La Formación Florissant es una formación geológica sedimentaria que aflora alrededor de Florissant , en el condado de Teller, Colorado . La formación se destaca por los abundantes y excepcionalmente conservados fósiles de insectos y plantas que se encuentran en las lutitas y los esquistos. Según la datación radiométrica con argón, la formación es del Eoceno (aproximadamente 34 millones de años [4] ) y se ha interpretado como un entorno lacustre. Los fósiles se han conservado debido a la interacción de la ceniza volcánica del cercano campo volcánico Thirtynine Mile con las diatomeas del lago, lo que provocó una floración de diatomeas. A medida que las diatomeas caían al fondo del lago, las plantas o animales que habían muerto recientemente se conservaban gracias a las cataratas de diatomeas . Las capas finas de arcillas y lodos intercaladas con capas de ceniza forman "esquistos de papel" que contienen fósiles bellamente conservados [5] . El Monumento Nacional de los Yacimientos Fósiles de Florissant es un monumento nacional establecido para preservar y estudiar la geología y la historia de la zona.
El nombre Florissant proviene de la palabra francesa que significa floración. A finales del siglo XIX, turistas y excavadores acudían a este lugar para observar la vida silvestre y recolectar muestras para su estudio. El Bosque Petrificado, que es una de las principales atracciones del monumento en la actualidad, perdió gran parte de su masa debido a que los recolectores extrajeron grandes cantidades de madera petrificada del lugar. [6]
Durante las décadas de 1860 y 1870, los geólogos cartografiaron la zona por primera vez. Los geólogos del Hayden Survey visitaron la zona a principios de la década de 1870, y las plantas fósiles de los lechos fueron descritas por Leo Lesquereux , los insectos fósiles por Samuel Hubbard Scudder y los fósiles de vertebrados por Edward Drinker Cope . [7] La formación fue nombrada formalmente por primera vez como los lechos del lago Florissant por Charles Whitman Cross en 1894. [8]
En 1969, se creó el Monumento Nacional del Yacimiento Fósil de Florissant, tras una larga batalla legal entre los propietarios de tierras locales y el gobierno federal. En la actualidad, el parque recibe aproximadamente 60.000 visitantes al año y es el sitio de investigaciones paleontológicas en curso. [7] [9] La formación en sí fue rebautizada como Formación Florissant en 2001 para cumplir con los requisitos de la Comisión Norteamericana de Nomenclatura Estratigráfica. [10]
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A finales del Eoceno y principios del Oligoceno, hace aproximadamente 34 millones de años, la zona era un entorno lacustre con árboles de secuoya. El basamento es el granito Pikes Peak de la edad Proterozoica . Hay una discordancia desde el granito Pikes Peak hasta la siguiente unidad, la toba Wall Mountain. [11] La enorme discordancia se debe a la erosión que se produjo durante el levantamiento de las Montañas Rocosas modernas, la orogenia Laramide . [12] La toba Wall Mountain se depositó como resultado de una gran erupción de una caldera distante . La Formación Florissant en sí está compuesta de unidades alternas de esquisto, lutita, conglomerado y depósitos volcánicos. Hay seis unidades descritas dentro de la Formación Florissant. En orden de abajo a arriba: la unidad de esquisto inferior, la unidad de lutita inferior, la unidad de esquisto media, la unidad de conglomerado de roca de cubierta, la unidad de esquisto superior y la unidad de piedra pómez superior. Cada una de las unidades de esquisto representa ambientes lacustres, compuestos por esquistos muy delgados que son abundantes en fósiles, que se alternan con tobas de erupciones. [11] La lutita inferior se ha interpretado como un ambiente de arroyo con la parte superior de la unidad siendo un depósito de lahar . Las lutitas se depositaron en el fondo de un valle, pero no en un lago. La separación de las unidades de esquisto por depósitos no lacustres podría significar que hubo dos generaciones de depósitos lacustres. Los lahares que atravesaron el valle podrían haberlo represado, permitiendo la creación de un lago. Las unidades de esquisto medias y superiores se depositaron luego en esta segunda generación del lago. El conglomerado de roca de cobertura se depositó cuando un gran lahar atravesó el valle y se acumuló en el fondo del lago. [6]
La orogenia Laramide, que creó las Montañas Rocosas modernas, había estado elevando el área al oeste desde finales del Cretácico , [13] aunque el momento exacto de la orogenia es objeto de debate [12] A finales del Eoceno y principios del Oligoceno, comenzaron a ocurrir episodios volcánicos al suroeste del área de Florissant. Estos episodios de erupción depositarían cenizas y otros desechos volcánicos en la ubicación de Florissant, y el material volcánico sería uno de los factores más importantes en la fosilización de las plantas y los animales que son tan abundantes en la formación. Las pizarras de papel que contienen fósiles están intercaladas con depósitos más grandes de material volcánico. [6] [14]
La mayoría de las rocas que se depositaron después del Oligoceno y antes del Pleistoceno han sido erosionadas. [15] [16] La mayoría de las unidades restantes están compuestas por clastos de granito de Pikes Peak erosionado, rocas volcánicas y lodo que fueron transportados por arroyos que fluían a través del área. Se han encontrado algunos huesos de mamut dentro de estas unidades y se ha datado que tienen alrededor de 50.000 años de antigüedad. [6]
A unos 25-30 kilómetros al suroeste, se desarrolló una serie de estratovolcanes, similares a los volcanes modernos como el monte St. Helens, que entraron en erupción periódicamente. El volcán, llamado centro volcánico Guffey , dentro del campo volcánico más grande de Thirtynine Mile , tuvo erupciones que incluyeron domos, flujos de lava y eventos piroclásticos. [18] [19] La ceniza de estos eventos se depositó en toda el área y los lahares fluyeron por los valles. La ceniza que se depositó creó la toba, y los lahares formaron las lutitas y los conglomerados de la formación Florissant.
El lago Florissant se depositó en un paleovalle después de que uno de los lahares lo represara. El lago resultante alcanzó un tamaño de 36 km2 . [ 7] Hubo dos ciclos de entornos lacustres. El primero creó la unidad de esquisto inferior, mientras que el segundo lago creó las unidades de esquisto media y superior. [6] Finalmente, los volcanes se volvieron inactivos y comenzaron a erosionarse. Con el tiempo, los volcanes se erosionaron tanto que ya no hay signos obvios de ellos en la superficie. En cambio, la superficie erosiva del Eoceno es el único remanente de los volcanes de la zona. [16]
El material volcánico que causó tanta destrucción condujo a la preservación de los fósiles dentro de las lutitas y lutitas de la Formación Florissant. A medida que la ceniza se depositaba en el paisaje, era transportada por el agua a través de arroyos y lahares hasta el lago. Los lahares luego cubrieron la base de las secuoyas que estaban vivas en ese momento, y los troncos de los árboles se volvieron más duros y fosilizados. A través de la permineralización, los precipitados que estaban en el agua subterránea fluyeron a través de los troncos de los árboles, reemplazando la materia original con minerales silíceos, reemplazando la materia orgánica con sílice. Este proceso de mineralización condujo a la preservación de los tocones de los árboles. [6]
Dentro del lago mismo, los depósitos volcánicos se depositaban periódicamente en el lago, ya sea por deposición directa o por erosión. El material volcánico era rico en sílice. En ese momento, en el lago vivían diatomeas , cuyas conchas también estaban compuestas de sílice. La afluencia de más sílice hizo que las diatomeas florecieran en el lago. A medida que la población de diatomeas aumentaba masivamente, el estrés de los episodios volcánicos al mismo tiempo causó grandes muertes de la biota local . A medida que las plantas y los animales morían, sus hojas y cuerpos caían al lago y, finalmente, grandes cantidades de materia orgánica se acumulaban en el fondo del lago. Este proceso se repetía a menudo, posiblemente anualmente, a medida que la escorrentía de la lluvia se acumulaba en el lago, lo que causaba floraciones y muertes cíclicas de diatomeas . Las floraciones y muertes de diatomeas crearon capas de depósitos de ceniza y arcilla, llamados pareados, lo que dio lugar a muchas capas delgadas. Cada microcapa de ceniza y arcilla fue compactada por la superposición de sedimentos para crear "esquistos de papel" (generalmente de entre 0,1 y 1,0 mm de espesor). Dentro de estos esquistos de papel se pueden encontrar los fósiles mejor conservados de la formación. Con base en esta información, se ha estimado que el lago podría haber durado entre 2.500 y 5.000 años, si los pares de diatomeas representan ciclos anuales. [14]
Hay una gran diversidad de plantas en los lechos de la Formación Florissant, que van desde grandes secuoyas hasta polen microscópico. El bosque petrificado es una de las principales atracciones turísticas del monumento con un estimado de 30 tocones preservados. Se encuentran entre los tocones petrificados más grandes del mundo. [ cita requerida ] La mayoría de los tocones han sido identificados como pertenecientes a Sequoia affinis , un pariente cercano de la secuoya costera moderna ( S. sempervirens ). [20] Estos árboles podrían haber tenido una altura de hasta 60 m (200 pies) hasta que fueron asesinados por lahares que sofocaron el suministro de oxígeno a sus raíces. El examen dendrocronológico de los anillos de los árboles ha dado como resultado edades estimadas de 500 a 700 años cuando los árboles fueron asesinados y enterrados. Algunos de los tocones pertenecen a angiospermas . [6]
La Formación Florissant también es conocida por sus hojas fosilizadas y las impresiones que dejaron. También hay ejemplares de frutos, semillas, conos y flores, todos ellos preservados en las pizarras de papel de la formación. La mayoría de las hojas proceden de árboles y arbustos. Las angiospermas son la paleoflora dominante, pero también hay coníferas presentes. [6]
Algunos de los conos, follaje y polen han sido identificados como provenientes de las sequoias. Existen diferencias claras entre el material fosilizado de Sequoia affinis y las sequoyas modernas de California. El follaje de los fósiles es más delgado y los conos femeninos son más pequeños que los de los ejemplares modernos. [6] Se han identificado más de 130 especies de polen en los lechos de esquisto de Florissant. Estas especies representan muestras de muchos hábitats diferentes que se encontraban cerca y alrededor del lago, así como más arriba en el valle. [6]
Las diatomeas bentónicas son el tipo dominante de algas silíceas que se encuentran en los lechos. Estas son fáciles de fosilizar debido a sus conchas de sílice. Durante los períodos de vulcanismo, los flujos de sílice de las cenizas volcánicas dan lugar a floraciones de algas, que dan lugar a tapetes de algas y a la excepcional conservación de los fósiles. Florissant es importante porque es uno de los primeros ejemplos conocidos de diatomeas de agua dulce. [14]
La mayoría de los fósiles animales encontrados en Florissant son invertebrados , pero se han encontrado muchos ejemplares de vertebrados . Con una cantidad tan grande de especies identificadas en este lugar, se hace evidente que el entorno era ideal para que una gran variedad de animales sobrevivieran en la zona. La gran conservación de estos animales permite conocer el entorno en el que sobrevivieron, así como algunos aspectos de su comportamiento.
Los fósiles de invertebrados de Florissant son artrópodos , como arañas, milpiés , insectos y ostrácodos ; y moluscos , como almejas y caracoles. De estos, los más importantes parecen ser las arañas y los insectos, de los cuales se han identificado más de 1.500 especies en los yacimientos fósiles. [6]
Los arácnidos están bien representados en Florissant, principalmente una gran variedad de arañas. También ha habido posibles ejemplos de opiliones y papamoscas patilargas . Puede haber alguna evidencia de ácaros de las agallas , pero aún no se han descubierto fósiles corporales completamente identificados de ellos. Un aspecto inusual de las arañas encontradas en la formación es que no se encuentran con las patas enroscadas, sino que están completamente extendidas. Esto podría indicar que murieron en temperaturas más cálidas o en aguas ácidas. [21] Los insectos que se encuentran en los lechos de ceniza y arcilla son diversos y numerosos. En Florissant se han encontrado efímeras , libélulas , caballitos del diablo , saltamontes , grillos , saltamontes , cucarachas , termitas , tijeretas , tejedoras de telarañas , cigarras , moscas serpiente , crisopas , escarabajos , moscas , mosquitos , mariposas , polillas , avispas , abejas , hormigas y otros insectos. [22] De estos, los escarabajos son los más diversos y dominan en número de especímenes encontrados como fósiles. Alrededor del 38% de los especímenes encontrados en los yacimientos de fósiles son variedades de escarabajos. Estos fósiles son insectos acuáticos y terrestres, lo que da una idea de la ecología y la biología del área. [6]
Se cree que los ostrácodos se alimentaban de algas del fondo del lago. La mayoría de los ejemplos fósiles de ostrácodos provienen de caparazones o apéndices de alimentación preservados. Hasta ahora solo se ha descrito una especie de ostrácodos. Se han identificado varios moluscos de agua dulce, incluidos los terrestres y de agua dulce. El molusco más abundante que se ha identificado en Florissant son los gasterópodos (caracoles). [6]
Los fósiles de vertebrados en Florissant son predominantemente pequeños fragmentos de huesos incompletos. Se han descrito algunas especies de vertebrados, principalmente peces, pero también aves y mamíferos. Los peces descubiertos en el sitio incluyen ametralladoras , chupadores , bagres y percas piratas . La mayoría de estos eran habitantes del fondo, excepto las percas, y muchos toleraban las malas condiciones del agua. La mayoría de los peces se han encontrado en las mismas capas de esquisto en comparación con otras capas de esquisto. Esto podría indicar que hubo épocas más tolerantes para las poblaciones de peces a lo largo de la historia del lago que otras. [6]
En los lechos se han encontrado tres ejemplares de aves, entre ellos un cuco . La mayor parte del esqueleto se ha perdido, pero todavía quedan suficientes características diagnósticas para identificar al ave. También hay ejemplares de carracas y aves playeras . Otras aves fueron descritas en la literatura temprana del siglo XIX, pero la identificación exacta de estos ejemplares no se puede realizar debido a la falta de información. [6]
Los mamíferos son casi inexistentes en las lutitas, y hasta ahora solo se ha descubierto un ejemplar de una pequeña zarigüeya . En las unidades de lutita inferiores, hay muestras de huesos rotos de un caballo, un brontotérido y un oreodonte . El caballo habría sido pequeño, aproximadamente tan grande como un perro de tamaño mediano, con tres dedos en cada pie. Toda esta información se basa en una mandíbula inferior completa. El mamífero más grande que se ha descubierto hasta ahora es un brontotérido , un animal del tamaño de un elefante con un par de cuernos gruesos en la parte superior de la cabeza. Toda esta información se basa en vértebras fragmentadas y pequeños trozos de esmalte dental. El oreodonte, es una familia extinta que se asemeja a las ovejas y los cerdos modernos. El único espécimen de oreodonte es un fragmento de mandíbula. [6] Se han descrito otros mamíferos en la formación basándose en especímenes de dientes. En total, se han descubierto y descrito alrededor de una docena de taxones de mamíferos en el Florissant. [23]
Sorprendentemente, no se han registrado reptiles ni anfibios en Florissant, donde se esperaba que aparecieran. No se ha propuesto ninguna explicación para esta falta, dado que los museos conservan casi 40.000 ejemplares de este lugar. La toxicidad del agua debido a la actividad volcánica podría ser la culpable, pero hay casos documentados de animales acuáticos en el lago. [6]
Las plantas fósiles, y en particular sus hojas, han sido las fuentes de información más útiles sobre el paleoclima durante la época de la sedimentación de la Formación Florissant. Las plantas tienen una menor tolerancia a los cambios climáticos, en promedio, mientras que muchos animales pueden ser móviles y responder a cambios estacionales o diarios rápidos. [24]
La comparación de plantas y hojas fósiles con análogos modernos permite hacer inferencias sobre el clima basadas en similitudes fisiológicas y morfológicas. Una de las mejores formas de hacerlo es estudiando las características de las hojas que se han encontrado. Al observar la fisonomía, o el análisis de la apariencia general en función de factores climáticos, se ha estimado que la temperatura media promedio (o MAT) era de alrededor de 13 °C, mucho más cálida que la MAT moderna en Florissant de 4 °C. También se ha estimado que la MAT estaba entre 16 y 18 °C, basándose en comparaciones con los parientes vivos más cercanos de las plantas. También hay indicios de que los cambios estacionales en el área no fueron tan grandes como los que se ven en tiempos modernos. Las estimaciones de MAT, basadas en el polen, han situado la temperatura tan alta como 17,5 °C, pero se podría decir que el polen es menos diagnóstico que las hojas. . [16]
En base al pequeño tamaño y las características de los dientes, se ha estimado que la precipitación durante el Eoceno tardío y el Oligoceno temprano fue de alrededor de 50 a 80 centímetros por año, con una estación seca bien definida. Esto es mucho más húmedo que los 38 cm promedio que caen en la zona durante los tiempos modernos. La mayor parte de la precipitación habría llegado a fines de la primavera y principios del verano, con las raras nevadas en el invierno. [6]
El análisis de los anillos de los árboles indica que el entorno en el que crecieron las secuoyas durante la época de la sedimentación habría sido incluso más favorable que el clima actual en el que crecen las secuoyas de California. El ancho promedio de los anillos, en un año de crecimiento, es mayor que el ancho de las secuoyas del centro de California. [6] Hacia el final del Eoceno, la temperatura global comenzó a disminuir. Sin embargo, este episodio de enfriamiento global no está indicado en el registro fósil de Florissant. [16]
Las algas fosilizadas y las angiospermas acuáticas indican que el lago era de agua dulce y poco profundo. Cerca de los arroyos y la orilla, la humedad era abundante, lo que permitía el crecimiento de una vegetación exuberante. Sin embargo, más arriba en las laderas había una vegetación más adaptada a la sequía. En la base del valle, los árboles (como las sequoias) dominaban el paisaje. El sotobosque de este bosque habría estado compuesto por árboles y arbustos más pequeños. Habría habido una transición gradual entre los diferentes hábitats desde la base del valle hasta las laderas, con cierta superposición entre los dos. [6]
Los insectos de la zona también indican diferentes hábitats. Hay insectos exclusivamente acuáticos, como las libélulas, que habrían vivido toda su vida en el lago o cerca de él. Mientras tanto, las abejas y las mariposas habrían preferido espacios más abiertos en las laderas y praderas circundantes. [21]
Las primeras estimaciones de la elevación de los yacimientos de Florissant se situaron entre 300 y 900 metros, mucho más baja que la elevación actual de 2.500-2.600 metros. Sin embargo, estimaciones más recientes basadas en la paleoflora han situado la elevación en el Eoceno mucho más alta. Se han propuesto rangos de entre 1.900 y 4.100 metros. Esto indicaría que el cambio climático global, en lugar del levantamiento tectónico, sería la causa principal de los cambios ambientales en la zona. [6] La elevación real del área de Florissant durante el Eoceno todavía se está determinando. Aunque la mayoría de los análisis que utilizan la paleoflora sitúan el área a una elevación superior a la de los tiempos modernos, hay pruebas de que la elevación era tan baja como las estimaciones anteriores. [25]
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