Bioestratigrafía

En correlación geológica se realizaron avances exitosos por métodos no paleontológicos en las décadas recientes (e.g., perfiles geoquímicos, límites de parasecuencias, reversiones de magnetopolaridad); no obstante, la mayoría requiere o se beneficia del control por los fósiles asociados, y una vez calibrados por un esquema bioestratigráfico, pueden asumir su papel preponderante en extender la correlación hacia áreas donde los fósiles son escasos y, por ejemplo, se puedan vincular horizontes particularmente valiosos en la geología económica de una comarca, provincia metalogénica o cuenca hidrocarburífera. Esta nueva era en la que se integran métodos de correlación no paleontológicos con la bioestratigrafía de alta resolución dará a luz un marco cronoestratigráfico de precisión sin precedentes para los estudios en geología histórica. En lo que respecta al estado actual de la cronoestratigrafía del Paleozoico inferior, más del 95% de los límites entre sistemas, series y pisos son límites de biozonas basadas en especies guía de conodontes, graptolitos y trilobites que son los grupos taxonómicos que investigan los especialistas del CIGEA. En relación a la cronoestratigrafía del Fanerozoico, los conodontes se mantienen como el grupo fósil que ha contribuido con el mayor porcentaje (> 30%) de límites intra e intersistemas para el establecimiento de la escala del tiempo geológico global. A continuación, se ejemplificará la aplicación de los conodontes y graptolitos a la resolución de problemas geológicos: Los conodontes son microfósiles de composición fosfática, con formas de dientes, que constituían el aparato oral de un grupo de vertebrados extinto con aspecto vermiforme. Los aparatos de conodontes son altamente significativos para estudios evolutivos. Los conodontes son fácilmente  identificables y ocurren en grandes cantidades, durante un extendido lapso, en una variedad de rocas marinas. Estos atributos hacen de estos microfósiles objetos casi ideales para estudios evolutivos. Las singulares propiedades de los conodontes tales como su amplia distribución, abundancia y composición química permiten utilizarlos en la solución de problemas estratigráficos, paleobiológicos, geoquímicos y otros, concernientes a la geología económica. La ubicuidad de los conodontes en casi todos los tipos de ambientes marinos en combinación con su rápida evolución, erigieron a los conodontes como uno de los grupos fósiles más importantes para la bioestratigrafía del Paleozoico y Triásico. Los conodontes, con todos los requisitos de los fósiles guía ideales, son ahora la base para el reconocimiento y correlación de una sucesión de más de 150 biozonas en rocas marinas, desde el Cámbrico Superior al Triásico. Los límites entre las biozonas están basados en cambios evolutivos de secuencias filomorfogenéticas bien controladas, tales como las del Ordovícico y Devónico, con unidades bioestratigráficas cuyos valores de resolución se aproximan a los 300.000 años. La estabilidad química de la apatita, que compone a los conodontes, los proteje de ataques térmicos y químicos extremos. Esto les permite permanecer identificables después de haber padecido procesos metamórficos o metasomáticos de tal grado que hubieran obliterado o destruido a casi cualquier otro fósil. Incluso estos efectos los transforman en indicadores útiles, ya que la temperatura y presión (a la que estuvieron sometidas las rocas que los contienen) es la causa del cambio de color que los torna efectivos termómetros geológicos, empleados, por ejemplo, para determinar el grado de madurez de hidrocarburos o resolver problemas tectónicos. La utilidad práctica de los conodontes como paleotermómetros es muy significativa: Los datos del Índice del Alteración del Color (CAI) pueden ser empleados en la exploración de hidrocarburos para determinar los niveles de madurez térmica (los hidrocarburos maduran y se mantienen líquidos en un rango de temperaturas comprendido entre los 70 y 120ºC, que equivale al del CAI 2) en estratos superficiales y de subsuelo, permitiendo la evaluación del contenido potencial de hidrocarburos en cuencas sedimentarias. Los datos CAI de conodontes también son valiosos en la exploración minera: Se llevaron a cabo exitosos estudios que miden los efectos térmicos de los fluidos mineralizantes, particularmente en yacimientos del tipo estratoligados. Por ejemplo, una muestra alterada por actividad hidrotermal podría contener (dependiendo del tipo de yacimiento) conodontes con CAI entre 6 y 8 o conodontes con valores de 1 a 5 pero con una pátina gris o plateada que indica una oxidación (pérdida) de materia orgánica subsuperficial en los elementos por un breve evento térmico. Los límites del metamorfismo de contacto o de intrusivos hipabisales que podrían hospedar depósitos de cobre porfírico o skarn también pueden ser delimitados utilizando datos CAI. Asimismo, se ha propuesto la búsqueda de pipas kimberlíticas portadoras de diamantes siguiendo trazas de hot spots mediante datos CAI. Es posible interpretar la historia tectónica de una región reconociendo por ejemplo, las profundidades de soterramiento de estratos hoy aflorantes y los distintos eventos y tipos de metamórfismo a través de la paleotermometría de conodontes. Además, al ser la apatita un sistema químicamente cerrado a bajas temperaturas, permite la investigación de los elementos traza de los conodontes, conduciendo así, al conocimiento de la composición isotópica de los océanos antiguos y sus posibles implicaciones. Asimismo, el ambiente químico de algún momento de su historia tafonómica les pudo haber imprimido rasgos que sirven para identificar ciertos tipos de yacimientos minerales. El estudio de los elementos traza de conodontes, aunque incipiente, ya ha revelado su utilidad en interpretaciones paleoambientales. Los elementos de las tierras raras analizados en conodontes (inclusive las relaciones de cerio a lantano), varían entre ambientes depositacionales pero son consistentes entre faunas contemporáneas del mismo ambiente. Esto brinda la posibilidad de emplear a las tierras raras para determinar las relaciones Eh/pH y la procedencia ambiental de las rocas paleozoicas y triásicas. Asimismo, son sugestivos los primeros resultados de la datación radiogénica de los conodontes, que conducirían a la posibilidad de vincular la datación absoluta con la datación relativa basada en los esquemas bioestratigráficos de conodontes. Los estudios dirigidos al análisis de isótopos de estroncio, sobre conodontes no alterados térmicamente del Ordovícico al Triásico, demostraron que las concentraciones de este elemento tienden a decrecer progresivamente en los especímenes más jóvenes. Esto podría indicar un cambio en la composición del agua del mar o una tendencia evolutiva en los componentes de los conodontes. También se determinaron variaciones en las relaciones isotópicas  de neodimio en conodontes ordovícicos y carboníferos, lo cual podría permitir la  reconstrucción de cuencas paleozoicas al considerar que los distintos océanos actuales tienen relaciones diferentes entre sí. El análisis de isótopos de C en conodontes demuestra su utilidad para efectuar correlaciones a escala intercontinental independientemente de los esquemas bioestratigráficos. Por otra parte, el estudio de isótopos de O en conodontes es importante para la determinación de la temperatura del agua en océanos antiguos, información indispensable para reconstrucciones paleoecológicas, paleogeográficas y estudios de diversificación y extinción de la biota a escala global. Los graptolitos son una clase extinguida del Filum Hemichordata constituida por organismos coloniales que habitaron los mares desde el Cámbrico medio al Carbonífero superior. Un grupo, el Orden Graptoloidea (Ordovícico Inferior-Devónico Inferior), es de especial importancia por tratarse de formas pelágicas que experimentaron una rápida evolución y amplia distribución geográfica, aspectos éstos que le confieren su carácter de fósiles guías del Paleozoico inferior. Los graptoloideos permiten efectuar trabajos bioestratigráficos precisos, especialmente durante el Silúrico donde el rango temporal de las especies tiene una media inferior al millón de años. En Argentina, la carta bioestratigráfica confeccionada para el Ordovícico contiene numerosas biozonas. La paleoecología y paleobiogeografía de estos organismos están ligadas a la temperatura del agua (influencia latitudinal), especialmente durante el Ordovícico Inferior y Medio, y a la profundidad y dinámica oceánica que condicionaron el medio en el que ellos vivían. A diferencia de las formas planctónicas, los graptolitos bentónicos (e.g., Orden Dendroidea) permiten conocer aspectos de los fondos marinos, ya que se trata de fósiles de facies. Si bien la principal aplicación de los graptolitos en Geología es la datación de las rocas que los contienen y de los eventos presentes en ellas (e.g., glaciaciones, erupciones volcánicas, transgresiones, regresiones) el estudio de estos fósiles como paleotermómetros (reflectancia y bireflectancia del peridermo) está siendo desarrollado desde hace ya varios años, constituyendo un tema importante a desarrollar en las sucesiones de rocas paleozoicas del territorio argentino. Los estudios sobre bioestratigrafía de alta resolución, en particular, los de conodontes y graptolitos, llevan más de 40 años de desarrollo en la Facultad, habiéndose iniciado en los ámbitos de la Cátedra y el Museo de Paleontología, bajo la dirección del Prof. Dr. Mario A. Hünicken, quien oportunamente introdujera el primer laboratorio de conodontología de Latinoamérica.