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Geocronología del Cuaternario

La historia geológica de la Tierra se divide en cuatro grandes eones: Hádico (4600 millones de años), Arcaico (3500 millones de años), Proterozoico (2500 millones de años) y Fanerozoico (543 millones de años).

El eón Fanerozoico comenzó hace 543 millones de años, y es en el que aparecen los animales que formaron exoesqueletos y endoesqueletos. A su vez, el Fanerozoico se divide en tres grandes eras: el Paleozoico, el Mesozoico (la era de los dinosaurios) y el Cenozoico, el cual se inició hace unos 66 millones de años tras la extinción de los dinosaurios a causa de los cambios ambientales provocados por el impacto de un meteorito. 

Durante el Cenozoico los mamíferos se van a diversificar constituyendo "nuevas faunas" que se extenderán durante esta era, la cual se divide en tres períodos: Paleógeno (65,5 millones de años), el Neógeno (23 millones de años) y el Cuaternario (2,5 millones de años hasta la actualidad).

Así pues llegamos al período Cuaternario, que se caracteriza principalmente por la sucesión de numerosas variaciones climáticas, alternando épocas frías y secas (glaciales) con otras cálidas y húmedas (interglaciales), y por la ser la época en la que se culmina el proceso de evolución humana con la aparición de varias especies de seres humanos que se propagarán por el planeta, entre ellas nosotros Homo sapiens.

El estudio de la climatología durante el Cuaternario es muy interesante y necesario para la mejor comprensión de los movimientos de población y la forma de vida de los seres humanos del pasado. Los seres humanos, al igual que el resto de los animales, tenían que adaptarse y adoptar soluciones como respuesta a los cambios climáticos, que a su vez conllevaban cambios en los distintos ecosistemas.

A principios del siglo XX las primeras periodizaciones (cronología alpina) que se hicieron del Cuaternario estaban basadas en criterios climáticos en base a cuatro períodos muy fríos en los que los grandes glaciares alpinos avanzaron hacia cotas más bajas; en principio estas cuatro glaciaciones se denominaron con nombres de ríos alpinos (Günz, Mindel, Riss y Würm), aunque después se añadieron otras dos (Donau y Biber); entre cada una de estas fases hay períodos de retroceso de los frentes glaciares que dan lugar a épocas más cálidas o Interglaciales conocidos como Gunz-Mindel (Cromer), Mindel-Riss (Holstein), y Riss-Würm (también llamado Eemiense).

Las glaciaciones "clásicas" tienen sus equivalentes en el norte de Europa, Rusia y el continente americano; al mismo tiempo, los períodos glaciales no se dan en zonas más cercanas a regiones tropicales, alejadas de los casquetes glaciares, como pueden ser el continente africano, la periferia meridional mediterránea, Anatolia o zonas meridionales de América del sur, zonas en las que se dan períodos pluviales o húmedos, relacionados con las fases glaciales, que se alternan con fases áridas o interpluviales, asociadas a las fases interglaciales del continente europeo. En estos períodos pluviales se formaron extensas sabanas herbáceas y la presencia de diversas especies de fauna; zonas desérticas actuales como el Sahara eran zonas con abundante vegetación con una variada población animal.



En la actualidad esta terminología de glaciares e interglaciares para establecer un marco climático-cronológico del Cuaternario ha sido sustituida por los denominados Estadios Isotópicos Marinos (MIS) o Estadios Isotópicos del Oxígeno (OIS).

Se han establecido escalas muy precisas de los cambios en las temperaturas marinas y atmosféricas a partir de la curva de variación de los isótopos del oxígeno. A través del estudio de las conchas de foraminíferos depositados en los sedimentos del fondo del mar, y de los casquetes glaciares, se han podido detectar los cambios de temperatura de los últimos 2.6 millones de años, definidos en 106 estadios isotópicos de los cuales 103 corresponden al período Cuaternario (MIS 1 - 103 ).

¿Cómo se han definido estos estadios a partir del análisis de los exoesqueletos (conchas) de los foraminíferos y de las capas de hielo?

El agua del océano que está constituida por los isótopos pesados del oxígeno (18 O) es más difícil que se evapore que las moléculas de agua constituidas por los isótopos ligeros ( 16 O), por lo que cuando se dan precipitaciones en forma de nieve significa que el agua atmosférica está formada en mayor parte por isótopos ligeros del oxígeno. En base a esta correlación, sabemos que en los períodos fríos o glaciales el agua oceánica acumula más oxígeno pesado (se aprecia una mayor concentración de 18 O al estudiar las conchas de los foraminíferos) mientras que las capas de hielo se enriquecen en oxígeno ligero (16 O); por el contrario, en los períodos cálidos o interglaciales disminuye la proporción de oxígeno pesado en los foraminíferos mientras que aumenta en las capas de hielo.

Los foraminíferos están muy especializados y adaptados a las condiciones medioambientales en las que viven, de tal modo que ante cualquier cambio climático (enfriamiento o calentamiento del agua) estas especies de moluscos tienen que emigrar o mueren; al morir el hábitat es poblado por otros foraminíferos adaptados a las nuevas condiciones. Los restos de los foraminíferos muertos descienden por gravedad al lecho marino, dando lugar a una serie estratigráfíca de diferentes especies que se van sucediendo a lo largo del tiempo.

De esta forma, al analizar la proporción de oxígeno pesado en las conchas de estos moluscos que pertenecen a una serie estratigráfica determinada, sabemos si esta serie se corresponde a una época fría o templada.


En base a este sistema, se ha establecido una cronología con nomenclatura alfanumérica que designa a los estadios con la nota MIS/OIS seguida de un número, que será par para los estadios fríos (épocas glaciales) e impar para los estadios templados o cálidos (interglaciales). La excepción es el MIS 3, que a pesar de ser impar representa un interestadio dentro de la glaciación Würm. 



Los estadios presentan a su vez una serie de variaciones climáticas ,ya sean frías o más templadas, que reciben el nombre de interestadios, representados con el número de su estadio más una letra minúscula. Un interestadio dentro de un estadio par significaría que dentro de una época glacial o muy fría habría un período en el que el clima sería un poco más llevadero o templado, mientras que un interestadio dentro de un estadio impar querría decirnos que dentro de una época templada habría existido algún episodio de frío. Como ejemplo podemos ver el caso del estadio MIS 5, cuya base el 5e sería el interglaciar Eemiense y el resto d,c,b,a significarían las fases más tempranas de la glaciación Würm.




A modo de resumen, la temperatura de los últimos 640.000 años queda configurada de la siguiente forma:

MIS-OIS 1: Se corresponde con  el Holoceno, desde hace unos 11 mil años hasta la actualidad. Un período cálido o interglaciar.

MIS 2: Glaciación. Entre 27.000-10.000 años.

- Frío extremo hace 26.000 años.

- Frío hace 20.000-19.000 años.

- Fuertes subidas hace 15.000 años.

- Frío hace 12.700-11.500 años. Dryas Reciente o Younger Dryas. Se atribuyó a la súbita desembocadura en el Atlántico Norte de las aguas del lago Agassiz (actuales Grandes Lagos) que habría detenido las corrientes del Golfo. También pudo ser debido al impacto de un meteorito hace 12.900 años. Esta teoría ha sido confirmada por los estudios de Todd A. Surovell et al, que confirmaron la entrada en la atmósfera de un asteroide o cometa que produjo una interrupción ambiental debido al humo de la quema de biomasa y el polvo. El evento está relacionado con la extinción de numerosas especies y la desaparición de la cultura Clovis. El periodo terminó de manera abrupta.

MIS 3: Mejoría no muy alta ni constante. 59.000-27.000 años. Fuertes y cortas subidas térmicas (eventos de Heinrich) hace 45.300, 38.500 y 29.100 años. En Europa del Este, el deshielo de primavera tenía lugar en abril y mucho más tarde en Europa del oeste. Las temperaturas eran más cálidas al sur de los Pirineos.

- 3c. 59.000-42.300 años. Templada. Este evento cálido terminó súbitamente.

- 3b. Fría. La cantidad de lluvia se redujo enormemente.

- 3a. Templada.

MIS 4: Glaciación. 74.000-59.000 años.

- Picos de frío hace 70.000 años y hace poco menos de 66.000 años, con una ligera mejoría intermedia.

MIS 5: Es un período interglaciar que va desde 74 ka bp 134 ka bp.

* 5e: 134 - 116 ka bp -  Cálida.

Subida de calor hasta hace 130 ka bp

- Ligera atenuación del calor.

- Subida hace algo más de 128 ka bp.

- Máximo de temperatura hace 124 ka bp.

- Descenso que se detiene hace 121 ka bp.

- Bajada de la temperatura hace 118 ka bp.

* 5d: 116-110 ka bp.

- Frío global que dura poco hace 111 ka bp.

* 5c. 110-96 ka bp.

- Suben algo las temperaturas.

- Se mantienen entre 108-103 ka bp.

- Leve inflexión fresca.

- Caen las temperaturas hace 96.000 años.

* 5b. 96.000-85.000 años.

- Frío.

- Inflexión entre 93.000-90.000 años.

- Mejoría poco pronunciada y poco duradera.

* 5a. 85.000-74.000 años.

- Dos máximos poco calientes y breves, con una curva templada entre ambos.

- Caída de las temperaturas que empieza hace 77.000 años.

MIS 6: Período glacial que ocurrió hace 134 y 180 mil años.

MIS 7: Período cálido que cubrió el período entre 180 y 245 mil años.

MIS 8: Período frío que va desde 245 a 295 mil años AP.

MIS 9: Período cálido que va desde 295 a 370 mil años AP. Hace unos 320 mil años hubo un pequeño período más frío, y el pico de calor fue hace 340 mil años; el tiempo fue más cálido pero con inflexiones de tiempo fresco e incluso frío, con humedad creciente al principio y luego descendente para acabar en nueva mejoría o lluvias estacionales.

MIS 10: glaciación ocurrida hace unos 370 mil años hasta hace 420 mil años- hizo mucho frío, al principio más seco.

MIS 11: es un período interglacial que ocurrió hace unos 420 mil años, que es muy similar al MIS 1, el actual.- el clima fue inicialmente cálido sin pasar luego de templado y la pluviosidad creció al comienzo y luego fluctuó.

MIS 12: Glaciación ocurrida hace unos 434 mil años.

MIS 13: Período cálido ocurrido hace 480 mil años.

MIS 14: Período frío ocurrido hace 520 y 540 mil años.

MIS 15: Período cálido ocurrido hace 560 mil y 620 mil años.

MIS 16: período frío hace 640 mil años.

Durante los periodos glaciales, África y Eurasia estaban separados por un gran desierto. Durante los periodos interglaciales, los animales se desplazaban de África a Eurasia.

A pesar de que cada glaciación tuvo sus propias dinámicas, en conjunto las glaciaciones tuvieron grandes repercusiones. En estas épocas las temperaturas bajaban drásticamente, disminuían las lluvias y grandes masas de hielo cubrían gran parte de la superficie de la tierra. Hacia el Würm 2 la mitad norte de Europa estaba cubierta por el hielo. Esto suponía un descenso del nivel del mar, creando puentes de hielo entre distintas áreas separadas normalmente por el agua. En estas épocas de frío intenso sólo sobrevivían las plantas y animales capaces de soportar las bajas temperaturas.

En las épocas interglaciares la temperatura y pluviosidad aumentaban, y con ellas aumentaba igualmente el nivel del mar, generando cambios en las costas, la flora y la fauna.

Es curioso que el clima pudo favorecer movimientos de población a otras zonas tanto en las fases glaciares, aprovechando los puentes de hielo que acercaban zonas separadas por mar (por ejemplo el estrecho de Bering), como en las épocas interglaciales en las que los grupos nómadas  cazadores tenderían a moverse siguiendo a las manadas de herbívoros que a su vez se aprovecharían de la abundancia de recursos vegetales.

Especial importancia para entender la expansión de Homo sapiens es el análisis del Penúltimo Interglaciar (Riss-Würm o Eemiense) y el último Peniglaciar, con la glaciación Würm, la más dura de todas, y el episodio final del Younger Dryas, tarea que dejamos para otro momento para no alargar tanto este resumen.

Relacionados con las causas de los cambios climáticos es interesante leer acerca de los ciclos de Milankovitch, los eventos Heinrich o las oscilaciones Dansgaard-Oeschger, que comentaremos en otra ocasión.

Hoy en día se ha revisado la cronología del Cuaternario atendiendo a criterios magnoestratigráficos, en base a los cuales el Cuaternario se divide en dos etapas (series cronoestratigráficas): el Pleistoceno y el Holoceno.

 El Pleistoceno se divide en tres subépocas: 

- Pleistoceno Inferior, que se inicia hace 2,5 millones de años con el límite magnoestratigráfico Gauss-Matuyama, y se da por terminado por la inversión magnética del campo terrestre conocida como Matuyama-Brunhes hace 781.000 años. 

- Pleistoceno Medio, que se inicia hace 781.000 años antes del presente (781 Ka Bp) en el límite Matuyama-Brunhes, y que es el período en el que se acentúan las alternancias climáticas características del Cuaternario.

- Pleistoceno Superior, comprendido entre 126 Ka Bp, con el inicio del Tarantiense y en la base del MIS 5e (interglacial Eeemiense), y el 11,7 Ka Bp; es en este período en el que tendrá lugar la última y más importante de las glaciaciones (Würm).

Marco geocronológico del cuaternario resumido. David Sánchez. (Pinchar para expandir).


El Holoceno comienza hace 11.700 años aproximadamente y se caracteriza por un ascenso de temperaturas a nivel global hasta alcanzar las temperaturas actuales. En este período se han dado oscilaciones climáticas pero sin llegar a la intensidad de las oscilaciones de finales del pleistoceno.

El Holoceno se divide en las siguientes etapas:

- Etapa Preboreal (8500-6500 ka bp): Clima de transición, en el que van aumentando las temperaturas y el bosque va sustituyendo al paisaje de tundra.

- Etapa Boreal (6500-5500 ka bp): Clima más cálido a nivel global.

- Etapa Atlántica (5500-2500 ka bp): Clima de tipo oceánico, templado y húmedo.

- Etapa subboreal (2500-700 a.c): Clima más seco y árido, en e que la fauna es prácticamente la actual.

- Etapa subatlántica (700 a.c- hasta la actualidad): clima muy semejante al actual, con la fauna y flora actuales.

Se ha intentado hacer un resumen de la periodización del Cuaternario y de su climatología con la finalidad de que los lectores puedan consultar esta pequeña guía para la mejor comprensión de muchos de los artículos y noticias comentadas en el blog, en especial los artículos de expansión de Homo sapiens y de la difusión cultural entre las distintas especies del género Homo.


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Fuentes:

El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria.

- Prehistoria I: Las pimeras etapas de la humanidad.

- Nociones de Prehistoria general.

- MIS / OIS Los estadios isotópicos marinos.


   

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