Origen y Evolución del Caribe y sus Biotas

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Eventos Paleoambientales y Paleobiológicos Registrados en las Rocas Cubanas Posiblemente Relacionados con la Caída de un Asteroide en el Caribe hace 65 Millones de Años

INFORME FINAL

Investigador principal cubano: Dr. Manuel A. Iturralde Vinent, Museo Nacional de Historia Natural, Obispo No. 61, Plaza de Armas, La Habana

Investigador principal japonés: Dr. Takafumi Matsui, Universidad de Tokio, Departamento de Física de la Tierra y los Planetas, Hongo, Tokyo 113, Japón


Primera visita del grupo Japonés a Cuba

Investigadores japoneses:

Dr. Ryuji Tada, Dr. Eiichi Tajika, Dr. Tatsuo Oji, Dr. Hideo Takayama, Dr. Kasuchira Goto, y Dr. Shoichi Kiyokawa, Universidad de Tokio y Museo Nacional de Ciencias, Japón

Investigadores cubanos:

Lic. Dora García, M.Cs. Reinaldo Rojas, Lic. Consuelo Díaz, Museo Nacional de Historia Natural e Instituto de Geología y Paleontología.

Objetivos del proyecto y su cumplimiento

El objetivo de este proyecto fue realizar trabajos de campo en Cuba, e investigaciones de laboratorio, tanto en Cuba como en el Japón, sobre las rocas del límite Cretácico-Terciario (K/T). El interés era determinar los posibles efectos de la caída de un asteroide gigante en Yucatán (Chicxulub), hace 65 millones de años. Los objetivos más específicos fueron: (1) determinar la existencia en Cuba de rocas del límite K/T, (2) determinar si en estas rocas existen indicios de eventos de origen cósmico, que pudieran vincularse al impacto del asteroide en Chicxulub, (3) determinar los efectos de dicho choque en los sedimentos y el paleoambiente del Caribe. Todos estos objetivos se cumplimentaron satisfactoriamente como se indica a continuación.

Resumen de los resultados

Antes de comenzar el proyecto existían una serie de indicios, que sugerían la posibilidad de que hace 65 millones de años un enorme asteroide chocó con la Tierra en un lugar del Caribe cercano a Cuba, posiblemente en la península de Yucatán (área de Chicxulub). El impacto de este cuerpo celeste se suponía que debió producir una nube de polvo y enormes olas que depositaron sedimentos poco usuales en los zonas marinas cercanas al cráter. Actualmente, y como resultado del proyecto, es posible afirmar que, en efecto, en Cuba hay claros indicios del impacto de un asteroide en Chicxulub y de los eventos catastróficos que provocó. Tales indicios fueron establecidos después de estudiar un número mayor de 5 000 muestras procedentes de más de 30 localidades en Pinar del Río, La Habana, Matanzas, Villa Clara y Guantánamo. A partir de estos trabajos se llegó a la conclusión que las localidades más representativas son: Moncada (Pinar del Río), Loma Cornelia (Pinar del Río), Cantera Peñalver (La Habana), Cantera de Minas (La Habana), y la Cantera Jesús María (Cidra, Matanzas). En las restantes localidades estudiadas los indicios del impacto no son tan evidentes, y por ello, se decidió invertir el mayor esfuerzo en las mencionadas.

Los indicios del impacto, detectados en rocas cubanas, son los siguientes: (1) presencia de cuarzo impactado, (2) presencia de esférulas o microtektitas, (3) contenidos anómalamente altos de Iridio, (4) determinación de la edad de las rocas, como de 65 millones de años, (5) evidencias sedimentológicas de la ocurrencia de olas gigantes (tsunamis), etc. Todos estos resultados fueron publicados y se presentaron en eventos internacionales en Cuba, Austria, España, Japón, Brasil y Estados Unidos de América.

También, como resultado de este proyecto, se definió un sitio geológico de interés para ser sometido a protección por las autoridades del Parque Nacional Viñales. En este momento, y por primera vez, se puede afirmar con seguridad que en Cuba hay evidencias claras de que nuestro planeta, hace 65 millones de años, chocó con un enorme cuerpo extraterrestre. Los indicios del impacto, detectados en rocas cubanas, se muestran en la tabla 1)

Tabla 1. Indicios del impacto en las formaciones geológicas estudiadas.

1- Presencia de cuarzo con laminación interna provocada por la presión generada a consecuencia del impacto (formaciones Moncada, Cacarajícara y Peñalver). A continuación la foto de un grano de cuarzo en la Fm. Moncada, muy aumentado. Observe el laminado interno en el cristal a la derecha.


2- Esférulas o microtektitas derivadas de la explosión en el cráter (formaciones Moncada, Cacarajícara y Peñalver)

3- Vidrio vesicular de impacto derivado de la explosión en el cráter (formaciones Moncada y Peñalver)

4- Contenídos anómalos de Iridio (Fm. Moncada)

5- Evidencias sedimentológicas que indican la ocurrencia de olas gigantes (formaciones Moncada, Cacarajícara y Peñalver).

Observe en la foto subsiguiente un detalle del contacto Cretácico(K)/Terciario(T) en Moncada P. del R.). La caliza inferior de color gris contrasta con la brecha derivada del impacto (tamaño natural).


6- "Coctel paleontológico", que representa una mezcla de fósiles de distintas edades en las rocas del límite K/T (formaciones Moncada, Cacarajícara y Peñalver)

Cada uno de los indicios anteriores atestigua que el contexto geológico cubano recibió, directamente, la influencia del impacto extraterrestre de Chicxulub. Unos constituyen el material proyectado hacia la atmósfera después del impacto (ejecta), llegado directamente como parte de los procesos de transportación balística (indicios 1, 2, 3, 4). Otros se formaron como productos de un violento terremoto (indícios 5, 6) provocado por el impacto, y otros indicios resultan de los complejos procesos sedimentarios, provocados por los enormes trenes de olas (tsunamis), que recorrieron casi todos los océanos del globo terráqueo (indicios 5, 6).

Breve caracterización de las formaciones estudiadas

Formación MONCADA

Entronque a Moncada de la carretera Viñales - Pons. Presenta sólo dos metros de espesor. Está constituida por una capa basal de brecha (foto arriba), suprayacida por calcarenita gruesa y calcarenitas laminares con una textura de lentes, laminación milimétrica y cruzada. En estas rocas se encuentran fragmentos de vidrio vesicular alterado, abundante cuarzo de impacto y granos oscuros (probablemente tektitas). El corte termina en una delgada capa de arcilla verde-carmelitosa entre dos finas capas de arenisca, con altos contenidos de Iridio. Las muestras estudiadas contienen una mezcla de microfósiles de diferentes edades del Cretácico y ambientes de sedimentación, pero no hay fósiles del Paleoceno.

Formación CACARAJÍCARA

Sierra del Rosario: Está muy bien expuesta al sur de Loma Cornelia y en el Río San Diego, al norte de Soroa, donde alcanza una potencia de unos 700 a 900 metros. La parte inferior consiste de bloques y clastos de calizas y dolomitas de gran tamaño (decenas de centímetros), con bloques muy grandes (hasta más de 2 o 3 metros) de rocas silíceas (silicitas). La parte media a superior está representada por una homogenita, constituida por una calcarenita masiva, de grano grueso a fino hacia arriba. La formación contienen microtektitas (esférulas de goethita y smectita) en la escasa matriz de la brecha basal, y abundante cuarzo impactado a lo largo de toda la secuencia.

Formación PEÑALVER

Bahia Honda, La Habana y Matanzas: Fue estudiada en varias localidades de la región Habana-Matanzas, gracias a su amplia distribución geográfica, pero los estudios detallados fueron ejecutados en la Cantera de Peñalver (Este de Ciudad de La Habana), Cantera de Minas (La Habana) y Cantera de Jesús María (Cidra, Matanzas). Las rocas tienen alrededor de 130 a 180 metros de espesor. En la parte basal de la unidad se distingue una brecha-conglomerado que yace discordante y erosivamente sobre la formación Vía Blanca (de edad Maastrichtiano tardío), subyacente. Esta brecha está compuesta por fragmentos de rocas carbonatadas y de rocas volcánicas con horizontes ricos en clastos de arcillas de la Formación Vía Blanca. La parte media del corte es una típica homogenita, formada por rocas de grano grueso a más finos hacia arriba, de material principalmente calcáreo, pero que incluye granos de serpentinita y otras rocas. La parte superior está constituida por rocas calcáreo - arcillosas más finas. En estas rocas hay cuarzo impactado y vidrio vesicular. Contiene fósiles ("coctel") del Cretácico tardío, ninguno del Paleoceno.

Otras secciones del límite K/T, estudiadas en Cuba central y oriental, están pendientes de estudio en un futuro proyecto.

Conclusiones

En las tres formaciones investigadas hay una brecha basal, pero con distinto espesor, que puede haberse formado a consecuencia del terremoto provocado por el impacto. La homogenita es un depósito que se originó por decantación a partir del agua cargada de lodo y partículas de arena, provocada por los tsunamis. Las capas superiores muy finas son producto de la floculación cuando las aguas del mar quedaron tranquilas.

Publicaciones resultantes del proyecto

Tada,R., M. Iturralde-Vinent, T. Matsui, E. Tajika, T. Oji, K. Goto, Y. Nakano, H. Takayama, S. Yamamoto, S. Kiyokawa, K. Toyoda, D. García Delgado, C. Díaz-Otero, R. Rojas, 2004. Chapter 26: K/T Boundary deposits in the Paleo-western Caribbean basin. American Association Petroleum Geologists Mem. 79. p. 582-604.

García-Delgado,R. Delgado, C. Díz-Otero, R. Pérez. 2001. El Límite Cretácico-Terciario en la región de Babiney, Provincia Granma, Cuba. [CD-ROM] IV Congreso Cubano de Geología y Minería GEOMIN ‘2000, Memoria y Resúmenes. La Habana. pdf

García-Delgado, D., R. Rojas-Consuegra, C. Díaz-Otero, R. Tada and M. Iturralde-Vinent, 2001. Field trip guide to the Cretaceous-Tertiary Boundary in western Cuba. [CD-ROM] IV Congreso Cubano de Geología y Minería GEOMIN ‘2000, La Habana, 21 pp.

Díaz Otero, C.; M. Iturralde-Vinent and D.García Delgado, 2000. The Cretaceous-Tertiary buondary “cocktail” in Western Cuba, Greater Antilles. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):37.

Iturralde-Vinent, M. , D. García-Delgado, C. Díaz-Otero, R. Rojas-Consuegra, R. Tada, H. Takayama, S. Kiyokawa, 2000. The K/T Boundary Impact layer in Cuba: Update of an International Project. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):76-77.

Kiyokawa, S., R. Tada, M. Iturralde-Vinent, T. Matsui, K. Tajika, S. Yamamoto, T. Oji, T. Nakano, K. Goto, H. Takayama, D. García, C. Díaz, R. Rojas, 2002. Cretaceous-Tertiary boundary sequence in the Cacarajicara Formation, western Cuba: An impact-related high-energy, gravity flow deposit. In Koeberl, C., and MacLeon, K. G., eds. Catastrophic events and mass extintions: Impacts and Beyond. Geological Society of America. Special Paper, 356:124-145.

Tada, R., Y. Nakano, M. A. Iturralde-Vinent, S. Yamamoto, T. Kamada, E. Tajika, K. Toyoda, S. Kiyokawa, D. Garcia Delgado, T. Oji, K. Goto, H. Takayama, R. Rojas, T. Matsui, 2002. Complex tsunami waves suggested by the Cretaceous-Tertiary boundary deposit at the Moncada section, western Cuba. In Koeberl, C., and MacLeon, K. G., eds. Catastrophic events and mass extintions: Impacts and Beyond. Geological Society of America. Special Paper, (356):109-123.

Kiyokawa, S., R. Tada, T. Oji, E. Tajika, Y. Nakano, K. Goto, S. Yamamoto, R. Rojas, D. García, M. A. Iturralde-Vinent and T. Matsui, 2000. More than 500 meters thick K/T boundary sequence; Cacarajicara Formation, Western Cuba. Impact related giant flow deposit. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):100-101.

Nakano, Y., R. Tada, T. Kamata, E. Tajika, T. Oji, S. Kiyokawa, H. Takayama, K. Goto, S. Yamamoto, K. Toyoda, D. García, R. Rojas, M. A. Iturralde-Vinent and T. Matsui, 2000. Origen of Cretaceous-Tertiary boundary in Moncada, Western Cuba and its relation to K/T event. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):148-149.

Rojas-Consuegra, R., 2000. Taphonomic and Palaecological observations on the Peñalver Formation, Western Cuba. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):183-184.

Tada, R., H. Takayama, T. Matsui, M. Iturralde-Vinent, T. Oji, E. Tajika, S. Kiyokawa, D. García, H. Okada, K. Toyoda, T. Hasegawa, 2000. A Giant tsunami deposit at Cretaceous-Tertiary boundary in Cuba. Abstract of the International Conference on Catastrophic Events and Mass Extintions: Impacts and Beyond. July 9-12, 2000. University of Viena, Austria. LPD Contribution, (1053):226-227.

Takayama, H., 1999. Origin of the Peñalver formation in northwestern Cuba and its relation to K/T boundary impact event. PhD Thesis. Geological Institute, Faculty of Science, University of Tokio, Japan. 122 pp.

Takayama, H., R. Tada, T. Matsui, M. Iturralde-Vinent, T. Oji, E. Tajika, S. Kiyokawa, D. García, H. Okada, T. Hasagawa, K. Toyoda, 2000. Origen of the Peñalver Formation in northwestern Cuba and its relation to K/T boundary impact event. Sedimentary Geology, (135):295-320.

Publicaciones previas al proyecto

Albear, J. F. y M. Iturralde-Vinent, 1985. Estratigrafía de las provincias de La Habana. En: Albear et al. Contribución a la Geología de las Provincias de La Habana y Ciudad de La Habana. La Habana : Editorial Científico-Técnica. p. 12-54.

Bralower, T. J., Iturralde-Vinent, M. A., 1997. Micropaleontological dating of the collision between the North American plate and the Greater Antilles Arc in western Cuba. Palaios, (12):133-150.

Bronnimann, P., D. Rigassi, 1963. Contribution to the geology and paleontology of the area of the city of La Habana, Cuba, and its surroundings. Eclogae Geologiae Helvetiae, 56(1):193-480.

Bohor, B. F. and Seitz, R., 1990. Cuban K/T catastrophe. Nature, (344):593.

Iturralde-Vinent, M., 1976 y 1977. Estratigrafía de la zona Calabazas-Achotal, Mayarí Arriba, Oriente. Revista La Minería en Cuba. Parte I: (5):9-23; Parte II: (6):32-40.

Iturralde-Vinent, M., 1992. A short note on the Cuban late Maastrichtian megaturbidite (an impact derived deposit?). Earth Planetary Science Letters, (109):225-228.

Pszczolkowski, A., 1986. Megacapas del Maestrichtiano de Cuba occidental y central. Bulletin Polish Academy of Science. Earth Science, 34(1):81-87.

Pszczolkowski, A. et al., 1987. Contribución a la geología de la provincia de Pinar del Río. La Habana : Editorial Científico-Técnica. 253 p.

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