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Oceanografía

Revelaciones de un archipiélago sumergido en Brasil

Playas, ríos y manglares cubrían una cadena montañosa que se ubicaba por encima del nivel del mar hace 40 millones de años

Peces de mar profundo del género Allocyttus y corales negros de los géneros Stichopathes (en lo alto) y Bathypathes (a la izq.) en la región central de la meseta de la Elevación de Rio Grande

NOC/UK

Hasta hundirse en el océano Atlántico, hace alrededor de 40 millones de años, la Elevación de Rio Grande, la mayor cadena montañosa sumergida del margen continental brasileño, habría sido un archipiélago con accidentes geográficos como los que se encuentran en la actualidad a lo largo del litoral del país. En una expedición con el buque de investigación Alpha Crucis en enero y febrero de 2018, un equipo del Instituto Oceanográfico de la Universidad de São Paulo (IO-USP) mapeó las cimas aplanadas de esa elevación y detectó terrazas marinas dispuestas en escalones, con canales fluviales, dunas, cuevas y resquicios de manglares. Las dragas trajeron a la superficie muestras de rocas volcánicas, al igual que corales y esponjas que crecían en las paredes de una grieta que corta el centro de las tres partes de la elevación. Los resultados del viaje se han detallado en un artículo publicado en mayo en la revista científica Frontiers in Marine Science.

Situada a 1.300 kilómetros (km) de Porto Alegre, con aproximadamente 150 mil km2, el equivalente a tres veces el área del estado de Río de Janeiro, y profundidades que varían de 700 a 2 mil metros (m), la Elevación de Rio Grande ha sido más estudiada durante los últimos años a causa de su valor económico. En 2015, la Autoridad Internacional del Fondo Marino (ISA) le concedió a la Compañía de Investigación de Recursos Minerales (CPRM), un empresa pública vinculada al Ministerio de Minas y Energía de Brasil, el derechos de investigar durante 15 años las posibilidades de explotación económica de las cortezas de hierro y manganeso de las rocas de la elevación, ricas en hierro y manganeso de las rocas de la elevación, ricas en cobalto, níquel, molibdeno, niobio, platino, titanio, telurio y otros elementos químicos. En un estudio preliminar, presentado en un congreso de 2015 en Florida, Estados Unidos, la CPRM relató la identificación de 9.729 km2 con alta reflectividad (el reflejo de la radiación), lo que indica una probable existencia de capas de hierro y manganeso. En diciembre de 2018, el gobierno brasileño solicitó a la Organización de las Naciones Unidas la ampliación de la plataforma continental más allá de las 200 millas marítimas (370 km) para incluir la elevación.

IO-USP En lo alto de las montañas Los escalones de las terrazas marinas (izq.) podrían ser el resultado de la erosión costera, y el cañón (der.), de antiguos ríos situados en la cima de la Elevación de Rio Grande, a entre 600 y 800 metros de profundidadIO-USP

“Necesitábamos datos técnicos para consolidar la reivindicación brasileña”, aclara el geólogo Roberto Ventura Santos, exdirector de la CPRM y docente de la Universidad de Brasilia (UnB). Por su parte, investigadores de instituciones públicas de investigación de Brasil y de otros países, como el Servicio Geológico de Estados Unidos y la Universidad de Kingston, del Reino Unido, promovieron expediciones con el propósito de conocer la región. Como resultado de ello, la historia de esa región sumergida se está recuperando poco a poco. Lo que actualmente es una cadena de montañas bajo el mar probablemente fue parte del supercontinente Gondwana. Como consecuencia de procesos tectónicos y del calor del interior de la Tierra que subía hacia donde, en los días de hoy, se encuentra el archipiélago de Tristán de Acuña, casi en el medio del Atlántico, Gondwana empezó a partirse entre 146 millones y 100 millones de años atrás, formando los actuales continentes de América del Sur y África.

Con base en el análisis de las fracturas de piso oceánico y de los movimientos de las placas tectónicas, la geofísica Michelle Graça, de la CPRM, en un estudio realizado en la Universidad del Estado de Río de Janeiro y en la Universidad de Liverpool, Inglaterra, arribó a la conclusión de que hasta hace aproximadamente 80 millones de años, la Elevación de Rio Grande puede haber estado unida –o al menos cercana– a la cadena Walvis, un conjunto de montañas de 3 mil km de extensión a 600 km de Namibia, en África. Los movimientos de las placas tectónicas y los chorros de magma del interior de la Tierra separaron a ambas elevaciones y dieron a ellas sus actuales facciones: la Walvis en formato de cadena montañosa y la de Rio Grande como una meseta, con una cima achatada, tal como se detalla en un artículo publicado en marzo en Marine and Petroleum Geology.

Paulo Vinicus Ferraz Corrêa/ IO-USP Anémona del género Paraphelliactis, de la meseta de la elevaciónPaulo Vinicus Ferraz Corrêa/ IO-USP

“Las dos elevaciones estaban separadas hace 50 millones de años”, comenta Graça. Según la investigadora, la Elevación de Río Grande dejó de formarse y, de acuerdo con recolecciones recientes, alberga bloques de rocas con edades de alrededor de 83 millones y 47 millones de años. En contrapartida, Walvis sigue formándose como resultado del ascenso de magma, con bloques de rocas  de entre 1 millón y 30 millones de años en la región más cercana a Tristán de Acuña y de hasta 114 millones de años en la costa de Namibia.

El grupo de Santos sugiere en sus análisis, publicados en mayo en la revista Terra Nova, que la expulsión de lava más reciente de la elevación puede haber ocurrido entre 44 millones y 40 millones de años, cuando la cadena montañosa todavía estaba por encima del nivel de mar. En esa época, empezó a sumergirse, “probablemente en consecuencia del peso de un volcán y de la lava, además de los movimientos de las placas tectónicas que hicieron hundir la corteza”, pondera el geólogo Luigi Jovane, miembro del IO-USP y coordinador de la expedición con el Alpha Crucis a la región, en colaboración con británicos y estadounidenses. “Pero todavía hemos visto muy poco”, lamenta. La expedición de la USP examinó tan solo la parte más playa de unos de los tres bloques rocosos de la Elevación de Rio Grande.

Curiosamente, el área que reivindica el gobierno brasileño está formada de antiguos bloques del actual continente africano, de acuerdo con los estudios más recientes. “Las rocas de la Elevación de Rio Grande pertenecieron al lado africano de Gondwana”, afirma Graça. Santos, de la UnB, arribó a la misma conclusión: “La composición y la edad de las rocas de la Elevación de Rio Grande que analizamos son más cercanas a las del continente africano”. La idea de que esa cadena de montañas podría formar parte de África emergió en 2011, cuando geólogos de la CPRM recolectaron allí muestras de granito y gneis de hasta 2.200 millones de años, más antiguas que las rocas del piso marino, que llegan como mucho a 240 millones de años. Este descubrimiento modificó el punto de vista sobre esa región, hasta entonces tenida como el resultado de la formación del piso oceánico y de erupciones volcánicas.

Un ambiente frágil
Dos años después, con un minisubmarino de investigación de aguas profundas, científicos brasileños y japoneses recogieron otras muestras de rocas continentales, cuyo análisis reforzó la hipótesis de que esa región del Atlántico Sur podría de hecho ser un fragmento de continente que se habría sumergido durante la separación de América del Sur y de África. Para Santos, ambas elevaciones pueden ser los fragmentos que faltaban para completar el rompecabezas de la unión entre América del Sur y África. Mientras que el litoral de nordeste brasileño se encaja bien con el oeste de África, el sudeste y el sur no hacen lo propio con el sur del continente africano.

“Es un ecosistema peculiar”, comenta el biólogo Paulo Sumida, de IO-USP, quien participó de la expedición a la región. Su equipo encontró allí una de las primeras apariciones en el Atlántico Sur de la asociación simbiótica entre la esponja Sarostegia oculata y la anémona Thoracactis topsenti, formando ramificaciones similares a las de los corales. El biólogo Paulo Corrêa, también del IO, se dedica a describir los patrones de biodiversidad de la región, con probables especies nuevas. Se trata también de un ambiente frágil, “de renovación muy lenta”, subraya Sumida.

Paulo Vinicus Ferraz Corrêa/ IO-USP Estrella de mar de la familia Solasteridae, capturada en la orilla de un cañónPaulo Vinicus Ferraz Corrêa/ IO-USP

Las bacterias capaces de producir oxígeno a partir del amoníaco y del sulfato parecen ser las principales fuentes de energía para los organismos de la Elevación de Rio Grande, de acuerdo con la bióloga del IO-USP Vivian Pellizari. “Las cortezas de hierro y manganeso sobre las rocas albergan comunidades microbianas propias y una diversidad biológica menor que la de los sedimentos cercanos”, afirma, con base en un trabajo de la oceanógrafa y doctoranda del IO Natascha Bergo sobre el origen de las costras.

Los investigadores están inquietos con los posibles impactos de la explotación económica, aunque todavía no existen tecnologías para extraer minerales del fondo del mar. “Muchos organismos que están allí reflejan la vida en los océanos de hace millones de años, cuando no había oxígeno en la atmósfera”, sostiene el biólogo Frederico Brandini, también del IO, quien observó que las aguas del alto de la Elevación de Rio Grande son pobres en nutrientes. Paulo Sumida añade que “cualquier intervención puede fácilmente conducir a los organismos a la extinción”.

Proyecto
Marine ferromanganese deposits: A major resource of E-tech elements (nº 14/50820-7); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Frederico Pereira Brandini (USP); Inversión R$ 8.823.844,62.

Artículos científicos
JOVANE, L. et al. Multidisciplinary Scientific Cruise to the Rio Grande Rise. Frontiers in Marine Science. v. 6, a252, p. 1-7. 24 may. 2019.
GRAÇA, M. C. et al. Crustal thickness mapping of the central South Atlantic and the geodynamic development of the Rio Grande Rise and Walvis Ridge. Marine and Petroleum Geology. v. 101, p. 230-42. mar. 2019.
SANTOS, R. V. et al. Dating Gondwanan continental crust at the Rio Grande Rise, South Atlantic. Terra Nova. On-line. 2 may. 2019.

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