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» » El misterioso origen microbiano de las montañas


Autor: David Bressan 21 de junio 2012

"Los arquitectos del mundo natural son tan insignificantes como extraordinarios" - Carl Sagan, en "Cosmos - Heaven & Hell"

Después de que los geólogos, finalmente pudieron responder a cómo se formaron los espectaculares picos de dolomitas, las siguientes cuestiones que aparecieron fueron de si la roca dolomita (o dolomía) era un producto primario de la deposición marina, o secundario, debido a la alteración de la piedra caliza común.


Una de las primeras explicaciones fue formulada por el ingeniero de minas italiano, Giovanni Arduino, en 1779, que fotografiando la piedra caliza común (también descubierta en la región de los Dolomitas) observó que reaccionaba con las sustancias químicas disueltas en las soluciones hidrotermales para formar dolomía. Una hipótesis muy popular a lo largo del siglo XIX, supone una contención volcánica que, de hecho, puede ser hallada en algunos casos de afloramientos (aunque desafortunadamente no en todos) de roca dolomita. Una hipótesis alternativa suponía que el agua subterránea se filtraba y se saturaba con magnesio, y esto la hacía reaccionar con la piedra caliza ya depositada. No obstante, esta modificación secundaria de la piedra caliza, por sí misma, no podía explicar las grandes cantidades de roca dolomita encontrada en los Dolomitas y en otras regiones del mundo.

Fig.1. “Esquisse d´une carte geologique de la parte meridionale du Trentino” (1822), por el geólogo Leopold von Buch, que muestra la distribución de la dolomía (azul oscuro, Nº IV) y de la piedra caliza (azul claro, Nº V) en los Dolomitas (imagen de dominio público).

El geólogo estadounidense, James Dwight Dana (1813-1895), estudió los arrecifes y atolones del Pacífico Sur y descubrió que la dolomita se puede encontrar en los sedimentos lacustres de los atolones elevados. Esto fue una observación importante, ya que demostraba las formas de dolomita del agua de mar y sometidas a "bajas" temperaturas tropicales. ¿Podrían, por tanto, las rocas compuestas de dolomitas, haberse formado en el pasado en un medio ambiente y una sedimentación establecida similar?

Una posible respuesta a este problema proviene del estudio de una característica formación rocosa en los Dolomitas, denominada apropiadamente Hauptdolomit, la "dolomía principal". Esta formación fue definida en los Alpes bávaros por el geólogo Von Guembel, en 1857, y se introdujo en la nomenclatura estratigráfica de los Alpes en 1876 por el geólogo Lepsius. La formación Hauptdolomit se encuentra en los Dolomitas, con un desarrollo muy similar a los Alpes calcáreos del norte, los Apeninos, Dinarides y Sicilia.

Fig.2. El Hauptdolomit, con sus características
formas de acantilados, aquí  el Sass dla Crusc
(Hl. Kreuz Kofel), 2.907m
(en algunas localizaciones). La estructura
en capas demuestra que estas rocas
fueron depositadas en lagunas de poca
profundidad, casi sin transporte alguno de
sedimentos antiguos y blandos por las olas
o corrientes.

Durante el Carniano superior y la época Noriana (intervalos de tiempo geológico del Triásico, hacce unos 216,5 a 203,6 millones de años), la zona de los Dolomitas futuros y las otras cordilleras se situaban sobre el área de la plataforma del Mar de Tetis. En las aguas poco profundas de una gran plataforma carbonatada en desarrollo. Las lagunas y los pisos sedimentarios de la plataforma carbonatada del Triásico fueron colonizadas por las algas, bacterias y una comunidad pobre en especies de la fauna de invertebrados, dominada por los gasterópodos y bivalvos. A veces los dinosaurios cruzaban la planicie de este bajo mar y sus huellas se han conservado en algunos lugares de los Dolomitas, una pista de que había islas lo suficientemente grandes como para sostener a estos grandes vertebrados. La parte superior de la Hauptdolomite se caracteriza por el desarrollo de suelos fósiles, lo que refleja una importante caída del nivel del mar. Las condiciones extremas de estas aguas poco profundas continuaron sin interrupción durante millones de años, dando lugar a la deposición de una sucesión de hasta 1.000 metros de espesor de roca dolomita.

Esta reconstrucción parecía encajar con las observaciones de los naturalistas de los arrecifes, atolones y plataformas de carbonato, sólo había un problema: ninguna o sólo alguna formación limitada de dolomita de hoy se observa con dicho entorno. En los mares modernos sólo el aragonito y la calcita son minerales estables y por eso puede formarse directamente por la precipitación del agua. La dolomita se forma sólo a nivel local, en las piscinas de agua caliente y salada. La formación de dolomita inorgánica, por sí sola, es demasiado ineficiente para explicar la importancia de las rocas dolomíticas en el registro estratigráfico.

Sin embargo, los micro-organismos sí que pueden aumentar significativamente la precipitación de dolomita del agua de mar. A principios del siglo XX, los científicos empezaron a experimentar con los microorganismos y la sedimentación. El microbiólogo ruso, Georgi A. Nadson (1867-1940), observó la nucleación de la dolomita en los cultivos de bacterias, y publicaron sus observaciones en 1903, en un artículo titulado “Microorganisms as geological factor” (Los microorganismos como factor geológico). A pesar de los prometedores resultados, las dificultades para observar las bacterias y la formación de los cristales impidió la investigación, y la idea se desvaneció en el olvido durante décadas. Pero el descubrimiento de los tapetes microbianos en las lagunas costeras a lo largo de las costas de Brasil ha proporcionado nuevos impulsos a esta línea de investigación.

Fig.3. Detalle de la Hauptdolomit, una formación
que muestra la estratificación de alfombras
microbianas petrificadas.
Hoy sabemos que muchas  modernas planicies de mar están cubiertas por una comunidad de algas y bacterias. Estos organismos secretan una especie de moco (sustancias poliméricas extracelulares, EPS), que actúan como una trampa de sedimentos y ofrecen condiciones favorables para algunos minerales, formando alfombras microbianas laminadas. También, en la formación de Hauptdolomit, se pueden encontrar los restos fósiles de alfombras similares. La actividad bacteriana parece ser, por lo tanto, un factor importante que explica la deposición de la roca dolomita.

Hay dos formas principales por la que estos organismos pueden contribuir a la formación de minerales. La precipitación biótica controlada, que ocurre cuando los microorganismos controlan la extensión, el tipo y la tasa de formación de los minerales, por ejemplo la forma de las conchas o los elementos del esqueleto. La otra forma es la precipitación inducida biótica, que se produce indirectamente, cuando la presencia de materia orgánica o subproductos del metabolismo (como las EPS) de una forma de vida provoca reacciones químicas y condiciones favorables para la formación de minerales. Un estudio recientemente publicado (Krause et al. 2012) expandió significativamente el rango de formación de dolomía, demostrando que en los sedimentos de las aguas profundas también hay bacterias que pueden inducir la precipitación de dolomita desde el agua de mar.

A pesar de estas perspectivas, todavía quedan muchas preguntas sin respuesta. ¿Por qué existen esas fases en la historia de la tierra cuando la formación de dolomía era tan común? ¿Por qué no se produce hoy, a pesar de la actividad microbiana? ¿Eran controladas estas fases por la evolución de las comunidades microbianas o por los cambios en la química del agua de mar? Y si es así, ¿qué provocó estos drásticos cambios en los océanos del pasado?

Fig.4. La formación Dachstein, es una unidad geológica que cubre el Hauptdolomit, pese a su apariencia y probablemente el establecimiento de una sedimentación similar, está formada por piedra caliza común; hace unos 200 millones de años la precipitación de la dolomita cesó de repente, la causa todavía se desconoce.


- Perfil e imágenes de David Bressan, geólogo independiente interesado en los afloramientos del cuaternario, ​​en la historia y el desarrollo de los conceptos geológicos a través del tiempo.
- Bibliografía:
BERRA, F.; JADOUL, F. & ANELLI, A. (2010): Environmental control on the end of the Dolomia Principale/Hauptdolomit depositional system in the central Alps: Coupling sea-level and climate changes. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 290: 138-150
BOSELLINI, A.; GIANOLLA, P. & STEFANI, M. (2003): Geology of the Dolomites. Episodes, Vol. 26(3): 181-185
LEPSIUS R. (1876) – Einteilung der alpinen Trias und ihr Verhaltnis zur Ausseralpinen. N. Jahrb. Min. Geol. Paleont.: 742- 744
McKENZIE, J.A. & VASCONCELOS, C. (2009): Dolomite Mountains and the origin of the dolomite rock of which they mainly consist: historical developments and new perspectives. Sedimentology 56: 205-219
SCHLAGER, W. & KEIM, L. (2009): Carbonate platforms in the Dolomites area of the Southern Alps – historic perspectives on progress in sedimentology. Sedimentology 56: 191-204
STEFANI, M.; FURIN, S. & GIANOLLA, P. (2010): The changing climate framework and depositional dynamics of Triassic carbonate platforms from the Dolomites. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 290: 43-57
VonGUEMBEL C.W. (1857): Untersuchungen in den bayerischen Alpen zwischen Isar und Salzach. Jahrb. K. K. Geol. Reichsanst., Jahrg. 7, H. I.: 146- 151, Wien

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