miércoles, 26 de abril de 2017

PECES FOSILES DE LA FORMACION ROMUALDO (ARARIPE; BRASIL)



En el curso de unos trabajos de colaboración entre los ministerios de Agricultura de España y Brasil visite la región del Nordeste Brasileño o Sertao (concretamente los Estados de Pernambuco y Ceará) con el objetivo de la elaboración de un informe sobre las posibilidades de desarrollo de la misma a base del aprovechamiento de sus posibles recursos hídricos subterráneos. La mayor parte de la región se desarrolla sobre el zócalo cristalino precámbrico compuesto por rocas intrusivas y rocas metamórficas muy antiguas  de naturaleza prácticamente impermeable y los únicos recursos hídricos subterráneos se concentran en cuencas (bacias) sedimentarias de las que en el interior de la región estudiada solo hay una: la Bacia de Araripe. 

Durante el reconocimiento hidrogeológico realizado en esta bacia, me hice con algunos ejemplares de peces fósiles en excelente estado de conservación. En esta entrada de mi blog describiré estos ejemplares y el contexto geológico en que se encuentran.   

SITUACIÓN:


La Cuenca del Araripe se encuentra en la Región Noreste de Brasil, en la parte central de la Provincia Estructural Borborema, en la frontera de los estados de Pernambuco, Piauí y Ceará dentro de una extensa zona conocida como Sertao.  En la siguiente figura se puede ver un croquis con las principales localidades y comunicaciones.

Figura nº 1: Mapa de la zona con las principales poblaciones y vas de comunicación 
El clima es tropical húmedo con un régimen pluviométrico de 700 a 100 mm/año y una temperatura media anual de 27ºC.

GEOLOGIA

Es una cuenca intracratónica, la más grande del interior de la región con una estratigrafía muy compleja y controvertida.

Figura nº 2: Vista de la Chapada de Araripe
Geomorfológicamente la Chapada de Araripe es una  elevación con forma de mesa alargada, de cúspide plana con una altura de 300 metros elevándose desde los 600 msnm en la base a los 900 msnm en la cima y una longitud de 200 kilómetros de Este a Oeste. Se divide en dos partes: la Subbacia Este (Alto de Araripina) y la Subbacia Oeste (Alto de Dom Leme). Al Oeste existe otra bacia sedimentaria, el Valle del Cariri, en la que predominan los depósitos jurásicos. En la siguiente figura se puede ver el mapa geológico y corte estratigráfico de Este a Oeste de la Chapada en el que se puede ver esta disposición estructural:


Figura nº 3: Mapa geológico y perfil E-W de la Chapada de Araripe (Tomado de Assine 1990)

Figura nº 4: Granito Pedra do Chapéu (Geoparque Araripe)
Esta constituida por depósitos sedimentarios mesozoicos, dispuestos tubularmente y que se sitúan discordantemente sobre rocas muchos más antiguas: los ortogneis del Complejo Granjeiro son los mas antiguos del Arcaico con una edad de 2.541 Ma U-Pb que afloran en la población del mismo nombre, muy cerca de Juazeiro do Norte en el limite Nororiental de la Chapada, de edad Neoproterozoico son las rocas metamórficas del Grupo Garrote con una edad de 640 Ma U-Pb y los granitos de la Suite Itaporanga (Plutones Campos-Sales-Assaré y Arraripina) con una edad de 579 Ma U-Pb que afloran en la parte septentrional y occidental de la Chapada en la zonas de los municipios de Campo Sales y Araripina. 

Las rocas intrusivas más modernas corresponden al Granitoide Bodocó del Cámbrico con una edad de 517 Ma U-Pb que afloran en la zona de Bodocó – Exu en la parte meridional de la Chapada. 


Sobre este complejo zócalo intrusivo y metamórfico precámbrico, y en cuencas intracratónicas que se formaron durante el proceso de ruptura del Supercontinente Pangea y la apertura del Océano Atlántico, se disponen sedimentos paleozoicos y mesozoicos formando la secuencia estratigrafica de la siguiente figura:



Figura nº 5: Cascada de Misao Velha (Foto Dulcinea Gil)
De muro a techo tenemos la siguiente secuencia estratigráfica:

Formación Cariri: constituye la unidad litoestratigráfica basal de la Cuenca sedimentaria de Araripe y se formo en un evento deposicional anterior a los del Mesozoico (Silúrico). Esta compuesta por sedimentos detríticos conglomerados y arenisca de grano grueso de origen aluvial o fluvial braided. En las areniscas aparecen frecuentes bioturbaciones y en ella se localiza el geositio que se puede ver en la fotografía de la derecha: la cascada de Misao Velha.

Formación Brejo Santo (J3bs) con ella se inicia el ciclo sedimentario del Jurásico. Se dispone sobre la Formación Cariri y esta formada por 450 metros de arcillas, limolitas, margas y calizas de origen aluvial/lacustre en ambientes oxidantes.

Figura nº 6: Geositio Cachoeira. 
Formación Missao Velha del Jurásico (J3m): se dispone indistintamente sobre la Formación Brejo Santo o sobre la Formación Cariri y esta formada por 200 metros de areniscas gruesas y finos con niveles de conglomerados depositados en canales entrelazados de una planicie costera fluvial. 

En ella se localiza el geositio de la Floresta Petrificada do Cariri con numerosos ejemplares de troncos de arboles silidificados sobre todo de la conífera Dadoxilon benderi que en el Jurásico debía formar un autentico bosque.


Formación Abajana: constituida por 280 metros de pizarras limosas verdes con intercalaciones decimétricas de areniscas finas y carbonatos arcillosos. Hacia el techo aparecen niveles métricos de areniscas con niveles conglomeráticos. Finalmente se depositan areniscas finas a medias en sets métricos con estratificación cruzada tabular tangencial a la base. Se trata de depósitos continentales lacustres y fluviales.

Formación Rio da Batateira (Barbalha); con el geositio Batateiras. Presenta una unidad basal de facies arenosas en ciclos granodecrecientes de origen lacustre que culminan con intervalos pelíticos. 

Formación (Grupo) Santana: se subdivide en tres miembros o formaciones y esta constituida por arcillas, margas, calizas y evaporitas depositadas en un ambiente estuarino. La Formación Santana contiene abundantes fósiles del Cretácico temprano; varias especies de peces además de anfibios, reptiles (cocodrilos y tortugas), pterodáctilos en mayor cantidad que en ningún otro lugar del mundo (Ornithocheirus y Tapejara) y dinosaurios terópodos como Santanaraptor y los espinosaurios Angaturama Limai y Irritator challengeri.

Incluso aparecen fósiles de  insectos (libélulas, moscas y cigarras), escorpiones, arañas y plantas con flores y helechos con un excelente estado de conservación debido, principalmente, a la rápida sedimentación y la finura del sedimento. 

Figura nº 7: Santanachelys
La Formación Santana se deposito, muy probablemente, en el fondo de un lago de agua dulce o salobre. No hay acuerdo en la salinidad del agua los hallazgos de fósiles de insectos son un indicador de agua dulce, sin embargo las tortugas (Santanachelys gaffneyi) sugieren la presencia de agua salada. Por lo tanto la teoría más aceptada es que fue una laguna salobre, que estaba conectada con el mar. El clima era tropical y cálido muy similar al clima actual en Brasil.


La Formación Santana se deposito durante el Cretácico Inferior (Albiense), hace aproximadamente de 90 a 110 millones de años. En ese momento ocurrió la ruptura del Supercontinente Gondwana y dos partes: América del Sur y África que se fueron distanciando el uno del otro y por esta causa, las condiciones de vida cambiaron rápidamente, tal como se refleja en los sedimentos de esta formación.

Muchos de estos peces descubiertos en la Chapada de Araripe (como Dastilbe crandalli) también aparecen en la costa este del continente africano por lo que se citan como evidencia de la teoría del Supercontinente Gondwana.


Formacion Arajara (Araripina); Anteriormente considerada como la parte inferior de la Formación Exu esta constituida por ritmitas arcillo-limosas de colores anaranjados y amarillentos con laminaciones plano paralelas. Aparecen estratos lenticulares y/o ondulados de arenas finas con ripples. Se interpretan como depósitos  distales de abanicos aluviales. En esta formación se localiza el geositio Riacho do Meio.

Formación Exu: constituida por areniscas caoliníceras, limolitas y conglomerados depositadas en un medio fluvial de canales entrelazados. Esta formación recubre casi toda la parte alta de la Chapada y en ella se sitúan geositios Pontal de Santa Cruz y Ponte da Pedra.

LA FORMACION (GRUPO) SANTANA.

La Formación Santana contiene algunos de los yacimientos de fósiles más importantes del mundo.  Los primeros fósiles de la formación fueron descubiertos por los dos investigadores alemanes: Johann Baptist von Spix y Carl Friedrich Philipp von Martius en 1819 a medida que exploraban la, en esta época todavía inexplorada región, reunieron una gran cantidad de fósiles bien conservados de peces. La noticia de este descubrimiento se extendió rápidamente y llegó a los paleontólogos de todo el mundo iniciandose la investigación sistemática. En 1971 Llewellyn Ivor Price describió  científicamente el primer pterosaurio (Araripesaurus Castilhoi) encontrado en la Chapada y mas recientemente en 2015 se presento el ave más antigua de Sudamerica, un pequeño pájaro descrito por Asmar Carbalho (Cratoavis cearensis).

Las rocas sedimentarias de la Formación  Santana son del Cretácico inferior con una edad de 110 millones de años y se apoyan sobre un zócalo proterozoico formado por rocas metamórficas, principalmente gneis y rocas ígneas, y sobre rocas sedimentarias jurásicas o paleozoicas. Inicialmente la Formación Santana se subdividió en varios miembros: Crato, Ipubi y Romualdo. A propuesta de Neumann y Cabrera (1999) y como parte de su revisión estratigráfica de la cuenca de Araripe, estos miembros se elevaron al rango de formaciones, mientras que la Formación Santana ascendió al rango de Grupo.

El Miembro o Formación Crato se sitúa en la parte inferior del Grupo Santana, presenta a unos 5.500 km2 de superficie total y aflora en los escarpes de la Sub-bacia Este. Se compone principalmente de calizas micríticas laminadas grises y crema y con pseudomorfos de halita que aparecen formando 6 paquetes (numerados de C1 a C6) alternado con pizarras y areniscas finas. La edad de esta formación ha sido motivo de controversia, aunque la mayoría de los investigadores  consideran que se sitúa en o cerca del límite Aptiense-Albiense, hace unos 112 millones de años. En un trabajo del año 2007 Martill, Bechly y Loveridge definieron la Formación Crato como una  unidad litoestratigráfica independizada de la Formación Santana y 10 millones de años más joven.

Figura nº 8: Calizas micríticas laminadas (Fuente: Geoparque Araripe)
El registro fosilífero de esta formación es abundante y diverso con fósiles de aves, pterosaurios, reptiles, anfibios, peces, insectos y plantas. Los fósiles se encuentran en calizas laminadas de ambiente lacustre, desarrollados bajo condiciones climáticas tropicales, áridas y semiáridas, con largos intervalos de tiempo seco y precipitación periódica (Neumann et al. 2003) conservandose detalles tan delicados como las plumas. 

Miembro o Formación Ipubi: constituida por rocas evaporíticas. En el se localiza el geotope Ipubi en una mina que explotaba un nivel de yesos. Algunos autores no consideran que estos niveles constituyan un miembro o formación individualizada, sino que corresponden a un transito gradual del Miembro Crato al Miembro Romualdo.

Miembro o Formación Romualdo: la parte inferior de esta unidad se caracteriza por la presencia de arcillas con areniscas intercaladas pasando a arcillas verdes con ostrácodos. Hacia el techo los colores se hacen mas oscuros y aparecen las concreciones calcáreas con abundantes fósiles de peces. Este nivel se deposito en un ambiente fluvio-lacustre y estuarino con frecuentes variaciones de la salinidad. 

En la siguiente figura se puede ver una recreación (Fraga 2009) se la fauna de la Formación Romualdo:

Figura nº 9: Recreación de la fauna de la Formación Romualdo (Fuente: Geoparque Araripe). 
Figura nº 10: Distribución de las concreciones fosilíferas. 
La principal característica y singularidad de la Formación Romualdo es su alto contenido en nódulos calcáreos con fósiles. Pese a no disponer de una secuencia completa de la formación, los nódulos parecen concentrase en determinados niveles, tal como se puede ver en la  figura  de la derecha (Fara et al 2005).

La mayor cantidad de nódulos aparecen en la parte central del tramo superior “Ovos de Peixe” y hacia la parte inferior en el tramo “Base” y el tramo “Lageiro do Peixe/Pre-Lageta”.

Muchos de estos nódulos o concreciones calcáreas se presentan en formas esféricas o ovoides mas o menos alargadas y contienen fósiles, principalmente peces, con un excelente estado de conservación. 

A continuación expondré algunos de los fósiles mas característicos de la Formación o Grupo Santana.

FOSILES DE LA FORMACION ROMUALDO:

Peces:

Sobre los peces fósiles de la Formación Santana hay mucho descrito yo voy a mostrar los que tengo en mi colección recolectados durante mis viajes de trabajo a Pernambuco y Ceará.

Genero Vinctifer:

El genero Victifer pertenece a un grupo especializado de peces especializado en la filtración de alimento en suspensión (Aspidirhynchidae) y vivió durante el Cretácico Inferior (151 – 109 Ma) en lo que hoy es Sudamérica. El pez vivía en aguas dulces pero toleraba bien la salinidad por lo que proliferaba en las estuarios y lagunas litorales en los que se depositaba la Formación Romualdo. El pez se caracteriza, y de hay viene su nombre, por presentar unas escamas muy desarrolladas en sentido vertical.

El Vinctifer es el segundo taxón de peces más abundantes en las concreciones calcáreas de la Formación Romualdo después de Racholepis.

En la siguiente imagen se puede ver un ejemplar de gran tamaño (molde y contramolde) de  Vinctifer comptoni (Agassiz  1834) en un nódulo carbonatado:

Figura nº 11: Ejemplar completo (molde y contramolde) de Vinctifer comptoni (Agassiz 1834).
En la siguiente imagen se puede ver el detalle de la cabeza del ejemplar de la figura anterior con su característico morro alargado, la cuenca del ojo, el opérculo y aleta pectoral:

Figura nº 12: Detalle de la cabeza del Vinctifer. 
En la siguiente imagen un detalle de las escamas de gran tamaño que a modo de coraza cubrían el cuerpo del Vinctifer:

Figura nº 13: Detalle de las grandes escamas que cubrían el cuerpo del pez.
Para terminar con la descripción de este ejemplar, un detalle de la cola del pez con su pequeña aleta caudal:

Figura nº 14: Aleta caudal del Vinctifer.

En la siguiente imagen se puede ver un segundo ejemplar del que también dispongo de molde y contramolde y en el que se distinguen muy marcadas las aletas pectorales:


Figura nº 15: Fósil de Vinctifer completo: molde y contramolde.
Ademas de en nódulos o concreciones calcáreas ovoides y alargados este tipo de peces también pueden aparecer nódulos esféricos con el pez enrollado en su interior, tal como aparece el ejemplar de la siguiente fotografía:

Figura nº 16: Nodulo esférico con un Vinctifer enrollado en su interior.
Genero Rhacolepis:
Figura nº 17: Rhacolepis bucalis.

Es el fósil más abundante en las concreciones calcáreas de la Formación Romualdo. Se trata de peces óseos de aleta rayada de tamaño mediano a pequeño, de hábitos depredadores, que vivían en lagunas de agua salobre en la costa. En la imagen de la derecha se puede ver una representación idealizada del pez realizada por el paleoartista Deverson Silva.

En la siguiente fotografía se puede ver un ejemplar de tamaño medio (30 cmts) de la especie Rhacopelis bucalis (Agassiz, 1841) con un excelente grado de conservación:

Figura nº 18: Racholepis bucalis (Agassiz 1841)
Figura nº 19: Escamas de Rhacolepis

Como es típico de los fósiles de la Formación Romualdo el grado de conservación es excelente y en la fotografía de la derecha se pueden ver, en una foto de detalle de la figura anterior, las escamas del pez perfectamente marcadas:

El motivo de la inclusión de estos peces en el grupo de “peces de aletas finamente rayadas” se puede ver en la siguiente fotografía de la aleta caudal del ejemplar anterior:



Figura nº 20: Aleta caudal de Rhacolepis bucalis
Las excelentes condiciones fosilización en el yacimiento de Araripe permiten ver muchos detalles de la anatomía del pez (cuenca orbital, boca, agallas, etc…), como se puede ver en la cabeza de este ejemplar :

Figura nº 21: Cabeza de Rhacolepis
En la siguiente fotografía se puede ver otro ejemplar de la misma especie (Rhacolepis bucalis), este de pequeño tamaño, pero en el que se puede ver la fosilización en tres dimensiones característica de este yacimiento:

Figura nº 22: Ejemplar de Rhacolepis de pequeño tamaño fosilizado en 3 dimensiones.
Si nos fijamos detalladamente, en este mismo ejemplar se pueden ver las branquias como se aprecian en esta fotografía de la cabeza del fósil:

Figura nº 23: Detalle de la cabeza del ejemplar de Rhacolepis con sus branquias.
Genero Neoproscinetes:

Figura nº 23: Neoprocinetes 
Se trata de un genero de peces poco común del tipo “pycnodont” o “diente denso”. Estos peces se caracterizaban por sus cuerpos comprimidos lateralmente y por sus dientes redondeados como guijarros lo que los hacia muy adecuados para alimentarse de presas con cascara como crustáceos, caracoles, erizos, etc… En la figura de la derecha se puede ver un ejemplar de este tipo de peces, probablemente un Neoproscinetes penalvai (Silva Santos 1970)

En la siguiente fotografía se puede ver el detalle de la dentadura del pez, se trata de dientes redondeados muy adecuados para moler las cascaras de sus presas:

Figura nº 24: Dientes de Neoprocinetes
Figura nº 25: Cavidad estomacal de Neoprocinetes.

Se trata de un pez del tipo de “aleta finamente rayada” como se puede ver en la fotografía de la figura 23. 

En el ejemplar del que dispongo, la cavidad que correspondería con el estomago se encuentra hueca y tapizada por cristales de calcita como se puede ver en la fotografía de la derecha.






Genero Diplomystus:

Aunque este no es un fósil del Cretácico de la Chapada de Araripe sino que proviene del Cretácico-Eoceno de Norteamérica no puedo dejar de exponerlo debido a su importancia. Este genero del que se conocen al menos 10 especies, pertenece a los peces óseos avanzados (Teleostei) del orden de los clupeiformes que agrupa a las sardinas, arenques, anchoas,… . Aparecieron en el Cretácico temprano (140 M.a.) y llegaron al Eoceno (50 M.a.) y eran de agua dulce donde se alimentaban de otros peces e invertebrados. Son los fósiles mas representativos de la Green River Formation de Wyoming.


Figura nº 26: Diplomystus 

















Su importancia reside en que esta paleosardina es uno de los pocos animales que consiguió sobrevivir a la gran extinción del limite Cretácico – Terciario.

OTROS FOSILES CARACTERISTICOS:

Ademas de los peces, que sin duda son los fósiles más abundantes, en esta formación se están encontrando fósiles de otros muchos animales en un excelente grado de conservación, entre los más importantes están:

El pterosaurio Tupuxuara.

En la Formación Romualdo se han encontrado gran cantidad de fósiles de pterosaurios y en ella se sitúa el  geositio Parque de los Pterodactylos. Uno de los géneros más característicos de estos reptiles alados es el Tupuxuara que fue nombrado y descrito por Alexander Kellner y Diógenes de Almeida Campos en 1988 en la Formación Romualdo. La especie tipo es Tupuxuara longicristatus, el nombre del género se refiere a un espíritu familiar de la mitología de los tupí, el nombre específico significa "cresta larga" en latín.

Kellner, en 1994, definió una segunda especie: Tupuxuara leonardii. El nombre específico rinde homenaje a Giuseppe Leonardi. Los cráneos más grandes de este pterosaurio tienen una longitud de 130 centímetros que indica una envergadura de 5,5 metros.

En 2009 MarK Paul Witton identifica una tercera especie: Tupuxuara deliradamus. El nombre específico se deriva del latín “delirus”  (loco)  y “adamas” (invencible).

En la siguiente figura se puede ver la representación artística de las especies T. longicristatus (kellner&Campos 1988) y T. Leonardi ( Nessov 1991):


Figura nº 27: Pterosaurios del genero Tupuxuara (Fuente: Wikipercia).

El Espinosaurio Irritator:

En la Formación Romualdo también se esta encontrando gran cantidad de dinosaurios, entre ellos  espinosaurios como el genero Irritador que posiblemente englobe al Angaturama también encontrado en Araripe. Se trata de un terópodo de la familia Spinosauridae de 7 metros de largo por 3 de alto con hocico de cocodrilo y dieta posiblemente piscívora aunque en la figura siguiente se le representa comiéndose un pterodáctilo. Este dinosaurio debió proliferar en un medio con tanta abundancia de los organismos que formaban parte de su dieta (peces y pteridactilos). 

En la siguiente figura se puede ver una recreación de este dinosaurio según el paleoartista Tomas Koivurinne:
Figura nº 28: Recreación del espinosaurio Irritator.
El pájaro Cratoavis

El Cratoavis cearensis (Carbalho et al. 2015) su nombre indica esta pequeña ave fue encontrada en el Miembro Crato de la Formación Santana y se caracteriza por sus largas plumas en la cola que fosilizaron en la fina caliza laminada. En la siguiente figura se puede ver una recreación de este antiguo pájaro en un dibujo tomado de Carnivora Forum;

Figura nº 29: El pájaro Cratoavis cearensis

La Chapada de Araripe y más concretamente la Formación o Grupo Santana se esta configurando como el mejor yacimiento paleontológico del Cretáceo Inferior del mundo, no solo por la gran cantidad de fósiles que se encuentran, sino también por su alto grado de  conservación que permite el estudio de detalles anatómicos que no se conservan en ningún otro lado, como las plumas de dinosaurios, pterosaurios y aves, las alas de insectos y órganos internos de otros especímenes fosilizados en 3D como los peces.

En uno de mis viajes a la Chapada un buscador de fósiles me llego a ofrecer un ejemplar de pterosaurio muy parecido al de la siguiente imagen (Cearadactylus) por la cantidad de 100 dólares, oferta que no acepte por ética.  

Creo que me equivoqué, quizás debí aceptar la oferta y posteriormente donar el fósil a un museo o a una universidad para su estudio.







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