Investigadores del Instituto Antártico Argentino y de la Universidad de Haifa, Israel, están descifrando mensajes del pasado escritos en la arena. Las investigaciones multidisciplinarias son apoyadas por la Dirección Nacional del Antártico, lo cual permite realizar expediciones científicas que incluyen la laboriosa búsqueda y obtención de evidencias sedimentológicas y paleontológicas que permiten reconstruir el desarrollo ambiental y la recolonización de la Antártida por la fauna después de la última glaciación.
El descubrimiento de estas evidencias se realiza mediante la sistemática identificación de depósitos sedimentarios con indicios de actividad biológica en los sitios de la costa expuestos por el retroceso de los hielos durante los últimos milenios. Estos sitios son cuidadosamente posicionados (Foto 1) y excavados (Fotos 2, 3 y 4), y los sedimentos y su contenido fosilífero (Fotos 5, 6 y 7) son detalladamente muestreados, analizados, y su edad obtenida ("datación") por el método del radiocarbono.
Dado que los organismos asimilan carbono del ambiente mientras viven, la composición isotópica del carbono en los organismos está en equilibrio con la del ambiente. La edad de los sedimentos se puede conocer mediante la aplicación de técnicas sofisticadas que permiten determinar la edad de los restos de organismos que vivieron durante los últimos 45.000 años. Estas técnicas consisten en medir el decaimiento de un isótopo radioactivo natural del carbono, el C14 que pasa al estable C12 a un ritmo conocido, y calcular el tiempo transcurrido desde la muerte de los organismos. El tiempo que tarda en decaer la mitad de la masa de C14 se denomina "vida media", y por convención se adopta 5.568 años. Más allá de consideraciones tecnológicas, las edades calculadas por el método del radiocarbono de especies marinas antárticas presentan problemas adicionales porque están influenciadas por el denominado "efecto reservorio local de C14 en el agua marina antártica" que está controlado por el ascenso o surgencia de agua marina profunda enriquecida en C14. Esto produce edades radiocarbono aparentes de muestras orgánicas marinas con excesos de aproximadamente 1.000 años. Además, las muestras orgánicas recientes presentan severos problemas de datación por radiocarbono derivados del creciente aporte de agua de deshielo e impactos antropogénicos, como la utilización masiva de combustibles fósiles y las explosiones atómicas, que alteran la producción y el equilibrio del radiocarbono atmosférico. De todos modos, las edades C14 "aparentes" de restos de organismos marinos antárticos son corregidas restándoles 1.300 años para obtener "edades C14 corregidas" que se adoptan por convención como "verdaderas".
En el área de la Base Jubany (isla 25 de Mayo, Antártida) hay una pequeña lomada chata de aspecto gris y engañosamente intrascendente, que se eleva sólo hasta 3,75 m sobre el nivel del mar (Fig. 1, Localidad 1). Esta aparentemente inocente lomada pedregosa contiene un valioso tesoro geológico y paleontológico en sus escasos 2,6 m de espesor de sedimentos (Fig. 2, Localidad 1), donde se exhiben evidencias significativas de una parte importante de la historia geológica de los últimos 10.000 años, que comprenden el período denominado "Holoceno", en la isla 25 de Mayo, Antártida. Esta historia es relevante para conocer las pasadas variaciones del ambiente y la fauna Antártica, lo cual contribuye al perfeccionamiento y calibración de modelos teóricos que sirven para pronosticar los cambios futuros.
Considerables variaciones del nivel del mar debidas a modificaciones de la cantidad de agua que albergaron los océanos pueden correlacionarse con cambios climáticos que produjeron aumento o disminución de la masa de hielo que descansa sobre las tierras emergidas. Las modificaciones de la masa del hielo glaciario se reflejaron inversamente en el nivel del mar, éste descendió durante el último máximo glaciario, cuando el hielo se formó a expensas de la evaporación del agua de los océanos y no retornaba a los mismos, quedando retenida en forma de hielo sobre los continentes. Su posterior desglaciación produjo un considerable ascenso del nivel del mar.
Para reconstruir la historia del pasado en términos geológicos, las capas de sedimentos se describen e interpretan en el orden en el cual se formaron los depósitos, desde abajo hacia arriba. La pequeña sucesión de capas sedimentarias allí investigadas está formada básicamente por cuatro tipos diferentes de capas, que en ese orden consisten de: 1) 85 cm de espesor de limos arenosos, 2) 15 cm de gravas finas, 3) 60 cm de arenas, y 4) 1 m de gravas gruesas (Fig. 2, Localidad 1).
Los primeros 85 cm de sedimentos, en la parte inferior de los depósitos (Fig. 2, Banco 1), registran un dramático cambio ambiental que ocurrió hace aproximadamente 8.400 años. Estas capas documentan el fútil intento de almejas antárticas por escapar a su sepultamiento en vida por la actividad glaciaria. Componiendo una imagen del pasado detenida en el tiempo, las frágiles conchillas blanquecinas de las almejas, identificadas como Laternula sp, se hallan en la posición en que vivían y se alimentaban, excavando en el lecho fangoso del fondo de un antiguo valle glaciario luego invadido por el mar.
Este tipo de valle erosionado por glaciares y luego inundado por el mar se denomina "fiordo", y aquí se trata de la antigua caleta Potter (Fig. 1). El retroceso del glaciar que ocupaba completamente el valle y su posterior inundación por el mar reflejan el sensible mejoramiento climático y ascenso del nivel del mar ocurridos hace unos 9.000 años. Este ascenso del nivel del mar sumergió las costas de la antigua Caleta Potter hasta profundidades de 25-30 m, y es considerado como el límite máximo del mar en las islas Shetland del Sur durante el Holoceno.
Todo parecía desarrollarse normalmente en el fondo del fiordo, que estaba protegido de la influencia del oleaje fuerte, pero al cabo de unos siglos la repentina depositación de las gravas que forman los siguientes 15 cm de sedimentos (Fig. 2, Banco 2) interrumpió abruptamente la actividad de las almejas que hasta entonces vivían en el lecho fangoso. La respuesta de estos bivalvos al cambio ambiental fue tratar de escapar cavando frenéticamente hacia arriba y dejando estructuras de escape impresas debajo de la mayoría de sus conchillas (Fig. 2, Banco 1), las que aún se conservan articuladas.
Restos de conchillas aplastadas por guijarros de la grava testifican el fútil intento de los bivalvos por escapar al sepultamiento e indican la rapidez de la sedimentación de las gravas, las que fueron aportadas por un glaciar y cayeron al fondo desde témpanos, sobre los cuales viajaron embalsadas. Masas aisladas de grava que están incluidas en la parte superior de los limos con bivalvos (Fig. 2, Banco 1), sugieren que el transporte de materiales glaciarios embalsados sobre témpanos fue un activo mecanismo de acarreo de sedimentos, durante los estadíos tempranos de la depositación de la grava del Banco 2 (Fig. 2). Todos los guijarros de esta grava son muy angulosos, y esta virtual ausencia de trozos de roca redondeados sugiere que los materiales de la grava fueron aportados desde áreas cercanas que estaban probablemente libres de depósitos de playa, donde en cambio los rodados son retrabajados por el oleaje, motivo por el cual están bien redondeados.
Con certeza estas gravas son más jóvenes que el banco con las almejas que datan de 8.400 años antes del presente (edad C14), porque las gravas cubren al banco con almejas, y por lo tanto representan un episodio de sedimentación posterior al período en el cual vivieron las almejas en el fondo del fiordo.
Las gravas finas están cubiertas por 65 cm de arenas de playa marina (Fig. 2, Localidad 1, Banco 3) con huesos de pingüinos y focas junto a fragmentos de conchillas y algas marinas, que vivieron, murieron y quedaron sepultados dentro de los sedimentos de playa, hace unos 6.400 años. Además de su contenido paleontológico, estas arenas de playa marina son de gran importancia porque se depositaron próximas al nivel del mar, cubriendo los fangos ricos en almejas del fondo del fiordo (Fig. 2). Esto indica que durante un lapso cercano a 2.000 años (entre 8.400 y 6.400 años antes del presente) ocurrió un considerable descenso del nivel del mar, que se estima en unos 25 m.
Dado que la altura global del mar alcanzó su actual valor hace 5.000-6.000 años, los sedimentos del Banco 3 en la Localidad 1 (Fig. 2), se depositaron en una playa marina durante un período muy próximo a dicha estabilización del nivel del mar. Además de sugerir condiciones marinas estacionalmente abiertas dado que este sector de la costa estuvo libre de hielo cuando ocurrió la sedimentación en una playa marina, los restos fósiles documentan la actividad de pingüinos y focas en las costas de las islas Shetland del Sur desde hace por lo menos 6.400 años. Esto es de gran interés porque estos restos fósiles están entre las aves y mamíferos marinos más antiguos, pertenecientes a especies actuales, hallados hasta el presente en esta región.
Restos más antiguos de pingüinos, de unos 10.000 años, fueron hallados sobre las costas del mar de Ross, en la parte oriental del continente Antártico. Hasta que comenzaron las investigaciones en la península Potter, la diferencia de edad entre los restos de pingüinos encontrados en el continente Antártico y en las islas Shetland del Sur se atribuía a diferencias en la edad en que se produjo la colonización por estas aves de las costas de ambas regiones, sin embargo los datos que se vienen obteniendo llenan huecos en la información e indican que el tiempo de procedencia de los restos fósiles de ambas regiones tiende cada vez más a coincidir con el progreso de los estudios.
A su vez, gravas gruesas de origen glaciario, de 1 m de espesor cubren a los sedimentos de playa del estrato anterior (Fig. 2, Localidad 1). Las mismas fueron acumuladas por glaciares durante un episodio de desmejoramiento climático hace menos de 6.400 años. Estos depósitos glaciarios ("morenas") exhiben sólo en su parte superior grandes bloques angulosos retrabajados por el mar posteriormente, lo cual indica que después del paso de los hielos, el mar volvió a inundar la costa y cubrió las morenas. Estas fueron depositadas por glaciares sobre la costa emergida después de la estabilización del nivel del mar, por lo tanto la inundación se debió en realidad al descenso de la costa.
Dado que las relaciones de altura entre el mar y las tierras emergidas se miden tomando como referencia puntos ubicados sobre la costa, cuando dichas variaciones se produjeron con un nivel del mar estable, como en este caso, las observaciones reflejan en realidad desplazamientos verticales de la costa, y la altura de las aguas se refiere a niveles "relativos" del mar.
Las variaciones de la masa de hielo almacenada sobre las tierras emergidas producen cambios en el peso que debe soportar la corteza terrestre. Al cabo de cierto tiempo, la corteza puede reaccionar ante los cambios, los que se reflejan en ascensos y descensos de la misma, de acuerdo con el alivio de carga o su sobrecarga, respectivamente. El adjetivo "isostático" califica tanto a la recuperación, por ascenso, como a la inundación de las tierras por descenso de las mismas. Asimismo, cuando la variación de carga es debida a modificaciones de la masa del hielo glaciario, se suele utilizar el adjetivo "glacio-isostático".
Otros sedimentos de playa marina más jóvenes que los descriptos, se depositaron hace 4.500 años (Fig. 2, Localidad 2, Bancos 3) (Foto 4) y se hallan ascendidos entre 14-17 m de altura sobre el nivel del mar, en un sitio próximo al accidente costero denominado punta Pinguinera ("Stranger Point", Fig. 1, Foto 1). Los mismos también contienen restos de aves y focas, y documentan el ascenso isostático de la costa que se produjo como respuesta a la desglaciación progresiva de la isla. Los restos fósiles descubiertos en estas arenas de playa consisten en huesos de focas (elefante marino Mirounga sp), huesos y plumas de pingüinos Adelia (Pygoscelis adeliae) y papúa (P. papua) junto a huesos de skúa (Catharacta sp), uno de los predadores de los pingüinos.
Según el mensaje del pasado, escrito en las arenas de la península Potter, durante los casi 5.000 años de esta breve historia geológica, que comprende desde hace unos 9.000 años hasta 4.500 años atrás, ocurrieron dos estados de nivel alto del mar (uno absoluto y el segundo relativo), alternados con un estado de nivel bajo relativo del mar, y dos episodios de avance de glaciares. A su vez, la sedimentación marina en el fondo del fiordo hace 8.400 años y en playas hace 6.400 y 4.500 años, documenta condiciones marinas localmente abiertas, con períodos estacionales durante los cuales el área cercana a la costa estuvo libre de hielo marino.
Las especies identificadas de invertebrados marinos, pingüinos (Foto 5), aves voladoras (Fotos 6 y 7) y focas sugieren que la composición de la fauna costera en la Península Potter probablemente se mantuvo con características similares a las actuales desde hace por lo menos 6.400 años. Los sedimentos marinos están alternados con depósitos glaciarios que indican lapsos de desmejoramiento de las condiciones climáticas, lo cual induce a pensar que la variabilidad climática y la movilidad del nivel relativo del mar son características importantes del lapso analizado, el cual comprende unos 4.500 años, entre 9.000 y 4.500 años antes del presente.
El estudio de asentamientos reproductivos abandonados por pingüinos es importante porque en estos sitios también es posible encontrar evidencias geológicas y paleontológicas relacionadas a cambios ambientales que motivaron su abandono. Las variaciones significativas del nivel relativo del mar pueden ser causa de este abandono, ya sea por inundación de los sitios durante los ascensos del mar o por alejamiento excesivo de la línea de costa durante los descensos del mismo. Otros motivos potenciales de abandono son: clima adverso, restricciones de acceso al mar por persistencia del hielo marino en las costas, escasez de alimento, y presión de predadores. La identificación de estos sitios requiere investigaciones que incluyen laboriosos relevamientos de terrazas costeras, generalmente cubiertas por espesas carpetas de musgos, donde se realizan pacientes excavaciones en busca de restos que documentan la actividad de estas aves en el pasado. Estas evidencias incluyen, entre otras: huesos, plumas, fragmentos de cáscara de huevos, guano, y nidos de guijarros. Restos no digeridos que se hallan en el guano, por ejemplo restos de krill, otolitos de peces y picos de calamar, permiten obtener valiosa información sobre cambios en la dieta de las aves que reflejan modificaciones en el ecosistema marino.
Un asentamiento reproductivo de pingüinos ("pingüinera") abandonado ha sido identificado sobre una antigua terraza marina, actualmente ascendida entre 30-50 m sobre el nivel mar, ubicada a unos pocos cientos de metros al norte de Stranger Point, en el sudeste de la península Potter (Fig. 1). La terraza marina, de 15 hectáreas de extensión, se inclina suavemente hacia el sudoeste, y fue cortada por el mar en el sustrato compuesto por rocas volcánicas. Se formó por abrasión marina durante un ascenso del nivel del mar que sumergió a las costas australes de la isla 25 de Mayo hasta profundidades de hasta 50 m, hace más de 10.000 años.
La pingüinera abandonada ocupa la mayor parte de la terraza, donde hay numerosas lomadas redondeadas de 1 m de altura, de forma circular y unos 10 m de diámetro, completamente cubiertas por una espesa carpeta de líquenes. Las pequeñas lomadas son sitios antiguos de anidaje de pingüinos, y fueron excavadas hasta el sustrato volcánico durante las investigaciones. Numerosos huesos de pingüino y sedimentos, principalmente guano y pequeños guijarros fueron encontrados en cada sitio junto a restos de algas marinas y plumas de pingüino. Aunque no se hallaron fragmentos de cáscara de huevos de pingüinos, es posible que investigaciones más avanzadas permitan su descubrimiento.
Las observaciones indican que esta pingüinera abandonada, ubicada entre 30-50 m de altura sobre el nivel del mar fue intermitentemente sede activa de colonias de pingüinos por lo menos desde hace 2.000 años hasta unos 700 años antes del presente, cuando fue abandonada definitivamente. Su abandono final coincidió con el deterioro climático relacionado a recientes avances glaciarios comprobados en la península Potter. La combinación del deterioro de las condiciones climáticas con la progresiva exposición de nuevas áreas costeras bajas, emergidas por el gradual ascenso de la costa, permitió a la población de pingüinos desplazarse hacia abajo y más cerca del mar, desde los altos acantilados previamente colonizados de la isla 25 de Mayo, hasta las áreas bajas de la costa progresivamente emergidas.
Dr. Rodolfo A. del Valle
delvalle@dna.gov.ar
Lic. Diego Montalti dmontalti@arnet.com.ar
Dr. Moshe Inbar inbar@geo.haifa.ac.il
Prof. Diego Gómez Izquierdo diegogi@dna.gov.ar
Sr. Jorge Lusky lusky@dna.gov.ar