Estromatolitos y trombolitos: Fósiles vivientes en Torres del Paine

Estromatolitos y trombolitos: Fósiles vivientes en Torres del Paine

Estromatolitos y trombolitos: Fósiles vivientes en Torres del Paine,
Patagonia.
Marcelo Solari C.
Dr. en Ciencias, Mención Geología
Grupo de Geopatrimonio, Sociedad Geológica de Chile
[email protected]
Claves en el conocimiento futuro y
pasado.
Desde tiempos inmemoriales, los
seres humanos se han preguntado acerca
de su origen y como la vida comenzó y
evolucionó hacia las abundantes formas
de vida que conocemos hoy. Durante la
búsqueda por comprender los orígenes y
evolución de la vida en nuestro planeta,
hemos
encontrado
importantes
evidencias de vida antigua preservadas
como fósiles en las rocas terrestres.
Gracias a la nueva oportunidad que nos
ofrecen los avances tecnológicos de
exploración espacial, nosotros podemos
buscar evidencias de vida en el Sistema
Solar y quizás también fuera de él en
planetas extra-solares. Investigaciones
revelan que en Marte y en las lunas
Galileanas de Júpiter, la volcánica Io y
la gélida Europa, fluidos y gases están
presentes en condiciones físicoquímicas extremas. Estos hallazgos
levantan la posibilidad de la existencia
de vida extraterrestre, para la cual los
mejores candidatos serían bacterias
extremófilas similares a las que se
encuentran en la Tierra.
La Tierra se formó hace
aproximadamente 4500 millones de
años atrás y las primeras formas de vida
fueron células procariontas muy
probablemente similares a las bacterias
primitivas actuales. Una de las primeras
evidencias claves de vidas son fósiles de
comunidades
bacterianas
antiguas
llamados estromatolitos que han sido
fechados en aproximadamente 3400
millones de años. Estromatolitos y
trombolitos son depósitos órganosedimentarios encontrados en mares y
lagos salinos que están formados por
comunidades de bacterias, las cuales
atrapan sedimentos e inducen la
precipitación de minerales. Ellas
difieren en que los estromatolitos
contienen láminas de sedimentos y
minerales formados desde capas de
bacterias, mientras que los trombolitos
están formados por bacterias que
inducen la precipitación de minerales
precipitados sin una estructura lamina.
El ambiente primitivo de la
Tierra durante la era Arqueana (2500 a
3700 millones de años) era extremo.
Los mares carecían de grandes
cantidades de oxígeno y la atmósfera
era caliente, polvorienta, carente de
oxígeno y rica en gases volcánicos
tóxicos. Los estromatolitos formados
por bacterias fotosintéticas se adaptaron
a vivir en los márgenes de los océanos
Arqueanos.
Dichas
bacterias
fotosintéticas capturaron parte del
dióxido carbónico de la atmósfera
primitiva y fueron las responsables
principales de incrementar el oxígeno,
cambiando
de
este
modo
la
composición de la atmósfera y los
océanos en el tiempo geológico. Con el
aumento de oxígeno fue posible la
evolución de las diversas formas de vida
que conocemos en el presente.
La observación de la vida que
habita la Tierra es clave en el
entendimiento de las formas de vida
halladas en el registro fósil y dicho
conocimiento será invaluable si
encontramos vida extraterrestre. El
presente es clave en la comprensión del
pasado y el futuro.
En el mundo existen escasos
lugares donde las microbialitas, como
los estromatolitos y trombolitos, se
desarrollan ampliamente expuestos y
están vivos hoy. Trabajos recientes de
Solari (2010b) y Airo (2010) revelan
que Torres del Paine es uno de los
lugares donde existen estas extrañas
formaciones bacterianas y que ofrece un
sitio de categoría mundial para
investigar el origen de la vida en el
planeta
que
puede
bastamente
incrementar el conocimiento de la vida
en condiciones extremas y por último
ofrecer un nuevo punto de vista dentro
del las posibilidades para la exploración
de vida extraterrestre.
Lago Sarmiento y Laguna
Amarga se encuentran en la Cuenca de
Torres del Paine (Figura 1). Estos
lagos tienen características comunes que
proveen condiciones esenciales para el
desarrollo
de
las
comunidades
microbialiticas: (1) un área que se
encuentra aislada de los cursos de aguas
superficiales, una condición que
previene la disolución por el aporte de
agua desde los ríos; (2) son lagos
cerrados en un área donde la
evaporación es mayor que la
precipitación;(3) las rocas que están
bajo las cuencas pertenecen a la
Formación Cerro Toro, una sucesión
marina Cretácica que provee carbonatos
a los lagos a través del proceso de
lixiviación. Lago Sarmiento y Laguna
Amarga se elevan como una de las
mejores colonias lacustres alrededor del
mundo.
Grandes
colonias
de
Trombolitos están presentes en Lago
Sarmiento, mientras extensas colonias
de estromatolitos viven en Laguna
Amarga (Solari et al., 2010a).
Figura 1: Modelo de
elevación y batimetría
destacando los lagos con
comunidades microbianas y
la posición de las morrenas
(Solari et al, 2010a).
Las colonias de trombolitos de Lago Sarmiento.
Lago Sarmiento posee una profundidad máxima de 312 m. Es un lago alcalino con una
salinidad promedio de 1.9 mg/l, un pH entre 8.3 y 8.7, y una temperatura media
superficial de 6.2°C en invierno y 12.2°C en verano (Campos et al., 1994; Soto et al.,
1994). Colonias de bacterias, hoy sin vida, construyeron edificios de carbonatos
masivos que se observan por sobre el nivel actual de lago (Figura 2), debido al descenso
del nivel lacustre. Similarmente, activas colonias están hoy creciendo bajo la superficie
del espejo de agua. Las colonias poseen una estructura no laminada constituida por
coágulos de carbonatos la cual los clasifica como trombolitos (Airo 2010).
Figura 2: Trombolitos en la costa
sur de Lago Sarmiento.
Importantes cambios en el nivel
del agua de Lago Sarmiento se
evidencian por cuatro terrazas lacustres
(T4, T3, T2 y T1 en la Figura 3) que
descansan sobre los 77 m.s.n.m del
actual nivel del agua. Bajo la terraza T1,
se observan altas y extensas colonias
de trombolitos. Bajo el agua se
observan microbialitas vivas que están
compuestas por conchas de gastrópodos
Figura 3: Ejemplo de terrazas observadas en Lago sarmiento. En el zoom, cada nivel se asocia a
cambios entre las zonas con diferentes colores : café claro (T1a), blanco (T1b), gris (T1c) y café
oscuro (T1d) (Solari et al., 2010 a).
y
cianobacterias
filamentosas
encerradas por calcita. La estructura
coagulada
observada
a
escala
microscópica y macroscópica clasifican
estos depósitos como trombolitos. En
los trombolitos, se observan zonas de
diferentes colores separadas por
contactos nítidos. Los contactos de
colores café claro, blanco, gris y café
oscuro han sido interpretados como el
resultados de cuatro cambios en el nivel
del lago (Solari et al, 2010 a).
Las colonias de estromatolitos de
Laguna Amarga.
La profundidad máxima de Laguna
Amarga es de 4.1 m y su altitud es de 80
m.s.n.m (Campos et al, 1996). El pH
promedio es de 9.1, mientras que la
salinidad y temperatura promedio son
de 26.1 mg/l and 11.7 °C,
respectivamente (Campos et al., 1996).
Las condiciones físco-químicas son el
reflejo de la existencia de comunidades
de
fitoplancton
dominado
por
Cyanophyceae
Aff.Gloescaspa
y
Artemia (Campos et al., 1996).
Siete terrazas lacustres están
presentes a lo largo de las laderas de
Laguna Amarga. El lago recibe aportes
de agua desde vertientes someras, en las
cuales precipitan costras de carbonatos
laminados. La precipitación de las
costras de carbonatos es probablemente
inducida por la desgasificación de CO2,
evidenciada por burbujas de gas en el
agua y pequeños (2-4 mm de diámetro)
respiraderos circulares de carbonatos o
domos sobre la corteza. A lo largo de la
costa oeste se observan grietas de
desecación formadas en depósitos de
limos (Solari et al. 2010).
Un cinturón de sal se desarrolla
a lo largo de casi toda la línea de costa,
con cristales que alcanzan los 0.8 cm.
La composición química de las sales y
análisis de difracción de Rayos X
revelan la presencia de thenardita, pero
la existencia de otras sales no puede ser
descartada (Solari et al. 2010).
La laguna forma el hábitat de
colonias modernas de microbialitas, las
cuales se adosan sobre el fango y arena
del fondo de la laguna y son cubiertas
por unos pocos centímetros de agua.
Figura 4: Entorno a la
colonia principal se
observan estromatolitos
pioneros con formas de
domo. Notar el
estromatolito con forma
de bulbo que sale cerca
de 12 cm por sobre la
colonia.
Los estromatolitos forman una
colonia principal, que se dispone como
un manto coherente que alcanza al
menos 100 m de largo y 20 m de ancho,
con estromatolitos con formas de
bulbos, domos y otros alargados de Este
a Oeste (Figura 4).
Figura 5: Vista y sección de un
estromatolito con forma de domo.
Algunos estromatolitos con
formas de domo son pioneros (Figura 5)
en la generación de nuevas colonias en
otros lugares alrededor de la colonia
principal (Solari et al. 2010).
Los estromatolitos vivos con
forma de domo están compuestos por
una secuencia de láminas blancas y
grises (Figura 6). La capa superior es
una corteza homogénea de carbonatos
con menos de 1 % de sedimentos
(Figura 6 b). En general las capas están
compuestas
por
un
tejido
de
cianobacterias filamentosas rodeadas
por una sustancia gelatinosa (polímeros)
extracelular en la cual precipitan
carbonatos (Figura 7 c). Las capas
grises atrapan y enlazan mayor cantidad
de sedimentos tamaño limos que las
capas blancas, en las cuales se
concentran los carbonatos.
Comúnmente
es
posible
observar la presencia de sedimentos
tamaño arena (Figura 6 d y f) y
raramente, pequeños crustáceos (Figura
7 e). El aragonito es el mineral de
carbonato primario, y la dolomita y
ankerita los minerales de carbonatos
secundarios
detectados.
Diversas
especies de minerales de silicatos
fueron detectados y son asociados a
sedimentos atrapados y adosados (Solari
et al. 2010 b).
Figure 6: Estromatolito del margen este de
Laguna Amarga: a) Sección del
estromatolito; b) Corteza de carbonatos
superficial; c) Cianobacteria filamentosa;
d) Sedimento de arena atrapado; e)
Pequeño crustáceo; f) Sedimento de
carbonato rodeado por cianobacterias
filamentosas (Modificado de Solari et al
2010 a).
Agradecimientos
Mis
más
grandes
agradecimientos a Sir Richard John
Roberts (Premio Nobel de Fisiología y
Medicina el año 1993) y al Dr.
Francisco Hervé (Doctor en Geología y
Miembro de la Academia Chilena de
Ciencias) por la edición del presente
manuscrito de difusión científica.
Referencias
Airo A. 2010. Biotic and abiotic
controls on the morphological and
textural development of modern
microbialites at Lago Sarmiento,
Chile.
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Solari M.A., Hervé F., Le Roux J.P.,
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Paleoclimatic significance of
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Palaeogeography,
Palaeoclimatology, Palaeoecology.
doi:10.1016/j.palaeo.2010.07.016.
Solari M.A., 2010 b. Paleo-termometría
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Parque Nacional Torres del Paine,
Patagonia. Universidad de Chile,
Facultad de Ciencias Físicas y
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Geología. Tesis de Doctorado en
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Soto, D., Campos, H., Steffen, W.,
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The Torres del Paine lake district
(Chilean Patagonia): A case of
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