CENTRO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

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NIVERSIDAD DE

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AÉN Centro de Estudios de Postgrado

ACONTECIMIENTOS

CATASTRÓFICOS EN LA

HISTORIA DE LA TIERRA:

ALGUNOS EJEMPLOS

Alumno/a: Saeta Moreno, María Dolores.

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ÍNDICE.

1. RESUMEN Y PALABRAS CLAVE. --- 1

2. JUSTIFICACIÓN. --- 2

3. FUNDAMENTACIÓN EPISTEMOLÓGICA. --- 4

3.1 Introducción. --- 4

3.2 La crisis de salinidad del Messiniense. (The Messinian salinity crisis) --- 5

3.3 Grandes extinciones en la historia de la Tierra. --- 23

3.3.1 Introducción. --- 23

3.3.2 Definición. --- 24

3.3.3 Principales extinciones acaecidas en la Tierra. --- 25

3.4 Algunos grandes eventos volcánicos. --- 52

3.5 Relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad y Ambiente. --- 60

3.5.1 Planes y Programas de la Junta de Andalucía. --- 61

3.6. Metodología. --- 62

3.6.1 Principios Metodológicos. --- 62

3.6.2 Elementos metodológicos. --- 70

4. DESARROLLO DE LA UNIDAD DIDÁCTICA. --- 73

4.1 Introducción. --- 73

4.2 Legislación.--- 73

4.3 Datos básicos de la unidad didáctica. --- 74

4.4 Contextualización. --- 74

4.4.1 Características del centro. --- 74

4.4.2 Caracterización del grupo. --- 77

4.5 Objetivos. --- 78

4.5.1 Objetivos generales de etapa. --- 78

4.5.2 Objetivos generales de área o materia. --- 79

4.5.3 Objetivos de la unidad didáctica. --- 80

4.6 Competencias Básicas. --- 81

4.6.1 Contribución de la Unidad a la Adquisición de Competencias Básicas. --- 81

4.7 Contenidos. --- 82

4.8 Educación en Valores. --- 85

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4.10 Atención a la diversidad. --- 89

4.11 Temporalización. --- 90

4.12 Recursos y materiales. --- 90

4.13 Actividades. --- 92

4.13.1 Actividades de la unidad didáctica. --- 92

4.13.3 Examen de recuperación. --- 107

4.13.4 Actividades de Refuerzo. --- 109

4.13.5 Actividades de Ampliación. --- 110

4.14 Evaluación. --- 112

4.14.1 Criterios de Evaluación. --- 112

4.14.2 Procedimientos e instrumentos de evaluación. --- 115

4.14.3 Criterios de calificación. --- 117

ANEXO I. --- 118

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Máster Universitario en Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanza de Idiomas.

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1. RESUMEN Y PALABRAS CLAVE.

El presente Trabajo de Fin de Máster recoge, tras la introducción epistemológica

correspondiente, la programación de una unidad didáctica de la parte de Geología de la asignatura impartida en el cuarto curso de la etapa de Educación Secundaria Obligatoria, concretamente aquella que desarrolla los contenidos referidos a La Historia de la Tierra.

Consta de dos partes diferencias, una primera de actualización de los conocimientos a desarrollar en las diferentes sesiones, y una segunda parte, en la cual, se programa y planifica en concreto la unidad didáctica, atendiendo siempre a los preceptos legales en los que debe enmarcarse.

Este documento pretende realzar el valor de la labor del docente, la cual implica no sólo la transmisión de conocimientos sino también la formación de personas críticas, competentes y con un elevado compromiso social.

Palabras Clave: Catástrofes e Historia de la Tierra, Crisis de salinidad del Messiniense, Extinción Masiva, Unidad Didáctica, Educación Secundaria Obligatoria.

ABSTRACT.

After an epistemological introduction, this Master Final Dissertation schedules a teaching unit built from the Geology contents of a matter taught in the fourth year of Compulsory Secondary Education, particularly that teaching unit developing the contents related to the History of the Earth.

It consists of two different parts, the first updating the knowledge to be developed in the successive sessions, and a second part, which schedules and plans the teaching unit, in a way consistent with the legal provisions framework.

This document aims to underline the value of the teacher's work, which involves not only the transmission of the knowledge but also the formation of competent and critic students, with a high social commitment.

Keywords: Catastrophes and Earth’s History, The Messinian salinity crisis, Mass Extinction, Program Unit, Secondary Obligatory Education.

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2. JUSTIFICACIÓN.

A través del presente trabajo se muestra los conocimientos y capacidades adquiridas durante el desarrollo del Máster de Profesorado. Consta de dos partes diferencias, una primera de actualización, cuyo fin es poner al día los conocimientos del tema que se desarrollará en la segunda, consistente ésta, en la programación de una unidad didáctica, referenciada al 4º curso de la etapa de Educación Secundaria Obligatoria para la materia de Biología y Geología.

La etapa de Educación Secundaria Obligatoria, en la que se enmarca el trabajo, tiene lugar en un rango de edad profundamente marcado por la transición del abandono de la infancia, hasta la entrada en el mundo adulto. Debe ser considerada, como un momento clave para adquirir conocimientos de toda índole, desarrollar capacidades, adquirir competencias, llegando a formarse como personas críticas, autónomas así como, conocedoras y responsables de sus deberes y derechos. De todo lo anterior, se deduce la necesidad de una educación y enseñanza a la altura de las circunstancias, ejemplarizante, comprensiva y diversificada, convirtiendo la figura del profesor en un referente para sus alumnos.

En base a todo lo expuesto es obligatorio, por parte del futuro profesorado, la consecución de una serie de destrezas y conocimientos, siendo uno de los más importantes, la adquisición de un completo manejo en la realización de programaciones didácticas, parte fundamental de la tarea como profesor. De ahí surge el sentido y justificación de este trabajo, en personas que nos estamos formando para tal fin.

El docente se vale de la Programación Didáctica como planificación y guía del proceso de enseñanza-aprendizaje para el que está encomendado. Debiendo plasmar en ella, los objetivos que se pretenden lograr, los conocimientos, procedimientos y actitudes a trabajar, junto a las estrategias y métodos para su logro y las directrices para determinar la consecución del fin perseguido.

La principal causa de desarrollo en el hombre, es su capacidad de aprendizaje, por ello, es incuestionable el papel que desarrollan los docentes por la sociedad. Hecho sustentando y justificado por el marco legislativo que conlleva y engloba un proceso formativo como el que nos ocupa.

La normativa vigente es la llave para su elaboración, asegurando una equidad en los intereses y formación de todos los alumnos que a él se someten, permitiendo la movilidad geográfica y garantizando la validez de los títulos correspondientes dentro de nuestro sistema educativo.

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3 Esta programación de 4º de Biología y Geología de Educación Secundaria Obligatoria está en marcada en los preceptos y valores de la Constitución Española de 1978 y se asienta en la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación (LOE), así como en el Real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre, por el que se establecen las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria, el cual, fija las enseñanzas comunes y define las competencias básicas que el alumnado debe alcanzar al finalizar la etapa educativa.

La Comunidad Autónoma de Andalucía, en el marco de sus competencias educativas mediante el Decreto 231/2007, de 31 de julio, por el que se establece la ordenación y las enseñanzas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria en Andalucía, junto a la Orden de 10 de agosto de 2007, por la que se desarrolla el currículo correspondiente a la Educación Secundaria Obligatoria en Andalucía y la ordenación de la evaluación del proceso de aprendizaje del alumnado de dicha etapa en Andalucía.

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3. FUNDAMENTACIÓN EPISTEMOLÓGICA. 3.1 Introducción.

"La civilización existe por consentimiento geológico, sujeto a cambio sin previo aviso". Will Durant.

La civilización llegó con el hombre a medida que éste ocupó los espacios continentales y naturales, creando ciudades y desarrollando tecnologías, lo que conlleva un cambio sustancial en el planeta. Sin embargo, a pesar del rápido avance del ser humano por la Tierra, nuestro paso por ella es prácticamente insignificante, reduciéndose a menos de 10 mil años, de una historia que comenzó a forjarse hace aproximadamente 5.000 millones de años.

A pesar de todo, hemos sido testigos de increíbles acontecimientos cósmicos y naturales, los cuales han forjado en nuestra especie la sensación u opinión de que las catástrofes naturales se suceden en los tiempos actuales con una frecuencia, fuerza y peligrosidad como nunca antes haya sucedido. Sin embargo, la ciencia ha demostrado que algunos de estos sucesos actuales palidecen contra los grandes eventos del pasado geológico, los cuales colapsaron y modificaron el rumbo de un planeta en constante proceso de cambio.

Los primeros hombres de la historia acomodaban su comportamiento al ritmo marcado por la naturaleza, elevando al rango de dioses a las fuerzas de la naturaleza, intentando asegurarse una actitud de respeto, por la cual, se alejarían de sufrir alguna de estas desgracias. El hombre actual, más creyente en la tecnología y en la ciencia que en los dioses, tiende a vivir o bien ignorando estas fuerzas naturales o sintiéndose a salvo de ellas a través de sus avances, algo que de forma esporádica, le obliga a pagar un alto precio.

Se podría decir, en término coloquiales, que el planeta Tierra lleva bajo su brazo los títulos de propiedad de todo cuanto nos rodea, y más tarde o más temprano, aun hablando en tiempos geológicos de miles de años, recupera por la fuerza lo que un día el avance del ser humano le arrebató.

La gran lección es que desde que apareció la vida en la Tierra ninguna catástrofe interna ni externa fue capaz de erradicarla, han acontecido extinciones o eventos geológicos extraordinarios, pero el curso de la evolución siguió hasta nosotros.

A lo largo de este trabajo, se lleva a cabo una recopilación de algunos de esos grandes eventos geológicos, que de una forma u otra, cambiaron el curso del planeta

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5 Tierra. Así mismo, se trata de acercar este tipo de lecciones a los alumnos, adolescentes que viven alejados de la realidad acerca del planeta donde vivimos.

3.2 La crisis de salinidad del Messiniense. (The Messinian salinity crisis)

A comienzos de Terciario, hace unos 60 millones de años, el nivel del mar seguía estando por encima del actual e inundaba con aguas someras gran parte de los continentes actuales. El amplio y abierto Mar de Tethys, precursor del Mediterráneo, anegaba vastas extensiones de Europa y del norte de África (Figura 1). Europa era un archipiélago de islas, en cuyos mares poco profundos se formaron típicos depósitos de rocas calizas y coralinas.

Figura 1. Reconstrucción idealizada de la zona mediterránea antes del inicio de la Crisis de Salinidad. Fuente. (Geosite, 2011).

Durante el Terciario, el mar de Tethys se fue estrechando por el este hasta quedar separado del Océano Indico. Así se formó una gran cuenca marina casi separada del océano abierto. Abarcaba en una misma extensión al Mediterráneo, al Mar Negro y al Mar Caspio. Luego, el movimiento orogénico alpino aisló al Negro y al Caspio, que quedaron convertidos en mares interiores.

El mediterráneo siguió conectado por occidente con el océano atlántico. Pero el intercambio de aguas se realizaba, no por el estrecho de Gibraltar, sino por zonas que hoy están emergidas: las vías marinas-pasillo Bético y Rifeño localizadas en el interior de las cordilleras Bética y Rifeña (Jolivet et al., 2006). Como consecuencia del levantamiento post-orogénico de ambas cordilleras tales pasillos se fueron cerrando progresivamente, hasta el punto de que el Mediterráneo quedó completamente aislado del Atlántico.

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6 Hace entre unos 6 Ma y 5 Ma, en el piso Messiniense, el Mediterráneo sufrió desecaciones repetidas ya que su conexión con el Atlántico llegó a ser tan restringida que, en ciclos de unos pocos miles de años, se abría y se cerraba por completo sucesivamente. Los causantes del aislamiento fueron, en definitiva, movimientos geodinámicos en su región occidental.

El fenómeno pudo también estar ayudado parcialmente por bajadas y subidas glacio-eustáticas del nivel del mar, relacionadas con cambios que se registraban en el volumen acumulado de hielo en la Antártida y en Groenlandia.

La repercusión climática de la desecación mediterránea debió ser muy importante, no sólo a escala europea, sino también hemisférica. Los potentes sedimentos de sal que se depositaron en algunas zonas del fondo del Mediterráneo modificaron sensiblemente la salinidad de la globalidad de los océanos, que se debió reducir en un 2 por mil, provocando lo que se ha llamado “La crisis de salinidad del Mediterráneo o del Messiniense (Messinian Salinity Crisis)”.

El fenómeno de la bajada de la salinidad oceánica global debió repercutir en la circulación oceánica, en donde los aportes de aguas saladas del Mediterráneo, por su diferente densidad, juegan un papel específico e importante.

Es también probable que la disminución de la salinidad oceánica se hiciese notar en las latitudes altas, y que, al elevarse el punto de congelación del agua marina, la superficie del Ártico se congelase con mayor facilidad y los hielos fuesen más abundantes.

3.2.1 Primeras investigaciones.

Las investigaciones sobre la desecación del Mediterráneo alcanzaron su punto álgido en agosto de 1970, durante las perforaciones que realizaba el buque oceanográfico Glomar Challenger en el Mediterráneo (Uriarte, 2003). Se relata a continuación cómo Kenneth Hsü, de la Universidad Politécnica de Zurich, construyó la hipótesis para explicar los estratos salinos encontrados en las cuencas del Mediterráneo.

El 13 de octubre de 1970 estaba prevista la partida del buque oceanográfico Glomar Challenger desde el puerto de Lisboa. Se iniciaba la campaña de geología marina conocida como Leg 13 (Ryan et al., 1973), realizada en el marco del Deep Sea Drilling Project, para investigar el subsuelo marino del Mediterráneo, que terminó con uno de los hallazgos más fascinantes de la geología marina hasta el momento. Fue el descubrimiento de evaporitas en el subsuelo de las llanuras abisales del Mediterráneo.

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7 A bordo del Glomar Challenger el equipo científico estaba liderado por Kenneth J. Hsü y William B. Ryan. Junto a éstos participaron otros investigadores, entre los cuales se encontraban Wladimir Nesteroff, un sedimentólogo de la Sorbona, y María B. Cita, especialista en micropaleontología de la Universidad de Milán. Todos han jugado un papel esencial en el desarrollo de las ideas que se derivaron del hallazgo de las evaporitas en el subsuelo del Mediterráneo, aspecto que será tratado en párrafos siguientes.

El Leg 13 inició la investigación del Mediterráneo para resolver ciertas incógnitas que habían surgido de la observación de perfiles sísmicos previamente realizados por los buques Robert Conrad, Calypso y Amazon. En estos perfiles, a los que W.B. Ryan dedicaba su labor de investigación, se reconocía un intenso y extenso reflector sísmico, conocido como reflector M, a partir del cual ascendían estructuras perforantes que asemejan a los diapiros de sal, como se muestra en la Figura 2. ¿Qué significaba ese reflector y tales estructuras? Esa es la principal cuestión que se resolvió durante el Leg 13.

Figura 2. Perfiles sísmicos en tres cuencas del Mediterráneo (Balear, Tirrena y Jónica) realizados con el buque Robert Conrad, donde se muestra tanto la expresión del reflector M como las estructuras diapíricas que ascienden desde tal reflector. Fuente: Hsü et al., 1973b.

El día 28 de agosto el Glomar Challenger se posicionó sobre la llanura abisal del sur de las Islas Baleares y se inició la perforación del pozo 124. Durante la perforación, cuando aparentemente se había alcanzado el reflector M, los operadores del barco detectaron que la velocidad de penetración del sondeo se redujo de varios metros por minuto a un metro por hora. Una vez recuperados los testigos del sondeo, se alertó que habían encontrado la “columna de Atlantis”, dado que los testigos extraídos asemejaban en miniatura a columnas de mármol, imaginativamente procedentes del continente perdido bajo el océano. Esa era la evidencia que se necesitaba para identificar la naturaleza del reflector M. Dicha columna fue analizada y resultó estar

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8 compuesta por anhidrita y estromatolitos (Hsü, 1983), dos tipos de sedimentos que actualmente se encuentran en llanuras costeras de clima árido. El Leg 13 perforó evaporitas en cinco puntos más aparte del pozo 124, tanto en el Mediterráneo occidental como oriental, con la particularidad de detectar depósitos de halita en algunos de ellos (Nesteroff, 1973; Friedman, 1973; Hsü et al., 1973 a y b). Estos hallazgos, que supusieron la primera prueba de existencia de evaporitas en el Mediterráneo, indujeron a plantear que este mar quedó desecado con aguas muy someras en sus llanuras abisales (Hsü et al., 1977). ¿En qué momento ocurrió tal acontecimiento? Las evaporitas en sí mismas no contienen fósiles que permitan su datación, pero las margas infrayacentes son ricas en fósiles de foraminíferos planctónicos. Las determinaciones realizadas por Hsü, (1983) permitieron precisar una edad Messiniense. Fue a partir de este momento cuando se emitió la hipótesis de la desecación del Mediterráneo durante el Messiniense y cuando se generalizó el concepto de crisis de salinidad del Messiniense.

Este término surgió en el estudio que realizó Selli (1960) en Sicilia para la definición del neostratotipo Messiniense, cuando se acuñó tal término como “el rasgo más característico del Messiniense en todo el Mediterráneo y que se caracteriza en Italia, esencialmente, por una ambiente hipersalino y por precipitación de evaporitas”. La importancia del Leg 13 radica tanto en que la crisis de salinidad fue demostrada en las partes abisales del Mediterráneo como en que supuso el estímulo para la publicación de más de un millar de trabajos de investigación sobre este acontecimiento.

Recién realizado el Leg 13 tuvo lugar la primera controversia sobre el significado de la crisis de salinidad. Se plantearon dos hipótesis o modelos interpretativos: “cuenca profunda – agua somera” y “cuenca somera – agua somera”.

El primero de ellos, también conocido como modelo de cuenca profunda desecada (Hsü et al., 1973b), sostiene que el Mediterráneo era una cuenca marina de más de 1500 metros de profundidad antes de la crisis, lo que supone una caída del nivel del mar de enorme magnitud para explicar las evaporitas registradas en sus partes abisales. Este modelo visualiza que el fondo del Mediterráneo quedó como un desierto a 1500 metros por debajo del nivel del mar global (Hsü, 1983).

El segundo modelo (Nesteroff, 1973) presenta que el Mediterráneo era una cuenca relativamente somera, del orden de 200 a 600 metros de profundidad, antes de la crisis, lo que supone que la caída del nivel del mar que dio origen a las evaporitas fue de mucho menor valor.

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9 El modelo de cuenca profunda era congruente con las síntesis de evolución tectónica de la cuenca Mediterránea que se habían emitido en los años 70. Estas indicaban que las cuencas profundas del Mediterráneo ya habían adquirido una configuración similar a la actual en el momento de inicio de la crisis de salinidad. Además, el modelo de cuenca profunda quedó reforzado por el estudio que realizó Ryan (1976) sobre la historia de la subsidencia. Otros datos de diversa índole, como la existencia de profundos cañones erosivos en los ríos Ródano y Nilo, apuntaban a que existió una enorme diferencia de nivel entre el fondo desecado y los relieves montañosos de los márgenes del Mediterráneo. Todos estos aspectos han sido elementos clave para que el modelo de cuenca profunda desecada sea mayoritariamente asumido por la comunidad científica.

En 1975 se realizó el Leg 42A (Hsü et al., 1978), durante el cual se perforaron evaporitas en seis puntos del Mediterráneo. Se completó el mosaico de distribución de evaporitas en el centro del Mediterráneo, tanto en sus cuencas occidentales (Argelina, Balear y Tirrena) como orientales (Jónica, Egea y Levantina). La sucesión completa de evaporitas únicamente se pudo establecer mediante perfiles sísmicos, los cuales pueden verse representados en la Figura 3, de cuya interpretación se deduce que su espesor supera los 1600 metros (Montadert et al., 1978).

Figura 3: utilización de perfiles sísmicos para inferir la sucesión completa y geometría de las evaporitas (salt layer) en el centro del Mediterráneo. B y C: ejemplo de perfil con la estimación del espesor de evaporitas. Fuente: Montadert et al., 1978.

A partir de estos perfiles se han diferenciado dos unidades. Las Evaporitas Inferiores, supuestamente dominadas por depósitos masivos de halita, y las Evaporitas Superiores, compuestas por sulfatos y halita interestratificados con depósitos no

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10 evaporíticos. Interesa señalar que en todos los sondeos de los Legs 13 y 42A solamente fue perforada la parte más superior (decenas de metros) de las Evaporitas Superiores, quedando como una incógnita la naturaleza litológica de la mayor parte de esta unidad superior y la totalidad de las evaporitas Inferiores. La litología que se ha indicado arriba para ambas unidades está soportada por la correlación de la secuencia evaporítica del centro del Mediterráneo con la observada en Sicilia, Figura 4, que se asume como parte de una cuenca profunda emergida tras el Messiniense (Soria, 2007).

Figura 4: Estratigrafía de las Evaporitas Inferiores y Superiores en Sicilia donde está expresada la

discontinuidad que separa ambas unidades. Fuente: Soria, 2007.

Además de los datos obtenidos en Sicilia, las evaporitas del Messiniense han sido reconocidas en numerosas pequeñas cuencas, actualmente emergidas y mayoritariamente localizadas en los márgenes del Mediterráneo. Son las llamadas cuencas marginales, en contraposición a las cuencas centrales. En estas cuencas marginales, como son las del sureste de España, norte de Argelia, Italia, Grecia, Creta y Chipre, las evaporitas están compuestas mayoritariamente por yeso. El hecho de que en ningún sitio del Mediterráneo exista continuidad entre las evaporitas marginales y centrales hace difícil y controvertida la asignación de las primeras a las evaporitas Inferiores o Superiores (Soria, 2007).

La sucesión estratigráfica que se reconoce en Sicilia puede servir para ilustrar el tipo de sedimentos anteriores y posteriores a las evaporitas depositadas en las cuencas centrales del Mediterráneo. La clásicas secciones de Sicilia, ya descritas por Selli (1960) y Decima y Wezel (1973), muestran que los depósitos pre-evaporíticos (por debajo de las evaporitas inferiores) son margas marinas con diatomitas, habitualmente conocidas como “Trípoli”; por encima de las Evaporitas Superiores la secuencia del Messiniense termina con margas y arenas con foraminíferos bentónicos y ostrácodos

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11 que indican unas condiciones de agua dulce o de baja salinidad, que son referidas como episodio “Lago Mare” (Hsü et al., 1977). Estos depósitos terminales del Messiniense han sido registrados en sondeos de las cuencas centrales tanto del Mediterráneo oriental como occidental, indicando que el episodio Lago Mare afectó a todo el Mediterráneo.

En lo que se refiere a las cuencas marginales, en todas ellas existe un notable paralelismo con las unidades reconocidas en Sicilia. Los depósitos preevaporíticos están compuestos por margas ricas en organismos planctónicos, que forman ciclos bien definidos con diatomitas y sapropeles (Krijgsman et al., 1999). Los depósitos post-evaporíticos están representados por sedimentos del episodio Lago Mare, si bien en ocasiones muestran intercalaciones de depósitos marinos (Rouchy y Caruso, 2006). La caída del nivel del mar que dio origen a las evaporitas de las cuencas centrales dejó en exposición subaérea a una gran parte del Mediterráneo, momento en el que se inicia la formación de una superficie erosiva generalizada, que en el registro estratigráfico se expresa por la denominada discontinuidad del Messiniense. Esta discontinuidad está representada en Sicilia separando las Evaporitas Inferiores de las Evaporitas Superiores y refleja el momento de extrema desecación del Mediterráneo (Soria, 2007).

Hsü et al., (1977) proponen una interesante explicación para situar el clímax de la desecación y la discontinuidad del Messiniense entre ambas unidades evaporíticas. Las Evaporitas Inferiores representan un episodio de desecación parcial, dado que el gran espesor de sales precipitadas requiere un aporte continuo de agua marina para su posterior transformación, por evaporación, en salmueras y evaporitas; cuando cesó este aporte marino, el nivel de las salmueras cayó drásticamente quedando totalmente desecado y expuesto el Mediterráneo en sus partes más profundas, originándose la superficie erosiva del Messiniense. Fue este el momento en el que los ríos excavaron profundos cañones erosivos en las plataformas marinas y en que se formaron acumulaciones de depósitos clásticos en las partes profundas del Mediterráneo. Tras esta etapa erosiva, una nueva entrada de agua marina inundó la cuenca desecada, dando origen a las Evaporitas Superiores, en parte recicladas de las Evaporitas Inferiores previamente acumuladas, en parte nuevamente formadas por repetidos episodios de aporte de agua marina y de evaporación (Soria, 2007).

Salvo en Sicilia, que como se ha indicado anteriormente se asume como una cuenca central del Mediterráneo, en ninguna de las restantes cuencas profundas, actualmente sumergidas, se ha reconocido directamente la discontinuidad

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12 correspondiente a la fase erosiva del Messiniense. Recordemos que todos los sondeos realizados durante los Legs 13 y 42A solamente han penetrado la parte alta de las Evaporitas Superiores, sin alcanzar el límite con las Evaporitas Inferiores (Soria, 2007). En las cuencas marginales, la posición estratigráfica de la superficie erosiva del Messiniense ha sido objeto de controversia. Es cierto que en ninguna de estas cuencas se dispone de un registro similar al de Sicilia, donde las evaporitas Inferiores y Superiores están claramente separadas por la discontinuidad del Messiniense. Una de las cuencas marginales que sirve para ilustrar la polémica en torno a la posición estratigráfica de la discontinuidad del Messiniense es la de Sorbas, en Almería. Para algunos autores, como Riding et al., (1999), esta discontinuidad se sitúa a la base de las evaporitas, en coincidencia con una marcada superficie erosiva que las separa de las margas marinas preevaporíticas. Según esta propuesta, tal superficie erosiva debería corresponder a las Evaporitas Inferiores precipitadas en el centro del Mediterráneo, mientras que las evaporitas marcarían la reinundación, post-desecación, que caracteriza las Evaporitas Superiores. Esta propuesta ha sido discutida por Fortuin et al., (2000), quienes presentan un modelo alternativo. Para estos autores la discontinuidad correlativa a la desecación del Mediterráneo se localiza en el seno de los depósitos post-evaporíticos del Messiniense, lo que implica, por una parte que las evaporitas de la cuenca de Sorbas son equivalentes a las Evaporitas Inferiores, y por otra, que las Evaporitas Superiores estarían representadas en Sorbas por depósitos no evaporíticos.

Los registros de los sondeos realizados durante los Legs 13 y 42A demuestran que tanto las Evaporitas Superiores, como los depósitos del episodio Lago Mare están cubiertos por sedimentos marinos profundos del Plioceno inferior. De igual forma, en Sicilia se ha reconocido que sobre los depósitos Lago Mare reposan margas marinas del Plioceno, clásicamente conocidas como “Trubi”. Este cambio fue la clave para que Hsü et al., (1977) propusieran que el final de la crisis de salinidad ocurrió con la reinundación del Plioceno, cuando una nueva entrada de agua marina rellenó completamente el Mediterráneo, adquiriendo la salinidad que actualmente presenta. En la mayoría de las cuencas marginales, como ocurre en las cuencas de sureste de España (Níjar, Vera y Bajo Segura) la reinundación del Plioceno está registrada por margas marinas ricas en organismos planctónicos. En el caso concreto de la cuenca del Bajo Segura, se dispone de un buen registro que sirve para ilustrar como se produjo la reinundación (Caracuel et al., 2004; Soria et al., 2005). En una primera etapa, recién entrado el mar en la cuenca, se implantaron ambientes costeros sobre la superficie erosiva modelada a techo de las evaporitas y de los depósitos Lago Mare. Estos

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13 ambientes costeros son mayoritariamente playas, si bien lo más significativo es la formación de estuarios allí donde se habían generado valles fluviales encajados. En otra segunda etapa, cuando el nivel del mar progresó en su ascenso, tuvo lugar una rápida profundización, cambiando los ambientes costeros a marinos francos dominados por fauna y flora planctónica. En este momento se rellenaron completamente los valles encajados, así como la mayor parte de la cuenca fue ocupada por el mar (Soria, 2007).

3.2.2 Nuevas investigaciones e interpretaciones.

Es evidente que la discusión sigue viva, y ante tantos datos e investigaciones surgen diferentes interpretaciones, tal es el caso de las llevadas a cabo por el geólogo español García Castellanos, el cual, afirma que el porqué de la desecación del Mediterráneo está en la profundidad del último estrecho que conectó ese mar con el Atlántico. Un canal de conexión demasiado somero (menos de ~10 metros de profundidad) implicaría que el Mediterráneo descendería de nivel debido a la reducción del aporte Atlántico; un canal de conexión demasiado profundo (más de ~30 m de profundidad) permitiría la mezcla de aguas Atlánticas y Mediterráneas, impidiendo la precipitación de sal. Ambas opciones son poco probables porque se contradicen con la noción de que la Crisis Salina del Messiniense tuvo una larga etapa inicial de precipitación masiva de sal, más o menos continuada. Además, los movimientos isostáticos de la corteza terrestre en respuesta a la reinundación del Mediterráneo sugieren que una vez ésta se produce es difícil que se repita un nueva desconexión con el Atlántico (Govers, 2009; García-Castellanos et al., 2009).

Se plantea entonces la cuestión acerca de cómo pudo el estrecho mantenerse entre ese ajustado margen de profundidades, a pesar de las variaciones del nivel del mar, las cuales, eran del orden de decenas de metros

Una dificultad para ahondar en la cuestión es que no se sabe aún si la última entrada de agua Atlántica al Mediterráneo se produjo a través de la cordillera Bética o de la cordillera Rifeña (que entonces formaban un arco de islas entre Iberia y África). Hubo varios estrechos que cruzaban ambas cordilleras. En ellos se encuentran hoy sedimentos marinos de edad Messiniense que prueban aquella conexión, y que están varios cientos de metros por encima del nivel del mar, demostrando que toda la región sufrió un levantamiento. Pero aún no se sabe cuál fue el último estrecho en cerrarse (García Castellanos y Villaseñor, 2011).

El análisis del volcanismo del Mar de Alborán (Duggen, 2003) y las imágenes obtenidas de la estructura interna del manto terrestre indican que este levantamiento

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14 pudo producirse de forma parecida a otras zonas del planeta: un pedazo de litosfera se habría desprendido de la corteza terrestre, hundiéndose en el manto fluido debido a su mayor densidad. Se trata de imágenes de tomografía sísmica que muestran una lámina de la litosfera terrestre que se descuelga de la corteza terrestre bajo la Cordillera Bética, hundiéndose en el manto terrestre (Figura 5). Por extraño que parezca, este desprendimiento litosférico (slab break-off, slab tear) es un fenómeno relativamente abundante en nuestro planeta. Y ese modelo permitiría explicar el levantamiento de la cordillera Bética, bajo la cual se sostenía la parte de litosfera que se ha desprendido. Es justo encima de esta región, donde la conexión entre ambos mares estuvo hasta el Messiniense (García-Castellanos y Villaseñor, 2011).

Figura 5. Esquema del desprendimiento y desgarre lateral de un pedazo de litosfera

(de alta densidad) bajo la Cordillera Bética. Fuente: García-Castellanos y Villaseñor, 2011.

Figura 6. Mapa geológico de la zona del Arco de Gibraltar combinado con imágenes

del subsuelo que alcanzan 660 km de profundidad. Las flechas blancas indican el levantamiento actual de los sedimentos marinos atrapados en las cordilleras. Fuente: García-Castellanos y Villaseñor, 2011.

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15 Pero volviendo al problema esencial de la explicación de la crisis: Los procesos tectónicos como el desprendimiento de láminas litosféricas son lentos, actúan en periodos de tiempo del orden de cientos de miles de años para producir un levantamiento de unos centenares de metros. En cambio, el nivel del océano varía en escalas de tiempo de sólo unos miles de años. ¿Cómo pudo entonces la competición entre ambos mantener un flujo de entrada constante durante más de 100.000 años? ¿Cómo pudo mantenerse el estrecho que no fuera demasiado profundo ni demasiado somero como para evitar a la vez la excesiva mezcla interoceánica y la desconexión total del Mediterráneo?

El estudio llevado a cabo por García-Castellanos y Villaseñor (2011) plantea la siguiente posible solución: que la erosión producida por el flujo de entrada de agua Atlántica a través del último estrecho de conexión, compitiera con el levantamiento tectónico, llegando ambos a un equilibrio que mantuviera la profundidad del estrecho aproximadamente constante durante suficiente tiempo como para precipitar el enorme volumen de sal que hay en el fondo del Mediterráneo. Para poner a prueba esta hipótesis, se ha calculado la erosión usando modelos que ya habían permitido explicar el relieve de los continentes. Y los resultados demuestran que el caudal de agua que compensaba la evaporación en el Mediterráneo debió producir tasas de erosión similares a las tasas de levantamiento que predicen los modelos computacionales de desprendimiento de la litosfera, confirmando que el equilibrio entre erosión y tectónica fue probable.

Figura 7: Esquema de la competición entre la erosión producida por el flujo de entrada de

agua del Atlántico y el levantamiento tectónico del estrecho. Fuente: García-Castellanos y Villaseñor, 2011.

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16 Además, los modelos numéricos predicen que esa competición entre levantamiento y erosión se produce de forma desacompasada, debido a que la evaporación en el Mediterráneo necesita de unos cientos de años para poder disminuir su nivel. Como resultado, se obtiene una ciclicidad del nivel del Mediterráneo y de la precipitación de sal predicha que podrían explicar el origen de la intrigante ciclicidad observada en los depósitos de yeso que afloran en buena parte de la costa mediterránea.

En definitiva, el escenario Messiniense más simple que apoyan los resultados del mencionado modelo numérico consistiría en cuatro etapas (edades obtenidas por Krijgsman et al., 1999):

 Etapa 0 (anterior a 5.96 Ma. antes del presente). El arco de islas Bético-Rifeño se levantó, clausurando progresivamente los estrechos de comunicación entre Mediterráneo y Atlántico.

 Etapa 1 (5.96 Ma - ?). Una última conexión permite la entrada de agua atlántica, y la erosión a lo largo de la misma compensa durante al menos 100.000 años su levantamiento manteniendo una entrada constante de agua salada. El Mediterráneo desciende de nivel apenas unas decenas o centenares de metros, pero deviene en una enorme salmuera en unas decenas de miles de años. No se conoce el final de esta etapa porque los resultados cuestionan que la ciclicidad en los yesos esté relacionada con la precesión orbital.

 Etapa 2 (? - 5.33 Ma). El levantamiento tectónico supera finalmente la erosión a lo largo de ese último canal de entrada y lo cierra. El Mediterráneo queda aislado y se deseca, bajando su nivel hasta 2 km por debajo del actual. Se forman por erosión las gargantas excavadas en los principales deltas fluviales de la costa mediterránea.

 Etapa 3 (5.33 Ma). El nivel del Atlántico supera al del Estrecho de Gibraltar y desencadena la inundación abrupta de la cuenca mediterránea. El estudio ahora publicado (García-Castellanos et al., 2009) muestra que cuando las aguas del Atlántico empezaron a reinundar el Mediterráneo a través del estrecho, el desnivel entre ambos mares hizo que el agua entrante produjera una rápida erosión, profundizando su propio cauce y desencadenando la mayor y más abrupta inundación que conocemos en la Tierra. El valle erosivo que dejó este proceso en el fondo marino tiene al menos 200 km de longitud, unos 8 km de anchura y varios cientos de metros de profundidad. La erosión se propagó corriente arriba, explicando porqué sus efectos se ven decenas de kilómetros al oeste del estrecho, en el Golfo de Cádiz.

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17 El mecanismo propuesto para la Etapa 1 implica que el último estrecho de conexión debió sufrir una erosión de unos cientos de metros mientras las montañas circundantes emergían. Encontrar restos de esa erosión no resulta sencillo debido al lapso de tiempo ocurrido, casi 6 millones de años, pero ésa podría ser una posible confirmación de dicha teoría.

Estos hallazgos podrían ayudar en el futuro a entender el cambio global en respuesta a cambios en las condiciones ambientales. Cabe suponer que, como el Mediterráneo atrapó un 10% de la sal de los océanos durante 100.000 años y luego quedó casi desecado, debería percibirse un impacto en la biología y en el clima terrestre. La migración de mamíferos africanos hacia Europa durante el Messiniense aprovechando el nuevo puente de tierra firme sí ha sido bien documentada, pero el impacto climático parece más escurridizo. Las simulaciones del clima global necesitan de situaciones reales para poder calibrar la multitud de parámetros y procesos que intervienen. La desecación del Mediterráneo ofrece un escenario único, extremo, un auténtico laboratorio natural para esa calibración. Pero primero es necesario determinar cuáles fueron los efectos climáticos de la Crisis de Salinidad del Mesiniense, un tema en el que hay aún mucha investigación por hacer (García Castellanos, 2011).

A causa de su espectacularidad, la hipótesis de la desecación del Mediterráneo ha alcanzado un eco extraordinario. A pesar de ello, ha recibido numeroso ataques desde que fuera promulgada por Hsu et al., 1978, algunos de ellos se relatan a continuación.

Dos prestigiosos oceanógrafos, Dietz y Woodhouse (1988), apuntaban:

 Que la desecación del Mediterráneo actual dejaría un nivel de sal de solo 60 m; por ello, los más de mil metros de sal requieren repetidos rellenados y desecaciones de la cuenca mediterránea.

 ¿Pueden las aguas del Atlántico ser contenidas por la presa de Gibraltar, que está situada sobre una gran fractura?

 ¿Puede el Mediterráneo desecarse por completo, teniendo en cuenta que algunos de sus ríos provienen de la zona templado-húmeda e incluso, el Nilo, del Ecuador?

 Las excavaciones de los cañones submarinos suelen atribuirse a corrientes de turbidez, y no a erosión fluvial; en todo caso, ¿es compatible una desecación total con unos ríos lo bastante caudalosos como para excavar grandes cañones?

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18 Para Hsü y Ryan, los ciclos repetidos de relleno y evaporación corresponderían a elevaciones y descensos del nivel del mar causados por cambios en el volumen de los casquetes glaciares. Las objeciones tercera y cuarta quedarían resueltas con el dato de que el 90% del agua que entra en el Mediterráneo lo hace desde Atlántico; por ello, el comportamiento de los ríos sería relativamente poco importante. En cuanto a la calidad de Gibraltar como represa, es difícil evaluar; para la desecación bastaría quizá con que evitase la entrada masiva de agua atlántica (Anguita, 1988).

Otros autores presentan alternativas diferentes, en particular, Clauzon et al., (1996) y Martínez del Olmo (1996 a y b) sostienen que la superficie erosiva del Messiniense está modelada directamente sobre las evaporitas de las cuencas marginales. Si bien estos autores coinciden en la posición estratigráfica de las evaporitas, ambos difieren en el significado de la superficie erosiva.

Para Clauzon et al., (1996) tal superficie es el registro de una caída de nivel del mar del orden de 1500 metros que dio origen a la desecación del Mediterráneo, mientras que para Martínez del Olmo (1996 b) la caída del nivel del mar no excedió los 200 metros, sin desecación del Mediterráneo, como a continuación se detalla.

Los estudios llevados a cabo por Martínez del Olmo sobre el Golfo de Valencia (1996), señalan que el modelo de desecación fue rápidamente admitido, tanto por lo atractivo de su catastrofismo como por el nivel geológico conceptual que se poseía un par de décadas atrás. El progreso que significan las Secuencias Deposicionales, permite una interpretación diferente de observaciones casi idénticas; lo que veinte años antes parecían sólidos argumentos: a) las sales y sulfatos pertenecen siempre a medios someros y b) las sales situadas en el margen y la cuenca, de edad Messiniense, son lógicamente las mismas, constituyen hoy una débil argumentación que líneas sísmicas, pozos y progreso conceptual ponen en evidencia.

No sabemos si el Mediterráneo fue brevemente incomunicado por el cierre de Gibraltar y los estrechos Nortbético y Suratlásico en el máximo regresivo del Messiense 1 permitiendo el depósito de la sal, pero sabemos que este cierre no es estrictamente necesario para tal depósito. Conocemos que las evaporitas someras no se depositaron más allá del segmento externo de las plataformas levantina y balear, y este borde lo podemos reconstruir con precisión aceptable. Sabemos también que el máximo regresivo en el que se depositaron es muy corto y que se produce tras un período de inactividad erosiva del área continental emergida y justo después del depósito y conservación de láminas ricas en materia orgánica, que no se corresponden con la anoxia frecuentemente provocada por impulsos transgresivos: se localizan en un

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19 System Tract de nivel alto (Martínez del Olmo y Jurado, 1991) y frecuentemente son originados por procesos de “upwelling” (Rouchy, 1982).

Conocemos que en los paleomárgenes emergidos las evaporitas proceden de agua marina (García Veigas et al., 1990) y se intercalan en sedimentos que, aunque empobrecidos en fauna, no dejan de ser marinos. Si la desecación no fue total en los márgenes, no se comprende porque habría de serlo en la cuenca, cuando entre ambos podemos reconstruir de 1000 a 1500 m de desnivel, si descontamos la compactación sufrida por los sedimentos pre-discordancia durante Mioceno y Pleistoceno.

En la plataforma del golfo de Valencia obtenemos una distribución real de las facies marino-evaporíticas del Messiniense muy acordes con el efecto erosivo de un descenso eustático: parches aislados en el margen interno y depósitos casi continuos en el segmento medio-externo, donde su continuidad es únicamente rota por profundos y organizados cañones erosivos. Esta distribución y los espesores que en el segmento externo aún controlamos, nos proporcionan una buena idea del inmenso volumen de sulfatos y, quizás, sales, que fueron arrancados y transportados al interior de la cuenca por el proceso erosivo de origen eustático, que fue ciertamente importante (80-100m) pero que no alcanzó a la cuenca profunda (Martínez del Olmo, 1996a).

En los estudios llevados a cabo en 1996 por Martínez del Olmo, éste concluye que si ni el máximo regresivo-climático ni el mínimo eustático del tiempo Messiniense consiguieron la desecación del Golfo de Valencia, es prácticamente imposible que estos procesos lo consiguiesen en la inmensa mayoría de la cuenca Mediterránea.

Tras diversidad de estudios que se fueron modificando progresivamente, en 2011 Martínez del Olmo, establece que los sedimentos relativos al Messiniense del Golfo de Valencia pertenecen a tres secuencias deposicionales diferentes que pueden interpretarse del modo siguiente:

1. Secuencia Deposicional Tortoniense superior-Messiniense inferior: inicio de un margen mal abastecido en sedimento por una causa probablemente climática. No se descarta que facies evaporíticas de esta Secuencia Deposicional existan en el margen extremo de la cuenca. Facies FA del margen, de areniscas y arcillas con pirita y lignitos (Martínez del Olmo, 2011).

2. Secuencia Deposicional Messiniense s.s: Facies FB de un cinturón más externo que conservan las láminas diatomíticas y los yesos en capas gruesas y que han sido preservadas en paleo-relieves entre los valles incisivos generados por la erosión producida por la caída del nivel marino fini-Messiniense (Martínez del Olmo, 2011).

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Figura 8: Facies FA (margen) y FB (plataforma interna) de la Secuencia Messiniense s.str. en el Golfo

de Valencia. Fuente: Martínez del Olmo, 2011.

3. Secuencia Deposicional Messiniense superior-Plioceno: Facies FC de plataforma externa, talud y cuenca que son muy arcillosas, no contienen yeso y condensan en cuenca. Desde las líneas sísmicas 2D-3D y las litologías reconocidas por los sondeos, se constata que esa erosión no alcanzó a las aguas profundas y que sus depósitos correlativos conformaron un clásico LST de inicio de la Secuencia Messiniense superior-Plioceno, que desde la plataforma externa a la llanura abisal depositó un sistema turbidítico con clastos de yeso, transportes en masa y/o rellenos de canal en facies de alta energía, cuyo relieve sedimentario es usualmente confundido con una discordancia erosiva, motivo por el que la desecación ha sido llevada a las aguas profundas. Para el autor, con estos datos y las modernas líneas sísmicas, pueden seriamente cuestionarse tanto la desecación de las aguas profundas del Mediterráneo como la magnitud y erosión de la posterior inundación Zancliense desde Gibraltar (Martínez del Olmo, 2011).

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Figura 9: (a) Facies FC de la secuencia M7 bajo las turbiditas yesíferas del LST de inicio de la Secuencia

Messiniense superior- Plioceno. (b) Correlación de sondeos y de facies en una transversal margen-cuenca del Golfo de Valencia. Fuente: Martínez del Olmo, 2011.

Para este autor, el error estriba en la pobre calidad de las líneas sísmicas utilizadas en muchos trabajos, la discordancia erosiva fini-Messiniense de la plataforma, entendida como aérea en su totalidad, ha sido continuada hasta el relieve sedimentario del techo de las facies turbidíticas del pie del talud y la llanura abisal, lo que llevó a interpretar que el descenso marino fini-Messiniense había alcanzado a las planas abisales del Mediterráneo y ello significaba una desecación completa.

Existen aún muchas preguntas, pero aunque no del todo conclusivos, para Martínez del Olmo (2011) son numerosos los motivos que cuestionan los principios básicos en los que se apoya el viejo modelo de desecación del Mediterráneo, entre los que destacan:

 Las alternancias de yesos y arcillas marinas de cuenca del Messiniense 2 de Hsü et al., 1973, son turbiditas de un Lowstand System Tract depositadas en un Mediterráneo con una lámina de agua estimada en más de 1.000 metros, y pertenecen a una Secuencia de Depósito posterior a aquella que, en plataforma, originó la sedimentación de yesos y diatomitas, facies someras que, desde sondeos y líneas sísmicas, pasan a cuenca como facies condensadas. Aún con esta interpretación, en la que se asume que las evaporitas son redepositadas, hay que generar un modelo que

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22 permita acumular originalmente, como fuente de aportes, una sucesión enormemente potente de sales (miles de metros). Si tenemos en cuenta que la desecación del Mediterráneo generaría en una vez menos de 100 m de espesor de sales, 60 se expone en este trabajo, hay que rellenar una cuenca completa y desecarla, por lo que no es fácil asumir que las evaporitas se depositaran únicamente en las partes más someras (plataformas, shabkas y cuencas marginales) del Mediterráneo. En definitiva, Martínez del Olmo (2011) aporta una nueva interpretación y es que las evaporitas profundas son redepositadas como consecuencia de la erosión de sles acumuladas en áreas someras del Mediterráneo. No obstante, esta interpretación, no nos proporciona, ni mucho menos, un modelo integral donde encuentren explicación todos los datos recopilados hasta la fecha, como el propio autor reconoce. El modelo de cuenca profunda de Hsu, sigue siendo válido, aún en el caso de que admitamos que todas o parte de las evaporitas profundas son redepositadas

 Los valles incisivos que estas turbiditas rellenan son primero perpendiculares a costa y después se alargan siguiendo la actual pendiente axial del Golfo de Valencia, Mar de Alborán y Golfo de Cádiz, dato que revela que la fisiografía marina del Messiniense era muy semejante a la de hoy.

 La superficie erosiva de la plataforma, producida por la caída del nivel marino fini-Messiniense, pasa a conformidad sedimentaria en cuenca. Aspecto que no es fácilmente visible en las viejas líneas sísmicas y que ha motivado que interpretaciones previas conecten la erosión de plataforma con el relieve deposicional del techo de las turbiditas del pie del talud y cuenca; obviando de esta forma el segmento con bypassing sedimentario que existe entre unas y otras, que es regionalmente coincidente con el paleo-talud del Messiniense s.str. anterior al descenso marino.

 En el Golfo de Cádiz, el intercambio de aguas Mediterráneo-Atlántico que origina el sistema contornítico es posterior al Messiniense turbidítico, que ahora es arenoso por la ausencia de charcas evaporíticas en la cuenca del Guadalquivir, merced a su siempre comunicación con la gran masa de agua atlántica; evaporitas que si fueron depositadas en las cuencas intra-montañosas de la Cordillera Bética.

 Dado que tan sólo en las plataformas internas y márgenes del Golfo de Valencia y del Mar de Alborán se depositaron yesos seleníticos, tipo sabhka, debe entenderse que la desecación del Mediterráneo sólo fue notable en sus márgenes, hecho que abre un profundo interrogante para el proceso merced al cual, se depósito la sal en las más profundas llanuras abisales establecidas sobre corteza oceánica.

 Tanto en plataforma como en cuenca, la superficie transgresiva, atribuida al Zancliense, inicia un onlap sedimentario según una línea de tiempo que asciende suave

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23 y progresivamente desde las aguas profundas a la plataforma y diferencia facies profundas y condensadas en cuenca, y facies de alta energía en plataforma, y dado que no enseña ni señales erosivas, ni surcos sedimentarios, que puedan ser atribuidas a la inundación pliocena producida por la apertura de Gibraltar, puede interpretarse que la mayor parte de sus sedimentos fueron depositados bajo láminas de agua acordes con sus facies.

Según Martínez del Olmo, 2011, para conseguir una interpretación final satisfactoria se precisaría: a) Sondeos que confirmen la condensación estratigráfica y sedimentaria de las facies de cuenca de las secuencias que incluyen el Tortoniense superior-Messiniense, el Messiniense s.str. y el Plioceno inferior. b) Sondeos en el Golfo de Cádiz que precisen el momento en el que se estableció el actual intercambio de aguas Atlántico-Mediterráneo y si hubo otros previos, del mismo o diferente sentido. d) Rigurosos análisis batimétricos batimétricos de las formaciones messinienses de estos sondeos. e) Reconstrucciones precisas de las tasas de subsidencia y elevación del Mediterráneo y sus limitantes dominios emergidos y la posición de la picnoclina en las subcuencas con depósito de la sal.

Como se ha tratado de representar a través de diversos estudios la Crisis de Salinidad del Messiniense representa un acontecimiento de notable interés para ilustrar cambios ambientales excepcionales, tanto en el dominio Mediterráneo como a escala global, prueba de ello es lo mucho que se ha escrito acerca de este suceso. Al margen de la búsqueda e investigación de los motivos que expliquen este hecho, lo realmente importante es que la crisis de salinidad del Mediterráneo es un acontecimiento que no tiene precedentes en la historia de la Tierra y del que no se disponen de ejemplos similares en la actualidad.

3.3. Grandes extinciones en la historia de la Tierra.

3.3.1 Introducción.

La historia de la vida sobre la Tierra ha sido continuada desde que se originó hace aproximadamente cuatro mil millones de años. El registro fósil no es una simple cronología de los organismos que existieron, presenta, frecuentemente, abruptos cambios ambientales que hicieron variar los ritmos de evolución, extinción y repoblación de los taxa que vivieron en el pasado geológico. Extinciones masivas tuvieron lugar a gran escala, hicieron desaparecer, casi simultáneamente y en breves intervalos de tiempo, numerosos linajes. Estos acontecimientos han dividido la historia de la vida, quedando marcados en el registro estratigráfico bajo las apariencias de discontinuidades bióticas. Estas discontinuidades desde el principio, atrajeron la

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24 atención de los paleontólogos que las utilizaron, de inmediato, como criterios para el reconocimiento de unidades cronoestratigráficas de rangos diferentes. Algunos de los límites cronoestratigráficos reflejan eventos mayores de extinción, que afectaron a amplias regiones del planeta, y por consiguiente, permiten correlaciones a gran escala (Linares, 1989).

Puede afirmarse que históricamente la paleontología científica nació con el concepto de extinción de las especies, fenómeno que hoy parece muy evidente pero que en el pasado era desconocido por falta de datos, y en consecuencia, se recurría a la interpretación literal de las narraciones bíblicas. Ni siquiera el Diluvio universal habría provocado extinciones, ya que Noé supuestamente habría salvado una pareja de cada especie. Hubo que llegar a final del siglo XVIII para que Georges Cuvier, uno de los fundadores de la paleontología, pusiera de manifiesto que una serie de revoluciones habían provocado catastróficas extinciones. Todavía en el siglo XIX éstas eran interpretadas por Alcide d'Orbigny, fundador de la micropaleontología y bioestratigrafía, como extinciones totales y creaciones sucesivas, llegando a identificar hasta 27 renovaciones de este tipo. Las ideas catastróficas fueron rechazadas por gradualistas tales como Charles Darwin que restaron importancia al fenómeno de la extinción, atribuyendo su apariencia catastrófica a imperfecciones del registro fósil. Estos se apoyaban en las ideas uniformitaristas de James Hutton y Charles Lyell que postulaban que durante largos periodos de tiempo la Tierra había sufrido cambios lentos y continuos. Estas ideas han condicionado la formación de las actuales generaciones de geólogos, que inicialmente han mostrado cierto recelo sobre las teorías impactistas, prefiriendo otras hipótesis como las vulcanistas.

El estudio de la extinción es una función típicamente paleontológica, ya que a través del registro fósil se ponen de manifiesto cuáles han sido los modelos de extinción.

3.3.2 Definición.

El estudio detallado y no sesgado del registro fósil ha permitido distinguir las extinciones graduales de las extinciones masivas. Las primeras forman un fondo continuo, del que destacan las segundas, en las que desaparece al menos el 50% de las especies de un hábitat determinado, en un periodo del orden de uno a tres millones de años (Anguita, 1988).

Según Linares (1989), la extinción es un proceso complicado que resulta de la interacción de dos o más factores físicos o biológicos, o de la acción conjunta de todos ellos. El medio biológico y físico, en constante cambio, va eliminando continuamente

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25 especies, al mismo tiempo que la evolución va formando otras, algunas de las cuales se parecen enormemente a las previamente existentes y otras desarrollan características nuevas. Esta desaparición paulatina de especies constituye la extinción normal o de fondo (background extinction). La extinción masiva (mass extinction), al parecer, cualitativa y cuantitativamente diferente de la extinción normal, tuvo lugar durante cortos intervalos de tiempo, en los cuales, se eliminaron simultáneamente gran número de organismos. En este proceso se produjeron verdades catástrofes en los ecosistemas, desapareciendo muchos grupos de rango taxonómico elevado.

Molina (1995) diferencia tres tipos o modelos de extinciones en base a los datos facilitados por el registro fósil.

La extinción de fondo es la que ocurre aleatoriamente con una tasa constante en todos los grupos a lo largo del tiempo, y se considera el proceso normal de extinción.

La extinción de fondo gradual está principalmente condicionada por factores de tipo biológico, tales como competencia y endemismo que implicarían una intervención decisiva de la selección natural.

La extinción masiva se puede definir como una gran crisis biológica relativamente brusca a la escala geológica que eliminaría gran cantidad de seres vivientes muy variados. La extinción masiva gradual consiste en una aceleración de la extinción de fondo originada por cambios relativamente rápidos, debida a una causa de efectos graduales como sería el vulcanismo o un cambio significativo de la temperatura. La extinción masiva catastrófica es la que se produce de forma brusca en un intervalo de tiempo muy corto, debida a una causa tal como el impacto de un gran meteorito, que no daría tiempo a las especies para adaptarse a las nuevas condiciones.

De forma simplificada el concepto de “extinción en masa” se caracteriza por la pérdida imprevista de gran cantidad de plantas y animales en relación con el número de especies nuevas que se añaden (Keller et al., 2007).

3.3.3 Principales extinciones acaecidas en la Tierra. Ordovícico Superior (Ordovícico-Silúrico).

Por lo que se refiere al registro fósil del Ordovícico, éste es particularmente abundante, de hecho, aparecen grandes grupos de invertebrados marinos y con él se inicia la llamada fauna paleozoica de Sepkoski. Los graptolites son los fósiles típicos del Ordovícico y Silúrico, aparte presentan un particular interés en el Ordovícico los cefalópodos, que muestran una gran expansión y diversidad; así como las faunas

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26 constructoras de rocas, verdaderos arrecifes se empiezan a encontrar desde el inicio del Ordovícico medio, al aparecer los corales y los estromatopóridos (Reguant, 2005).

Del Silúrico es importante destacar la aparición de las plantas vasculares continentales y de los verdaderos peces. La fauna bioestratigráfica fundamental continúa siendo los graptolites. Por lo demás, son importantes como en el Ordovícico, los trilobites, ostrácodos, braquiópodos briozoos, gasterópodos, bivalvos y diversos tipos de equinodermos primitivos (Reguant, 2005).

Sin embargo, hace entre 440 y 450 millones de años, durante la transición del Período Ordovícico al Silúrico, tuvo lugar una extinción masiva que afectó en gran medida a la diversidad animal oceánica. Se trata de una catástrofe mayúscula para la vida marina, asociada a diversas crisis glaciares que tuvieron lugar en las latitudes australes de Gondwana (Uriarte, 2003).

La primera de las cinco grandes extinciones tuvo lugar en dos fases. La primera ocurrió al quedar el agua atrapada en los casquetes glaciares. El descenso del nivel del mar redujo los hábitats marinos más poblados causando las extinciones. Un millón de años más tarde el clima se caldeó, y la fusión de los hielos elevó el nivel del mar provocando nuevas extinciones debido a la anoxia, falta de oxígeno, en los fondos marinos. En total se perdió el 27% de familias y el 57% de géneros (Pardo et al, 2011).

Huellas de esta glaciación del Ordovícico son visibles hoy en la superficie del Sahara. Hay constancia geológica de que el desierto estuvo cubierto entonces por un espeso manto de hielo de más de 8 millones de km2 de superficie. En terrenos ordovícicos, desde el macizo de Hoggar hasta las costas atlánticas de Mauritania, aparecen hoy huellas de largos surcos y ranuras como las que dejan los glaciares al avanzar y erosionar el lecho rocoso (Uriarte, 2003).

De algún modo una catástrofe mayúscula para la vida marina, cuyo resultado evolutivo fue, que en el Silúrico, en los océanos los peces se diversificaron, los corales empezaron a formar arrecifes, y las plantas colonizaron la tierra firme (Pardo et al., 2011).

Devónico.

El Devónico presenta un interés particular por su registro fósil. El desarrollo de los organismos continentales es un elemento capital. También parece que se instalaron en los mares biotopos de tipos más modernos, hecho que se inició ya en el Silúrico. Los grupos de seres vivos más importantes que se encuentran en el registro fósil son: