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GEOLOGÍA

La turbulenta formación de un océano

Los científicos difieren al respecto de la forma en que el mar invadió, hace 115 millones de años, lo que constituye actualmente el interior del nordeste brasileño y unificó el Atlántico Norte con el Atlántico Sur

MARIO ASSINE/ UNESP Serra do Tonã, en el estado de Bahía: vestigios de la invasión del marMARIO ASSINE/ UNESP

El geólogo Mario Assine contempla las capas de rocas sedimentarias que afloran en la meseta de Araripe, en el límite entre los estados de Ceará y Pernambuco, como las páginas de un libro que registra parte de la historia del planeta. “Las rocas más profundas y antiguas son las primeras páginas, que se conservan bajo estratos de rocas más jóvenes, que nos cuentan lo que sobrevino después”, explica el investigador, quien estudia la región desde hace 30 años y es docente en la Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Rio Claro. Assine considera a las capas rocosas con fósiles marinos de Araripe la mejor pista geológica de lo que ocurrió hace entre 125 y 100 millones de años en la región que hoy en día es el nordeste brasileño. “Sus rocas albergan marcas de eventos importantes que ayudan a entender cómo terminaron por separarse Sudamérica y África, permitiendo que el océano Atlántico Norte se conectara con el Atlántico Sur”, concluye.

En aquella época, la distribución de los continentes era bastante diferente a la actual. Al comienzo del Aptiense, un período que comprende de 125 a 113 millones de años atrás, los inmensos bloques rocosos que hoy forman América del Sur y África estaban unidos formando el supercontinente Gondwana, del cual ya habían formado parte la Antártida, Australia y Madagascar (observe el mapa). Luego de un extenso período en que estuvieron unidos, comenzaron a sufrir rupturas causadas por fuerzas provenientes del interior del planeta y a alejarse. Poco a poco, las aguas de los océanos primitivos ocuparon el espacio entre los continentes y contribuyeron al surgimiento de los océanos actuales.

A medida que Sudamérica y África se alejaban, en un proceso de separación que comenzó en su parte austral, se iba conformando el futuro Atlántico Sur. Mientras tanto, cerca del ecuador terrestre, en el norte de Gondwana, el proto Atlántico Norte recibía las aguas de un océano denominado Tethys y cobraba volumen con el distanciamiento entre América del Norte, Europa y la porción septentrional de África. Pasaron millones de años hasta que ese alejamiento se completó y surgió un océano Atlántico único, dado que lo que hoy es el nordeste brasileño seguía conectado al continente africano.

Las rocas de Araripe nos cuentan parte de la historia del surgimiento del Atlántico, pero no muestran todos los detalles. Falta información como para responder a interrogantes fundamentales. Uno de ellos consiste en definir las rutas de entrada de las aguas marinas en aquella región del planeta, conectando el Atlántico Norte con el Atlántico Sur, hace unos 115 millones de años. Por el momento, los fósiles marinos que se hallaron en el Araripe sugieren tan sólo que el origen de esas aguas es el Atlántico Norte.

En pos de mayor información sobre lo que habría ocurrido durante ese período, Assine y sus colaboradores extendieron la búsqueda de vestigios de esas invasiones hasta los afloramientos rocosos de Serra do Tonã, en el estado de Bahía, 200 kilómetros al sudeste de Araripe. Los resultados de dicha búsqueda constituyen la tesina de maestría del geólogo Filipe Varejão, elaborada bajo la supervisión de Assine, y fueron publicados en el mes de julio en la revista Cretaceous Research.

MARIO ASSINE/ UNESP Un equipo de la Unesp estudia un afloramiento calcáreo en la cima de Serra do Tonã: rocas que se formaron hace entre 125 y 113 millones de añosMARIO ASSINE/ UNESP

En ese trabajo, Assine y sus colaboradores mostraron que los estratos rocosos de aquella época que se conservan en Serra do Tonã sugieren que las aguas de Tethys habrían, en primera instancia, avanzado hacia el sur por algún camino desconocido, al este de la costa brasileña. Al llegar a la región que hoy es el sur de Bahía, las mismas habrían sido desviadas hacia el noroeste, invadiendo el interior del nordeste.

Esta interpretación se basa en el registro geológico que se conserva en las cuencas sedimentarias, recuperado en marcas petrificadas que el flujo de los ríos entonces existentes dejó en la región. Esta conclusión contradice la reconstrucción paleogeográfica (de los paisajes antiguos) propuesta por el geólogo experto en paleontología Mitsuru Arai a partir del estudio de fósiles marinos hallados en el nordeste. Arai y Assine coinciden en que las aguas que ocuparon la región vinieron del Atlántico Norte. Sin embargo, difieren en cuanto al recorrido que habrían efectuado por el interior del antiguo continente.

“A mi entender, la conclusión de que el avance marino desde el nordeste habría ocurrido a partir de aguas provenientes del sur constituye un absurdo”, dice Arai, quien trabajó durante 37 años en Petrobras y actualmente es docente en la Unesp de Rio Claro. El geólogo y paleontólogo presentó su escenario paleogeográfico en 2014, en el Brazilian Journal of Geology. “El mar llegó desde el norte”, sostiene.

Esa discordancia ha propiciado debates acalorados entre ellos. Para ambos, habría que efectuar estudios más minuciosos en los afloramientos del Aptiense, en la cuenca sedimentaria del río Parnaíba, para dilucidar definitivamente ese asunto.

Conexión con el presal
La investigación de Assine en Araripe y en Serra do Tonã se llevó a cabo con financiación de proyectos de la FAPESP y Petrobras. La industria petrolera está interesada en conocer mejor las rocas del final del Aptiense en el nordeste porque tienen la misma edad y la misma composición química y geológica que las rocas que albergan las reservas de petróleo del presal en las cuencas sedimentarias de Santos y Espírito Santo, en la costa continental brasileña. “Las formaciones rocosas de esa época en el nordeste y en la costa continental guardan registros de la misma secuencia de eventos”, explica Assine. “Araripe y Serra do Tonã funcionan como modelos para entender la cadena rocosa del presal, a la cual nuestro acceso es limitado”.

El geólogo Webster Mohriak, experto en tectónica de sal de la Universidad del Estado de Río de Janeiro (Uerj), relata que en el Aptiense, de 125 a 113 millones de años atrás, el Atlántico Sur era un océano abierto desde Argentina hasta la actual cuenca sedimentaria de Pelotas, en Rio Grande do Sul. Una cadena de montañas volcánicas denominada Alzamiento Rio Grande guardaba allí la entrada a un estrecho golfo marino, que terminaba al norte de lo que hoy es el litoral de Sergipe y Alagoas (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 224). Ese golfo tenía contornos similares a los del golfo del Mar Rojo, que separa África de la península Arábiga y en 2014 y 2015, Mohriak presentó evidencias, en conferencias internacionales, de que el mecanismo de formación de ambos fue idéntico.

MARIO ASSINE/ UNESP Cantera de Nova Olinda, en la cuenca del Araripe, estado de Ceará: calizas laminadas del Aptiense usadas como piedra de revestimientoMARIO ASSINE/ UNESP

Hacia el final del Aptiense, el clima de la Tierra se tornó más árido y el golfo marino del interior de Gondwana, entre lo que sería América del Sur y África, pudo haberse secado totalmente. Con la evaporación del agua, la sal precipitó y formó una gruesa capa que selló la materia orgánica en las capas de sedimentos existentes inmediatamente debajo, dando origen a las reservas de petróleo del presal.

Por encima de las capas de sal de las cuencas de la costa brasileña, los geólogos hallaron capas de suelo calcáreo marino, típico de aguas salobres poco profundas, cubiertas por estratos de sedimentos depositados en un ambiente de mar profundo. Esa sucesión indica que, luego de secarse, el golfo volvió a inundarse, abriéndose cada vez más hasta la corteza continental entre Brasil y África se separó por completo hace 100 millones de años, al final del Albiense.

Interpretaciones distintas
Según Assine, las principales reconstrucciones de los continentes tal como eran en el pasado, como por ejemplo, las que realizó el geólogo Christopher Scotese, de la Universidad de Texas en Arlington, en Estados Unidos, indican que las aguas del Atlántico Norte y del Atlántico Sur sólo se encontraron una vez que América del Sur se separó finalmente de África. “Con todo, esas reconstrucciones no tienen en cuenta que el mar invadió el interior de Gondwana en el Aptiense, hace unos 115 millones de años”, explica. “Las capas de shale que contienen fósiles marinos que hay sobre los depósitos de sal y de caliza laminada de la meseta de Araripe constituyen una clara evidencia de dicho avance”.

Recientemente, Assine recopiló indicios de que el Araripe formó parte de una cuenca sedimentaria mayor. Los depósitos de caliza que se encontraron allí serían restos de sedimentos que se acumularon en una región mucho más vasta, que abarcaba por lo menos Araripe y Serra do Tonã. Casi toda esa área fue erosionada durante los últimos 65 millones de años por los ríos luego de que el nordeste se elevó por encima del nivel del mar. Assine compara los depósitos del Araripe con lo que queda de un pastel festivo: “Es la mayor porción que quedó en el centro de la bandeja”.

En los años 1960, el geólogo Oscar Gross Braun ya había identificado dos porciones menores de esa torta: Serra Negra, en Pernambuco, y Serra do Tonã, en Bahía. Ahora, Assine, Varejão y los geólogos José Perinotto y Lucas Warren, también de la Unesp, regresaron a esas formaciones para estudiarlas minuciosamente con herramientas modernas. En un trabajo conjunto con los geólogos Bernardo Freitas, de la Universidad de Campinas (Unicamp), Renato Paes de Almeida, de la Universidad de São Paulo (USP), y Virgínio Neumann, de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), identificaron dos secuencias de capas de rocas del Aptiense idénticas a las secuencias con la misma edad existentes en el Araripe. En opinión de Assine y sus colaboradores, tal coincidencia confirma que la meseta de Araripe y Serra do Tonã ya habían formado parte de la misma cuenca.

Esas secuencias de capas comienzan como depósitos de ambientes fluviales y a ellas les siguen rocas carboníferas y arcillosas que se formaron en las desembocaduras de ríos y lagos. A partir de las estructuras y formas de las capas de arenisca del Tonã, los científicos determinaron el sentido de las corrientes fluviales antiguas (paleocorrientes) y definieron hacia donde fluían las aguas de los ríos que existieron ahí en aquel pasado distante. “Las aguas fluían hacia el sur, sugiriendo que había tierras más altas al norte del Araripe”, dice Assine. “Lo que queda claro es que el interior del nordeste tenía un relieve alto que funcionaba como una divisoria de aguas entre la cuenca del Parnaíba, en el estado de Maranhão, y la formación de la cual eran parte las cuencas de Araripe y de Tucano, donde se encuentra Serra do Tonã. Con esa barrera natural, el mar que invadió la región sólo pudo haber venido desde el sur hacia el norte, ingresando al continente por el fondo de los valles fluviales, en dirección contraria a la del flujo de los ríos”.

Como los análisis de los fósiles de microorganismos y de peces sugieren que la fauna marina del Araripe y del Tonã estaba emparentada con especies del océano Tethys (un indicador de que las aguas habrían venido del norte), Assine intenta conciliar las evidencias contrapuestas. Él especula que podría haber un paso en la costa ecuatorial de Brasil, la región del litoral que se extiende desde el actual delta del río Amazonas hasta Rio Grande do Norte, por el cual habrían ingresado las aguas de Tethys, recorriendo la región donde hoy se encuentra la costa de los estados de Rio Grande do Norte, Alagoas y Sergipe, para recién entonces dirigirse finalmente hacia el sur e invadir el interior del nordeste hasta el Araripe. “Este aún es un tema abierto”, admite. “La costa ecuatorial brasileña, así como la cuenca del Parnaíba, todavía es poco conocida y podríamos tener sorpresas”.

Mitsuru Arai discrepa en cuanto a la existencia de la divisoria de aguas entre las cuencas del Parnaíba y del Araripe. “El contenido fósil de las rocas halladas en una y otra cuenca es muy similar”, dice. “Si hubiese existido tal divisoria, la fauna y la flora de esas cuencas serían diferentes entre sí”.

Arai también objeta el sentido de las corrientes de los ríos primitivos de Tonã propuesto por Assine y sus colaboradores. Para el paleontólogo, los depósitos de arenisca no se formaron por la actividad de ríos, sino por corrientes marinas que se habrían producido cuando las cuencas del Parnaíba y del Araripe fueron invadidas por las aguas del océano. Estas aguas provenientes del norte, habrían formado un inmenso canal marino en el interior del continente, similar al Canal de la Mancha, que separa Gran Bretaña de Francia.

“También necesitamos determinar cómo eran las paleocorrientes de los ríos y de los mares en la cuenca del Parnaíba”, sugiere Arai. “Si esas paleocorrientes discurrieron hacia el sur, yo gano la partida. Si fluyeron hacia el norte, Assine puede seguir polemizando”.

Proyectos
1. Revaluación de la geología de la cuenca del Araripe, nordeste de Brasil (nº 2004/15786-0); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigador responsable Mario Luis Assine (Unesp); Inversión R$ 78.939, 46
2. Desarrollo de modelos de configuración para grandes ríos: Procesos y productos en bocas activas en la Amazonia brasileña e implicaciones para las reconstrucciones paleogeográficas del Neógeno en la Amazonia y del Mesozoico gondwánico en el noreste de Brasil y este de Australia (nº 2014/16739-8); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigador responsable Renato Paes de Almeida (IGc-USP); Inversión R$ 224.884,80

Artículos científicos
VAREJÃO, F. G; et al. Upper Aptian mixed carbonate-siliciclastic sequences from Tucano Basin, Northeastern Brazil: Implications for paleogeographic reconstructions following Gondwana break-up. Cretaceous Research. v. 67, p. 44-58. jul. 2016.
ARAI, M. Aptian/ Albian (Early Cretaceous) paleogeography of the South Atlantic: A paleontological perspective. Brazilian Journal of Geology. v. 44 (2), p. 339-50. jun. 2014.
ASSINE, M. L. et al. Comments on paper by M. Arai “Aptian/ Albian (Early Cretaceous) paleogeography of the South Atlantic: A paleontological perspective”. Brazilian Journal of Geology. v. 46 (1), p. 3-7. mar. 2016.

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