Los bosques polares del Cretácico eran bosques templados que crecieron en latitudes polares durante el período final de la Era Mesozoica , conocido como el Período Cretácico hace 145–66 Ma. [1] Durante este período, la temperatura media global era unos 10 °C (18 °F) más alta y los niveles de dióxido de carbono (CO 2 ) eran aproximadamente 1000 partes por millón (ppm), 2,5 veces la concentración actual en la atmósfera de la Tierra. [2] La abundancia de dióxido de carbono atmosférico tuvo un impacto muy significativo en el clima global y los sistemas naturales de la Tierra, ya que su concentración se considera uno de los principales factores en el desarrollo de un pronunciado efecto invernadero en la Tierra durante el Cretácico, con un gradiente de temperatura global promedio muy bajo. Como consecuencia, las altas paleolatitudes en ambos hemisferios eran mucho más cálidas que en la actualidad. Este gradiente de temperatura fue en parte responsable de la falta de capas de hielo continentales en las regiones polares. [2]
Como respuesta a las elevadas temperaturas globales, el ciclo hidrológico de la Tierra se vio mejorado significativamente debido a un mayor volumen de evaporación de humedad de la superficie del océano. A su vez, el nivel absoluto del mar durante este período de tiempo se situó en elevaciones mucho más altas que el nivel actual. La invasión continental de agua de mar formó mares poco profundos generalizados, incluidas extensiones de mares epífitos .
El aumento de la superficie entre las aguas marinas cálidas y poco profundas de la atmósfera permite tasas de evaporación más altas y más precipitaciones en diversas latitudes, lo que produce un clima global más templado. Un clima templado generalizado también tuvo efectos significativos en los ecosistemas de latitudes altas.
Durante el Cretácico, los bosques templados prosperaron en latitudes polares, [2] ya que hubo una diferencia notable con las condiciones actuales en latitudes altas durante las estaciones polares del Cretácico. [3] La duración de la luz solar de verano y la oscuridad de invierno duraron aproximadamente 5 meses cada una. [4] Se cree que esta variación en la luz ha jugado un papel crítico en la composición y evolución de los bosques polares. La evidencia de flora fosilizada sugiere la presencia de paleobosques hasta latitudes de 85° en los hemisferios norte y sur. Las formas dominantes de vegetación en estas altas latitudes durante los 100 millones de años anteriores estaban evolucionando rápidamente y finalmente fueron reemplazadas durante una época conocida como la Revolución Terrestre Cretácica . Durante la Revolución Terrestre Cretácica, las coníferas , las cícadas y los helechos fueron reemplazados selectivamente por angiospermas y gimnospermas , convirtiéndose en las principales especies que dominaban las altas paleolatitudes. En este mundo de invernadero del Cretácico, los bosques de coníferas del Ártico se consideraban predominantemente caducifolios , mientras que los que crecían en la Antártida contenían una proporción significativamente mayor de árboles de hoja perenne . [3]
Un estudio de 2019 reveló que las primeras floraciones de angiospermas llegaron a Australia hace 126 millones de años, lo que también revisó la fecha de los vertebrados polares del sur de Australia a hace 126-110 millones de años. [5]
A principios del Cretácico, hace aproximadamente 130 millones de años, se produjo una importante diversificación de las angiospermas que puso en marcha un gran cambio evolutivo en la composición de los bosques de las altas paleolatitudes. La diversificación de las angiospermas está estrechamente relacionada con los insectos recolectores de polen y néctar. Se cree que la diversificación de estos insectos tendría un impacto sustancial en la tasa de especiación de las angiospermas . [6] Cualquiera que sea el mecanismo de la diversificación, la "toma de posesión" de las angiospermas a principios del Cretácico denota una importante transición del ecosistema. A finales del Cretácico, la composición de las regiones forestales polares se había diversificado aproximadamente en un 50-80%. [6] Esta transición de coníferas, cícadas y helechos a un predominio de angiospermas refleja una interesante adaptación evolutiva al clima polar regional y, muy posiblemente, a otros numerosos factores, como las tasas de expansión del fondo marino, el nivel eustático del mar y las altas temperaturas globales.
El desplazamiento hacia los polos de la zona templada durante el Cretácico elevó significativamente la productividad primaria de los bosques terrestres . En las paleolatitudes altas y medias, se estimó que la productividad forestal era el doble en relación con las paleolatitudes más bajas. [2] La productividad terrestre en las paleolatitudes altas está fuertemente vinculada a las concentraciones elevadas de dióxido de carbono atmosférico. [4] Los resultados de los experimentos sobre el crecimiento de árboles caducifolios y perennes bajo diversas concentraciones de dióxido de carbono muestran diferentes impactos.
Hay cuatro factores principales que contribuyen a la productividad neta del bosque: la concentración de dióxido de carbono, las tasas de respiración de las raíces, la temperatura y la fotosíntesis . El dióxido de carbono por sí solo tiende a disminuir la respiración de las hojas y las raíces al disminuir el punto de compensación de la luz de la fotosíntesis, lo que permite una ganancia neta positiva en la ingesta de carbono durante el transcurso de un día. [4] La reducción de la respiración de las raíces tiende a iniciar el crecimiento de las raíces y, en última instancia, da como resultado una mejora en la eficiencia de la absorción de nutrientes y agua. Cuando se agrega la fotosíntesis a los efectos del dióxido de carbono, dependiendo de la temperatura regional, la productividad forestal aumenta drásticamente. La combinación de los cuatro factores fisiológicos da como resultado un aumento neto significativo en la productividad forestal. Según los resultados experimentales, las especies de árboles con follaje perenne de larga vida tienden a beneficiarse más en un entorno rico en dióxido de carbono debido a su temporada de crecimiento más larga y adaptaciones como el desarrollo del dosel que les permiten prosperar en las paleolatitudes polares templadas del Cretácico. [4]
La composición y estructura de los bosques cretácicos de latitudes altas estaba compuesta principalmente por coníferas caducifolias, helechos, angiospermas y gimnospermas. Los taxones de plantas más abundantes y extendidos globalmente eran las coníferas araucarioideas y podocarpoideas, que se extendían aproximadamente 80° en ambos hemisferios y componían más del 90% del dosel que generaba vegetación perenne. [2] [7] Otros tipos de coníferas, aunque abundantes en su presencia, estaban restringidos a latitudes medias y bajas en ambos hemisferios, confinados principalmente por climas regionales. A medida que el clima global evolucionó, el surgimiento de las angiospermas comenzó a ejercer presión sobre las coníferas en latitudes más altas al crecer más altas y, en última instancia, ganar la batalla por la luz solar. [2] La rápida evolución de diversas especies de angiospermas 25 millones de años después finalmente se convirtió en el tipo de árbol dominante a mediados del Cretácico. A finales del Cretácico, el clima templado en los hemisferios norte y sur era ideal para la rápida diversificación y distribución de diversas angiospermas y, en menor medida, de coníferas. Los estudios sobre el paleorregistro del Cretácico medio concluyen que las composiciones forestales en las paleolatitudes altas del hemisferio norte estaban pobladas principalmente por tipos mixtos de árboles de hoja perenne y caducifolios. En cambio, el hemisferio sur estaba compuesto principalmente por árboles de hoja perenne. [7]
Museum Ledge es una localidad destacada por la madera fosilizada encontrada en el hombro suroeste del monte Glossopteris . [8]
Un indicador paleoclimático , también conocido como proxy paleoclimático , puede revelar información importante sobre cómo pudo haber sido el clima global en el pasado. Los estudios paleoclimáticos sobre anillos de crecimiento de árboles, núcleos de aguas profundas, núcleos de hielo y paleosuelos son solo algunos de los muchos indicadores habituales que se utilizan para evaluar los principales factores que influyen en los paleoclimas. [9]
Una de las herramientas más importantes y valiosas para la reconstrucción paleotermométrica es el análisis de datos de espectrometría de masas de relación isotópica en isótopos estables como los del hidrógeno y el oxígeno. Los estudios sobre foraminíferos marinos (planctónicos/bentónicos) y proporciones de isótopos de carbonato a granel durante el Cretácico medio sugieren un período de calentamiento continuo de ~100 Ma a 66 Ma. [10] Durante este período, las altas latitudes del sur eran tan frías como 16 °C (61 °F) y tan cálidas como 32 °C (90 °F). [11] Las paleotemperaturas de las altas latitudes del norte del Cretácico se dedujeron del análisis de isótopos de oxígeno de conchas de braquiópodos y moluscos bien conservadas . Los resultados de los estudios muestran fluctuaciones de temperatura que corresponden a la variación estacional que va de 10 a 22 °C (50 a 72 °F). [12]
Las mediciones de los anillos de crecimiento durante el Cretácico también pueden proporcionar detalles de cómo podría haber sido el clima en varias ubicaciones geográficas de la Tierra. El análisis de patrones de anillos de árboles o anillos de crecimiento de maderas fósiles del Cretácico se utilizan principalmente para hacer inferencias sobre el paleoclima y la productividad forestal. Un método científico muy útil utilizado para la datación de anillos de crecimiento de árboles es la dendrocronología . [13] Sin embargo, la mayoría de los estudios realizados sobre madera fosilizada se basan en la idea de que los procesos relacionados con las tasas de crecimiento de los árboles que operaron en el pasado son idénticos a los procesos que operan en el presente, el uniformismo . [14] Sobre esta base, la productividad forestal se puede inferir a partir del análisis de los anillos de crecimiento en árboles del Cretácico. El análisis de la productividad forestal del Cretácico muestra que las tasas anuales de crecimiento de los árboles en paleolatitudes bajas fueron significativamente elevadas en relación con el presente. En las paleolatitudes polares, el análisis de la tasa de crecimiento también indica una productividad elevada, pero incluso más significativamente mejorada en relación con la actualidad. [2] La dendrocronología de los anillos de crecimiento de madera fosilizada de altas paleolatitudes sugiere la presencia de condiciones climáticas similares a las de un invernadero a escala global durante este período de tiempo. [15]
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