Estudio geológico y geofísico de registros sedimentarios pampeanos asignados al Cenozoico tardío. Análisis paleoambiental y paleoclimático

Tesis Doctoral

Autora: Luiggina Cappellotto  

Año: 2022

Directora: Dra María Julia Orgeira   

Co-directora: Dra Ofelia Rita Tófalo..   

Resumen

El objetivo principal de la tesis fue aportar nuevos datos, para corroborar la hipótesis que establece la existencia de posibles interrelaciones entre las variaciones del campo magnético terrestre (CMT) y los cambios en el paleoclima, durante el Cenozoico tardío. En particular, se hizo foco en la última excursión prolongada del CMT, denominada Blake, que tuvo lugar durante el Pleistoceno tardío, en un lapso equivalente al Estadío Isotópico Marino 5 (EIM 5). En ese contexto, a nivel paleoclimático, tuvo lugar el último Interglacial anterior al presente (EIM 5e), con el consecuente aumento de temperatura y ascenso en el nivel del mar, como así también subestadíos relativamente más fríos. El análisis multidisciplinario consistió en el estudio de sucesiones sedimentarias con registro geológico posiblemente asignable al EIM 5. En localidades del sur de Santa Fe (Rosario) y Entre Ríos (Gualeguaychú), se estudiaron depósitos en los cuales, a través de evidencias ya publicadas, se podía establecer una relación directa con la ingresión marina belgranense, actualmente asociada al ascenso del nivel del mar durante el subestadío EIM 5e. Los perfiles se estudiaron a través del análisis de la información sedimentológica, estratigráfica y magnética, en el marco temporal dado por dataciones de luminiscencia. El análisis estratigráfico de los perfiles levantados permitió identificar una serie de litofacies, cuya asociación posibilitó identificar los ambientes y las características paleoclimáticas reinantes durante la sedimentación. Depósitos fluviales con importantes planicies de inundación vegetadas, con eventual ingreso de aguas salobres, sedimentos loéssicos, paleosuelos y calcretes, indican que durante la sedimentación que dio origen a ambos perfiles, se registraron importantes variaciones en las condiciones de humedad, temperatura y aporte clástico, en zonas llanas y bajo condiciones de estabilidad tectónica. El estudio microscópico de arena y limo grueso demostró que hay diferentes áreas de aporte en cada uno de los perfiles analizados. En Gualeguaychú la procedencia es netamente cratónica, lo que indica suministro clástico desde el norte y este de la región, mientras que, en Rosario, se registra además aporte piroclástico desde la cordillera. Los perfiles se estudiaron también mediante técnicas paleomagnéticas y de propiedades magnéticas. Se detectaron distintas fracciones entre sus componentes mineralógicos, lo que indica que hay una mezcla de minerales magnéticos con distintos espectros de coercitividades y/o distribución granulométrica de las partículas portadoras de la remanencia. El estudio paleomagnético demostró que, en general, los especímenes analizados poseen una componente de remanencia magnética blanda (o viscosa) con dirección NEE e inclinaciones negativas, portada probablemente por titanomagnetita dominio múltiple (DM). También presentaron una componente más dura (magnetización remanente característica, MRC), con declinaciones NNE e inclinaciones negativas; mientras que otros especímenes presentaron una MRC con declinación SSO e inclinaciones positivas. Se interpretó que la MRC es portada por titanomagnetita pseudo dominio simple (PDS) o dominio simple (DS). Algunos especímenes presentaron una componente anómala con dirección NE-SE e inclinaciones negativas bajas, portada por un mineral con mayor fuerza coercitiva que la MRC, que se interpretó como hematita. Con el fin de probar la hipótesis de trabajo mediante otras metodologías, se realizaron una serie de estudios estadísticos a través del análisis de wavelet, cross wavelet, múltiple cross wavelet y aprendizaje automático sobre determinados indicadores de condiciones paleoclimáticas, variables astronómicas y variaciones del CMT. Esta información permitió valorar las hipótesis vigentes sobre los forzantes climáticos a escala cenozoica, especialmente en relación con los cambios en la paleointensidad del CMT durante las transiciones de polaridad y los cambios paleoclimáticos. Según los resultados obtenidos en este estudio, las series de tiempo de las variables estudiadas presentaron periodicidades características del forzante orbital en los lapsos estudiados. Los resultados obtenidos para los últimos 4 Ma, que incluyen el límite Plioceno-Pleistoceno y la transición Gauss-Matuyama a ~2,6 Ma, mostraron que la excentricidad pudo haber modulado las variaciones del CMT y las paleotemperaturas oceánicas. Específicamente, en concordancia con la transición plio-pleistocena, se combinaron factores astronómicos como las variaciones de los parámetros orbitales, la reversión del CMT durante la transición Gauss-Matuyama y la influencia de un evento galáctico excepcional cercano (una supernova) que aportó un flujo intenso de rayos cósmicos galácticos. Esta conjunción habría balanceado el sistema hacia las glaciaciones pleistocenas. Por otra parte, los resultados del análisis para los últimos 500 ka mostraron que la excentricidad pudo haber modulado el comportamiento y las variaciones en la paleointensidad del CMT, mientras que la precesión podría explicar ciertas variaciones a corto plazo, siendo ambas precursoras de las variaciones del CMT. Durante el EIM 5 tuvieron lugar el último interglacial anterior al presente (EIM 5e) y dos reversiones del CMT (Blake a los 120 ka y post-Blake a los 100 ka). La posible sinergia entre estos eventos del CMT con las variaciones descendentes en la insolación, ambos influenciados por el forzante orbital, podrían finalmente haber promovido el enfriamiento climático relativo característico de los subestadíos 5d y 5b respectivamente. Este estudio multidisciplinario permitió sostener la hipótesis de vinculación entre las variaciones del CMT durante las transiciones de polaridad y los cambios climáticos durante el Cenozoico tardío. Finalmente, se realizó un análisis cualitativo e hipotético de los cambios bióticos globales ocurridos durante el Mioceno tardío, el límite Plio-Pleistoceno y el Pleistoceno tardío, los cuales estarían relacionados con el comportamiento del CMT y probablemente con la ocurrencia de supernovas cercanas a la Tierra. Como resultado colateral, los efectos mutagénicos de la radiación entrante, junto con otros factores debido a los cambios climáticos y ambientales, podrían haber promovido cambios bióticos importantes.