La historia de nuestro planeta está plasmada en el registro rocoso, concretamente en los estratos, de la misma manera que una novela aparece reflejada en las páginas de un libro. En este caso, el título del libro sería 'La historia de la Tierra' y sus páginas nos informan del lento transcurrir del tiempo geológico. Esta historia, a veces de acción, otras casi de terror, y muchas veces casi aburrida, está salpicada por cientos de sucesos de carácter global. La huella de estos eventos queda impresa en el registro geológico a lo largo y ancho de todo el planeta; su estudio permite a los científicos delimitar los enormes intervalos de tiempo geológico. La ciencia que se ocupa de la edad de los estratos se denomina cronoestratigrafía y trata de organizar el tiempo geológico en unidades que se miden en millones de años. Cada unidad cronoestratigráfica representa un capítulo concreto de la historia de la Tierra.

Los fósiles que se encuentran en los estratos aportan a los paleontólogos y geólogos una información esencial que permite reconstruir la propia historia de la Tierra. Los fósiles más interesantes en cronoestratigrafía (por su abundancia en el registro rocoso y su utilidad en datación) son microscópicos. Entre los microfósiles destacan los foraminíferos, un grupo de protozoos con concha, y los nanofósiles calcáreos, un grupo de algas unicelulares constituidas por plaquitas. Estos nano y microfósiles son para los micropaleontólogos como los cobayas para los biólogos, ya que permiten conocer con precisión la escala del tiempo geológico, reconocer eventos globales y averiguar cuáles fueron las causas que los provocaron.

Morozovella occlusa, foraminífero planctónico que ayuda a datar estratos

Estratotipos

La escala de tiempo geológico se divide en diferentes unidades de tiempo: eones, eras, periodos, épocas, edades y crones. Cada uno de estos intervalos de tiempo está representado en el registro rocoso por unidades cronoestratigráficas conocidas respectivamente como eonotemas, eratemas, sistemas, series, pisos y cronozonas.

Los límites entre estas unidades son rigurosamente estudiados por numerosos especialistas para definirlos formalmente en las mejores secciones estratigráficas del planeta: los estratotipos, que deben servir de referencia mundial. Grupos internacionales de investigadores se reúnen con el objetivo de decidir qué evento marcador debe utilizarse para reconocer un límite en cualquier parte del mundo y qué localidad se elige para definir allí el estratotipo, en el estrato donde se produce el evento utilizado, normalmente un lugar donde dicho límite esté geológicamente bien registrado y la sección sea accesible y esté bien expuesta. Los lugares donde se definen los estratotipos de límite tienen un gran reconocimiento y atraen a investigadores y estudiantes de todo el mundo.

Al límite

Los eventos marcadores elegidos para definir estos límites entre eones, eras y periodos pueden tener diferente naturaleza, pero todos deben tener una característica común: ser lo suficientemente importantes y globales como para poder ser reconocidos en el registro geológico de todo el mundo. Los eventos más utilizados en cronoestratigrafía son los paleobiológicos (como extinciones en masa y radiaciones o ramificaciones evolutivas), los astronómicos (fundamentalmente los de impacto meteorítico), los paleoclimáticos (como glaciaciones o los bruscos calentamientos climáticos por efecto invernadero, conocidos como eventos hipertermales) y los eventos eustáticos (aumentos o descensos bruscos del nivel del mar).

Sucesos globales pero de menor importancia también son frecuentemente utilizados para marcar los límites entre pisos, como por ejemplo eventos paleobiológicos básicos (aparición o extinción de una especie o de un grupo paleontológico concreto) y eventos paleomagnéticos (inversiones en la polaridad magnética de la Tierra).

Es muy difícil conseguir que se defina en España alguno de estos estratotipos de referencia mundial. Hace unos años se definió el límite entre los pisos Toarciense/Aaleniense en la localidad de Fuentelsaz (Guadalajara) y hasta ahora era el único definido en nuestro país. Recientemente, acaban de definirse en Zumaya (Guipúzcoa), otros dos límites: los situados entre los pisos Daniense/Selandiense y Selandiense/Thanetiense.

La pequeña localidad costera de Zumaya está situada 35 km al oeste de San Sebastián. Sus imponentes paisajes y acantilados, así como una espectacular combinación de clima, fauna y vegetación, hacen de ella un punto de interés turístico. Desde hace casi medio siglo, Zumaya es también un lugar de referencia para la comunidad científica, principalmente debido a que en sus acantilados se hallan expuestas una serie de formaciones geológicas que se depositaron de forma continua desde el Albiense (hace unos 100 millones de años), en el Cretácico Inferior, hasta el Ypresiense (hace unos 50 millones de años), en el Eoceno. El gran interés que ha despertado el registro geológico de Zumaya ha llevado a numerosos científicos a realizar detallados estudios multidisciplinares: análisis paleontológicos, estratigráficos, sedimentológicos, geoquímicos, etc. El equipo de Micropaleontología de la Universidad de Zaragoza ha desarrollado allí numerosas investigaciones y ha contribuido con sus publicaciones al conocimiento detallado de su cronoestratigrafía.

Zumaya es probablemente el afloramiento con mayor densidad de límites cronoestratigráficos analizables del mundo. En sus acantilados, los estratos geológicos están perfectamente expuestos, hasta el punto de constituir una de las mejores secciones del mundo para el sistema Paleógeno, la serie Paleoceno y los pisos Daniense, Selandiense y Thanetiense, especialmente desde el límite Cretácico/Paleógeno (hace 65,5 millones de años) hasta el límite Paleoceno/Eoceno (hace 55,8 millones de años). Este intervalo de tiempo está muy bien representado en los estratos que afloran en los acantilados de la playa de San Telmo. En aquellos tiempos, el lugar que hoy ocupa Zumaya estaba a más de mil metros de profundidad en el fondo oceánico; por eso los fósiles que hoy encontramos pertenecen a especies marinas, fundamentalmente de foraminíferos y nanofósiles calcáreos. Además, los depósitos de Zumaya son de tipo rítmico; la intercalación constante de capas margosas y calcáreas parece responder a ciclos climáticos ocasionados por las variaciones de la órbita terrestre. La cicloestratigrafía permite calibrar la edad de los límites cronoestratigráficos con una precisión asombrosa, teniendo en cuenta que hablamos de una escala de tiempo geológica inmensa, medida en millones de años.

A la tercera va la vencida

La sección de Zumaya es famosa por el afloramiento del límite Cretácico/Terciario, célebre porque entonces se produjo la extinción en masa de los dinosaurios y de otros muchos organismos, hasta quedar la biodiversidad reducida en más del 70% de las especies. En 1988, se propuso la sección de Zumaya como estratotipo para definir este límite, pero quedó en segundo lugar tras la sección de El Kef, en Túnez. Otro límite muy bien expuesto en Zumaya es el límite Paleoceno/Eoceno, correspondiente al límite entre los pisos Thanetiense/Ypresiense. Por segunda vez, la sección de Zumaya, dada su excelente exposición y registro fósil, fue propuesta en la década de 1990 como estratotipo para definir, en este caso, el límite Paleoceno/Eoceno, pero quedó en segundo lugar tras la sección de Dababiya (cerca de Luxor) en Egipto.

Aunque El Kef y Dababiya fueron considerados mejores que Zumaya para los límites Cretácico/Terciario y Paleoceno/Eoceno, el intervalo de casi 10 millones de años entre ambos límites está excelentemente representado en los estratos que afloran en Zumaya. Por esta razón, Zumaya ha sido considerado como el mejor afloramiento para definir los límites de los pisos del Paleoceno: Daniense/Selandiense (hace 61,1 millones de años) y Selandiense/Thanetiense (hace 58,7 millones de años).

Para conseguir las dos placas metálicas que indican la posición exacta de estos límites en Zumaya y que la convierten en sección de referencia mundial para todo aquel que quiera estudiarlos, la candidatura atravesó un largo proceso. La Subcomisión Internacional de Estratigrafía del Paleógeno, que preside Eustoquio Molina , aprobó, en junio del 2007, la propuesta por unanimidad del grupo internacional de trabajo liderado por el investigador sueco Birger Schmitz. A este paso siguieron la aceptación de la Comisión Internacional de Estratigrafía y la ratificación de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas, en septiembre de 2008.

La clave estaba en los más pequeños. La diversificación (radiación evolutiva) de un grupo de nanofósiles calcáreos, conocido como Fasciculithus, marca el límite Daniense/Selandiense. El estratotipo de referencia mundial se encuentra en Zumaya, concretamente en el contacto entre la formación Calizas de Aiztgorri y la formación Itzurun. En este caso, la micropaleontología aporta las pruebas que parecen indicar que se produjo un evento paleoclimático global, provocado por un calentamiento del clima terrestre parecido al evento hipertermal acontecido en el límite Paleoceno/Eoceno, aunque de menor magnitud. Este límite cronoestratigráfico ha sido situado en el tiempo hace aproximadamente 61,1 millones de años.

El límite Selandiense/Thanetiense también ha sido definido y situado en Zumaya. Hasta el año 2007, este evento había sido reconocido únicamente en sondeos marinos; la sección de Zumaya constituye el primer afloramiento terrestre en el que se ha podido identificar y estudiar en detalle el calentamiento acontecido en el Paleoceno Medio.

El evento marcador elegido para situar este límite es un evento paleomagnético, en concreto una inversión de la polaridad magnética de la Tierra que se estima que sucedió hace unos 58,7 millones de años. Estas inversiones en el campo magnético de la Tierra quedan registradas a la vez en todo el planeta y, por esta razón, son una excelente referencia del tiempo geológico.

Esta imagen de satélite revela la reducida capa de hielo en el Ártico. Nasa

Ahora mismo, el calentamiento global está dejando su firma sobre la Tierra. Las actuales emisiones de metano, que comienza a escapar de los fondos marinos del Ártico y de la fusión del permafrost siberiano, y el CO2 liberado por la quema de hidrocarburos dejarán huella en el registro geológico. Los investigadores de un lejano futuro lo clasificarán como "un evento paleoclimático de tipo hipertermal". Lo que ahora sucede puede parecerse a lo ocurrido hace 55,8 millones de años, en el límite entre los pisos del Paleoceno y el Eoceno, cuando, al calentarse los fondos marinos, se liberó gran cantidad de metano. Pequeños ascensos de temperatura en las aguas oceánicas pudieron desencadenar eventos hipertermales, iniciando catástrofes climáticas que hoy sirven para definir límites cronoestratigráficos. La causa inicial del calentamiento de las aguas profundas en el pasado fue: mayor actividad volcánica, cambios en las corrientes marinas o cambios orbitales. ¿Estará hoy el ser humano desencadenando un evento hipertermal similar al provocar el efecto invernadero y el cambio climático?

Eustoquio Molina, Laia Alegret, Ignacio Arenillas, José Antonio Arz y Silvia Ortiz pertenecen al Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Zaragoza

Este artículo fue publicado en Tercer Milenio el 3 de febrero de 2009.

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