V. Mecanismos/procesos abióticos

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Tema V. Mecanismos/procesos abióticos relevantes a gran escala.
Procesos tectónicos, climáticos, eustásicos.
V.01- Introducción: ecozonas y tiempo. Ecorregiones y biomas
Las “funciones básicas” de los seres vivos (crecimiento, mantenimiento somático, reproducción)
requieren energía y materiales (nutrientes, otros incluyendo agua) con una disponibilidad temporal
adecuada. La cantidad, y periodicidad con que estos requerimientos pueden ser satisfechos en
diferentes regiones de la superficie del Planeta viene determinada por factores abióticos: altitud (o
profundidad), latitud, insolación, vientos y corrientes marinas. Estas determinan una
“potencialidad” de ocupación. En virtud de sus principales características desde este punto de
vista suelen distinguirse diferentes tipologías climatológicas (ecorregiones) y de comunidades de
seres, sobre todo vegetales, que las ocupan (biomas).
Ecorregiones. Las comunidades de seres vivos se asocian con nueve tipos básicos de clima
denominados ecorregiones o ecozonas.
Medio terrestre:
- Polar y subpolar (ártico, antártico).
- Boreal
- Latitudes medias, húmedo.
- Latitudes medias, árido.
- Zona árida tropical y subtropical.
- Zona mediterránea (o zona subtropical mediterránea).
- Zona tropical estacional
- Zona subtropical húmeda.
- Zona tropical húmeda.
En el medio marino:
- Zona Polar.
- Zona templada.
- Zona tropical.
Biomas. Cada ecorregión aloja comunidades de animales, plantas, y otros organismos,
características, a las que se denomina biomas. El conjunto de biomas representado en una
ecozona del Globo se denomina zonobioma. Generalmente denominados según las
características de las plantas vasculares, no hay nombres equivalentes basados, por ejemplo, en
las comunidades de animales que los habitan. Diversas clasificaciones y terminologías, por
ejemplo:
- Desierto polar
- Tundra
- Taiga / bosques boreales
- Bosque templado de frondosas, de coníferas
- Bosque y matorral esclerófilo mediterráneo
- Bosques tropicales (de latifolios húmedo, de latifolios seco, de coníferas)
- Praderas, sabanas y matorrales (templados, tropicales y subtropicales, de montaña,
inundados)
- Desiertos y formaciones arbustivas xerófilas
- Manglares
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Hay igualmente clasificaciones para las aguas continentales y marinas
Estas condiciones no han sido constantes ni en cantidad ni en distribución a lo largo de la historia
geológica en las masas de tierra emergidas, en gran medida en función de la estructura y
disposición de las masas continentales (deriva continental) y los cambios de clima a nivel global
(incluyendo los períodos glaciales). Ambos están relacionados en cierta medida.
Ambos fenómenos han incidido en la posibilidad de ocupación biótica de las regiones, de dos
maneras: 1- la existencia de condiciones abióticas potencialmente adecuadas o no para cada tipo
de organismo, y 2- la interconexión real entre elementos geográficos que posibilitase su
explotación real por unos u otros organismos; dependiendo de sus posibilidades de dispersión, la
secuencia temporal de los aspectos 1 y 2 ha determinado la historia biótica.
V.02- Deriva continental y tectónica de placas
Relevancia biogeográfica: comparar por ejemplo el mapa de regiones biogeográficas de Wallace y
la forma de las placas (Lomolino et al.: Fig. 8-11 y contraportada).
Precedentes. La idea fue defendida casi sumultáneamente por F.B. Taylor y A.L. Wegener
a principios del Siglo XX (1910-1920), si bien el segundo la documentó y elaboró posteriormente.
Como tal idea, cuenta con antecedentes: el belga (entonces flamenco, 1596) Abraham Ortelius
observa la correspondencia entre las costas atlánticas de Europa, África y América y postula su
separación pasada por terremotos e inundaciones. Benjamin Franklin (1782) y C. Lyell conciben la
corteza terrestre como una estructura de varias piezas que reposan (flotan) sobre un fluido
interior, pudiendo moverse, aunque con forma constante.
Francis B. Taylor (publicaciones 1908-1910) propone un modelo en el que los continentes
son móviles, y sus zonas comprimidas originan montañas y cadenas de islas; atribuye el
fenómeno a fuerzas de rotación y gravitación. El alemán Alfred Lothar Wegener propone los
mecanismos básicos del fenómeno sucesivas ediciones de su trabajo (última ed., 1929),
añadiendo evidencia estratigráfica, paleontológica, etc. La idea tiene escaso eco y es criticada.
Evidencia posterior. Mediados del S. XX tras la Segunda Guerra Mundial, gracias a
diversos avances tecnológicos (sónar, exploración submarina): se acumula evidencia, en especial
sobre la morfología y estructura de los fondos marinos, que apoyan la teoría de Wegener:
- hay crestas (dorsales) y zonas de subducción
- profundidad de las zonas de subducción ("V"), corteza más delgada y menor radiación
calórica
- relativa juventud de las rocas de la llanura abisal
- paleomagnetismo
- evidencia estratigráfica y paleontológica
- evidencia paleoclimática (por ejemplo la orientación de los glaciares australes)
Modelo actual. Un número de placas (actualmente se reconocen 16 principales) de corteza
variable en el tiempo, de tamaño variado (750 km2 - 1.000.000 km2). Su movimiento varía entre
inapreciable, y un máximo de 5 cm/año (Placa del Pacífico).
Modelos alternativos. Hay ideas alternativas, por ejemplo el Modelo Terella (un incremento
progresivo del volumen del Planeta explicaría la progresiva separación de continentes), pero la
evidencia apoya mayoritariamente la deriva continental.
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V.02.01- Breve historia tectónica de la Tierra (pero que muy breve; las fechas no están
garantizadas. Detalles p. ej. en Lomolino et al., Fig. 8.15, Cox & Moore: capítulo 6. Ver
animaciones de Paleomap Proyect: www.scotese.com >> animations).
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Precámbrico (-660 MA), un único continente (Pangea) y un gran océano (Panthalassa).
Cámbrico, Silúrico (-500/-400 MA), se individualizan tierras emergidas correspondientes a
los actuales paleártico + neártico (Laurasia) de un gran continente austral (Gondwana).
Triásico, Jurásico (-240/-180 MA). Vuelven a coalescer (+/-) en una masa principal, para
posteriormente (-170/-80 MA) separarse los bloques septentrional (Laurasia) del meridional
por un corredor marino desarrollado a partir del Mar de Tethys.
La placa India y Madagascar se separan del bloque de Gondwana. Aproximadamente -100
MA se separan las regiones Neotropical y Etiópica.
Paleoceno-Oligoceno (-60/-30 MA). Se individualiza la placa Australiana, y la placa India
contacta con la Paleártica (la colisión origina la cordillera del Himalaya (hacia -60? MA). Se
individualizan las regiones Neártica y Paleártica.
Hacia -30 MA la Antártida queda aislada del resto de bloques de la antigua Gondwana.
Mioceno y posterior (-30/0 MA). La placa Australiana acaba aproximándose a la Paleártica.
Se conforma el Mediterráneo (ver más abajo).
La brecha entre las regiones actuales Neártica y Neotropical, jalonada primero por un
archipiélago, se cierra mediante un puente (-3 MA).
¿El futuro?
V.02.02- Aspectos particulares
El Mediterráneo. A mediados del Paleógeno (-35 MA) los bloques de África + Arabia contactan
con el Eurasia desde el sur, cerrando el mar de Tethys por oriente; queda luego dividido
(principios del Mioceno, -20/-24 MA). Finalmente se cierra el "Estrecho de Gibraltar" (corillera
Bético-Rifeña) creando un mar interior de mayor salinidad (-6/-5 MA, Messiniense). El contacto
con el Atlántico se restablece en el Plioceno (-5 MA) por rotura del macizo Bético-Rifeño. Se
discute la duración del aislamiento, que pudo durar 1 millón de años.
Hotspots. Cadenas de islas volcánicas que no coinciden con dorsales. Puntos débiles o más
delgados del manto, por los que el magma emerge a la superficie atravesando la corteza del fondo
marino, y se desplazan con el tiempo dando lugar a archipiélagos (por ejemplo las Hawaii, las
Canarias).
V.02.03- Deriva continental: consecuencias en el clima
La configuración de las masas de tierra emergidas impacta en el clima y su distribución en el
planeta, originando períodos glaciales y cambios en el nivel del mar (por ejemplo glaciaciones en
momentos del Ordovícico, Silúrico, Devónico y Triásico en al menos parte del planeta, además de
los cerca de 20 episodios del Neógeno):
• Nivel del mar (relativo) y corrientes marinas
• Vientos
• Distribución latitudinal de las masas de tierra emergidas (prácticamente se ha invertido
entre el Silúrico y el presente)
• Forma de las masas de tierra (muy anchas: aridez en el interior)
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V.03- Glaciaciones
V.03.01- Causas
o
o
Deriva continental: además de otros factores (a continuación), la deriva de los continentes;
las masas grandes de tierra emergida cerca de los polos favorece la acumulación de agua
en forma de hielo. Desciende el nivel de los océanos, tierras ecuatoriales generalmente
con clima más árido.
Generales (y Pleistoceno). Cambios en aspectos de la órbita y rotación terrestres que
afectan a la cantidad de radiación solar: Ciclos de Milankovitch (Milultin Milakovitch, 18791958; astrofísico Serbio), tres variables:
Excentricidad de la órbita terrestre. Varía excentricidad cada 100.000 años, entre una
órbita practicamente circular (0.0005) a otra elíptica (0.067). Muy relacionada con las
glaciaciones, pese a que en teoría es menos importante que la oblicuidad.
Oblicuidad (inclinación del eje). Oscila (entre 22,1º y 24,5º) cada 41.000 años.
Orientación del eje polar de la Tierra (precesión, precesión de los equinoccios). El polo
Norte apunta a la Estrella Polar (Polaris, de la Osa Menor, actualmente) o a Vega
(constelación de Lira), alternativamente cada 22.000 años (o 25.780 años, según
fuentes, a este período se le denomina el “año platónico”). El eje de la Tierra gira
lentamente siguiendo un ángulo de 46º respecto a la eclíptica (la línea por donde
transcurre el sol visto desde la Tierra, durante un año).
Predecibilidad: Detalles complicados, por ejemplo por los efectos de retroalimentación: propician
que los ciclos glaciares tengan inicios y finales relativamente abruptos:
- El hielo formado aumenta la reflectancia (albedo), acelerando el enfriamiento
- Los gases (vapor de agua, metano, anhídrido carbónico) aumentan en el deshielo,
acelerando el calentamiento.
Otros factores, por ejemplo tras la última glaciación (12.000-13.000 AP) el deshielo
aumentó el flujo de agua dulce al Océano Atlántico. La circulación oceánica se frenó, impidiendo
la llegada de agua templada a las costas del norte de Europa: la región del Atlántico Norte volvió a
enfriarse. Cuando los aportes de agua dulce se redujeron, la circulación oceánica se reanudó, con
un rápido (en términos geológicos) aumento de la temperatura al llegar a las costas europeas el
agua templada de los trópicos.
V.03.02- Efectos de las glaciaciones (aparte del descenso de la temperatura media global)
1- Desplazamiento latitudinal y altitudinal de las regiones climáticas.
2- Aridificación de regiones terrestres tropicales.
3- Descenso del nivel de los mares: permite puentes terrestres en zonas antes inundadas, al
tiempo que divide cuencas oceánicas o partes de las mismas.
Eustasia: variación del nivel del mar debida al cambio de volumen del agua en estado
líquido en la superficie del planeta. Al contrario, isostasia supone cambios en la altura de
estructuras geológicas (y por tanto su relación con el nivel del mar) por cambios en su
altitud real debido a movimientos tectónicos. El nivel de los mares (globalmente) ha
variado, como se ha visto, alcanzando sus niveles mínimos hace 20/25 MA (transición
Oligoceno/Mioceno), y en el período más reciente. Es interesante hacer notar que en la
actualidad muestra uno de sus niveles más bajos.
Durante aprox. el último millón de años un máximo cada 100.000 años, con períodos interglaciales
intercalados de una duración de unos 10.000 años. Las épocas fías han sido, comparativamente,
más duraderas. Según todos los indicios, vivimos el final de un periodo interglacial. En definitiva,
las glaciaciones imponen por un lado condiciones adversas que propician cambios climáticos, y
por otro aparición y desaparición de puentes y conexiones que favorecen el aislamiento o la
conexión entre poblaciones y biotas (intercambio biótico y vicarianza), la migración, extinción,
especiación.
Refugios. Zonas libres de los efectos más severos de la glaciación (sin capa permanente de hielo,
clima suave o templado), en posición meridional o septentrional según el hemisferio. Actuaron
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como reservorios de especies desplazadas desde latitudes frías, desde las cuales tales especies
pudieron recolonizar territorios más amplios en el siguiente interglacial. En Europa, los principales
refugios se ubicaron en las penínsulas meridionales, incluyendo la Ibérica (aspecto importante en
la explicación de la distribución actual de los seres vivos en esta zona).
Nunataks. Áreas no cubiertas por el hielo, pero dentro de la periferia de las áreas glaciares, que
mantuvieron condiciones adecuadas para las plantas y animales en virtud de su orientación u
orografía (por ejemplo, laderas de montañas con exposición meridional -en el norte- destacando
sobre los glaciares, franjas costeras con acantilados que representaron estrechos corredores no
helados). Actuaron como islas.
Las glaciaciones más recientes, coincidentes con partes de la prehistoria humana, se denominan
a veces "glaciaciones antropológicas", por haber permitido a H. sapiens la colonización de nuevas
áreas, principalmente el continente americano, empleando los puentes terrestres: Donau
(2.000.000 años AP), Günz (1.000.000 años AP), Mindel (400.000 años AP), Riss (150.000 años
AP) y Würm (aprox. 100.000 a 12.000 años AP).
V.04- El nivel del mar. Como se vio anteriormente, los cambios debidos a la alteración del
volumen de agua oceánica pueden denominarse eustásicos, y suelen ser consecuencia de
fenómenos climáticos (glaciaciones) o tectónicos. Sus consecuencias (ya comentadas) son
importantes desde el punto de vista de la interconexión de zonas, pero también por que a su vez
influyen en la temperatura, régimen de vientos, etc.
V.05- Otros. Los cambios a gran escala (V.02-V.05) admiten cambios locales que pueden ser
igualmente importantes: régimen de heladas y precipitaciones, escorrentía, erosión, régimen
hídrico, relacionados por ejemplo con la exposición y la pendiente. Factores edáficos y otros.
El fotoperíodo es un ejemplo de "constante" característica de la latitud; es empleado por muchos
seres vivos como señal estacional, por lo que los grandes desplazamientos latitudinales pueden
tener efectos impredecibles si operan en tiempos cortos.
Cuestiones
1- Explicar la diferencia entre ecorregión y bioma
2- Enumerar las nueve principales ecorregiones o ecozonas terrestres
3- Exponer tres evidencias en defensa de la teoría de Wegener
4- Enumerar las consecuencias climáticas de la deriva continental
5- Exponer la secuencia de individualización de los actuales componentes derivados de la antigua
Gondwana
6- ¿Qué es la “crisis messiniense”?
7- Enumerar y explicar brevemente los ciclos de Milankovitch
8- ¿Qué es "variación eustásica"?
9- ¿Cuándo, aproximadamente, puede datarse el final del Würm?