La Formación Ischigualasto es parte del Grupo Agua de la Peña, superpuesto a la Formación Los Rastros y cubierto por la Formación Los Colorados . La formación se subdivide típicamente en cuatro miembros , de antiguo a joven; La Peña, Cancha de Bochas, Valle de la Luna y Quebrada de la Sal. Las areniscas , lutitas , conglomerados y tobas de la formación se depositaron en un entorno de llanura aluvial fluvial (dominado por ríos) , caracterizado por temperaturas frías y lluvias fuertemente estacionales. La formación está mejor estudiada en el Parque Provincial Ischigualasto , un área protegida establecida en la provincia de San Juan en 1967 y designada Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 2000. Los sitios en la provincia de La Rioja, como Cerro Las Lajas y Cerro Bola, están menos investigados pero potencialmente aún más extensos estratigráficamente .
Mapa y columna estratigráfica que muestra la extensión de la Formación Ischigualasto y sus biozonas
La Formación Ischigualasto se encuentra en la Cuenca Ischigualasto-Villa Unión , a lo largo del límite entre las provincias de La Rioja y San Juan , en las tierras baldías del oeste de Argentina. La formación está más ampliamente expuesta y estudiada en el Parque Provincial Ischigualasto (IPP), un parque nacional argentino y Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO que ocupa una gran parte de la cuenca en la provincia de San Juan. En la parte occidental del parque, el espesor máximo de la formación asciende a 691 metros (2267 pies), estrechándose a 397 metros (1302 pies) en el área oriental. [2] [3] Por el contrario, la formación es delgada y está cubierta principalmente por sedimentos recientes en el Parque Nacional Talampaya , vecino al Parque Provincial Ischigualasto en La Rioja al norte. [4] Sin embargo, no todas las exposiciones en La Rioja son tan limitadas. La zona hasta entonces descuidada del Cerro Las Lajas, en el extremo noroeste de la cuenca, conserva un afloramiento de hasta 1.059 metros (3.474 pies) de espesor en un área geográfica pequeña. [3] Otro afloramiento bien expuesto en La Rioja es el Cerro Bola, que conserva casi 800 metros (2.600 pies) de sedimento. [5]
La Cuenca Ischigualasto-Villa Unión es el remanente de un antiguo medio foso que preserva una serie de sedimentos triásicos de 3,5 kilómetros (11 000 pies) [6] de espesor. [7] La Formación Ischigualasto representa el segundo período sin-rift dentro de la cuenca, lo que significa que sus sedimentos se emplazaron durante un breve intervalo en el que el rifting se reactivó para ensanchar aún más la cuenca. El rifting fue acomodado por el movimiento en Valle Fértil, una falla inactiva a lo largo del borde occidental de la cuenca. [2]
Estratigráficamente , la formación es parte del Grupo Agua de la Peña, un nombre que engloba las formaciones del Triásico Tardío dentro de la Cuenca Ischigualasto-Villa Unión. La Formación Ischigualasto se superpone a la Formación Los Rastros , una unidad del Carniense medio dominada por lutitas verdes. Posteriormente se superpone a la Formación Los Colorados , que es principalmente arenisca roja de la era Noriense. El color comparativamente pálido de los sedimentos de la Formación Ischigualasto contrasta fuertemente con su predecesora y sucesora, lo que ayuda a distinguir las tres formaciones en el campo. [8]
Sedimentología
La Formación Ischigualasto era un entorno dominado por ríos como lo indican sus tipos de rocas: lechos de arenisca fluvial (canal del río) gruesos y depósitos de llanura aluvial más finos de areniscas, lutitas y paleosuelos. [2] [9] Tobas delgadas de bentonita se encuentran dispersas por toda la formación, derivadas de cenizas volcánicas. [2] [10] [3]
Capas de arenisca
Un acantilado de arenisca en el Parque Provincial Ischigualasto
Las rocas más gruesas de la formación son conglomerados de río de guijarros y cantos rodados (es decir, lechos de grava, los primeros sedimentos del río que se hunden y quedan enterrados). Estos forman la capa más baja de muchos lechos de arenisca, erosionándose en sedimentos subyacentes de grano fino. Las capas planas, en forma de cinta, son la variedad más común de arenisca de río, y algunas capas conservan ondulaciones o dunas submarinas . Las capas de arenisca inclinadas indican acreción de sedimentos, ya sea aguas abajo o lateralmente (en forma de barras puntiagudas ). Los lechos de arenisca ocupan un rango de tamaños y proporciones, desde depósitos de un solo canal relativamente pequeños (2 metros de espesor, 10 metros de ancho), hasta complejos masivos de múltiples ríos trenzados superpuestos (20 metros de espesor, 2000 metros de ancho). [2] La arenisca y la limosita también se encuentran en la llanura de inundación circundante, en forma de grietas ensanchadas , canales abandonados y depósitos de diques . [2]
Los antiguos ríos y arroyos fluían principalmente hacia el norte o noreste desde tierras altas volcánicas que flanqueaban la parte sur de un valle prehistórico. En el borde sureste de la cuenca moderna, donde la Formación Ischigualasto es algo más delgada, los indicadores de flujo tienden a una orientación hacia el noroeste, posiblemente redirigidos por flujos de basalto. Los estratos de arenisca también tienden a ser más pequeños y menos numerosos en la parte oriental de la cuenca, mientras que los paleosuelos son más voluminosos. [2]
Lutitas y paleosuelos
Badlands de lodolitas multicolores y paleosuelos en el Parque Provincial Ischigualasto
La mayoría de los sedimentos de llanura de inundación eran de grano fino. Muchas de las capas de lutita más gruesas son depósitos de desbordamiento , depositados sobre canales abandonados y grietas. [2] Los sedimentos más finos se conservan como paleosuelos (suelo fosilizado), de los cuales había ocho variedades, etiquetadas de A a H. [11] [2] Los paleosuelos de tipo A son suelos arenosos ricos en cuarzo y mica , con moteado indistinto, moldes de raíces y sin estructura interna. Probablemente eran protosoles o entisoles , suelos jóvenes que se desarrollan a lo largo de las riberas de los arroyos donde los granos siliciclásticos superan en número al material orgánico. [11] Los otros paleosuelos se encuentran principalmente entre lechos de arcilla o lutita en lugar de capas arenosas. Los paleosuelos de tipo B tienen altas proporciones de esmectita y mica, frecuentes slickensides , grietas en forma de cuña ( grietas de lodo en la sección transversal) y fuertes características redoximórficas como gleying y moteado. Se pueden clasificar como un tipo de vertisol , ubicado en un clima estacional cálido con un nivel freático alto durante gran parte del año. [11] Los paleosuelos de tipo C son similares al tipo B, pero difieren en su abundancia de nódulos calcáreos y una escasez de características redoximórficas. Aunque también son vertisoles, se correlacionan con un clima menos húmedo, humedecido por lluvias periódicas en lugar de agua subterránea . [11]
Los paleosuelos de tipo D tienen un alto contenido de esmectita y caolinita , moteado fino y numerosos nódulos de hematita y películas de arcilla (horizontes argílicos). Se clasifican como argilisoles o alfisoles , enterrados en ambientes relativamente secos y estables como los bosques, lejos de la influencia del agua. [11] Los paleosuelos de tipo E son suelos simples en bloques repletos de estructuras calcáreas y un horizonte carbonatado distintivo junto con esmectita y mica. Son calcisoles , suelos desérticos perpetuamente secos y estables que se forman en un clima con poca precipitación. [11] Los paleosuelos de tipo F son intermedios entre el tipo D y el tipo E, ya que tienen horizontes ricos en arcilla y carbonato y los tres principales minerales arcillosos : esmectita, mica y caolinita. [11]
Los paleosuelos de tipo G y H se distinguen por el hecho de que se derivan de rocas volcánicas , en lugar de sedimentos. Los paleosuelos de tipo G son suelos coloridos y arenosos con horizontes distintos ricos en esmectita, sílice y óxidos de hierro . Se desarrollan sobre capas de cenizas a base de feldespato y se encuentran entre los tipos de suelo más extensos lateralmente en la formación, ya que las cenizas volcánicas cubren un área amplia sin tener en cuenta el clima o la disponibilidad de agua. [11] Los paleosuelos de tipo H, por otro lado, son una variedad rara de paleosuelo granular que se desarrolla sobre lavas de basalto que se han degradado y meteorizado durante el proceso de formación del suelo . [11]
Subdivisiones
Grandes nódulos calcáreos expuestos en Cancha de Bochas en el Parque Provincial Ischigualasto. Este sitio debe su nombre al Miembro de Cancha de Bochas
La formación se subdivide en cuatro miembros en el Parque Provincial Ischigualasto, y cada miembro muestra un patrón distintivo de sedimentología y contenido fósil. [2] Estos miembros se delinearon informalmente en 2006 [11] y se les dio un nombre formal en 2009. [2] De arriba hacia abajo (el más joven y estratigráficamente más alto) a abajo (el más antiguo y estratigráficamente más bajo), son: [2] [12]
Miembro Quebrada de la Sal (Unidad IV) : ~60 metros (200 pies). Miembro de grano grueso casi sin contenido fósil. La mayoría de los sedimentos son de color marrón o rojo, aunque todavía se encuentran lutitas grises o moteadas esporádicamente, a diferencia de la Formación Los Colorados suprayacente. La extensión superior del miembro (y la Formación Ischigualasto en su totalidad) está definida por la última capa de lutitas grises en la Cuenca Ischigualasto-Villa Unión. En este miembro se pueden encontrar toda la variedad de características de arenisca. [2] Los paleosuelos son limitados y similares a los del miembro La Peña, siendo el tipo A y, en menor medida, el tipo D las variedades más comunes. Los paleosuelos de tipo B, F y G están presentes, pero son extremadamente raros. [11]
Miembro Valle de la Luna (UNIDAD III) : ~450 metros (1,480 pies). El miembro más grueso de la formación. La lutita de llanura aluvial rica en esmectita de color gris oscuro es la litología más común , especialmente en la parte oriental de la cuenca. Las características de arenisca son comunes y están bien desarrolladas en la parte occidental de la cuenca, al igual que los depósitos de desbordamiento de canales abandonados con una alta proporción de sedimentos calcáreos. Los fósiles de tetrápodos continúan disminuyendo en prevalencia en relación con los miembros anteriores, pero los fósiles de plantas son localmente abundantes en los depósitos de canales abandonados. [2] La cuenca occidental tiene una alta proporción de paleosuelos de tipo A, D y G, la cuenca central tiene más de tipo B y la cuenca oriental es principalmente de tipo A y B. Los paleosuelos de tipo C, E y F están prácticamente ausentes fuera de la cuenca oriental. [11]
Miembro Cancha de Bochas (UNIDAD II) : ~130 metros (430 pies). Miembro de grano fino compuesto principalmente de lutita moteada de rojo/verde/gris. Los fósiles son abundantes, especialmente en las capas más tempranas del miembro. Los nódulos calcáreos también son abundantes y se utilizan para distinguir este miembro de los miembros La Peña y Valle de la Luna. También se encuentran con frecuencia slickensides, moldes de raíces y otras características de alteración del suelo. Están presentes lechos de arenisca de un solo canal y de múltiples canales, al igual que depósitos de diques y grietas. Las rocas volcánicas incluyen no solo toba, sino también una extrusión de basalto grueso en la parte oriental de la cuenca. [2] Este miembro alberga todos los tipos de paleosuelos excepto el tipo G. También es el único miembro donde están presentes paleosuelos de tipo H. El tipo A es el más común en general, el tipo C es el más común en el medio y los tipos E, F y B se encuentran con mayor frecuencia en el área oriental. [11]
Miembro La Peña (UNIDAD I) : ~50 metros (160 pies). Miembro de grano grueso con fósiles poco comunes pero bien conservados. Su base está definida por la primera capa masiva de conglomerado de canal sobre la Formación Los Rastros. La arenisca fluvial de múltiples canales es común y de color gris tostado, aunque los depósitos aislados de un solo canal y de barra puntiaguda aparentemente están ausentes, en contraste con el resto de la formación. Los depósitos de expansión de grietas están presentes pero son delgados y limosos, y la lutita de llanura aluvial es de color gris verdoso, arenosa y rica en esmectita. [2] Los paleosuelos son poco comunes; la cuenca occidental tiene paleosuelos de tipo A y muy raros de tipo D, mientras que la cuenca oriental tiene principalmente de tipo B. [11]
El afloramiento en el Cerro Las Lajas, en cambio, se divide en tres subunidades: una sección inferior fosilífera (11 a 310 metros sobre la base del afloramiento) con depósitos de ríos serpenteantes, una sección media pobre en fósiles (310 a 740 metros sobre la base) con paleosuelos de alta humedad, y una sección superior (740 a 1070 metros sobre la base) con depósitos de ríos trenzados y capas de toba soldadas , pero sin fósiles. [3]
Edad
Datación radiométrica
Un afloramiento de la Formación Ischigualasto en el Cerro Las Lajas, que muestra los principales límites litológicos y bioestratigráficos (flechas de colores) y capas de toba (flechas blancas)
Las capas de ceniza volcánica intercaladas por encima de la base y por debajo de la cima de la Formación Ischigualasto en el Parque Provincial Ischigualasto proporcionan un control cronoestratigráfico preciso sobre la duración de la formación. Las dos capas de ceniza han arrojado edades de 231,4 ± 0,3 Ma y 225,9 ± 0,9 Ma, respectivamente. Estas estimaciones de edad se derivaron de la datación radiométrica 40 Ar/ 39 Ar en muestras de sedimentos analizadas por primera vez en 1993 [10] y recalibradas en 2011. [13] [14] La formación en su conjunto abarca el límite Carniano-Noriano (aproximadamente a 227 Ma), aunque la mayor diversidad se produce en los miembros más antiguos de la formación de la edad Carniano (los miembros La Peña y Cancha de Bochas). [12] Una importante renovación faunística y pérdida de diversidad ocurre en la parte temprana del Miembro Valle de la Luna, poco antes del comienzo del Noriense. [12] Según la datación U-Pb , un estudio de 2021 publicó una edad de 228,91 ± 0,14 Ma para un manto de cenizas en este nivel. [15]
Un estudio de 2020 fechó tres tobas en el Cerro Las Lajas mediante datación U-Pb . La toba más antigua se encuentra a 107 metros sobre la base del afloramiento, poco antes de los primeros fósiles del sitio. Tiene una edad de 229,25 ± 0,1 Ma. La segunda toba, en medio de la sección fosilífera a 160 metros sobre la base, tiene 228,97 ± 0,22 Ma. La tercera toba está cerca de la parte superior de la formación, a 1035 metros sobre la base con una edad de 221,82 ± 0,1 Ma. Estos valores estiman que la formación se depositó entre 230,2 ± 1,9 Ma y 221,4 ± 1,2 en el Cerro Las Lajas. [3]
Es posible que en el Cerro Las Lajas haya habido pequeñas brechas estratigráficas, lo que genera cierta incertidumbre en cuanto al espesor de la exposición y al nivel preciso de los estratos de toba. [15] [5] Como resultado, algunos estudios sugieren que solo 700 metros están expuestos en el sitio. [15] [5] Incluso teniendo en cuenta esta posibilidad, la deposición de la Formación Ischigualasto en el Cerro Las Lajas parece terminar varios millones de años más tarde que en el Parque Provincial Ischigualasto. Las estimaciones de edad en ambos sitios pueden ser erróneas, o la transición entre las formaciones Ischigualasto y Los Colorados es asincrónica, y algunas áreas adquieren sedimentos característicos de esta última formación en un momento anterior que otras áreas. [5] [16] Asimismo, los sedimentos de la Formación Los Rastros pueden haber sido reemplazados más tarde en el Cerro Las Lajas en relación con el Parque Provincial Ischigualasto. [5]
Bioestratigrafía
Fauna de la Formación Ischigualasto
En el Parque Provincial Ischigualasto, la Formación Ischigualasto se divide en tres biozonas basadas en la composición y abundancia de fósiles de tetrápodos . La biozona más antigua, y por lejos la más fosilífera, se conoce como la biozona Hyperodapedon - Exaeretodon - Herrerasaurus [15] [17] [18] (anteriormente la biozona Scaphonyx - Exaeretodon - Herrerasaurus , [14] [12] utilizando un sinónimo más antiguo para Hyperodapedon ). Esta biozona se caracteriza por la abundancia del rincosaurio Hyperodapedon , el cinodonte Exaeretodon y el dinosaurio carnívoro Herrerasaurus . Se extiende desde el miembro La Peña a través del miembro Cancha de Bochas hasta las primeras capas del Miembro Valle de la Luna. [14] [12]
La segunda biozona es la biozona Exaeretodon , que ocupa la mayor parte del Miembro Valle de la Luna. Hyperodapedon y Herrerasaurus desaparecen del registro fósil en el parque, pero Exaeretodon es ligeramente más abundante. [14] [12] La diversidad y abundancia de fósiles en su conjunto es significativamente menor que la biozona anterior. Solo unos pocos reptiles continúan persistiendo a través de ambas biozonas, a saber, Aetosauroides , Saurosuchus y Proterochampsa . [12] La tercera y última biozona es la biozona Jachaleria en el Miembro Quebrada de la Sal. Los fósiles son extremadamente raros; como su nombre lo indica, el único tetrápodo identificable de este miembro es el dicinodonte Jachaleria . Esta biozona continúa en la Formación Los Colorados. [14] [12]
En Cerro Las Lajas, se utilizan dos biozonas alternativas. La biozona más temprana es la biozona Hyperodapedon , llamada así por la prevalencia de fósiles de Hyperodapedon . Esta biozona continúa hasta aproximadamente 260 metros sobre la base del afloramiento (equivalente a alrededor de 228 Ma). Es seguida por la biozona Teyumbaita , que carece de Hyperodapedon y en su lugar tiene fósiles abundantes de otro rincosaurio, Teyumbaita . Teyumbaita deja de ocurrir alrededor de 350 metros sobre la base, y los fósiles más jóvenes en el afloramiento están a unos 400 metros sobre la base. Se sugiere que las biozonas Hyperodapedon y Teyumbaita son equivalentes a toda la biozona Hyperodapedon - Exaeretodon - Herrerasaurus , con Teyumbaita apareciendo por primera vez en capas equivalentes al miembro temprano de Valle de la Luna. [3]
Correlaciones regionales y globales
La bioestratigrafía palinomorfa y tetrápoda concuerda con una edad del Carniano tardío al Noriense temprano para la formación. [19] [20] [3] [16] En términos de formaciones geológicas fuera de Argentina, la Formación Ischigualasto se correlaciona más fácilmente con la Formación Santa María Superior de la Cuenca del Paraná en el sureste de Brasil. Ambas formaciones muestran un patrón de abundantes ocurrencias de Hyperodapedon , seguido de una disminución en el género junto con un aumento de fósiles de Exaeretodon . Proterochampsa , Aetosauroides y herrerasaurids también prevalecen en ambas formaciones. [21] [22] [23] Langer (2005) restableció el término " Ischigualastiano " para esta zona faunística compartida en América del Sur, basado en la caracterización de Bonaparte (1966) de la Formación Ischigualasto como un intervalo con fósiles únicos. El Ischigualastiano se define por la presencia de Hyperodapedon y Exaeretodon , después del predominio del dicinodonte Dinodontosaurus y antes de los primeros fósiles de Jachaleria . [21] La datación radiométrica apoya aún más esta propuesta, ya que la Formación Santa María Superior también se depositó durante el Carniano tardío. [24] [25]
Fuera de América del Sur, las correlaciones faunísticas son más tenues. El sistema Land Vertebrate Faunachron (LVF), iniciado por Lucas (1998), pretende correlacionar las formaciones Triásicas a escala global a través de la bioestratigrafía de tetrápodos. Lucas colocó la Formación Ischigualasto dentro del LVF Adamaniano , una biozona definida principalmente por especies y ensamblajes en el suroeste de América del Norte. [26] Su correlación se justificó por la presencia reportada de varios taxones compartidos entre ambos continentes: Ischigualastia , Saurosuchus , [27] herrerasaurids y el aetosaurio Stagonolepis . [26] Investigaciones posteriores han disputado muchas de estas afirmaciones. Un fémur propuesto de Ischigualastia de la Formación Santa Rosa de Nuevo México puede, en cambio, ser atribuible a Eubrachiosaurus u otro dicinodonte stahleckeriid sin nombre. [28] [29] Los fragmentos de " Saurosuchus " de Arizona no son diagnósticos a nivel de género y no pueden tomarse como evidencia de que el género se extendía hasta América del Norte. [30] La concepción de Lucas de Stagonolepis es poco convencionalmente amplia, agrupando no solo los fósiles europeos originales, sino también a Aetosauroides [31] [32] y al género norteamericano Calyptosuchus , desafiando a muchos otros especialistas. [21] [33]
Como taxón índice de Ischigualastiano, Hyperodapedon ha sido reportado en la Formación Pebbly Arkose de Zimbabue , los lechos de Tunduru de Tanzania y la Formación Lower Maleri de la India. [21] [34] [35] También se ha reportado en formaciones más septentrionales, como la Arenisca de Lossiemouth de Escocia , la Formación Middle Wolfville de Nueva Escocia y la Formación Popo Agie de Wyoming . Stagonolepis fue descubierto inicialmente en la Arenisca de Lossiemouth, lo que proporciona otra posible vía de correlación con la Formación Ischigualasto. [21] Algunas de las especies de Hyperodapedon se han colocado posteriormente en su propio género: la especie de Tanzania también se conoce como Supradapedon , [36] la especie de Nueva Escocia es Oryctorhynchus , [37] y la especie de Wyoming es Beesiiwo . [38] Los fósiles de los yacimientos " Isalo II " de Madagascar son ampliamente comparables a los de la Formación Ischigualasto, y el rincosaurio nativo de Madagascar, Isalorhynchus , ha sido considerado ocasionalmente una especie de Hyperodapedon . [21]
La Formación Ischigualasto alberga uno de los crocodilomorfos más antiguos, Trialestes . Esto puede facilitar la correlación con otras formaciones con crocodilomorfos muy tempranos: la Formación Pekin de Carolina del Norte y la Formación Maleri Inferior en la India. [34] La composición de la fauna a lo largo del intervalo "Ischigualastiano" puede estar más estrechamente vinculada a la paleolatitud que a la proximidad geográfica. Los ecosistemas del Carniense tardío y del Noriense temprano de América del Sur se parecen bastante a África, Europa, India y el norte de América del Norte, pero difieren fuertemente de los del sur de América del Norte. [39]
Clima y paleoambiente
La Formación Ischigualasto data de tan solo unos pocos millones de años después del Episodio Pluvial Carniano (CPE), un intervalo de clima global particularmente cálido y húmedo a mediados del Carniano. El CPE corresponde a la Formación Los Rastros subyacente. [40] [41] [15] Diversos estudios han llegado a conclusiones muy diferentes sobre el clima de la Formación Ischigualasto. [42] [5]
Columnas estratigráficas de la Formación Ischigualasto en tres sitios principales (Cerro Las Lajas, Cerro Bola y Parque Provincial Ischigualasto), mapeadas junto con fechas radiométricas (estrellas rosadas) y tendencias climáticas propuestas a partir de varios estudios
Un estudio de 2004 evaluó la composición geológica de un paleosuelo de Ischigualasto derivado de un flujo de basalto meteorizado a unos 45 m por encima de la base de la formación. [43] El paleosuelo en cuestión, posteriormente etiquetado como paleosuelo tipo H, [11] era un vertisol (que indica fuertes estaciones húmedas y secas) que preservaba un horizonte rico en goethita (un producto de meteorización facilitado por el agua de lluvia fría) junto con altas concentraciones de caolinita y una falta de carbonato (ambos indicativos de alta humedad). [43] La temperatura media anual estimada fue similar a la de la isla Marion o la Noruega más meridional , tan baja como 3 a 9 °C (37 a 48 °F). La precipitación fue comparable a un clima mediterráneo frío , superando los 750 a 1000 milímetros por año (30 a 39 pulgadas/año) pero con fuertes estaciones húmedas y secas. [43]
Estudios posteriores indican fuertes fluctuaciones climáticas a través de la formación, con algunos miembros caracterizados por un clima semiárido. [42] Cuando los mismos autores muestrearon un rango más amplio de paleosuelos en 2006, sus conclusiones fueron modificadas. [11] Los valores de δ 18 O fueron extraídos de nódulos calcáreos preservados en los tres miembros superiores de la formación. Estos valores sugirieron temperaturas medias anuales por debajo de los 11 °C (52 °F), apenas más cálidas que la estimación anterior. [11] La precipitación fue más errática a lo largo de la historia de la formación, como lo indica la variación en la frecuencia de paleosuelos de baja humedad (calcáreos) y alta humedad (no calcáreos). Los paleosuelos calcáreos (tipos C, E y F) son comunes en los miembros Cancha de Bochas y Valle de la Luna inferior, pero raros o ausentes en el resto de la formación. Esto sugiere que la parte media de la formación experimentó un clima semiárido frío mientras que las partes tempranas y posteriores fueron más húmedas. [11]
Un estudio de 2008 comparó la distribución de paleosuelos y fósiles de plantas, con implicaciones para el cambio climático y la evolución de los ambientes deposicionales dentro de la Formación Ischigualasto. [44] El Miembro La Peña habría sido subhúmedo y frecuentemente desestabilizado por ríos trenzados cambiantes, dejando poco espacio para el desarrollo de suelos maduros secos o bosques. [44] Para el momento del Miembro Cancha de Bochas, los sistemas fluviales se estabilizaron en formas serpenteantes y anastomosadas, pero el clima se volvió mucho más seco, por lo que el crecimiento de las plantas continuó siendo inhibido. [44] El Miembro superior Valle de la Luna fue por mucho la parte más húmeda de la formación, con una precipitación anual media que excedía los 760 milímetros por año (30 pulgadas/año). Un nivel freático alto, canales fluviales estables y un clima más húmedo permitieron el desarrollo de hábitats de pantanos , suelos profundos generalizados y árboles grandes. [44] Las condiciones secas regresaron con el Miembro Quebrada de la Sal, con pequeños arroyos arenosos como el ambiente deposicional predominante. Estas transiciones climáticas fueron sutiles, y a la formación en su conjunto se le asignó un clima con inviernos fríos y secos y veranos cálidos y lluviosos mejorados por el megamonzón de Pangea . [44] [19] [20] Los pastizales templados cálidos en Oklahoma y el centro de Argentina se consideraron el equivalente moderno más cercano al paleoambiente de Ischigualasto. [44]
Un estudio de 2022 intentó inferir el clima a través de un conjunto diverso de indicadores geoquímicos en paleosuelos. [5] Para la Formación Ischigualasto en su conjunto, sus resultados estimaron una temperatura media anual de 9,4 a 17,5 °C (48,9 a 63,5 °F) y una precipitación media anual de 700 a 1.400 milímetros por año (28 a 55 pulgadas/año). Esto es notablemente más frío y seco que la Formación Los Rastros, aunque más cálido que las estimaciones anteriores. Utilizando capas de ceniza datadas radiométricamente y el afloramiento de 800 m de Cerro Bola como guía, el estudio propuso las siguientes tendencias climáticas a través de la formación: el clima comenzó siendo relativamente cálido y húmedo, antes de secarse (alrededor de 100 m o 229,5 Ma), y finalmente recuperar un grado de humedad estacional fluctuante al final del Carniano (a 380 m o 227,8 Ma). Estas fluctuaciones son difíciles de comparar con los cambios en la fauna y la flora, aunque la abundancia de rincosaurios y la diversidad de pseudosuquios pueden mostrar una correlación positiva con la alta humedad en la formación. [5]
Tafonomía
Preservación de vertebrados
Fósiles vertebrados articulados representativos de la Formación Ischigualasto
Según un estudio de 2012, los fósiles de vertebrados del Parque Provincial Ischigualasto presentan varios modos de conservación distintos, influenciados por su ubicación y nivel estratigráfico dentro del parque. [45] Los fósiles son raros en el centro de la cuenca y más comunes a lo largo de los márgenes, especialmente en el borde sur. Casi el 88% de los fósiles provienen de depósitos de llanuras aluviales, y el resto de rellenos de canales activos. Hay poca consistencia en la distribución de grupos animales particulares en relación con su lugar de enterramiento, aunque los cráneos bien conservados de pequeños cinodontes son inusualmente comunes en la arenisca de los canales. [45]
Alrededor del 4% de los fósiles de vertebrados en el estudio se recuperaron del Miembro La Peña. Los vertebrados de este miembro tienden a estar ligeramente meteorizados y astillados, con grupos de huesos asociados o semiarticulados más comunes que esqueletos completamente articulados. Los fósiles están cubiertos con una costra de hematita y recristalizados internamente por hematita, apatita , calcita y barita . Los cadáveres fueron enterrados en el lugar por sedimentos de llanuras aluviales y ríos anegados, aunque los especímenes más fragmentarios probablemente estuvieron expuestos durante más tiempo. Una preservación de mayor calidad se habría facilitado por un alto nivel de agua subterránea anóxica o vegetación densa para proteger los huesos de los elementos. [45]
Casi el 65% de los fósiles de vertebrados son del Miembro Cancha de Bochas, pero la conservación es en general peor que en el miembro anterior. Una porción más grande de los fósiles son huesos aislados y/o altamente meteorizados, aunque también se han encontrado muchos esqueletos articulados con excelente conservación. La calcita es por lejos el mineral más común en los fósiles tanto externa como internamente, mientras que la hematita es poco común, presentándose como una capa de corteza interna cerca del hueso original. El clima más seco indujo una distribución más irregular de los cadáveres, con la mayoría de los animales muriendo solos en áreas secas expuestas a los carroñeros . Los pocos fósiles excepcionales pueden haber sido momificados en áreas con una alta densidad de animales, como abrevaderos , donde los carroñeros no pueden seguir el ritmo de la acumulación de cadáveres. La proporción de fósiles por capa de sedimento aumenta debido a una menor tasa de sedimentación y una menor influencia de los ríos, que de otra manera habrían arrastrado los restos fuera de la cuenca. La química del suelo cambia de anóxica a alcalina , fomentando la formación de calcita mientras desalienta la hematita. [45]
El Miembro Valle de la Luna Inferior conserva el 26% de los fósiles de vertebrados del estudio. La conservación es incluso peor que la del Miembro Cancha de Bochas, ya que la proporción de fósiles altamente meteorizados y aislados continúa aumentando. La hematita recupera su posición como el mineral más común en los fósiles, y la calcita es rara. Finalmente, el 5% de los fósiles de vertebrados provienen del Miembro Valle de la Luna Medio-Superior. La misma tendencia de disminución de la calidad de los fósiles continúa, con la hematita y (en menor medida) la barita como los minerales predominantes. La mayor subsidencia y sedimentación en el medio de la cuenca disminuyó la densidad relativa de la acumulación de fósiles. Lo opuesto es cierto para el borde de la cuenca, donde los cadáveres habrían estado aislados y expuestos a carroñeros y procesos de meteorización durante períodos prolongados. La conservación se vio comprometida aún más por la alta humedad y la acidez del agua subterránea. Los fósiles de vertebrados prácticamente nunca aparecen en depósitos de canales y pantanos abandonados, a pesar de la frecuencia de fósiles de plantas en estos ambientes. Los pocos fragmentos fósiles del Miembro Quebrada de la Sal están fuertemente meteorizados y cubiertos por una costra de hematita muy gruesa. [45]
Conservación de plantas
Fósiles de plantas de la Formación Ischigualasto
La conservación de plantas en la Formación Ischigualasto puede seguir nueve vías tafonómicas diferentes, cada una asociada con un entorno deposicional particular: [44]
(A) Los rastros de raíces llenos de arcilla fibrosa ocupan capas de arenisca más pequeñas y de grano más fino, que sólo estuvieron expuestas el tiempo suficiente para que las plantas herbáceas se establecieran. Este tipo de conservación es común, especialmente en el Miembro La Peña y la parte media de la cuenca. [44]
(B) Halos de raíces, decoloraciones en forma de anillo que indican una alteración de la química del suelo alrededor de las trazas de raíces. Se encuentran en paleosuelos rojos afectados por la actividad microbiana en ambientes de tierras altas. Se presentan desde el miembro Cancha de Bochas hacia arriba, con los halos de raíces más gruesos en el miembro Valle de la Luna. [44]
(C) Las raíces y los tocones silicificados de arbustos leñosos sólo se encuentran en depósitos de arenisca de canales trenzados densos. Las plantas responsables de los fósiles silicificados habrían habitado bancos de arena secos y canales abandonados, para luego ser inundadas y enterradas por nuevos sedimentos y cenizas volcánicas arrastradas por inundaciones estacionales. Este tipo de conservación se conoce en todos los miembros, pero es poco común. [44]
(D) Raíces y troncos silicificados de árboles leñosos grandes, que a menudo se encuentran perpendiculares al plano de estratificación . Los troncos ocupan depósitos de canales abandonados en la parte media-superior del Miembro Valle de la Luna, con la madera estabilizada en su posición por capas intercaladas de lutita y arenisca. Rhexoxylon piatnitzkyi es la especie más común de madera petrificada en la formación. [44]
(E) Troncos y ramas de árboles silicificados horizontales, paralelos al plano de estratificación. Estos troncos se encuentran en capas de arenisca excepcionalmente grandes en el Miembro Valle de la Luna medio-superior. Probablemente eran árboles riparios que fueron derribados, despojados de sus raíces y enterrados durante inundaciones masivas. [44]
(F) Impresiones de follaje horizontal y cutícula , paralelas al plano de estratificación. Estos fósiles de plantas son los más diversos y diagnósticos en la formación, depositados en capas delgadas y aplanadas de sedimento de grano fino. El ambiente original era agua estancada tranquila, probablemente un pantano poco profundo que ocupaba un canal abandonado cerca de un río activo. Solo se encuentra en el Miembro Valle de la Luna medio-superior. [44]
(G) Cutícula orientada oblicuamente al plano de estratificación, similar a las impresiones horizontales pero significativamente más fragmentaria. Estas solo se encuentran en areniscas con estratificación cruzada en canal , y representan follaje recién desprendido que se asienta lentamente sobre el lecho de un arroyo por la disminución de las aguas de la inundación. Solo se encuentran en el Miembro Valle de la Luna medio-superior. [44]
(H) Palinomorfos ( polen , esporas y otros fósiles microscópicos de plantas). Se encuentran en lutitas de pantano junto con impresiones de follaje horizontales y cutículas. [44]
(I) Fragmentos de carbón erosionados , encontrados a lo largo de troncos silicificados horizontales (en depósitos de inundación importantes) o cutículas oblicuas (en lechos de arenisca con estratificación cruzada). [44]
Algunas maderas fosilizadas en la formación muestran estilos particulares de descomposición y degradación, lo que ayuda a estimar la presencia de varios grupos de bacterias y hongos en el Período Triásico que de otra manera carecen de evidencia fósil. [46] [47] Por ejemplo, las ramas de Rhexoxylon piatnitzkyi fueron tunelizadas por escarabajos perforadores de madera (sorprendentemente similares a los cerambícidos modernos ) y descompuestas por hongos de podredumbre blanca . Estos ataques fueron defendidos mientras el árbol aún estaba vivo, como lo demuestra una abundancia de células de resina y anillos de traqueidas engrosadas . Este es el primer informe de perforación de madera y mecanismos de defensa asociados en coristospermas . Se encuentra una relación similar entre las coníferas modernas y sus plagas, y la situación en Rhexoxylon muestra que la relación se originó al menos tan atrás como el Triásico. [48]
En los depósitos de diques y grietas del miembro Cancha de Bochas se encuentran dos morfotipos diferentes de madrigueras de animales. [50] [51] Un tipo de madriguera es una malla horizontal de túneles y cámaras agrandadas que ocasionalmente se encuentran con pozos verticales que se ramifican en ángulos rectos. Aunque el sistema de túneles se extiende hasta 2 metros cúbicos, los diámetros de los túneles no superan los 15 cm, mientras que las cámaras solo alcanzan los 25 cm de ancho. Es casi seguro que fueron creados por pequeños vertebrados terrestres, presumiblemente cinodontos. [50] [51] El otro morfotipo de túnel es una red calcárea de madrigueras elípticas estrechas (diámetros promedio de 7 cm) que se ramifican desde un largo pozo vertical. Probablemente representa moldes de raíces de plantas agrandados aún más por pequeños animales. [51]
Reptiles
Dinosaurios
Un estudio de 1993 encontró que los especímenes de dinosaurios comprendían solo el 6% de la muestra total de tetrápodos; [10] descubrimientos posteriores aumentaron este número a aproximadamente el 11% de todos los hallazgos en 2011. [14] Los dinosaurios carnívoros son los carnívoros terrestres más comunes de la Formación Ischigualasto, y los herrerasáuridos comprenden el 72% de todos los carnívoros terrestres recuperados. [14] Los fósiles de una especie no descrita de terópodo están presentes en la provincia de San Juan. [52]
Otros arcosaurios
Otros reptiles
Sinápsidos
Cinodontos
Dicinodontes
Temnospondilos
Plantas
Palinomorfos
Los palinomorfos a menudo se separan en dos grupos biogeográficos en Gondwana Carniano-Noriano, utilizando Australia como guía para distinguir los dos. [19] [20] Un grupo es la provincia de Ipswich, una palinoflora templada ( 40° S ) que se desarrolló en áreas alrededor del Polo Sur Triásico , equivalente a la actual Sudáfrica, el sur de Australia, la mayor parte de la Antártida y la parte sur de Sudamérica. El segundo grupo es la provincia de Onslow, una palinoflora subtropical ( 30 -40° S) que se encuentra más al norte en áreas más cercanas al mar de Tetis , equivalente a India, Madagascar, África Oriental y el norte de Australia. [19]
Se prevé que la Formación Ischigualasto, a unos 40° S, se encuentre cerca del límite entre estas dos provincias. Se han encontrado palinomorfos en la parte media-baja del Miembro Valle de la Luna, a unos 330–350 metros por encima de la base de la formación. [19] [20] Existen fuertes similitudes entre la palinoflora de la Formación Ischigualasto y la provincia Onslow, así como la palinoflora de Europa. Aunque los tipos de polen más abundantes son estándar entre la América del Sur del Triásico, ocho especies de palinomorfos más raras no habían sido reportadas previamente en el continente. [19] Ischigualasto fue la primera formación reportada que alberga especies distintivas de la provincia Onslow en América del Sur y Gondwana Occidental en su conjunto. Ayuda a apoyar la idea de que la provincia Onslow rodea las latitudes medias de todo el hemisferio sur, en lugar de solo las inmediaciones del mar de Tetis. [19] [20]
También se han descubierto especies de la provincia de Onslow en la Formación Chañares , pero no en la Formación Los Rastros, que conserva especies polares del sur típicas de la provincia de Ipswich. [112] Esto parece contradecir la evidencia de los indicadores climáticos que sugieren que la Formación Los Rastros era más cálida y húmeda que las formaciones Ischigualasto y Chañares, en lugar de más fría. La distinción entre las palinofloras de Ipswich y Onslow puede basarse en las condiciones ambientales locales (como la disponibilidad de hábitats ribereños o de tierras altas) en lugar del clima regional. [5]
Macrofósiles
La mayoría de los macrofósiles de plantas se encuentran en el Miembro Valle de la Luna inferior a medio, a menos que se indique lo contrario. [44] [46] Los conjuntos de plantas Triásicos de Argentina se dividen en cinco biozonas basadas en los cambios en la composición floral a través del tiempo. [113] [114] [115] La mayor parte del Miembro Valle de la Luna pertenece a la biozona de Yabeiella brackebuschiana / Scytophyllum neuburgianum / Rhexoxylon piatnitzkyi (BNP) de la era Carniense tardía, la tercera en la secuencia. El Miembro Valle de la Luna más alto pertenece a la biozona de Dicroidium odontopteroides / D. lancifolium (OL) de la era Noriense temprana , la cuarta en la secuencia. [46]
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