ± 0,02 millones de años, y tuvo lugar simultáneamente en toda la cuenca mediterránea. Este último permaneció completamente aislado del Océano Atlántico desde hace 5,59 a 5,33 millones de años. Durante las fases iniciales (5.59 - 5.50 Ma), prevalecieron fenómenos erosivos de gran magnitud, que crearon grandes sistemas de cañones en el borde de la cuenca. Las fases más recientes (5, 50 - 5, 33 Ma) se caracterizan por la deposición cíclica de depósitos de evaporita dentro de cuencas "Lago-Mar" anchas y generalmente poco profundas.

Se ha encontrado evidencia geológica y Paleontológica de la presencia de varias vías fluviales que conectan el Océano Atlántico y el Mediterráneo en el Mioceno superior (Tortoniano) en el sur de España y Marruecos. Es dudoso que un precursor del actual Estrecho de Gibraltar ya estuviera abierto, que por la mayoría de los autores se considera de edad Pliocena. Por otra parte, había dos vías fluviales principales: El Corredor Bético (España) y el corredor Rifeano (norte de Marruecos). Estos dos últimos cursos de agua eran epicontinentales (es decir, situados en la corteza continental) y con profundidades bastante poco profundas (de unas pocas decenas a unos pocos cientos de metros). La evidencia estratigráfica y paleontológica, surgida de estudios sobre los sedimentos de estas dos áreas, indica una disminución progresiva en la profundidad de estos canales naturales a partir de 7.2 Ma, con emergencia definitiva en torno a 6.1 Ma, como también lo indica la evidencia de intercambio faunístico entre África y España compatible con esta última datación. Se tuvieron en cuenta varias causas posibles, a veces contradictorias, para explicar el cierre de las vías fluviales con el Atlántico. Hay tres líneas principales de hipótesis: la competencia de estos tres fenómenos es ampliamente aceptada por los autores. Sin embargo, la tercera hipótesis es la acreditada con la contribución más alta al cierre del umbral Atlántico. La reducción de eustatico de 60m de hecho se considera insuficiente por sí misma para dar lugar al cierre completo de los corredores, y también la edad del comienzo de las zonas de desove en el Mediterráneo y el comienzo del enfriamiento en las áreas oceánicas, derivados de estudios sobre isótopos de oxígeno en las conchas de foraminíferos, no coinciden. El acortamiento tectónico también parece improbable como causa determinante, ya que la evidencia geológica indica que este tipo de actividad cesó antes del Mioceno tardío (aunque sin duda causó una reducción considerable en las vías fluviales). En cualquier caso, se encontró evidencia de una interacción entre la corteza terrestre y el manto para apoyar la hipótesis de elevación. Las rocas volcánicas del Mioceno y Plioceno están presentes en la cuenca de Alborán, en el Mediterráneo Occidental. Los datos geoquímicos e isotópicos obtenidos en estas rocas indican la presencia de dos tipos diferentes de vulcanismo: uno caracterizado por rocas volcánicas felsicas (ricas en feldespatos y sílice), típicas de una zona de subducción, junto con rocas máficas (ricas en hierro y magnesio), de origen astenosférico. Las rocas félsicas están conectadas a un plano de subducción situado bajo el sur de España (Cordillera Bética) y la cadena del Rif en el norte de Marruecos, probablemente todavía activo hoy en día. La migración hacia el oeste de la zona de subducción puede haber causado tanto la variación en la química volcánica (datable a 6.3 Ma) y un proceso de elevación tectónica en el área en cuestión. Según el modelo propuesto por Duggen y colegas, el colgajo de la corteza oceánica en subducción habría causado un flujo de material astenosférico a alta temperatura y densidad relativamente baja contra la base de la corteza continental por encima. La presencia de esta masa tendiente a la flotabilidad podría haber producido, según los autores citados, un levantamiento de hasta mil metros, más que suficiente para cerrar el umbral de Gibraltar y las vías navegables conectadas.

El enorme volumen de las evaporitas mesinianas no podría testificar durante un solo evento de deshidratación; en otras palabras, la evaporación de un solo volumen de toda el agua contenida en el Mediterráneo habría producido un volumen de rocas arcillosas muy por debajo de lo que, en general, se estima que se depositan durante el mesiniano. Se deduce que una descripción de la Crisis de salinidad Mesiniana debe incluir ciclos repetidos de llenado de cuencas para justificar el equilibrio volumétrico de los sedimentos evaporíticos depositados. Esta secuencia de evaporación y llenado se confirma por la naturaleza de los depósitos, lo que indica la aparición de varios ciclos durante los cuales el Mediterráneo se desecó completamente y se llenó de agua. El examen de la zanahoria del sitio DSDP 124 permitió obtener información diferente sobre esta ciclicidad sedimentaria: el sedimento más antiguo de cada ciclo podría haberse asentado en un medio marino profundo o en un gran lago salobre. Estos sedimentos finos, se caracterizan por una laminación perfectamente paralela, luego depositados en un fondo de agua profunda, o de lo contrario un ambiente de baja energía deposicional del medio. Con cada cierre del Estrecho de Gibraltar, comenzó la desecación progresiva de la cuenca, con la consiguiente disminución de la profundidad del agua causada por la evaporación; la laminación observada en los sedimentos carotati se vuelve más irregular, lo que indica un aumento de la energía deposicional a la creciente influencia de las olas (es decir, cuanto más cerca está el ambiente sub-aéreo). Posteriormente, con el establecimiento de condiciones intermareales (dentro de la zona de excursión de las mareas), se formaron laminaciones estromatolíticas. Finalmente, la llanura de marea se desecó completamente convirtiéndose en un sabkhah, atestiguado por el descubrimiento de nódulos de anhidrita, característicos de este entorno sedimentario, precipitados en el suelo mediante la circulación de soluciones salinas. Estos depósitos anhídricos a menudo adquieren un aspecto retorcido (similar a los bucles intestinales, de ahí el nombre de depósitos " enterolíticos ") , debido a la concentración de nódulos en alineaciones irregulares y la rehidratación local de anhidrita en yeso con el consiguiente aumento de volumen. De repente, con el agua de mar subiendo desde el umbral de Gibraltar, o debido a un suministro anormal de agua de los lagos salobres que ocupaban gran parte de Europa Oriental, la llanura Balear Abisal se inundó de nuevo. Los depósitos anhídricos enterolíticos fueron cubiertos por los sedimentos fangosos de la inundación posterior. Este tipo de ciclo se repitió durante al menos ocho o diez veces durante el millón de años que componen el período Messiniano. La reapertura episódica de la conexión con el Atlántico durante el evento de desecación Mesiniana está documentada por la presencia de fauna y microfauna perteneciente a la provincia faunística Atlántica. En la actual Cuenca Del Mar Egeo, durante el Mesiniano había una vasta cuenca de Lago-Mar salobre, alimentado en parte por los ríos circundantes y en parte por las aguas del Paratetide a través de un canal de agua correspondiente al actual Mar de Mármara. En este mar interior, llamado convencionalmente en la literatura geológica "Hegemar" , se ha depositado una serie compuesta principalmente de carbonatos que contienen una fauna de ambiente salobre. Hay, sin embargo, al menos cinco niveles con especies mediterráneas , de ambiente de salinidad normal (Sakinc M. y Yaltirak C., 2005), que indican el restablecimiento temporal de la vía navegable Atlántica.

A partir del descubrimiento de los sedimentos evaporíticos Mesinianos, bajo el fondo del Mar Mediterráneo, comenzaron largas décadas de disputa a veces con tonos duros, entre diferentes escuelas geológicas, con respecto a su interpretación y posibles modelos de deposición. La interpretación de facies y ambientes deposicionales sigue siendo controvertida y los modelos aplicados por los estudiosos lejos de ser únicos. Sin embargo, hay algunos puntos firmes a tener en cuenta: las hipótesis sobre los modelos deposicionales se agrupan en torno a tres corrientes principales: el modelo de la cuenca poco profunda desecada está apoyado principalmente por estudiosos franceses. Según esta teoría, la cuenca mediterránea habría sido en el Messiniano un mar relativamente poco profundo (a lo sumo 500m): las cuencas profundas actuales se habrían formado después del Messiniano por hundimiento rápido. La deposición evaporítica se explica por un modelo clásico de una cuenca interna tipo laguna, cerrada o con comunicación limitada con respecto al océano. Nacida en los años 70, esta teoría goza de muy poco crédito por la dificultad de explicar la gran variabilidad de situaciones con un modelo simple, y por las claras inconsistencias con respecto a la evidencia anterior (por ejemplo, no es capaz de explicar el cañón de Río erosionado muy por debajo del nivel actual del mar). Elaborada por el geólogo Italiano Raimondo Selli en 1973, esta hipótesis no prevé el cierre de Gibraltar ni una verdadera desecación del Mediterráneo. Las actuales cuencas profundas se habrían llenado de agua de mar a una salinidad normal y se habrían comunicado con el Atlántico. La deposición de evaporita se habría producido en los márgenes de las cuencas principales por deposición submarina, así como en cuencas marginales relativamente poco profundas. Las evaporitas habrían sido parcialmente re-sedimentadas por depresiones (sin-deslizamientos gravitacionales sedimentarios de sedimentos mal consolidados) y corrientes turbias. La teoría contrasta con diferentes evidencias; principalmente: concebida y defendida por el núcleo de estudiosos vinculados al grupo Glomar Challenger, es la teoría más seguida y la descrita en esta entrada.

Este fenómeno, conocido como la "inundación zancleana" , pero fue probablemente muy corta vida (unos pocos cientos o miles de años), como la evidencia de geológica, por ejemplo, el Trubi, una formación geológica encontrada en Sicilia, indican la presencia de sedimentos marinos en faune profundo, foraminíferos planctónicos y bentónicos foraminíferos de alta profundidad inmediatamente por encima de los últimos depósitos de yeso messiniano, sin la interposición de facies baja mar Cuando se reabrió el Estrecho, a principios del Plioceno, las aguas del Atlántico vertieron en grandes cantidades en un canal relativamente estrecho: esto probablemente dio lugar a cascadas de diferencia de altura y potencia más altas que cualquier cascada actual. Por lo tanto, la apertura del umbral de Gibraltar debería haber tenido lugar muy rápidamente (desde el punto de vista geológico) y en profundidad. Según algunas estimaciones, el llenado del Mediterráneo puede haber tomado no más de cien años, con un flujo superior a cien veces el de las Cataratas Victoria en un frente de unos pocos kilómetros (Oeste, 2002). Los estudios sísmicos realizados en la parte occidental del Mar de Alborán han puesto de relieve la presencia de cañones orientados este - oeste, que constituyen la continuación hacia el Este del estrecho dentro de la escarpa continental (Loget et al. , 2005.), y que fueron probablemente la sede de los megacascates de Gibraltar.

El concepto de una cuenca mediterránea completamente desecada tiene varias implicaciones fascinantes: el alto nivel de salinidad era ciertamente incompatible con la mayoría de las especies animales y vegetales. La temperatura también fue muy alta durante el verano, debido a probables fenómenos de calentamiento adiabático, como lo confirma la presencia de anhidrita, un mineral que se deposita solo a temperaturas superiores a 35°C. La anhidrita es un mineral que puede derivarse del yeso en condiciones de alta temperatura. Por lo tanto, es plausible que la anhidrita se derive del yeso una vez que se ha enterrado a altas profundidades. A pesar de estas condiciones ambientales extremas, la cuenca desecada no estaba exenta de vida: los sedimentos de las cuencas lacustres - marinas son, de hecho, a veces ricos en fósiles, tanto de invertebrados (foraminíferos, diatomeas, crustáceos, moluscos) como de vertebrados (peces), y de plantas (fragmentos de algas y plantas superiores). Este faune y flore se adaptaron a ambientes con alta salinidad o schizoalini (con grandes y repentinas fluctuaciones en la salinidad), o incluso al ambiente bajo salobre (salobre): de hecho, los volúmenes periódicos de agua dulce de las áreas orientales (Paratétido), y las contribuciones de ríos locales como el Nilo) fueron capaces de inducir un cambio en la salinidad temporal sobre grandes extensiones. En la mayoría de los casos se observan asociaciones oligotípicas: es decir, caracterizadas por un gran número de ejemplares pertenecientes a una o muy pocas especies (esto sucede porque la adaptación peculiar a las condiciones ambientales extremas de una especie, asegura su éxito y la consiguiente proliferación explosiva debido a la ausencia de competidores). Uno de los fósiles más diagnósticos de este tipo de ambiente es el foraminífero bentónico amoníaco beccarii (Linné), encontrado fósil en las facies Lago - Mar de Messinia y también presente en las áreas costeras de la laguna italiana y del Sur de Europa. La proliferación de formas de vida en las capas superficiales del agua también se evidencia por la presencia de margas y pelitas bituminosas, extremadamente ricas en materia orgánica no oxidada, acumuladas en condiciones anóxicas. La crisis de salinidad marcó un verdadero punto de inflexión en cuanto a la biogeografía del Mar Mediterráneo; antes de este evento, de hecho, la población de esta cuenca tenía una clara afinidad Tropical indo - pacífica (como todas las poblaciones del Tétido) mientras que más tarde había varias fauna, caliente y fría, pero siempre de tipo Atlántico. Muy pocas son las especies presentes en el Mediterráneo que tienen afinidad con las preexistentes, un ejemplo es el pez ciprinodóntido del género Aphanius (incluido el Aphanius fasciatus o nono, común en Italia) que, significativamente, son fuertemente eurialini y tienen la capacidad de vivir incluso en ambientes fuertemente hiperalinos.

La cantidad de agua evaporada del Mediterráneo debe haber sido redistribuida por la lluvia meteórica en los océanos de todo el mundo, causando un aumento del nivel del mar de hasta unos 10 metros. Por otro lado, el propio Mediterráneo debe haber encerrado en su fondo marino un porcentaje significativo (estimado en torno al 5%) de la sal previamente disuelta en las aguas oceánicas: esto llevó a una disminución de la salinidad media de las aguas marinas, elevando su temperatura de congelación. Las aguas oceánicas debían ser transferidas más fácilmente al estado de hielo en presencia de bajas temperaturas, bajando la temperatura media de la Tierra, y constituyendo quizás una de las causas concomitantes del próximo desencadenante de las eras glaciales cuaternarias. Además, la desecación del Mediterráneo causó ciertamente variaciones climáticas dramáticas en toda la zona y en las regiones adyacentes, probablemente causando la aparición de barreras ambientales que deben haber condicionado la distribución de las especies vivas y su migración.

Las características del fenómeno han fascinado a varios escritores de Ciencia Ficción y fantasía, que lo han convertido en un teatro excepcional para los eventos de novelas e historias. Ejemplos de resultados notables para la verosimilitud descriptiva del entorno Mesiniano y la buena documentación científica son los de Julian May, con la saga del exilio en el Plioceno, compuesta de cuatro novelas, y Harry Turtledove con la novela Dramma nelle Terrefonde.

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