Isótopos de estroncio muestran cómo evolucionaron los ambientes costeros en la antigüedad
Las proporciones de isótopos de estroncio en dientes de tiburón fósiles se pueden utilizar para comprender mejor cómo evolucionaron los ambientes costeros en la antigüedad, según un reciente trabajo de la Universidad de Florida.
"Como paleontólogos del Museo de Historia Natural de Florida, estamos interesados en comprender los ambientes antiguos de Florida", dicen Stephanie Killingsworth y Bruce J. MacFadden.
Su estudio fue uno de los primeros en datar depósitos costeros de Florida utilizando dientes de tiburón fósiles y una técnica que analiza las variaciones del estroncio oceánico. El estroncio es un elemento químico que se encuentra de forma natural en las rocas, el suelo y el agua.
Los valores de estroncio oceánico cambian con el tiempo, lo que hace que la medición de los niveles de este elemento químico sea un sistema global único para determinar la edad de depósitos de rocas sedimentarias costeras similares en todo el mundo.
Los cambios en las proporciones de isótopos de estroncio tienen múltiples causas. La erosión de la tierra deposita estroncio en los océanos, mientras que la vida marina productora de carbonato produce y libera estroncio al construir sus esqueletos. El estroncio también es liberado por los respiraderos de aguas profundas.
El geoquímico Donald DePaolo y el geólogo B. Lynn Ingram descubrieron variaciones en el estroncio oceánico al examinar las proporciones de isótopos de estroncio en sedimentos marinos, incluidos fósiles. Los niveles de isótopos de estroncio en los sedimentos marinos proporcionan una "sello de tiempo" que se correlaciona con el valor de estroncio del agua de mar en ese momento.
Estos datos permitieron a los científicos trazar un mapa de las proporciones de isótopos de estroncio en el agua de mar a lo largo del tiempo. Esta curva global de estroncio en el agua de mar se correlaciona con la escala de tiempo geológica. Los científicos utilizan la curva para reconstruir la química oceánica y las condiciones climáticas del pasado, así como la edad de los moluscos y otros fósiles marinos productores de conchas.
Imagen: Al analizar los niveles de estroncio en los dientes fosilizados de tiburón, los científicos pueden determinar la edad del fósil y obtener nuevos conocimientos sobre la historia de la zona donde se encontraron los dientes. FLMNH/Jeff Gage
Por qué es importante
Datar correctamente los sitios antiguos es fundamental para comprender cómo la Tierra y sus criaturas vivientes evolucionaron a lo largo del tiempo.
Sin embargo, históricamente, la datación por estroncio, si bien es confiable, tenía limitaciones.
Por ejemplo, funciona mejor en entornos totalmente marinos y es difícil de usar en yacimientos de fósiles a lo largo de las costas. Esto se debe a que los valores de estroncio pueden verse influenciados por sedimentos terrestres y ríos de agua dulce.
Además, el material utilizado para la datación por estroncio no debe haber sufrido cambios físicos y químicos considerables durante la fosilización, la preservación de seres vivos del pasado. Cualquier alteración química importante del fósil puede afectar el valor del estroncio y dar una fecha inexacta.
Este estudio muestra que los dientes fósiles de tiburón son más resistentes a este tipo de cambios debido a su superficie exterior similar al esmalte.
Sorprendentemente, los dientes fosilizados de tiburón también son increíblemente abundantes. Los tiburones dominaron los océanos de la Tierra durante 400 millones de años y cada individuo desarrolla y pierde miles de dientes a lo largo de su vida.
Imagen: Stephanie Killingsworth, a la izquierda, y Bruce MacFadden, a la derecha, recogen especímenes fosilizados en el yacimiento de fósiles de Montbrook, en el condado de Levy, Florida. Crédito de la imagen: FLMNH/Jeff Gage
Cómo se hizo este trabajo
Los yacimientos de fósiles de Florida son únicos porque poseen algunos de los sedimentos fósiles más ricos de épocas importantes de la historia geológica. Estos yacimientos pueden ayudarnos a comprender los cambios en el clima, la vegetación y los niveles del mar a lo largo del tiempo.
El Museo de Historia Natural de Florida tiene una colección de más de 115.000 especímenes de dientes de tiburón sólo de Florida.
Para realizar nuestro estudio, se seleccionaron especímenes de dientes de tiburón de dos importantes yacimientos de fósiles del período Neógeno en Florida. El Neógeno, que abarca desde hace 2,6 a 23,5 millones de años, fue una época de enormes cambios en la biodiversidad debido al cambio climático.
Se analizó el estroncio presente en muestras en polvo recogidas raspando una fina capa de las superficies de los dientes. La edad de los dientes ayudó a esclarecer la edad de los yacimientos fósiles donde fueron recogidos. Estos datos permitieron calibrar y diferenciar las edades de los dos sitios, Montbrook y Palmetto Fauna Bone Valley, en aproximadamente 600.000 años.
Antes de este estudio, los científicos podían estimar la edad de los yacimientos basándose únicamente en fósiles de mamíferos. Se pensaba que los yacimientos tenían la misma edad. Este trabajo proporciona una fecha más precisa.
Imagen derecha: Durante el Gran Intercambio Biótico Americano, los animales del norte (representados en verde) migraron al sur, mientras que los animales del sur (representados en azul) migraron al norte. Wikipedia
Estas edades ofrecen nuevos conocimientos sobre lo que ocurrió en la región sureste de América del Norte, hace unos 5 a 6 millones de años. Las calibraciones de edad revisadas coinciden con eventos globales, incluidas importantes fluctuaciones del nivel del mar y el Gran Intercambio Biótico Americano: la migración de mamíferos terrestres entre América del Norte y América del Sur después de la formación del Istmo de Panamá hace 4 a 5 millones de años.
Por ejemplo, debido a que ciertas especies de perezosos terrestres no se encuentran en el sitio de Montbrook (5,85 millones de años) pero sí en el sitio de Palmetto Fauna Bone Valley (5,22 millones de años), esto sugiere que la inmigración de perezosos terrestres a América del Norte ocurrió entre estas dos fechas.
El estudio se ha publicado en Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology: Marine strontium isotopes preserved in fossil shark teeth calibrate Neogene land mammal evolution
