miércoles, 28 de noviembre de 2012

Geología urbana: Evidencias de vidas pretéritas en la ciudad


Hola amigos,

Hoy quiero daros cuenta del hallazgo de un nuevo 'afloramiento' urbano en Mislata, donde vivo. Se trata del revestimiento de la fachada del edificio en el que está instalada la clínica SERMESA, en la calle del Emparrado. En realidad ya era consciente de su existencia antes de ahora, pero con motivo de la espera asociada a una visita al pediatra tuve ocasión de examinarlo con detenimiento y fue entonces cuando vi que había mucho más de lo que parecía a primera vista.

Se trata de una caliza nummulítica, una auténtica lumaquela formada por la concha de estos organismos unicelulares (sí, unicelulares, a pesar de su tamaño). Además de los restos de organismos encontramos también fragmentos de moluscos bivalvos y de erizos de mar, principalmente radiolas. 

Fachada del edificio. La caliza recubre los paramentos de la planta baja
Si bien el principal componente de la roca son las conchas de nummulites y otros foraminíferos de tamaño milimétrico, también parece haber una pequeña proporción de matriz de grano más fino. El color oscuro de la caliza podría estar asociado a un contenido alto de materia orgánica. No se aprecian estructuras sedimentarias. La textura es, en general, packstone, con una buena selección por tamaños. A continuación un par de detalles del aspecto de la roca:

Detalle del aspecto pulido de la caliza. Se pueden observar distintos foramíníferos : nummulitidos y orbitolínidos, entre otros. También secciones de bivalvos y otros bioclastos.

Otro detalle
Estas calizas grises con nummulites son muy típicas del eoceno de la cuenca del Ebro y se pueden admirar, por ejemplo, en la arquitectura medieval de Gerona. Diría que en este caso se trata de la variedad de piedra ornamental conocida como 'Piedra (o gris) de San Vicente', muy apreciada por su valor estético. Más detalles:

Radiola de un equínoideo (erizo de mar)

Otra radiola

Secciones de las tecas (caparazón) de equínoideos: uno de gran tamaño a la izquierda y otro menor a la derecha. Si bien estos dos ejemplares están completos, lo normal es que sólo veamos fragmentos
Aceptando como hipótesis probable que efectivamente nos encontremos frente a este tipo de roca podemos avanzar algo más. Estos materiales pertenecen a la Formación Collbàs, que se divide en tres cuerpos litológicos. La caliza es el intermedio. Estos bancos nummulíticos se interpretan como barras submareales formadas por acción de corrientes de deriva paralelas al litoral en una plataforma interna protegida con cierto grado de agitación. No está de más recordar que esta cuenca marina formada por la colisión y subsidiencia de la placa Ibérica bajo la Europea (origen de los Pirineos) se configuraba como un pasillo por el que el Atlántico penetraba sobre tierra firme.

Además de los restos corporales de los seres que habitaron en el eoceno medio (hace unos 40 m.a.) también podemos encontrar evidencias de su actividad mientras estaban vivos. La bioturbación se manifiesta de varias formas, desde galerías hasta un aspecto jaspeado característico, asociados en ocasiones a cambios en la textura del material.

Aspecto jaspeado característico provocado por la acción de  los seres vivos que removían el sedimento
La selección del material, lo escaso de la matriz de grano más fino, la fragmentación de las conchas, todo ello son factores compatibles con la interpretación sedimentológica del ambiente de formación de estos depósitos: un medio agitado (aunque quizá no demasiado, ya hemos visto que hay alguna teca de equínoideo completa). Los icnofósiles también apuntan en esta dirección. Encontramos ejemplares propios de la icnofacies skolithos: arenicolites, diplocraterion, ophiomorpha, thalassinoides...Es interesante como en algún caso hay evidencia de que los animales excavaban en un medio poco consolidado, por lo que para evitar el desmoronamiento del pozo hubieron de reforzar las paredes empleando lo que tuviesen a mano (o pata).

Ejemplar de Ophimorpha isp. Fijaos en la sección circular del pozo y en cómo se han empleado foraminíferos de mayor  tamaño para revestir interiormente el pozo. Fijaos también en que, una vez abandonado, el relleno pasivo interior tiene una granulometría similar a al exterior 
Otro ejemplar de galería con un revestimiento interior más sutil que en el ejemplo anterior,  quizá  construido empleando alguna secreción mucosa como pegamento
Otra galería en la que se empleó la fracción más fina para su estabilización. El relleno pasivo interior  permite apreciar el grosor de las paredes
Estas dos galerías tan similares en diámetro son, probablemente, un ejemplar de Arenicolites isp., un domicilio en forma de U típico de gusanos poliquetos
Ejemplar de Diplocraterion isp. (o Rhizocorallium, si su orientación fuese horizontal). Fijaos que, a diferencia que en el caso de Arenicolites, las dos ramas de la U están unidos por lo que se conoce como 'spreite'. En el caso de Diplocraterion, se origina cuando el animal modifica la profundidad de su madriguera para adaptarse a cambios en el entorno
Tuve ocasión de pasar bastante tiempo recorriendo las fachadas (a pesar de las miradas suspicaces de los transeúntes) pero hubiese podido pasar horas en busca de pistas acerca de este entorno desaparecido hace tanto tiempo. Pero, como suele ocurrir en ocasiones, el futuro me reservaba una sorpresa. Menos de una semana después volví a encontrarme con la Piedra de San Vicente, en este caso en una fachada de la calle Alboraya, en Valencia.

Vista del aplacado en la calle Alboraya

En este caso tuve ocasión de fotografiar un varios de detalles interesantes. Por un lado, un guijarro redondeado de tamaño centimétrico que debió llegar gracias a un episodio de mayor energía, quizá una tormenta, y en cualquier caso es una evidencia de la proximidad de tierra. No hay nada parecido en el caso de Mislata pero aquí encontré dos.

Interesantísimo guijarro en la matriz bioclástica
Por otra parte, aquí hay mayor abundancia de fragmentos de conchas de erizos y son de mayor tamaño. 


Teca de un equínido en el que se aprecia la simetría pentarradial de lo que diría que es la región oral

Otro ejemplar. Se aprecian buenos detalles de la estructura de la concha
Nuevamente es fascinante comprobar como en un simple paseo por la ciudad, si sabemos mirar, podemos descubrir evidencias del pasado de la Tierra. Casi podemos ver aquel paisaje desaparecido: los millones de foraminíferos viviendo y muriendo en el fondo de la cuenca, los crustáceos excavando sus galerías en los bancos de las conchas de los anteriores, y los erizos y bivalvos completando la escena. La cuenca marina ya no existe y los animales desaparecieron hace millones de años, pero el legado de aquellos tiempos permanece en nuestras propias viviendas.


PD: Puesto que no soy un experto en piedras ornamentales agradeceré las opiniones que contribuyan a enriquecer el análisis


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lunes, 19 de noviembre de 2012

Reflexiones a cuenta del nacimiento de una nueva vida

Los que seguís este blog de forma habitual sabéis que se nutre fundamentalmente de la materia prima geológica obtenida en salidas de campo y, en ocasiones, encontrada de forma casual mientras me dedico a otras cosas. Sin embargo, a veces también tienen cabida reflexiones en torno a lo que se suele denominar Historia Natural. Éste es el caso de hoy, en el que quiero compartir algunos pensamientos motivados por el nacimiento esta semana de mi segundo hijo.

Naturalmente, no hay nada extraordinario en este caso, más allá del hecho de que se trata de mi propio hijo. La cantidad de seres que nacen a diario en este planeta es inconmesurable, como lo es el número de todos los que alguna vez han existido y ya han muerto. En cualquier caso, uno no deja de sentirse especial cuando uno, tal y como expresó Stephen J. Gould en uno de sus ensayos (lamento no recordar en cual), piensa que se encuentra inmerso en una cadena ininterrumpida de seres vivos que, desde hace más de 3.000 millones de años, han conseguido dejar descendencia antes de morir. Y es exactamente así. En ese tremendo abismo del tiempo ni uno sólo de mis antecesores ha muerto sin engendrar hijos que, a su vez, consiguieron sobrevivir el tiempo suficiente para traer al mundo a sus propios hijos. Y por cierto, tampoco los vuestros.

En este pensamiento se entrelazan dos conceptos fundamentales. Por un lado la idea de permanencia del material genético propio, heredado de nuestros ancestros y traspasado a nuestros sucesores, representando la continuidad. Por otra parte, la noción de la evolución de las formas vivas, evidenciada por el hecho de que cuanto más atrás miramos, más diferentes son nuestros antepasados de nosotros mismos. Continuidad y cambio son dos conceptos aparentemente contradictorios que representan las dos caras de la evolución.

Ocurre en ocasiones que ciertos hechos científicos se asientan en la sociedad como verdades autoevidentes a pesar de que la versión enseñada o presentada al público en general es tan extremadamente simple que no resiste el más mínimo análisis riguroso. Es el caso de la teoría de la evolución por medio de la selección natural de Darwin y Wallace, por ejemplo. El propio Darwin anticipó en El origen de las especies las objeciones que otros científicos (no sólo personajes dogmáticos cegados por convicciones religiosas, como suele creerse) podrían plantear a la teoría. Y procuró dar respuesta a lo largo de las páginas a la mayoría de ellas, siendo consciente de que en algún caso sus argumentos no eran todo lo sólidos que desearía. Sin embargo, las nociones que de esta teoría existen en el común de la sociedad actual  habrían sido demolidas con facilidad ya en el siglo XIX. A este respecto, cabe recordar que la teoría de Darwin y Wallace permaneció en el sótano de la ciencia biológica hasta que el redescubrimiento de las leyes de la herencia de Mendel proporcionaron un mecanismo plausible para la transmisión de los rasgos de padres a hijos.

Otro tanto ocurre con la codificación de la herencia en el ADN. La idea más extendida en torno al desarrollo de un ser vivo es la que equipara el ADN con un conjunto de planos de construcción en los cuales está perfectamente especificado el diseño corporal. Cada diseño requiere un juego de planos específicos. De esta forma, los planos son tanto más diferentes cuanto más diferentes son las criaturas a que pertenecen.

En la realidad, la ontogenia (desarrollo de un ser vivo) es un proceso más parecido a elaborar una receta de cocina. Cuando uno prepara un plato hay que tener en cuenta tanto los ingredientes como sus cantidades, el momento en que se añaden y el proceso mismo de elaboración.

Quizá lo más engañoso del modelo del juego de planos es lo siguiente: un plano sólo contiene la información necesaria para la construcción del objeto al que hace referencia. No hay incoherencias ni información inservible. Nada más alejado de la realidad del ADN. Los proyectos de secuenciación del genoma nos han revelado un hecho sorprendente: una gran parte de la cadena de bases no codifica ninguna proteína (que es, básicamente, lo que hace el ADN). Se ha dado en llamar ADN basura a esa importante fracción aparentemente inútil. Aparentemente. Esa porción no codificante es la principal fuente de variación y la razón misma que permite la evolución. El mecanismo es el siguiente: la mayor parte de las mutaciones de un gen no tendrán más efecto que impedir o alterar la síntesis de la proteína codificada. por tanto, cuando sólo se dispone de una copia de un gen, una alteración del mismo tiene consecuencias fatales para su portador (el equivalente a perder uno de los planos de nuestro proyecto de construcción o, si se prefiere, a modificar al azar una pieza del motor de nuestro coche). Por suerte, es relativamente frecuente que la molécula de ADN experimente alteraciones como copia de fragmentos de la cadena (como el copiar/pegar de un editor de texto). Las nuevas copias de los genes son libres de sufrir mutaciones sin afectar a la síntesis de la proteína original, en tanto se disponga de otra copia funcional. De tanto en tanto, alguna de estas mutaciones puede resultar de utilidad para el organismo en cuestión, lo que redunda en una ventaja competitiva. Las mutaciones que no suponen una ventaja ni una catástrofe son invisibles para la selección natural, acumulándose con el tiempo y pasando a formar parte de la parte no codificante del ADN. Quizá en el amanecer de la vida en la Tierra hubo una competencia entre moléculas autorreplicantes, algunas de las cuales no desperdiciaban energía en el mantenimiento de largas cadenas de información no útil. En tal caso, fueron barridas por otra que, si bien cargaba con esta ineficiencia a corto plazo, tenía la capacidad de evolucionar más rápidamente para adaptarse a cambios en el entorno.

Hasta ahora la variación. ¿Qué hay de la continuidad? Resulta que en el ADN existe un cierto número de genes que regulan aspectos esenciales para la vida. Están relacionados con funciones asociadas al propio funcionamiento de la molécula de ADN: su copia, transcripción, reparación de errores, etc. Son tan críticas estas funciones que estos genes no han cambiado en miles de millones de años, encontrándose en todas las formas de vida de la Tierra como herencia de nuestro último ancestro común. Del mismo modo, el estudio del desarrollo embrionario y sus mecanismos de control genéticos ha revelado otro hecho aún más sorprendente: existe un conjunto de genes que regulan este proceso de desarrollo y que resultan tener una estructura y mecanismos de actuación esencialmente idénticos independientemente del tipo de animal de que se trate. Se trata de los genes HOX, uno de los descubrimientos más espectaculares de la joven ciencia de la Evo-Devo (evolution and development).

De esta forma ambos temas, continuidad y variación, se dan la mano en el terreno de la biología molecular. Me considero terríblemente afortunado de haber vivido en una época en la cual se ha podido resolver por fin el misterio del desarrollo de un ser vivo, incluyéndonos a nosotros, desde el huevo hasta la edad adulta.

Y estos son los pensamientos que quería compartir con vosotros en estos días. En próximos artículos volveremos a la senda habitual de rocas y fósiles aunque, eso sí, con la frecuencia que me permitan mis ampliadas obligaciones paterno-filiales.

NOTA:

En este artículo he esbozado de forma muy ligera cuestiones de gran profundidad y alcance. A continuación os dejo unas recomendaciones para aquellos de vosotros interesados en avanzar en el conocimiento de la biología molecular, la genética y la evolución de mano de científicos que se encuentran en primera línea de batalla. Estos libros se encuentran en mi biblioteca personal y os los aconsejo de todo punto, si es que no los habéis leído ya.

1. Your inner fish. Neil Shubin. Editorial Vintage
2. The making of the fittest. Sean B. Carroll. Editorial Norton


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domingo, 4 de noviembre de 2012

Vallat: ¿Un nuevo misterio en el Cuaternario?

Hace algunas semanas salimos a escalar a un lugar nuevo para nosotros. Se trata de la escuela de Vallat, situada en el término de esta población de Castellón, en las estribaciones de la Sierra de Espadán. Resultó ser un buen lugar para trepar: fresco (bueno si es verano), con variedad de grado y buen equilibrio entre placa y vías de desplome. Sin embargo, ya desde la aproximación, la geología del lugar llama poderosamente la atención y se revela, finalmente, como un pequeño misterio que nos recuerda cuán cambiante es la superficie de este nuestro planeta incluso en periodos relativamente breves (en términos geológicos, claro).

Nuestro grupo se aproxima a la pared. Un frente rocoso de varios cientos de metros de longitud  y una altura que ronda  los 25 - 30 m
Tan pronto llegamos al pie de las vías avanzamos buscando una zona adecuada para acampar. El recorrido no es sencillo y es necesarios trepar y descender en varios puntos. Al tener que prestar atención a donde ponemos las manos y pies pronto llama la atención el tipo de roca: se trata de tufa calcárea, un tipo de roca porosa que tiene su origen en surgencias de agua y entornos fluvio-lacustres. Aunque no los reconozcáis con esta descripción, estoy seguro de que todos, en alguna ocasión, habéis visto este tipo de roca. La siguiente imagen os ayudará a recordar.

Vista general de la pared, formada por depósitos de tufa. Click para ampliar
De forma general, los depósitos de tufa se producen por la modificación del equilibrio químico que mantiene el carbonato cálcico en disolución en el agua, principalmente por la pérdida de dióxido de carbono. La disminución de la cantidad de este gas en el agua provoca la precipitación de los carbonatos. Entre las causas que provocan la pérdida dióxido de carbono están las mecánicas (como la agitación en cascadas) y la actividad metabólica de las plantas, además de otros factores como la temperatura. La porosidad de la tufa se debe a que frecuentemente el carbonato precipita sobre cuerpos como los tallos de las plantas, hojas, etc. Al descomponerse la materia orgánica queda un molde hueco. Sin embargo, existe toda una variedad de facies carbonatadas asociadas a los depósitos de tufa en ambientes fluvio-lacustres y que han sido estudiados por varios autores: depósitos estromatolíticos, detríticos, espeleotemas, etc. e, incluso, una cierta variedad litológica: depósitos de gravas, arenas y limos. Al estudiar las asociaciones de facies es posible deducir el subambiente asociado: cascadas, zonas de flujo rápido, zonas remansadas, barreras vegetales, depósitos de flujos de alta energía (crecidas) y otros. A los interesados en este tema les recomiendo leer el capítulo 3 de la obra 'Carbonates in continental settings'. Este capítulo se denomina 'Fluvial and associated carbonate deposits' y está elaborado por C. Arenas-Abad, M. Vázquez-Urbez, G. Pardo-Tirapu y C- Sancho-Marcén.

Lo verdaderamente sorprendente en este caso es que nunca había escalado en este tipo de roca y la razón está en que se trata de una roca en general muy deleznable y que por tanto no soporta, en condiciones de seguridad, la instalación de anclajes. Esto es especialmente cierto cuanto más jóvenes son los materiales (por ejemplo, de miles o decenas de miles de años). En este caso la escalada es posible, aparentemente, por dos hechos: el primero es la ausencia de materiales siliciclásticos: es decir, no hay niveles de grava o arena. El segundo es que se ha producido una cierta recristalización, lo que en ciertos puntos ha reducido la porosidad de la roca y ha aumentado su cohesión. Pero veamos ya lo que nos cuentan las rocas.

Una vista más cercana del acantilado
¿Qué facies encontramos aquí? Repasemos una a una las evidencias. En la zona en que comenzamos a escalar hallamos evidencias de una cascada de gran desarrollo. En los ríos actuales en los que existe este tipo de procesos es fácil observar la relación entre la vegetación y la evolución física del medio. En un cierto punto restos vegetales forman represas que son cementadas por la precipitación de carbonato cálcico. Con el tiempo constituyen un pequeño salto o represa sobre la que crece nueva vegetación. Algunas de estas plantas cuelgan desde la parte superior y, al constituir núcleos para la precipitación de más carbonato, contribuyen al avance de la coronación de la estructura, a modo de visera. De esta forma aparecen cavidades en las que posteriormente se desarrollan estructuras como estalactitas y otros espeleotemas. Pues bien, esto es exactamente lo que vemos. Fijaos:

Vista de las facies de cascada
Detalle de la zona superior de la cascada. Se aprecian las grandes oquedades y los espeleotemas que se han desarrollado en torno a los tallos de vegetación colgante
Otro detalle de una caverna con espeleotemas. La cuerda a la izquierda sirve de escala
Estos sistemas tienen como característica una gran alternancia lateral de facies. En este caso, simplemente con desplazarnos a la derecha de esta zona encontramos una sección del acantilado más deleznable y que por eso mismo ha sido erosionada preferentemente dando lugar a un abrigo rocoso. La razón está en que en este punto se manifiestan facies de fitoclastos, es decir, un conjunto detrítico integrado por fragmentos de tubos de carbonato que en su momento recubrían los tallos de la vegetación en el propio canal. También hay abundancia de moldes de gran tamaño. Corresponde con zonas de flujo tranquilo o incluso palustres, previas al desarrollo de la cascada o integrantes del relleno del canal en la zona remansada posterior. Hay acumulaciones de impresiones de hojas e, incluso, el molde dejado por un pino con un detalle espectacular de la corteza. Veamos:

Vista de la facies con fitoclastos. En la zona central se distingue perfectamente un molde de un tronco de pino en posición vertical, lo que da una idea de la magnitud del relleno del canal fluvial
Detalle de un molde de tronco de pino. Fijaos en lo bien que se aprecian las irregularidades de la corteza. En la esquina superior izquierda varios fitoclastos

Detalle de una sección con fitoclastos
Nivel con acumulación de moldes de hojas (click para ampliar)
Detalle de impresión de hojas (me atrevería a decir que son hojas de adelfa,  especie típica de este tipo de ambiente)
Una inspección más detallada de la base del acantilado nos permite encontrar otros tipos de facies indicativas de otros subambientes. Por ejemplo, en las zonas de agua remansada se producen acumulaciones de charáceas, con frecuencia inclinadas en el sentido de la corriente.

Acumulación de tallos de charáceas inclinadas en la dirección de la corriente (de izquierda a derecha)
También encontramos facies de estromatolitos planos, asociados a zonas someras de flujo rápido.

Detalle de las facies estromatolíticas
Para terminar el repaso, un detalle correspondiente a la facies de tallos de plantas en posición vertical asociadas a subambientes palustres y de ribera.

Detalle de la facies de tallos en posición vertical, asociada a subambientes palustres y de ribera
Lamentablemente y como me suele pasar, no tuve tiempo para realizar un análisis en detalle del afloramiento.  Pero ya veis que, incluso en el escaso tiempo disponible, es posible encontrar evidencias de un sistema fluvial bastante bien desarrollado. Y la pregunta es, ¿dónde está el misterio? 

Pues la cuestión es que, al menos en mi experiencia, este tipo de depósitos siempre se encuentran muy próximos al cauce que los originó, incluso si se trata de un sistema abandonado. Sin embargo, en este caso, no hay ni rastro de ningún curso de agua próximo.

Ejemplo de un sistema carbonatado fluvio-lacustre actual bien desarrollado. El Corbinet (Cortes de Pallás)
No sólo no hay ningún curso fluvial próximo (activo o seco). Es que el acantilado forma un resalto topográfico, constituyendo una línea elevada con caída a un lado y otro. Esta imagen tomada de Google Earth explica el caso:

Vista satélite de Vallat y el afloramiento (flecha). Fuente: Google Earth
Y el caso es que en Vallat se produce la confluencia de dos ríos: el Mijares y el Villahermosa. Sin embargo, estos cauces están actualmente a una cota aproximadamente 139 m más baja. Por tanto, no hay rastro alguno no sólo de la corriente originaria de estos depósitos, sino que tampoco queda ninguna evidencia del antiguo valle fluvial, que actualmente encontramos convertido en piedra como un relieve invertido. Así pues, estas rocas son la única evidencia del paisaje tal y como era en otro tiempo.

Y así hemos llegado al final de nuestra historia. A modo de despedida, una vista de la localidad de Vallat y el río Mijares.

Vallat y el Mijares
Por cierto, a pesar de lo destacado del acantilado no aparece cartografiado en la hoja correspondiente del mapa geológico de España (MAGNA50) del IGME, apareciendo englobado en los materiales cretácicos subyacentes.

Reconocimientos: gran parte de las fotografías de este artículo fueron tomadas por Álex Duque Rodríguez, compañero de escalada, y su inseparable cámara.

ACTUALIZACIÓN

En una comunicación personal un lector del blog, José Antonio Albelda, señaló que quizá los materiales descritos fuesen más antiguos, sobre todo teniendo en cuenta que tienen la suficiente competencia para permitir la instalación segura de anclajes para escalada. En su opinión podría tratarse de un parche de materiales del Mioceno inferior demasiado pequeño para ser cartografiado a escala 1:50.000. A la vista de los nuevos datos que he encontrado de forma un poco casual, su hipótesis es correcta. Creo que efectivamente se trata de un parche aislado de materiales del Mioceno inferior-medio. Probablemente se trata de la formación Mijares descrita por Paricio en su tesis doctoral en 1986, correspondientes al relleno de la cuenca neógena de Mijares-Sarrión. De forma general se trata de conglomerados que dan paso hacia arriba y lateralmente a los carbonatos fluvio-lacustres  como los que encontré en Vallat. De modo que en realidad, probablemente no se trata de un misterio en el Cuaternario, y a la vista de estos datos, ni siquiera  de un misterio.


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