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Una técnica clave para el conocimientode los cambios climáticos del pasado

Análisisde travertinos

Los travertinos del río Guadiela tienen partes compuestas por arrecifes algales.

Ninguno de 105 artesanos, libres oesclavos, que penosamente

laboraban 105 canteras de rocas calizos de 105 mórgenes

del río Tibur en Italia, con el fin de extraer material

para 105 construcciones monumentales de lo Romo Imperial,

llegó oimaginarse que, siglos mós tarde,

lo ciencia emplearía estos mismos materiales para

desvelar cómo fue lo evolución ambiental durante

105 últimos dos millones de años.

TRINIDAD DE TORRES, ETS deIngenieros de Minas de Madrid

E sas piedras. blandas y fácil­mente canterables, que toma­

ron el nombre de su localidad origi­naria -travertino viene de Tibur­tino-o poseen un decorativo bandea­do irregular que. aún hoy. las hacemuy codiciadas como roca orna­mental y las convierte en una de lasprincipales exportaciones italianasde este sector.

El depósito de travertinos. al igualque el de los espelotemas -estalactitas.estalagmitas y coladas- en las cuevas,está controlado por el equilibrio deuna sencilla ecuación química:

En pocas palabras: la roca calizainsoluble, que puede ser de cientosde millones de años de antigüedad.es atacada y disuelta por los agentesatmosféricos en un proceso que sedenomina meteorización química y.como bicarbonato de calcio. trans­portada a través de vías diferentes. Eldescenso del contenido en anhídridocarbónico del agua producirá la pre­cipitación instantánea del carbonatode calcio por descomposición delbicarbonato. invirtiéndose la ecua­ción anteriormente descrita.

Si las aguas se infiltran profunda­mente y salen al exterior por mediode fuentes hidrotermales, en las quese produce la desgasificación, daránlugar a los travertinos de aguascaliente que son típicos del Yellows­tone Park en USA.

Si en condiciones de confinamien­to, tras filtrarse por una fisura.alcanzan un hueco subterráneo natu­ral -cueva- o artificial -mina- dondepasan a circular libremente. genera­rán espelotemas. esencialmente típi­cos de áreas kársticas. También pue­den salir al exterior por medio de unafuente y darán lugar a espectacularesdepósitos de fuente o surgencia,como los que se desarrollan en elnacimiento del río Cuervo en Cuen­ca. En este caso. el aireamiento delas cascadas es un factor que influyenotablemente en la precipitación delcarbonato de calcio.

Los depósitos travertínicos que

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¡¡ 13 e PDS

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¡¡ 18 o PDS

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DatabilidadLos travertinos poseen además laventaja adicional de que son suscep­tibles de ser datados. Es decir. sepuede llegar a conocer su edad (has­ta unos 2 millones de años) pormedio de un amplio abanico de téc­nicas: Carbono-14(I~C). Uranio/TorioCU/Th). Resonancia de Elec­troespín (ESR), Termoluminiscencia(TL) y Racemización de aminoáci­dos (AAR). Podría parecer exagera­da esta obsesión de obtener a ultran­za la edad de los depósitos detravertinos, pero la realidad es que

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Columna estratigráfica de los travertinos de Priego. Se adjuntan las curvas isotópicas del 13Cydel 180, que indican un momento más húmedo ycálido hacia el centro del depósito y una menordisponibilidad de agua hacia el techo.

tao En general, los árboles usan elciclo C-3, en el que se produce unmarcado fraccionamiento del carbo­no-13, que no tiene lugar de formatan acentuada en las plantas herbá­ceas y arbustos de climas áridos,cuya función fotosintética sueleseguir el ciclo C-4. El estudio deesta relación I3C/l1C en los dientesde los mamíferos fósiles da indica­ciones de paleodietas y en el caso delos antropoides marca el paso a laevolución al desaparecer el bosque ytenérselas que arreglar en una pra­dera hostil.

poseen una mayor importancia sonlos que están ligados a masas deagua: ríos O lagos. En los primeros,los travertinos se suelen desarrollaren las desembocaduras de caiíones,donde el cauce se extiende perdiendoprofundidad el curso de agua con laconsiguiente pérdida de gas carbóni­co. En los lagos se produce una pér­dida progresiva del anhídrido carbó­nico disuelto al ser consumido en lafunción clorofílica de organismosunicelulares o superiores que habitanel medio, lo cual también es un fac­tor de importancia en el control delos travertinos fluviales.

Estos materiales se suelen deposi­tar en períodos de clima moderado,es decir templados. No proporciona­rán muchas indicaciones climáticasde los momentos fríos durante loscuajes, estarán sometidos a procesosde erosión -travertinos fluviales- o.al menos. de no depósito -caso detravertinos lacustres-o No obstante,dado que se reparten por toda lasuperficie ibérica, en muchos casoscon desarrollos areales importantes yespesores de decenas de metros, suestudio como indicadores paleoam­bien tales resulta de gran interés. Acontinuación veremos por qué lo sony cómo se descifran las indicacionesque contienen.

De manera general, se puede decirque existen en la atmósfera isótoposestables de dos elementos que pue­den darnos claves sobre estos aspec­tos: el oxígeno-18 (180) Yel carbo­no-13 (13C). El oxígeno-18 serámenos abundante que el isótopo nor­mal (oxígeno- ¡6) en los momentosfríos ya que una fracción muy impor­tante del mismo estará ligada a loshielos permanentes, más extensos, enlos que se producirá un fracciona­miento natural al ser menos pesadala molécula de agua con el isótoponormal, que se evaporará con mayorfacilidad. Este fenómeno se detectóprimeramente en los depósitos oceá­nicos de origen orgánico.

El contenido de isótopo de car­bono está controlado, al menos enforma importante, por la vegetaciónexistente en el medio, ya que se sabeque las planta producen un frac­cionamiento de los isótopos del car­bono distinto según el tipo de plan-

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Los travertinos, cuando están litificados, son rocas de tonos cálidos ydan escarpes abruptos.

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con ello se podrán obtener conoci­mientos de gran utilidad para la pre­dicción de acontecimientos futuros,con cambio global o sin él.

Una de las carencias fundamenta­les con las que se enfrentan todos losque de alguna forma estudian los pro­cesos naturales, radica en la imposibi­lidad de analizar los fenómenos bajopautas de tiempo real: en la mayorparte de los casos no se conocen losintervalos temporales que han trans­currido entre el inicio y la finalizaciónde un fenómeno geológico determina­do. Los travertinos ofrecen la posibili­dad, dado que son susceptibles dedatación, de poder determinar las

velocidades con que se producenfenómenos geológicos determinados:

• En el caso de los travertinoslacustres se puede determinar lavelocidad del descenso de su nivel deagua y de la evolución espacial de sulínea de costa.

• En los travertinos fluviales seráfácil calcular la velocidad de encaja­miento y las velocidades locales deerosión.

• En depósitos individuales, tantode origen fluvial como lacustre, sepodrá llegar a calcular la velocidadde acumulación de sedimentos.

Los travertinos, dadas sus condi­ciones de depósito -medio somero y

aireado-o no resultan ser materialesespecialmente adecuados para lapreservación de restos fósiles, tantoanimales como vegctales. Incluso losrestos microscópicos -pólcnes- noresultan especialmente abundantes.Pese a esta introducción poco pro­metedora, gracias a su enorme velo­cidad de depósito llegan a preservarhuellas de restos orgánicos lábiles:son típicas las plumas de garza delos travertinos del Estany de Banyo­les. Esta enorme velocidad de depó-ita favorece que se mantengan

improntas de hojas de plantas, quese Iitifican antes de se produzca suputrefacción, lo que ha permitidoestablecer, en numerosos puntos dela Península Ibérica cuál era el paisa­je paleobotánico existente y la dafabi­lidad de los travertinos fue de capitalimportancia para situar en sumomento cronológico la flora deter­minada. De mayor enjundia paleon­tológica resultan ser los restos devertebrados. entre los que hay quedestacar por su enorme valor científi­co el resto humano de la mandíbulade Banyoles, que hasta hace unosMíos era el resto humano más anti­guo de España

Estudios en EspañaEl estudio de travertinos en España.gracias el proyecto CEC-FI2W­CT91-0075 Pa/eoclimate revision 01 cli­mate evo/ufion in Wesfern Mediferrane­an Region, que se engloba en el Plande 1+D de ENRESA, junto con lacolaboración del Instituto Tecnológi­co Geominero de España, ha permiti­do a la Unidad Docente de Estratigra­fía y Paleontología de la EscuelaTécnica Superior de Minas deMadrid, emprender un ambiciosoplan de estudios, para el que se hanseleccionado cuatro áreas, sobre lasque se contaba con una documenta­ción previa muy dispar: Estany deBanyoles (Girona), Priego (Cuenca),Río Blanco (Soria) y Ronda (Málaga).

En todos los casos se ha trabaja­do con una metodología similar,aunque cuando se contaba ya contrabajos previos se han omitido lasduplicidades. Dado que el aspectomás importante a conocer de cadadepósito era su edad, este fue objeti­vo primordial. Para ello, primero se

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En muchos casos estas colonias forman películas de carbonato.

El depósito de travertinos está ligado a la acción de hongos, bacterias yalgas. En la microfotografíaaparece una colonia algal de menos de lmm.

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ción Vulcanológica de Canarias(CSIC) y de la Ora. M. Valle de laFacultad de Ciencias Geológicas dela Universidad de Salamanca. Sehan podido datar por arÍlinozona­ción los depósitos traverlínicos obte­niéndose un modelo de evolucióngeomorfológica de la zona, quedifiere de los datos conocidos hastael momento. También se han obteni­do las tendencias generales de evo­lución ambiental a lo largo de cadauno de los depósitos analizados. Enun caso se ha determinado, en partegracias a la palinología, una tenden­cia generalizada a la aridez a techode los depósitos.•

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altas mediante aminozonación.Estos datos, nos han permitido Ile­gal' a definir la velocidad de encaja­miento de los ríos de la zona, cienmetros en un millón de afias, asícomo la velocidad de crecimientovertical de los depósitos de las terra­zas más bajas que es del orden de unmetro cada mil afias. Los análisisisotópicos revelan las tendenciaspaleoclimáticas durante cada episo­dio de sedimentación.

• En la zona de río Blanco, se hacontado con la colaboración delOr.M. Hoyos del Museo Nacionalde Ciencias Naturales de Madrid(CSIC), del Dr. V. Soler de la Esta-

realizaron dataciones relativas, basa- ~

das en el análisis geomorfológico y ~

cartografía de los depósitos superfi- ;ciales, aunadas con el empleo de ~

algunas técnicas indirectas, como el ~paleomagnetismo. Estas datacionesrelativas eran fundamentales a lahora del chequeo de la bondad de lasdataciones numéricas (absolutas).

Las dataciones numéricas se basa­ron en un amplio abanico de méto­dos entre los que destacaban losradiométricos ya contrastados, 14C yU/Th, los de nueva generación, Reso­nancia de Eleetrospín (Electro SpinResonanee Dating), así como otrosde tipo bioquímico como el de Raee­mización de aminoácidos (AminoAcid Razemization Dating), que porprimera vez se ha instalado en Espa­ña, en la ETSI de Minas de Madrid,gracias al contrato 701041, Dotacio­nes de formaciones cuaternarias a par- z Ir:"_~""":lr

tir de aminoácidos, entre E RESA y ! ~!~~,la Fundación General de la Univcrsi- 15

'3dad Politécnica de Madrid. ~

Una vez que las clistintas fonna- ~

ciones se habían situado en el tiempo,se intenta extraer los datos de infor­mación paleoambiental que en ellosse contenía. Para ello se empleabantécnicas puramente geológicas comoanalíticas. Entre las primeras seencuentran la palinología, y los análi­sis de facies y microfacies. En elsegundo grupo se sitúa el análisis deisótopos estables.

A continuación se desglosan algu­nos de los datos más notables que sehan obtenido en las zonas sujetas aestudio:

• En el Estany de Banyoles se haobtenido en colaboración con el Or.R. Juliá del Centre de Ciences de laTerra (CSIC-Barcelona) una exce­lente correlación de la isotopía de lostravertinos lacustres del sondeo deBanyoles y de su palinología, lo quepermite validar el análisis isotópico.También se han realizado análisisisotópicos de depósitos más anti­guos, se ha contado con la colabora­ción del Or. D. Brusi de la Universi­tat de Girona. Se ha calculado laaminocronología de un depósito clá­sico de la zona: la Bóvila Ordis.

• En la zona de Priego se handatado por U/Th las terrazas másinferiores (Or. R. Juliá) y las más

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