La historia genética de los peces indica que atravesaron el Gran Cañón hace entre 6 y 5 millones de años
Durante más de 150 años, los científicos han debatido cuándo y cómo el río Colorado se abrió paso por primera vez a través del Gran Cañón.
Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Nuevo México ofrece evidencia de que el río se desarrolló gradualmente de norte a sur hace entre 8 y 4,8 millones de años.
El estudio combina técnicas de datación geológica con genética de peces para reconstruir la antigua historia del río.
En lugar de formarse a través de un único evento catastrófico, los investigadores descubrieron que el río Colorado surgió como una serie de protorríos más pequeños que se fueron uniendo gradualmente a lo largo de aproximadamente 3 millones de años.
Al unirse, estos cursos de agua recogían agua de humedales y afluentes, formando finalmente un río continuo que se extendía desde las Montañas Rocosas, pasando por el Gran Cañón, hasta el Golfo de California.
Imagen: La Formación Bidahochi en Whitecone Peak, en la Reserva Navajo de Arizona, contiene fósiles de peces y granos de sanidina de entre 60 y 40 millones de años de antigüedad, de origen septentrional, dentro de capas de entre 7 y 6 millones de años de antigüedad. Estos depósitos son anteriores a la integración del río Colorado a través del Gran Cañón. Dibujo estratigráfico de Shoemaker et al. 1957; Ma = millones de años; foto de Karl Karlstrom.
Trazando el río con cristales
Para reconstruir esta historia, el equipo de investigación analizó unos 10.000 cristales de arena volcánica de sanidina y descubrió un distintivo conjunto de granos trazadores con una antigüedad de entre 60 y 40 millones de años. Mediante la geocronología de cristales individuales de 40Ar/39Ar, los investigadores rastrearon estos granos a medida que se desplazaban río abajo a través del sistema fluvial en formación.
"Estos granos proceden de las tierras altas volcánicas de Idaho, fueron transportados desde la Formación Brown's Park, cerca de las montañas Uinta en Utah, hasta la Formación Bidahochi en lo que hoy es Arizona, hace entre 8 y 7 millones de años, se desplazaron a través del Gran Cañón hace entre 6 y 5 millones de años y, finalmente, llegaron al Golfo de California hace 4,8 millones de años", dijo Matt Heizler, el geocronólogo del estudio.
La evidencia geológica fue reforzada por una fuente totalmente independiente: el ADN conservado en modernas especies de peces.
Los investigadores sintetizaron décadas de estudios genéticos sobre peces y descubrieron que los datos del reloj molecular coinciden con la cronología revelada por los granos de arena.
Los peces nativos del río Colorado, incluidas las especies de lucio y cacho, divergieron gradualmente de sus ancestros del norte hace aproximadamente 12 millones de años, antes de aparecer en la Formación Bidahochi en Arizona hace entre 7 y 6 millones de años. Su historia genética indica que atravesaron el Gran Cañón hace entre 6 y 5 millones de años.
"Los datos de los granos de arena y de los peces cuentan de forma independiente la misma historia de integración descendente", afirmó Thomas Turner, miembro del equipo de investigación en genética de peces. "Es fascinante combinar la datación geológica con el ADN de los peces, ya que cada técnica valida a la otra de forma independiente".
Imagen: La llegada del proto-río Colorado cerca del Golfo de California hace 4,8 millones de años también fue anunciada por la aparición de granos de sanidina detrítica de 60-40 Ma en depósitos de arena del río Colorado de larga distancia de la Formación Bouse; Ma = millones de años; foto de Ted Grussing.
Un paisaje transformado con el tiempo
Los investigadores proponen que las fuerzas tectónicas transformaron gradualmente el paisaje a lo largo de millones de años. La actividad volcánica asociada al punto caliente de Yellowstone y la deformación en las Montañas Rocosas occidentales inclinaron lentamente la meseta de Colorado hacia el suroeste, en dirección al golfo de California, que se encontraba en proceso de hundimiento.
Al mismo tiempo, procesos localizados del manto crearon cuencas como Brown's Park y Bidahochi que atraparon temporalmente sedimentos (y peces) antes de que el levantamiento permitiera que ambos continuaran río abajo.
El estudio también incorpora datos termocronológicos, que indican que partes del Gran Cañón ya habían sido excavadas parcialmente antes de que se integrara por completo el moderno río Colorado.
Los hallazgos ponen en entredicho las teorías alternativas que atribuyen los orígenes del Gran Cañón a un desbordamiento catastrófico de un lago, a la captura de ríos o a la erosión regresiva.
"Un plazo más largo favorece la hipótesis de fuerzas tectónicas", afirmó el autor principal, Karl Karlstrom. "Es posible que se hayan producido sucesos fluviales de corta duración, como el desbordamiento de lagos o la captura fluvial, pero actualmente no existe evidencia convincente que demuestre si, cuándo o dónde, tales sucesos desempeñaron un significativo papel en los orígenes del Gran Cañón".
Imagen: Estos cuellos volcánicos de Hopi Buttes, de entre 8 y 7 millones de años de antigüedad, situados en Arizona, son manifestaciones de la convección del manto y de la deformación de la superficie que influyeron en la trayectoria y el ritmo de la evolución del proto-río Colorado. Los levantamientos impulsados por el manto terrestre en las Montañas Rocosas provocaron la inclinación de la meseta de Colorado hacia el suroeste y el desarrollo de norte a sur del río Colorado entre 8 y 4,8 millones de años atrás; fotografía de Laura Crossey.
Aún faltan pruebas en un intervalo
Si bien persisten interrogantes, los investigadores afirman que la evidencia geológica y biológica combinada proporciona la explicación más sólida hasta la fecha sobre la evolución del río Colorado.
Los próximos pasos consisten en encontrar pruebas físicas que documenten lo que ocurrió entre 6 y 5 millones de años atrás y cómo interactuaron los eventos superficiales a corto plazo con las fuerzas tectónicas a largo plazo para dar forma a estos espectaculares paisajes.
El estudio titulado "Tectonically driven integration of the 4.8 Ma Colorado River USA tracked with detrital sanidine and fish genetics", ha sido publicado en Nature Communications.
