Eustoquio Molina e Ignacio Arenillas
Departamento de Ciencias de la Tierra (Paleontología). Universidad de Zaragoza. Campus Plaza de San Francisco. E-50009 Zaragoza
<emolina@posta.unizar.es> <ias@posta.unizar.es>
El Grupo de Trabajo del Límite Paleoceno/Eoceno (P/E) de la Subcomisión Internacional de Estratigrafía del Paleógeno propuso definir el estratotipo de límite para la base del Eoceno (= base del Ypresiense) en el corte de Dababiya (cerca de Luxor, Egipto), concretamente en la base de una delgada capa de arcilla oscura que se encuentra bajo un intervalo fosfático laminado de 2 m de potencia (Aubry y Ouda eds., 2003). La propuesta fue aprobada por la Subcomisión en el año 2002 y ha sido ratificada por la Comisión Internacional de Estratigrafía a comienzos del año 2003.
El criterio elegido para definir el límite P/E es el comienzo de la excursión de los isótopos del carbono que coincide con la parte más baja de una capa de arcilla y que tiene una edad de 54,9 Ma. Este evento isotópico corresponde al máximo térmico de comienzos del Eoceno y parece cubrir un intervalo de sólo 0,015 Ma. El nivel lithoestratigráfico del límite P/E coincide con el evento de extinción de los pequeños foraminíferos bentónicos batiales y abisales. Además, está asociado a un repentino aumento en la abundancia de Acarinina, dentro de las asociaciones de foraminíferos planctónicos, y de Apectodinium, dentro de los dinoflagelados.
Los mejores cortes se han encontrado en Egipto (Dababiya) y en España (Alamedilla, Caravaca, Ermua, Trabakua y Zumaya). Otros cortes interesantes se encuentran en Italia (Bottaccione y Possagno), Israel (Ben Gurion y Zomet Telalim) y Tunicia (Ouez Mezez). En España, el corte más expandido es el de Zumaya, pero el mejor registro fósil se encuentra en los cortes de Alamedilla y Caravaca (Molina, 1994; Molina et al., 1994, 1999; Canudo et al., 1995; Arenillas y Molina, 1996).
El evento del límite P/E puede reconocerse mediante estudios isotópicos y bioestratigráficos (Kennet y Stott, 1991; Molina et al., 1994, 1999; Canudo et al., 1995; Schmitz et al., 1997; Arenillas et al., 1999) y estudios cronoestratigráficos y magnetostratigráficos (Berggren et al., 1995; Aubry y Berggren, 2000). Este evento coincide con un importante y brusco pulso negativo en los valores de d 13C y d 18O y con la extinción en masa de los pequeños foraminíferos bentónicos batiales y abisales (Kennet y Stott, 1991), la cual se sitúa en la parte media de la Biozona de Morozovella velascoensis (= P5) y aproximadamente en el límite entre las biozonas NP9/NP10.
El techo del estratotipo del Thanetiense se encuentra dentro de las biozonas NP8 y P4, a techo del Chron C25r, aproximadamente a 56,6 Ma y la base del estratotipo del Ypresiense se corresponde con la base de la Formación 'London Clay' y el primer registro de Tribrachiatus digitalis (dentro de las biozona NP10). La base del Ypresiense ha sido datada en 54,37 Ma, por lo que se situaría 1,1 Ma por encima del evento del límite P/E (Aubry y Berggren, 2000) y están estudiando la posibilidad de definir un nuevo piso que cubra este intervalo, pero resulta demasiado breve y, además, ya estaría cubierto por el Ilerdiense. De momento, la propuesta de la Subcomisión implica la modificación de la base del piso Ypresiense para hacerla coincidir con el recientemente definido límite P/E. El evento del límite P/E se situaría dentro del piso Ilerdiense, tanto en Campo como en Zumaya, según los datos clásicos (von Hillebrandt, 1965) y por debajo del Ilerdiense según los datos más recientes (Orue-Etxebarria et al., 2001).
El tránsito P-E está caracterizado por un cambio importante de los valores de d 13C y d 18O. Este cambio indica un progresivo descenso de la productividad oceánica y un aumento de la temperatura en el límite P/E. El origen de esta época cálida puede estar relacionado con importantes reajustes geotectónicos y paleogeográficos, como el cierre del Mar del Tetis o la abertura del Atlántico Norte, que desencadenó un incremento de la intensidad volcánica (Owen y Rea, 1992), efecto invernadero, un clima más árido en el área del Tetis con una descarga siderolítica (Schmitz et al., 2001) y una serie de cambios paleoceanográficos (en la circulación oceánica y en el nivel del mar).
El evento más importante aconteció en la base de la arcilla del límite P/E y provocó la extinción en masa de foramininíferos bentónicos más relevante del Terciario (Tjalsma y Lohman, 1983). El evento isotópico y la arcilla con disolución de carbonatos sugieren un cambio rápido en la circulación oceánica, anoxia en los fondos marinos, una brusca subida del nivel de compensación de la calcita y un probable ascenso del nivel del mar. Las corrientes oceánicas superficiales y profundas se hicieron muy cálidas incluso en latitudes polares, explicando la proliferación y migración hacia latitudes más altas de taxones tropicales-subtropicales, como Acarinina (Canudo y Molina, 1992; Molina et al., 1994; Canudo et al., 1995; Arenillas y Molina, 1996; Arenillas et al., 1996, 1999). Este cambio pudo ser favorecido por la implantación de una circulación halotermal cuya fuente de aguas profundas era el Tetis, el cual estaba dominado por mares epicontinentales con aguas extremadamente cálidas y salinas. La expansión global de aguas profundas cálidas, densas y salinas procedentes del Tetis (Lu et al., 1996) y el ascenso de la temperatura de las aguas abisales provocaron una disociación del metano orgánico acumulado en el fondo abisal (Dickens et al., 1997). El CO2 generado por la oxidación de este metano, enriquecido en carbono orgánico (12C), junto con el producido en la actividad volcánica e hidrotermal (Sloan et al., 1992), inició un brusco calentamiento global por efecto invernadero y causó la subida de la lisoclina y del nivel de compensación de la calcita (NCC) en el límite P/E. El aumento de la corrosividad de las aguas profundas dificultó con seguridad el proceso de formación de las conchas de los foraminíferos bentónicos abisales y batiales, ya que la mayor parte de ellos están obligados a vivir por encima del NCC, y provocó su extinción en masa.
Agradecimientos
Este trabajo se ha realizado en el marco del proyecto BTE2001-1809 del Ministerio Español de Ciencia y Tecnología, así como del grupo y proyecto P131/2001 del Departamento de Educación y Ciencia del Gobierno de Aragón.
Referencias
Arenillas, I. y Molina, E. 1996. Bioestratigrafía y evolución de las asociaciones de foraminíferos planctónicos del tránsito Paleoceno-Eoceno en Alamedilla (Cordilleras Béticas). Revista Española de Micropaleontología. 18, 75-96.
Arenillas, I., Molina, E. and Schmitz, B. 1999. Planktic foraminiferal and d 13C isotopic changes across the Paleocene/Eocene boundary at Possagno (Italy).International Journal of Earth Sciences, 88, 352-364.
Aubry, M.P. and Berggren, W.A. 2000. The Homeless GSSP: The dilemma of the Paleocene/Eocene boundary. Tertiary Research. 20, 107-112.
Aubry, M.P. and Ouda K. eds. 2003. Paleocene-Eocene stratigraphy of the Upper Nile Basin. Micropaleontology Special Issue, 49/1 (en prensa).
Berggren, W.A., Kent, D.V., Swisher. C.C. and Aubry, M.P. 1995. A revised Cenozoic Geochronology and Chronostratigraphy. In: Geochronology, time scales and global stratigraphic correlation. (Berggren, W.A. et al. Eds.) SEPM Special Publication, 54, 130-212.
Canudo, J.I. y Molina, E. 1992. Planktic foraminiferal faunal turnover and bio-chronostratigraphy of the Paleocene-Eocene boundary at Zumaya (Northern Spain). Revista de la Sociedad Geológica de España, 5, 145-157.
Canudo, J.I., Keller, G., Molina, E. y Ortiz, N. 1995. Planktic foraminiferal turnover and &Mac182;13C isotopes across the Paleocene-Eocene transition at Caravaca and Zumaya, Spain. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 114, 75-100.
Dickens, G.R, Castillo, M.M. y Walker, J.C.G. 1997. A blast of gas in the latest Paleocene: Simulating first-order effects of massive dissociation of the oceanic methane hydrate. Geology, 25, 259-262.
Kennet, J.P. y Stott, L.D. 1991. Abrupt deep-sea warming, palaeoceanographic changes and benthic extinctions at the end of the Palaeocene, Nature, 353, 225-229.
Lu, G., Keller, G., Adatte, T., Ortiz, N. y Molina, E. 1996. Long-term (105) or short-term (103) &Mac182;13C excursion near the Paleocene-Eocene transition: evidence from the Tethys.Terra Nova, 8, 347-355.
Molina, E. 1994. Paleocene sections in Spain: chronostratigraphical problems and possibilities. GFF, Geologiska Föreningens i Stockholm Förhandlingar. 116, 58-60.
Molina, E., Arenillas, I. y Pardo, A. 1999. High resolution planktic foraminiferal biostratigraphy and correlation across the Paleocene/Eocene boundary in the Tethys. Bulletin de la Société géologique de France, 170, 521-530.
Molina, E., Canudo, J.I., Martínez, F. y Ortiz, N. 1994. Integrated Stratigraphy across the Paleocene/Eocene boundary at Caravaca, Southern Spain. Eclogae Geologicae Helvetiae, 87, 47-61.
Orue-Etxebarria, X., Pujalte, V., Bernaola, G., Apellaniz, E., Baceta, J.I., Payros, A., Núñez-Betelu, K., Serra-Kiel, J. y Tosquella, J. 2001. Did the Late Paleocene thermal maximum affect the evolution of larger foraminifers? Evidence from calcareous plankton of the Campo section (Pyrenees, Spain). Marine Micropaleontology, 41, 45-71.
Owen, R.M. y Rea, D.K. 1992. Sea floor hydrotermal activity links climate to tectonics: The Eocene CO2 greenhouse. Science, 227, 166-169.
Schmitz, B., Asaro, F., Molina, E., Monechi, S., Von Salis, K. y Speijer, R.P. 1997. High-resolution iridium, &Mac182;13C, &Mac182;18O, foraminifera and nannofossil profiles across the latest Paleocene benthic extinction event at Zumaya, Spain. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 133, 49-68.
Schmitz, B., Pujalte, V. y Núñez-Betelu, K. 2001. Climate and sea-level perturbations during the Initial Eocene Thermal Maximun: evidence fron siliciclastic units in the Basque Basin (Ermua, Zumaia and Trabakua Pass) northern Spain. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 165, 299-320.
Sloan, L.C., Walker, J.C.G., Moore, T.C. Jr., Rea, D.K. y Zachos, J.C. 1992. Possible methane-induced polar warming in the early Eocene, Nature, 357, 320-322.
Tjalsma, R.C. y Lohman, G.P. 1983. Paleocene-Eocene bathyal and abyssal benthic foraminifera from the Atlantic Ocean. Micropaleontolology, Special Publication, 94 p.
Von Hillebrandt, A. 1965. Foraminiferen-Stratigraphie im Alttertiar von Zumaya (Provinz Guipúzcoa, NW Spanien) und ein Vergleich mit anderen Tethys-Gebieten. Bayerische Akademie der Wissenschaften, 123, 1-62.