Investigadores de la USAL reconstruyen el sorprendente pasado del Mediterráneo
El mar pasó, hace 5,5 millones de años, de ser una gigantesca salina a un gran lago
El catedrático de la Universidad de Salamanca Francisco Javier Sierro participa en un trabajo liderado por Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC) que descifra la transformación del Mediterráneo en una gigantesca salina y posterior gran lago hace 5.5 millones de años. El trabajo publicado en 'Science Advances' desarrolla un modelo que simula la evolución geológica del Mediterráneo con variaciones temporales de lluvia, evaporación, erosión y movimientos de la corteza terrestre.
Los ríos que vierten agua hacia el Mediterráneo como el Nilo, Po, Ródano o Ebro aportan menos agua que la que se evapora cada año. Como consecuencia, si construyéramos una presa en Gibraltar, el nivel del mar Mediterráneo bajaría entre 0.75 y 1 metro por año. Una imagen que recordaría a cuando, hace 5.6 millones atrás, el último estrecho que conectaba el Atlántico con el Mediterráneo se cerró y la bajada del nivel del agua en más de 1 km transformó al Mare Nostrum en una gigantesca salina, un periodo conocido como la Crisis de Salinidad del Messiniense (CSM).
Algunos de los registros sedimentarios extraídos en las campañas de investigación del lecho marino en el Mediterráneo evidencian que el Lago Mare pasó por profundos periodos de sequía e incluso llegó a alcanzar, en ocasiones, volúmenes similares a los previos de su aislamiento del Atlántico. Una paradoja que los científicos se esfuerzan por esclarecer.
En este contexto, Francisco Javier Sierro, catedrático del Departamento de Geología e investigador principal del Grupo de Geociencias Oceánicas de la Universidad de Salamanca, forma parte del trabajo que acaba de ser publicado en la revista Science Advances que elabora un modelo para explicar el proceso de «cómo esa inmensa salina se transformó en un gran lago y la posterior evolución que experimentó hasta que el agua del océano Atlántico invadió de nuevo el Mediterráneo hace 5.33 millones de años», explica Sierro a Comunicación USAL.
Modelizar la evolución de relieve
La Crisis de Salinidad del Messiniense (CSM) fue un breve período de aislamiento del mar Mediterráneo que provocó la precipitación de un millón de kilómetros cúbicos de sal. El desconcertante registro sedimentario formado tras esta deposición «arroja valores contradictorios sobre su grado de desecación», subrayan los autores en su trabajo.
Ha sido ahora, cuando bajo la dirección de Daniel García Castellanos, de Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC), el equipo investigador ha desarrollado un modelo numérico que simula más de 200.000 años de evolución del relieve de esta extensa zona teniendo en cuenta tanto las variaciones temporales de la lluvia, la evaporación y la erosión, como los movimientos verticales de la corteza terrestre.
El modelo reproduce con éxito «los dos registros geológicos y sedimentarios documentados, aparentemente incompatibles entre sí, que irían desde la exposición completa de la mayor parte del fondo marino hasta un escenario con niveles de agua casi completos». Una herramienta que permite ver y comprender la historia geológica del Mediterráneo para ese período, descifrar el insólito escenario reflejado por los testigos oceánicos obtenidos del muestreo sedimentario en el mar profundo.
Lago Paratethys, erosión y flujo de agua
Con el cierre del estrecho y durante más de 200.000 años, el nivel en el Lago Mare oscilaría ostensiblemente, subiendo durante los periodos lluviosos y descendiendo en los periodos secos. Por entonces, el Mediterráneo «dependía solo de la entrada de agua dulce procedente de la lluvia y de la provista por los ríos del centro de Europa y estrechos como el Bósforo. Era sumamente variable y estaba a completa merced del clima y de la entrada del agua procedente del otro lado de los Balcanes», destaca el científico de la USAL al respecto.
En esa época, existía al norte del Mediterráneo un gran lago denominado Paratethys al otro lado de los Alpes y los Balcanes que se ha ido colmatando de sedimentos durante los últimos millones de años, hasta convertirse, hoy día, en la gran llanura europea que se extiende por toda Europa central y oriental, incluyendo parte de Alemania, Austria, Hungría, Rumanía y Ucrania. «Del antiguo Paratethys solo queda hoy el mar Caspio y el mar Negro», apunta.
Según los investigadores, hace 5.5 millones de años, cuando el nivel del Mediterráneo comenzó a bajar como resultado del cierre del último estrecho en la cordillera Bética, se generó un fuerte desnivel entre el nivel descendente del agua en el Mediterráneo y el nivel del agua del Paratethys. Este hecho generaría una fuerza erosiva enorme en los cañones que se formaron en los estrechos que comunicaban el Paratethys y el Mediterráneo que los agrandaría.
Como consecuencia, con unos estrechos más abiertos, «el flujo de agua dulce hacia el mar desde el Paratethys se incrementaría, compensando las pérdidas de agua por evaporación, lo que conduciría a una subida progresiva del nivel en el Mediterráneo hasta alcanzar los 1.300 metros y a un descenso en el Paratethys». Asimismo, durante las etapas más secas, el aumento del desnivel entre ambos incrementaría aún más la erosión, «profundizando y ensanchando esos estrechos».
No obstante, ha sido ahora, cuando utilizando un modelo de evolución del paisaje durante la fase de descenso, limitado por el paleoclima y los balances sedimentarios, el consorcio investigador ha podido demostrar «la propagación de una onda erosiva hacia los continentes circundantes que añadió un aumento gradual del nivel del mar, superpuesto a las oscilaciones climáticas del Mediterráneo». Unos datos que reflejan cómo «esta erosión del agua, junto a los ciclos climáticos, habría generado subidas y bajadas del nivel del Mediterráneo que explican los registros de niveles del mar tan dispares obtenidos en nuestras campañas oceánicas».
Movimientos litosféricos y Mediterráneo
Los movimientos litosféricos a lo largo de la historia de la Tierra han provocado repetidamente el aislamiento de los mares regionales del océano mundial y las acumulaciones masivas de sal. A finales del Mioceno, el mar Mediterráneo quedó encerrado entre las placas tectónicas africana y euroasiática, al cerrarse todas las vías marítimas que lo conectaban con el océano, salvo una.
La grave constricción tectónica, sumada al clima seco de la región, provocó un aumento de la salinidad. Además de en el Mediterráneo, los geólogos también han encontrado depósitos gigantescos de sal de miles de kilómetros cúbicos en Europa, Australia, Siberia, Oriente Medio y otros lugares. Unas acumulaciones de sal que se presentaron como valiosos recursos naturales y han sido explotados desde la antigüedad en minas de todo el mundo (por ejemplo, en la mina de Hallstatt, en Austria, o en la mina de sal de Khewra, en Pakistán).
Asimismo, el reciente trabajo recuerda como la Crisis Salina del Messiniense terminaría abruptamente tras la inundación del Mediterráneo con agua procedente del Atlántico, dejando atrás tres fases bien caracterizadas: aumento de la salinidad; precipitación masiva de yeso y sal; y aislamiento total y la formación de lagos con niveles muy cambiantes. Cabe destacar que, en las provincias de Almería y Málaga, muy cerca del estrecho de Gibraltar, se pueden observar sedimentos lacustres de ese Lago-Mare, objeto de estudio de los alumnos de Geología de la Universidad de Salamanca.
Crisis de ecosistemas
Los resultados obtenidos también ayudan a explicar el impacto sin precedentes que tuvo el periodo sobre los ecosistemas marinos mediterráneos. El cambio en la configuración de los estrechos en el Mediterráneo y la formación del gran depósito de sal provocó bruscas fluctuaciones de salinidad y temperatura generando una gran crisis ecológica.
Precisamente, el consorcio de investigación trabajó previamente en una investigación, publicada por la prestigiosa revista 'Science' que abordó cómo el depósito gigantesco de sal reconfiguró radicalmente la biodiversidad marina. El estudio, que permitió cuantificar cómo afectó a la biota marina la salinización del Mediterráneo, concluyó que sólo el 11% de las especies endémicas sobrevivió a la crisis y que la biodiversidad no se recuperaría hasta al menos otros 1,7 millones de años después.
Las múltiples campañas oceanográficas desarrolladas en el Mediterráneo permiten a los científicos comprender su funcionamiento a lo largo del tiempo, sobre todo, en este período concreto tan crítico para su historia. Asimismo, el análisis de sus sedimentos «nos permite avanzar en el estudio de otros antiguos gigantes salinos del planeta, comprender la función de todos ellos en la evolución geológica de la Tierra y sus ecosistemas», concluye Francisco Javier Sierro.
GIR Geociencias Oceánicas
El Grupo de Geociencias Oceánicas (GGO) de la Universidad de Salamanca se constituye como un grupo de investigación dentro del Departamento de Geología de la Facultad de Ciencias. En 2005 es reconocido como Grupo de Excelencia por la Junta de Castilla y León, al concedérsele un Proyecto de Excelencia, y en 2015 como Unidad de Investigación Consolidada por el mismo organismo.
Gracias al empleo de técnicas micropaleontológicas y biogeoquímicas aplicadas al estudio de testigos oceánicos, el GGO ha centrado su trabajo en estudios sobre cambio climático. Durante los últimos años se ha concentrado en estudios paleoclimáticos y paleoceanográficos del Mediterráneo y Atlántico norte de los últimos 100.000 años, sin olvidar la línea de estudio sobre Atlántico sur y Antártico.
La especialización que ha alcanzado el grupo en este campo ha conducido a que la producción científica de sus miembros se ligue a otras instituciones nacionales e internacionales.
