LA VELLETA VERDA
EL CUATERNARIO
El Cuaternario es la última de las eras geológicas, también llamado Neozoico. Se desarrolla entre la actualidad como límite superior y el comienzo de las glaciaciones como el inferior, El Cuaternario se divide en dos períodos: Pleistoceno y Holoceno.
Serán las glaciaciones el fenómeno climático más importante de este largo período. La gran aportación respecto a la vida animal que se produce en el Cuaternario es el desarrollo del género Homo .
La edad de la Tierra
A lo largo de los siglos XVIII y XIX los descubrimientos de la geología permitieron establecer no sólo que la Tierra debía tener más de los 4.004 años bíblicos. La famosa fecha establecida por el obispo Ussher, que situaba la creación el día 25 de octubre del año 4004 a.C., se basa en los cálculos bíblicos. Los estudios de los geólogos destinados a desarrollar la naciente revolución industrial sirvieron para afinar las dataciones.
Pierre Curie de descubrió que las sales de radio emitían calor. Este hallazgo sirvió para precisar mejor la edad de la Tierra: basándose en la descomposición del plomo, a un ritmo constante conocido, permitió calcular en más de 3.800 millones de años la edad del planeta, atribuyéndose a a la Tierra una fecha de más de 4.500 millones de años
En 1829 Desnoyers introduce el término Cuaternario para definir los niveles que cubrían el Terciario en la cuenca de París. Fue Charles Lyell quien introdujo en 1839 el término Pleistoceno (lo mas reciente) para referirse a este último periodo de la historia de la tierra.
Los estudios geológicos de los glaciares
La existencia de glaciarismo, todavía tardó tiempo en ser reconocido. La presencia de bloques erráticos y restos de morrenas, caracteres ambos típicos de la acción de los glaciares en la zona, fueron en principio interpretados como huellas del diluvio.
Los bloques erráticos de granito, situados sobre las calizas de las montañas del Jura, fueron reconocidos como productos de glaciares por el suizo Saussure en 1779 y por el inglés James Hutton en 1795, quienes pensaron que en los Alpes había habido momentos en los que los glaciares se habían extendido más lejos que en la actualidad.
Fue Louis Agassiz quien en 1837 propuso
la identificación de un gran período glaciar causante de grandes cambios
climáticos y marcado por la extensión de una enorme capa de hielo que partiendo
del Polo ocuparía toda Europa hasta los Alpes, así como Asia y América
En 1882 Penck estableció la secuencia que
ha pasado a ser clásica, identificando cuatro avances glaciares que reconoció
en cuatro afluentes del Rin, entre Ulm y Munich. Sus nombres Günz, Mindel, Riss
y Würm pronto pasaron a ser parte de la terminología geológica
Luis Lartet, quien en el Mar Muerto identificó niveles que indicaban que el lago había sido más grande en otro tiempo por la acción de épocas más húmedas que la actual, correlacionando la subida de nivel de los lagos de climas áridos con la expansión de los glaciares.
El Congreso Internacional de Geología de 1885 se propuso el término Holoceno (totalmente reciente), para la fase final del Cuaternario.
La cronología del Cuaternario se estableció en primer lugar atendiendo a los cambios de fauna. Las evidencias en la evolución de las faunas también hicieron necesario dividir el pleistoceno en varios períodos, denominándolos Pleistoceno Inferior, Medio y Superior.
La necesidad de establecer una mejor seriación de los eventos climáticos provocó por parte de los geólogos la búsqueda de mejores marcadores del clima que los efectos de los glaciares. Los sondeos de los fondos marinos fueron el instrumento ideal para establecer esta seriación. El estudio de los sondeos a lo largo de las cuencas oceánicas de Sur a Norte permite observar cómo las faunas de tipo polar, subpolar, transicional o subtropical suben o bajan según sea la climatología local.
C. Emiliani y N. J. Shackleton, establecieron, basándose en el estudio de los testigos procedentes de diferentes sondeos oceánicos, una seriación climática basada en los isótopos del oxigeno.
Causas de las glaciaciones
Las glaciaciones se originaron a partir de veranos frescos y no de inviernos rigurosos. Cuando la nieve no se puede derretir en verano, al llegar el invierno se va acumular mucha más cantidad y, así, hasta que se forman grandes acumulaciones de hielo.
El movimiento de la Tierra alrededor del Sol y el eje sobre el que gira en su ciclo diario no son fijos, sino que están sujetos a variaciones seculares. La consideración de estos ciclos sirvieron a Milankovitch para establecer unas curvas que permitían considerar la variación del calor aportado por el sol como causa de las glaciaciones.
La variación de la órbita de la Tierra está caracterizada por tres parámetros: la excentricidad de la órbita, la variación de la inclinación del eje y la precisión de los equinoccios.
Excentricidad de la Tierra
La
Tierra describe en el espacio una elipse donde el Sol ocupa uno de los focos.
Cada 100.000 años nos acercamos o nos alejamos del Sol.
Variación de la inclinación del eje
La orientación del eje de la Tierra es fija a lo largo del año, dando lugar a las estaciones: cuando el polo norte mira al Sol, recibimos más calor y cuando apunta al Sol el polo sur están en verano en el hemisferio sur. La inclinación del eje de la Tierra es de 23° 27', sin embargo, este valor varía más o menos 1°30' durante un período de 41.000 años. Cuando la inclinación del eje de la Tierra es máxima, las zonas polares reciben también un máximo de insolación y calor, con verános cálidos. Pero cuando sucede la situación contraria, con verános fríos, que no son capaces de derretir la nieve del invierno, de forma que ésta se acumula año tras año, posibilitando la formación de casquetes glaciares polares y de montaña.
Precesión de los equinocios
La precesión de los equinoccios parte del
hecho de que la Tierra no es totalmente esférica. La acción de las mareas
provocadas por el Sol, la Luna y los demás planetas sobre el ecuador provoca un
retraso en su velocidad de giro, razón también por la que la duración de los
años no es siempre igual.
La unión de
estos tres efectos: mucha inclinación del eje, mayor distancia al Sol y que
ésta sea en diciembre, produciría un mínimo de insolación y un máximo de frío,
propiciando la extensión de los glaciares.
2. Catástrofes naturales
Como la caída de un gran meteorito y, como consecuencia del impacto, se levantaron grandes nubes de polvo que dificultaron o impidieron que los rayos solares calentaran la superficie de la Tierra, enfriándose rápidamente la corteza terrestre. Con la llegada del invierno se acumularon las nieves, las cuales reflejaron la poca luz que llegaba del sol durante el verano y la tierra continuó sin absorver calor, con las nuevas nieves comenzó la acumulación de hielo.
3. Deriva continental
Llegó un momento en que las placas continentales, en su proceso de deriva por la superficie del planeta, lograron cercar el polo norte, convirtiéndolo casi en un lago. Estas placas continentales impidieron la entrada de las corrientes de agua cálida procedentes del ecuador, y el agua se convirtió en hielo, recibiendo años tras año grandes acumulaciones en forma de nieve.
4. Efecto invernadero natural
Los científicos conocen que el gás CO2, anhídrido carbónico, presente en la atmósfera constituye un regulador de la temperatura del planeta. Es una especie de cápa que impide que la superfice Terrestre se enfríe rápidamente. Pues bien, según la abundancia o escasez de este elemento en la atmósfera, el clima terrestre se enfriará o se calentará.
Ciclos astronómicos reguladores del desarrollo de la glaciación. Los ciclos (entre 23.000 y 100.000 años de duración) influyen en la excentricidad de la órbita terrestre
El clima del pasado
Para estudiar el clima del pasado tendremos en cuenta los siguientes indicadores:
-El estudio de los sedimentos
-Las variaciones en los isótopos del oxígeno
-Variaciones de la flora y de la fauna
Sabemos que durante los períodos fríos
los sedimentos están constituídos por acumulaciones de grandes rocas, debido a
que el agua de lluvia penetra en las grietas de las rocas y actúa como una cuña;
en las montañas, las acumulaciones de hielo, en su descenso hacia zonas bajas,
labran valles transversales en forma de U y se producen en los fondos de los
valles depósitos de morrenas. En épocas cálidas las piedras se cubren de
vegatación, la cual descompone lentamente las rocas, formándose sedimentos
arcilloso y muy finos; en épocas áridas, encontramos cordones de dunas.
Las transformaciones van desde el hundimiento de las masas continentales por el propio peso del hielo al descenso del nivel del mar al estar helada el agua. Al estar el agua almacenada en los casquetes polares había mayor superficie de tierra; las islas formaban parte de los continentes. Australia y Nueva Guinea así como América y Asia estaban unidas. La gruta Cosquer (Francia), actualmente bajo las aguas, estaba poblada por hombres y contiene pinturas rupestres.
Erosión glaciar, loess y valles en U
Los glaciares fueron erosionando las superficies continentales y transportando grandes cantidades de sedimentos hacia zonas más al sur. También se alteró el sistema fluvial, el descenso del nivel de los mares obligó a los ríos a reformar su perfil, erosionando zonas y depositando materiales en otras.
Los bosques desparecieron y enormes extensiones de tundra, con el suelo helado (permafost), ocuparon la Tierra. El viento soplaba erosionando las llanuras y arrastrando su polvo hacia el sur. Este polvo, denominado loess, formó las grandes llanuras de Centroeuropa, China o Estados Unidos, dando origen a los fértiles suelos de estos países.
La erosión glaciar acentuó el relieve fluvial antiguo, excavando las cuencas y dando lugar a cuencas en U características del relieve glaciar.
Los avances del hielo y la formación de los grandes casquetes polares se hizo a expensas del agua de los mares. Esto implicó un fuerte descenso del nivel de los mismos. Durante los períodos interglaciares el nivel del mar aumentó en relación al actual, y aparece representado por antiguas líneas de costa en lugares actualmente situados sobre el nivel del mar.
Aumento y descenso del nivel del mar
La existencia
de estas regresiones y transgresiones marinas tiene también implicaciones en la
geografía de la Tierra. Durante los momentos en los que el mar se retira deja
al descubierto aquellas zonas situadas por debajo del nivel del mar actual.
Regiones como las islas Británicas se encontraban unidas al continente europeo,
dejando al descubierto el canal de la Mancha. De la misma forma, el mar
Adriático se encontraba descubierto, por el valle del Po, uniendo Italia y
Dalmacia. Esto implica la existencia de relaciones culturales entre Francia e
Inglaterra o de Italia con Europa central. En Asia, las islas de la actual
Indonesia se encontraban formando un único país unido al continente asiático,
lo que explica la presencia de los Homo erectus en Java. También Nueva Guinea y
Australia se unieron, formando el Sahul. El descenso del nivel de los mares es
de gran importancia para el poblamiento de América. Durante el último período
glaciar Asia y América se unieron por el país de Beringia. Los grupos humanos
siberianos, en sus desplazamientos estacionales, fueron poco a poco ocupando
este país y entrando así progresivamente en América
En determinadas zonas de Europa se puede observar una alternancia en la aparición de faunas y floras frías y cálidas que van a caracterizar los momentos glaciares e interglaciares.
Variaciones de los isótopos del oxígeno
El registro de los isótopos de oxígeno es global y refleja los cambios en las cantidades de hielo de todo el mundo. Se basa en sondeos marinos realizados sobre los foraminíferos depositados en el fondo del mar. El agua contiene dos isótopos estables del oxígneo: el Oxigeno-16, abundante y ligero y el Oxígeno-18 escaso y pesado. Los foraminíferos son animales unicelulares que segregan una concha de carbono, la cual forman absorbiendo los dos isótopos diferentes del oxígeno. Cuando mueren se hunden hasta el fondo del mar. El O-16 en los períodos cálidos se evapora del agua del mar, pero vuelve a él en forma de precipitaciones y por los aportes de los ríos; pero en los períodos fríos queda atrapado en los hielos de las montañas y en los casquetes polares. Así pues los caparazones formados en épocas frias son porbres en O-16, y los de épocas cálidas son ricos en este elemento. Los sondeos del fondo del mar reflejan las fases de los isótopos del oxígeno, llamadas OIS, y que se enumeran desde el actual OIS1 hacia atrás; así el OIS25 tienen una antigüedad de 1 millón de años. Los OIS pares son estadios fríos, mientras que los impares son cálidos.
Floras y faunas cuaternarias
Los abedules y hayas viven en climas frescos, mientras que los olivos y adelfas
en templados. De la misma manera, los renos, lemmings (del tipo Dicrostonyx
gulielmi y Lemmus lemmus) y mamuts lanudos son indicadores de
ambiente frío. Los caballos, la ardilla de tierra (Spermophilus undulatus),
el antílope saiga o los hamsters prefieren ambientes esteparios, mientras que
los hipopótamos, macacos y puercoespines indican ambientes cálidos.
El clima co-determina la fauna y flora de una región, de modo que determinadas especies vegetales y animales solo viven en zonas con específicas condiciones ambientales.
La aparición o extinción de las distintas especies de animales y plantas, así como sus adptaciones, se pueden relacionar y asignar a momentos climáticos determinados. Los cambios se producen como adaptación a las alteraciones climáticas. A veces, los animales resuelven el problema mediante la migración. Los que no son capaces de emigrar o adaptarse se extinguen.
Los cambios de las microfaunas y sus adptaciones
nos cuentan los cambios climáticos. Para ello nos basamos en la sucesión
evolutiva de unos roedores llamados ARVICÓLIDOS. Fejfar y Heinrich en 1981
propusieron tres biozonas para el Pleistoceno: la villaniense, la Bihariense y
la Torigiense. Estas biozonas fueron admitidas por todos los micropaleontólogos
para establecer subdivisiones bioestratigráficas de arvicólidos en el
Cuaternario.
Biozona Villányan dominada por roedores
del género Miomys.
Biozona Biharian en la que aparece el
género Microtus que convive con Mimomys. Está dividido en dos períodos: el
INICIO con Microtus primitivos (Allophaiomys), y el FINAL con Microtus
evolucionados. La transición entre estos dos períodos se produce hace 1 millón
de años, durante el subcron Jaramillo, de polaridad magnética normal, incluido
dentro del cron Matuyama, de polaridad magnética inversa. El final del Biharian
está dominado por la especie Mimomys savini (de gran tamaño) que, por cierto, es
la especie protagonista en la Gran Dolina de Atapuerca.
La transición entre Biharian-Toringian,
hace 450.000 años, se caracteriza por el cambio de Mimomys savini hacia Arvicola
terrestris.
Biozona Toriniense caracterizada por la
asociación de Arvícola terrestris con Microtus del tipo hamsters.
Existen unas faunas típicas anteriores al millón de años, las de Valdarno (Eucladoceros, Dama nestii , Leptobos etruscus, Sus strozzi, Dicerorhinus etruscus, Mammuthus (Archidiskodon) meridionalis, Megantereon cultridens , Ursus etruscus, Canis etruscus, Pliohyaena perreri, Macaca sylvanus.) y otros yacimientos contemporaneos. Alrededor de hace 1 millón de años, y quizás debido a un cambio climático, se producen innovaciones en la fauna europea con extinciones e inmigraciones desde África y Ásia.
El cambio de fauna que sucede es conocido como especies "Cromerienses" siendo las más representativas: tigre dientes de sable (Homotherium latidens), jaguar europeo (Panthera gombaszoegensis), lobo pequeño (Canis mosbachensis), zorro (Vulpes praeglacialis), armiño (Mustela palerminea), hiena manchada (Crocuta crocuta), ciervo gigante (Eucladoceros giulii), rinoceronte (Stephanorhinus etruscus), gamo (Dama nestii vallonnetensi), caballo (Equus stenonis), bisonte europeo (Bison voigtedtensis) jabalí (Sus scrofa). Un taxón típico del Cromer es el oso Ursus deningeri, especie endémica europea cuya especiación comienza hace un millón de años y evolucionar, ya en el Pleistoceno superior, hacia el oso de las cavernas.
Tigre dientes de sable y Ursus deningeri
En las últimas glaciaciones destacaron unos animales que tuvieron gran éxito en su adaptación al frio como el mamut lanudo (Mammuthus primigenius), el rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis), el reno (Rangifer tarandus), el buey almizclero (Praeovibos moschatus), el antílope Saiga (Saiga tatarica) y el zorro ártico (Alopex lagopus).
La vegetación
Los mantos de hielo ocupaban grandes extensiones de las tierras del norte y alcanzan puntos muy meridionales en Europa. Frente a estas barreras de hielo, se extendían hacia el sur amplias áreas periglaciares. Éstas se caracterizaban por el permafrost, un suelo pemanentemente helado varios metros de profundidad. Se trata de un sustrato congelado en el cual la vida de los árboles es inviable y donde solo herbáceas, musgos y líquenes pueden adaptarse. Estas tundras darían paso, en ciertas partes del continente, a unos inmensos bosques de coníferas tipo taigas: los bosques boreales. En otras zonas más alejadas del mar con un clima más continental , el paisaje sería una estepa: sin árboles y con escasa cobertura edáfica que provocaría un alto transporte eólico del suelo dando lugar a depósitos de limos llamados loess.
En áreas meridionales de Eurasia con clima más moderado y cálido, las hayas, robles y otras especies arbóreas caducifolias se habrían asentado formando bosques caducifolios, mientras que en el cálido ambiente Mediterraneo del sur, lo habrían hecho los encinares. Cada uno de ellos esperando su correspondiente expansión hacia el norte, sustituyendo las tundras, taigas y estepas con la llegada de un periodo cálido.
ADAPTACIONES A LOS CAMBIOS CLIMATICOS
Las glaciaciones no existieron siempre, son una excepción en la historia del planeta. El primer periódo glaciar que se conoce en la Tierra ocurrió hace 65 millones de años. Las glaciaciones más fuertes ocurrieron en la Península Ibérica hace 50 mil años, mientras que en el hemisferio norte, el máximo glaciar se produjo entre hace 20 y 17 mil años, descendiendo el nivel del mar debido a la gran acumulación de agua, en forma de hielo, almacenada en el ártico. En cambio, en la Península Ibérica, los glaciares del norte de la península retrocedieron en lugar de avanzar.
Este fenómeno se explica porque hace 50 mil años en la península hacía menos frío, y los veranos eran más caluros y llovía más, lo que ocasionaba un aumento de los hielos en las montañas. En cambio, hace 17 mil años hizo un frío terrible, pero hubo una gran aridez, con menos llúvias y verános aún más calurosos, lo que ocasionó un descenso de los hielos.
El segundo periódo glaciar, comienza hace 2'5 millones de años, es el importante para la aparición del hombre. y es el que estudiaremos a continuación. Actualmente vivimos en un periódo interglaciar, pero estamos a las puertas de una nueva glaciación.
Las glaciaciones cuaternarias
Durante el Terciario se produjo el levantamiento
del Himalaya, el cierre del istmo de Panamá, el enfriamiento y desertización de
las áreas intertropicales, la expansión de las sabanas africanas a expensas de
las selvas tropicales y , finalmente, la acumulación de hielo en la Antártida.
El término Cuaternario fue creado en 1829 por
Desnoyers, para referirse a las formaciones recientes, posteriores al Plioceno.
Las otras formaciones serían la Primarias (granitos y lavas), la Secundarias
(rocas metamórficas) y las Terciarias (estratos consolidados).
El Cuaternario comienza hace 2 millones de años.
Cuaternario y Pleistoceno son términos que se utilizan indistintamente para
referirse a la EDAD DEL HIELO.
El Pleistoceno comienza cuando tiene lugar en la Tierra
la más extensa y fría era glaciar, cuando los homínidos ya poblaban el planeta.
Este cambio climático afectó a los trópicos, sobre todo
a las montañas altas, como el Monte Kenya, el Kilimanjaro y el Ruwenzoris, donde
se acumularon grandes cantidades de hielo. El último máximo glaciar se produjo
hace 21-17.000 años. El hielo cubría 1/3 de la Tierra : en Edimburgo el hielo
alcanzaba los 3 m de altura; el hielo llegaba hasta Normandía y después venía un
pasillo europeo, frío y árido como la tundra, comprendido entre Normandia y los
hielos de los Alpes.
Las glaciaciones alpinas
En 1909 Penck y Brückner observaron en los piedemonte
de las laderas de los Alpes una secuencia de cuatro paquetes de sedimentos, los
cuales representaban cuatro secuencias de peridos fríos, es decir, glaciaciones,
que fueron denominados con el nombre de cuatro pequeños afluentes del Danubio:
Günz, Mindel, Riss y Würm.
Dentro de cada glaciación se incluían momentos puntuales muy
fríos (picos fríos) llamados ESTADIOS, seguidos de fases frías llamadas
INTERESTADIOS. Las glaciaciones se alternan con periódos INTERGLACIARES,
marcados por un clima templado, como el actual. Los interglaciares se detectaron
a través del estudio de los sedimentos arenosos depositados por el vientgo,
llamados LOESS, que cubrían las morrenas glaciares. El último período
interglaciar se llama EEM (los otros post Riss y pre-Würm) y tuvo condiciones
más cálidas que las actuales, con bosques de robles seguidamente reemplazados
por especies más resistentes al frío como los abetos.
En Holanda y Alemánia tambien se conoce a las
glaciaciones con los nombres de Menap, Elster, Saale y Weischel, y los
interglaciares como Cromer, Holstein y Eem. Dentro del interglaciar Cromer se
aprecian otros cuatro períodos más cálidos: Cromer I, II, III y IV. En
Norteamérica se llaman las glaciaciones Nebraskan, Kansan, Illinoisian y
Wisconsian, y los interglaciares: Afton, Yarmouth y Sangamon.
La glaciación más dramática ocurrió entre hace
21-17.000 años, cuando ya no existían Neandertales en Europa, aunque en la
Península Ibérica hizo más frío hace 50.000 años.
Los humanos y el clima
El Holoceno se puede considerar un período interglaciar en el que las condiciones frías no alcanzan nunca los máximos pleistocenos. Sin embargo, de la misma forma que durante los momentos glaciares, el clima no permanece constante sino que presenta oscilaciones. Las oscilaciones climáticas están también asociadas con hechos históricos como las invasiones de pueblos. Veamos una relación de los últimos cambios climáticos:
-Hace 4’5 millones de años aridificación del clima en el Rift Valley: aparición de Ardipithecus ramidus.
-Hace 4 millones de años aumenta la
sequía: aparece Australopithecus anamensis.
-Hace 2’8
m.a. aumenta el frío y la aridez: desaparición de los australopitcos.
-Hace 1’8 m.a. otro
período de frío y aridez: aparición Homo ergaster.
-Hace 1 m.a.
aumenta el calor y la sequía: expansión de Homo ergaster.
-Durante el Holoceno comienza el cambio el 8000 a.C., con la desaparición del gran glaciar escandinavo y de Gran Bretaña, y termina en el 7000 a.C.
- Entre el 4500 y el 4000 a.C. se detectó un nuevo avance glaciar en los Alpes.
- Entre el 4000 y el 3000 a.C. se produjo el óptimo climático postglaciar, en el que las temperaturas son incluso superiores a las actuales.
- Hay avances glaciares entre el 3300 y el 2900 a.C. y el 2700 y el 2300 a.C.
- Otro avance se presentó entre el 1400 y el 1100 a.C., momento en el que los glaciares alpinos alcanzaron su máximo postglaciar, llegando a más de 750 metros por delante de sus cotas actuales.
- Entre el 900 y el 300 a.C. se presentaron dos avances glaciares de dos o tres siglos separados por recalentamiento de siglo y medio.
- Cerca del 400 a.C. se produjo un máximo pluvial.
- Entre el 300 a.C. y el 400 de nuestra era, período de gran estabilidad climática.
- Avance glaciar desde el 400 al 750, que se pone en relación con las invasiones germánicas y del Asia central.
- Un óptimo climático se presentó desde el 750 al 1150.
- Nuevo avance glaciar entre 1150 y 1850, que acabó con los asentamientos vikingos en Groenlandia y permitió la reinstalación de los esquimales.
- Entre 1350 y 1550 un clima de veranos suaves e inviernos tibios favoreció la extensión de la peste que asoló Europa.
- Avanzan los glaciares entre 1550 y 1850 produciéndo la denominada Pequeña Edad Glaciar; uno de los momentos de máximo frío conocidos históricamente.
- Desde 1850 a 1960 un nuevo recalentamiento situó los glaciares en sus dimensiones actuales.
- Desde 1960 se ha vuelto a ver un enfriamiento del clima.
