Tema 19 Importancia del registro micropaleontológico para la interpretación de la Paleoceanografía 19.1 Introducción a la paleoceanografía La paleoceanografía es el estudio de la evolución en los océanos considerándolos como un sistema cerrado Historia del depósito y disolución del carbonato cálcico y la sílice Paleobiogeografía y geoquímica de los organismos bentónicos y planctónicos y su aplicación en la interpretación del paleoclima Estudio de la circulación superficial y de los movimientos de aguas profundas y su aplicación en la interpretación del paleoclima Historia de la productividad biogénica y su efecto en la distribución de los sedimentos Ninguna de estas disciplinas se separa fácilmente de las demás Necesidades para realizar paleoceanografía a partir de muestras individuales Disponer de paleoreconstrucciones: Forma y límites de la cuenca oceánica. La posición de los continentes y la posición real y absoluta de las muestras individuales que vamos a estudiar Taxonomía de los microfósiles Correlaciones estratigráficas Marco cronoestratigráfico lo más detallado posible En los continentes hay solo una pequeña parte de la información paleoceanográfica desde el Jurásico hasta la actualidad Reconstrucción para el Cenomaniense Fondos oceánicos Los fondos oceánicos actuales más antiguos son del Jurásico y mayoritariamente son del Terciario Regiones de especial importancia Áreas con corrientes de afloramiento Puertas interoceánicas Mares marginales con fuerte influencia continental El Proyecto ODP (Ocean Drilling Program) Joides Resolution http://www.oceandrilling.org/ los testigos del sondeo Los testigos se dividen dos, una parte se guarda, y en la otra mitad se realizan los estudios micropaleontológicos, geoquímicos etc. 19.2 El nivel de compensación de la calcita A partir de una determinada profundidad se disuelven la mayor parte de los carbonatos, pero no lo hacen las conchas de los foraminíferos más resistentes. Es la LISOCLINA A partir de una determinada profundidad, mayor que la lisoclina se disuelven por completo los carbonatos y los microfósiles. Es el NIVEL DE COMPENSACIÓN DE LA CALCITA (CCD: “Calcite Compensation Depth”) Disolución de foramíniferos Indica que estamos por debajo de la lisoclina, pero aún no hemos llegado al CCD En áreas más profundas que el CCD solo se depositan sedimentos arcillosos o silíceos y hay ausencia de carbonatos y de fósiles carbonatados variaciones del CCD La lisoclina y el CCD varían de profundidad en la actualidad en cada océano, siendo mayor en el cinturón tropical (hasta 5000 m) El CCD para la misma latitud ha variado a lo largo del tiempo geológico En ejemplo práctico de reconocimiento del nivel de compensación de la calcita: El límite Paleoceno-Eoceno en Zumaya (País Vasco) Canudo, J.I., Keller, G. & Molina, E. 1995. Planktic foraminiferal turnover and ∂ 1 3 isotopes across the Paleocene-Eocene transition at Caravaca and Zumaya. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 4, 1, 1-28. El tránsito Paleoceno-Eoceno en Zumaya Eoceno inferior Paleoceno Estudio de los foraminíferos planctónicos Estudio cuantitativo Foraminíferos abundantes y bien conservados Distribución de los foraminíferos planctónicos Índice Planctónicos/Bentónicos mayor del 90% El límite Paleoceno-Eoceno en Zumaya Son arcillas rojas sin ningún microfósil carbonatado Únicamente hay foraminíferos bentónicos de pared aglutinada Nivel de disolución de carbonatos. 19.3 Paleotemperaturas obtenidas a partir de los microfósiles A partir de los microfósiles marinos puede conocerse la temperatura del pasado a partir de la composición geoquímica de los isótopos de Oxígeno. http://homepage.mac.com/uriarte/ Contenido en isótopos de Oxigeno ∂ 18O = (18O/ 16O) muestra - (18O/ 16O) estándar (18O/ 16O) estándar x 1000 Contenido en isótopos de Oxigeno Una bajada de la temperatura se traduce en una aumento del valor de ∂ 18O obtenido en la concha de los foraminíferos Las medidas deben realizarse sobre una misma especie de foraminífero presente en todas las muestras de la sección o secciones estudiadas Inicio de los actuales casquetes polares se produjo en el Eoceno superior Cambios climáticos con Microfósiles Presencia de especies de altas latitudes en bajas latitudes: Disminución relativo de la temperatura Presencia de especies de bajas latitudes en altas latitudes. Aumento relativo de la temperatura Índices paleoclimáticos: Para latitudes intermedias, donde las variaciones relativas entre especies de altas latitudes y bajas latitudes es un buen indicador de calentamientos o enfriamientos Índice de especies de altas/bajas latitudes En el corte de Zumaya se detecta un aumento de la temperatura por aumento de los especimenes de foraminíferos de bajas latitudes 19.4 Paleoproductividad de los océanos La productividad es la cantidad de CO2 fijado por parte de los organismos fotosintetizadores, plantas en el continente y “algas” en el océano El carbono 13 En la naturaleza existen tres isótopos de carbono 12C, 13C y 98% del CO2 atmosférico es del tipo ligero 12C 14C y solo el 1,1% es pesado 13C El fitoplanctón marino sintetiza preferentemente el 12C sobre el 13C, por lo que el carbono orgánico del plancton tiene una menor concentración de 13C que el carbono inorgánico presente en el océano La diferencia aumenta si es mayor la concentración de CO2 en el agua marina El signo ∂ 13C simboliza la desviación de la concentración isotópica de 13C ∂ 13C: (13C/12C) muestra – (13C/12C) estándar ——————————————––––––––––––––– x 1.000 (13C/12C) estándar ∂ 13C en el océano En el proceso de precipitación de la calcita en las conchas de los microorganismos marinos no se produce diferenciación isotópica, por lo que el valor de ∂ 13C que tiene el carbono de esas conchas se aproxima al valor del ∂ 13C de las aguas marinas Cuanto aumenta la concentración de C02 (menor productividad). Hay una menor concentración relativa de 13C en la concha de los microfósiles Caída del ∂ 13C en el límite P/E en Zumaya La caída de la productividad de fitoplancton es consecuencia de eventos que afectan el normal funcionamiento del ciclo fotosintético