Glaciaciones y el Registro Fósil

valleyGlacierUna glaciación se define como un período de reducción de temperatura en el clima de la Tierra, que resulta en el establecimiento o expansión de mantos de hielos continentales y polares, y glaciares alpinos.

 

por Ronny Nalin

¿Presenta evidencias el registro geológico de que existieron antiguas edades o eras de hielo? ¿Qué tipo de información sugieren esas inferencias? La respuesta a estas preguntas puede influir en nuestros modelos del clima de la Tierra a lo largo del tiempo, y con toda seguridad puede brindar una perspectiva en la formulación de interpretaciones creacionistas del registro geológico.

 La glaciación del Cenozoico

La Tierra, tal como la vemos hoy, se caracteriza por la presencia de grandes capas de hielo y extensos glaciares alpinos. Sin embargo, hay  amplias evidencias de que el volumen de hielo ha disminuido considerablemente en el pasado relativamente reciente.
Las reconstrucciones convencionales del clima sugieren que el intervalo del Cenozoico, desde el Oligoceno en adelante, fue interrumpido por fluctuaciones periódicas de etapas glaciales e interglaciales que se alternaban1 (Zachos et al., 2001). Muchos (en geología convencional estándar) creen que la extensión máxima de estas glaciaciones (llamada Último Máximo Glacial, LGM en sus siglas en inglés) ocurrió hace unos 19 ka2 (Yokoyama et al., 2000). Durante el LGM, grandes llanuras de hielo cubrieron el Norte de Europa, Canadá, y la parte septentrional de los Estados Unidos y Rusia (CLIPMAP, 1981; Peltier, 1994), y este aumento en el volumen de hielo resultó en el descenso del nivel del mar a aproximadamente 130 metros por debajo del nivel actual (Lambeck et al., 2002).

Evidencias de actividad glacial

El LGM produjo las huellas más accesibles y mejor conservadas de actividad glacial, ofreciendo ejemplos recientes de las características geológicas indicativas de un medio ambiente glacial. Éstos incluyen depósitos de origen glacial, paisajes de origen glacial, estructuras de abrasión y otras evidencias indirectas.
 a) Depósitos de origen glacial
Durante el avance glacial, el sedimento se acumula en los bordes de los glaciares o se deposita en la base de la masa de hielo en circulación. También se depositan sedimentos durante la retirada glacial, cuando el hielo en fusión deja caer su carga sedimentaria, que posteriormente puede ser modificada por la descarga del agua derretida. En general, los depósitos de origen glacial se caracterizan por una mezcla caótica de sedimentos finos y ásperos, que se llama till o, cuando petrifican, tilitas. Otro tipo de depósitos glaciares son los bloques erráticos. Éstos son grandes fragmentos de rocas (de hasta varios metros de diámetro) transportados por glaciares a través de distancias extraordinarias (hasta varios cientos de kilómetros) y abandonados posteriormente después de la fusión del hielo que los transportaba.
Cuando un manto de hielo se extiende más allá del límite de la tierra continental, forma un estante de hielo flotando en la superficie del agua. El derretimiento del estante de hielo provoca su división en numerosos icebergs individuales que pueden recorrer luego cientos de kilómetros antes de derretirse. Estos icebergs podrían contener rocas de gran tamaño que caen en el fondo del mar a medida que el hielo se funde, y de ahí su nombre: bloques erráticos caídos.
b) Paisajes de origen glacial
 Los procesos erosivos y de deposición relacionados con la actividad glacial pueden crear paisajes muy distintivos. En áreas montañosas, por ejemplo, los efectos de la erosión relacionados con los múltiples avances y retiradas de los glaciares alpinos pueden crear valles con un característico perfil en U. Hay otros paisajes típicos de origen glacial menos familiares para el público general pero conocidos por sus nombres propios específicos, tales como drumlins, eskeres, valles en túnel, agujeros de tetera, y kames.
c) Estructuras de abrasión de origen glacial
Los fragmentos de roca atrapados en la base de un glaciar que fluye pueden generar ranuras lineales, a menudo paralelas, en el lecho rocoso, que pueden, utilizarse para reconstruir la dirección de circulación de un glaciar. El lecho rocoso no es el único que puede presentar marcas de abrasión, los mismos fragmentos de roca que se deslizan sobre él presentarán también estas ranuras. El hielo que fluye sobre un substrato duro irregular generalmente redondea las irregularidades formando ondulaciones asimétricas llamadas rocas aborregadas, (del francés roches moutonnées). Con el tiempo la intensiva abrasión nivelará aún más las irregularidades y creará un pavimento estriado re‑ lativamente plano.
d) Evidencias indirectas de glaciación
Las glaciaciones determinan cambios en los sistemas de la Tierra (tal como el descenso del nivel del mar por el almacenamiento del agua en las capas de hielo) que probablemente dejen un rastro en el registro geológico. Por lo tanto, podemos basar las reconstrucciones de las edades de hielo anteriores en las evidencias indirectas de cambio climático (Stokstad, 2001). Estas evidencias inclu­yen diferencias en la abundancia de elementos químicos en los núcleos de hielo, y en sedimentos lacustres y marinos, los marcadores del descenso y aumento en el nivel del mar, y los cambios en el contenido de fósiles.

Glaciaciones antiguas y el registro geológico

 La mayoría de las características arriba descritas relacionadas con la actividad glacial han sido identificadas en los cinco continentes, en diferentes posiciones de la columna estratigráfica, y en sucesiones de capas sedimentarias. Aunque no siempre es fácil datar estas sucesiones, las características similares a las de origen glacial parecen agruparse en cuatro intervalos (además del Cenozoico). Por eso, generalmente se concluye que la Tierra experimentó al menos cuatro períodos importantes de glaciación en el pasado, además de la del Cenozoico (Fig. 1).
Figura 1 COLUMNA ESTRATIFICA: La Tierra experimentó al menos cuatro períodos importantes de glaciación.

Sin embargo, debemos señalar que a diferencia del registro de la glaciación del Cenozoico, las evidencias de edades del hielo más antiguas son menos conclu‑ yentes y dependen de un mayor número de suposiciones. Esto se debe en parte al hecho que los procesos geológicos (como la tectónica de placas) han afectado y modificado el registro de los eventos anteriores, y en parte a la existencia de mecanismos alternativos que pueden producir características análogas a las descritas para un medio ambiente glacial. Con sucesiones más antiguas, donde los datos son más limitados y fragmentarios, puede ser problemático descartar el papel de estos mecanismos alternativos a favor de un escenario de origen glacial. Por ejemplo, se sabe que la sedimentación de los flujos de masa submarinos también produce depósitos parecidos a tilles glaciares (Oard, 1997) y efectivamente se ha propuesto este mecanismo para reexa‑    minar el origen de depósitos anteriormente interpretados como de origen glacial (Arnaud & Eyles, 2002; Rice, 2004; Eyles & Januszczak, 2007). Incluso los bloques caídos, que a menudo son conside‑ rados uno de los indicadores más fiables de procesos glaciales, pueden ser emplazados por mecanismos diferentes al arrastre glaciar, tal como el arrastre vegetativo y los flujos de masa submarinos (Bennet et al., 1996; Donovan & Pickerill, 1997).

Los depósitos de las dos glaciaciones más antiguas, especialmente de la glaciación Neoproterozoica (Fig. 1), plantean un problema adicional en su interpretación climática. Las reconstrucciones paleogeográficas basadas en datos paleomagnéticos (por ej. Kilner et al., 2005) sugieren que parte de estos depósitos estaban ubicados en latitudes tropicales en el momento de su formación. Esto ha llevado a algunos investigadores a formular la hipótesis de una “Tierra Bola de Nieve” Neoproterozoica  completamente cubierta de hielo (Hoffman et al., 1998; Bodiselitsch et al., 2005), un escenario que no es aceptado por otros investigadores (McCall, 2006; Allen & Etienne, 2008).

Implicaciones para los modelos creacionistas

Aunque podemos explicar al menos algunas de las evidencias a favor de glaciaciones anteriores invocando procesos alternativos, las edades de hielo Precámbricas (por ejemplo, las edades de hielo Paleoproterozoicas y Neoproterozoicas, Fig. 1) no están potencialmente en conflicto con los puntos de vista creacionistas de la historia de la Tierra. Es posible que, antes de la creación de la vida, el planeta estuviera al menos parcialmente cubierto por hielo. Se observan condiciones similares en Marte, un planeta del Sistema Solar con capas polares de hielo (Picardi et al., 2005). Por otro lado, ciertos depósitos atribuidos a las glaciaciones Ordovícica y Permo-Carbonífera (Fig. 1) están enmarcados dentro del registro del Paleozoico, donde los sedimentos fosilíferos documentan la existencia de muchas formas de vida en la Tierra durante el mismo plazo de tiempo.
La actividad glacial puede crear paisajes my distintivos como el Valle de Yosemite, en California, USA
Por lo tanto, estas dos edades de hielo son más difíciles de aceptar en los mode‑ los creacionistas de breve cronología, especialmente si se considera que el re‑ gistro de rocas del Paleozoico se depositó durante el diluvio del Génesis.
Independientemente de la datación y la interpretación preferida para los depósitos Paleozoicos similares a los de origen glacial, tanto los geólogos creacio‑ nistas como los no creacionistas están de acuerdo en que el Mesozoico es una parte de la columna estratigráfica sin indicaciones de características de origen glacial (Fig. 1) mientras que el Cenozoico preserva evidencias convincentes de actividad glacial. Esta distribución estratigráfica de depósitos glaciales es compatible con los modelos creacionistas que relacionan los depósitos Mesozoicos con el máximo apogeo del diluvio, y que consideran a los depósitos Cenozoicos como mayormente posteriores al diluvio. No esperaríamos actividad glacial en una etapa avanzada del diluvio, mientras que se puede dar un deterioro climático que condujera a una glaciación en la fase de recuperación posterior al diluvio y extenderse hasta el presente.
Estrías glaciales en Helsinki, Finlandia. Estas estrías se forman por el roce del hielo que transporta otras rocas más pequeñas.

Se cree que la glaciación cenozoica se caracterizó por fluctuaciones cíclicas que pueden ser correlacionadas mundialmente (por ej., Zachos et al., 2001). Los geólogos han explicado estas fluc‑ tuaciones entre las condiciones glaciales e interglaciales como resultantes de variaciones en los parámetros orbitales de la Tierra (por ej. Maslin et al., 1998; Huybers & Wunsch, 2005; Roe, 2006), que ocurren a escalas de tiempo de 100 ka (excentricidad), 40 ka (oblicuidad) y 20 ka (precesión). Estos rangos de tiempo son problemáticos desde la perspectiva de una cronología breve, y los creacionistas tienen una motivación para buscar procesos alternativos que puedan explicar esta señalización cíclica global dentro de una escala de tiempo mucho más breve.

En conclusión, el estudio cuidadoso de estructuras y depósitos modernos de origen glacial es importante para la interpretación de depósitos anteriores semejantes a los de origen glacial. Al mismo tiempo, los creacionistas abordan las evidencias de glaciación en el registro geológico con atención para explorar hipótesis alternativas compatibles con los modelos de cronología breve de la historia de la Tierra.

1Usamos el término “interglacial” para señalar un período cálido con capas de hielo reducidas entre dos períodos fríos con capas de hielo extensas.
2 ka=mil años

Referencias

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