Leticia Martín Bello: “La geología daba respuesta a todas mis preguntas”

Leticia Martín Bello es doctora en Geología. Nació en Calamocha, municipio turolense en el que se encuentra la Falla de Calamocha, que se convertiría en su primer objeto de estudio. La curiosidad llenaba su cabeza de preguntas sobre el paisaje desde muy pequeña y pronto descubrió que la geología “daba respuesta” a todas ellas, desde entonces, ha continuado aprendiendo e investigando. Actualmente es investigadora en el grupo de Investigación Análisis de Cuencas Sedimentarias Continentales, perteneciente al Instituto de Investigación en Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA).

Tras cuatro años de trabajo, ha realizado el primer estudio geológico detallado de los estromatolitos de la Sierra de Alcubierre durante el Mioceno inferior y medio (entre 20 a 10 M.a. aproximadamente) en su tesis doctoral, que obtuvo la calificación de sobresaliente, con mención Cum Laude. El estudio revela información detallada obtenida del estudio de los estromatolitos sobre las condiciones ambientales y climáticas del sistema lacustre que se extendía en el pasado por el sector central de la Cuenca del Ebro, que posteriormente dio lugar a lo que actualmente es la Sierra de Alcubierre, situada al noreste de Zaragoza. La tesis fue dirigida por la Dra. Concepción Arenas, de la Universidad de Zaragoza y la Dra. Ana María Alonso, de la Universidad Complutense de Madrid.

Leticia Martín Bello

 

¿Qué fue lo que te hizo decidirte por la geología?

Siempre me había preguntado a qué se debe la forma de los continentes o por qué hay zonas montañosas en unos sitios y en otros lugares zonas muy llanas, ¿por qué los Pirineos están entre la Península Ibérica y el resto de Europa? Fue cuando tenía 14 años cuando mi profesor Chabier de Jaime de la asignatura de Biología y Geología nos explicó el funcionamiento de las placas tectónicas cuando me empezó a fascinar todavía más el mundo de la geología. La geología daba respuesta a todas mis preguntas. Recuerdo que cuando era pequeña y viajaba en coche con mis padres me fijaba en las capas de estratos que se ven en los taludes de la carretera, veía que a veces estaban horizontales, otras veces estaban inclinadas, y otras veces tenían colores muy variados ¿por qué?

La geología da respuesta a todo esto y me parece increíble la cantidad de información que se puede obtener de una zona de estudio, no solo de lo que ha ocurrido recientemente, sino de la historia de ese lugar hace decenas o cientos de millones de años. Además la geología está interconectada con muchas otras ciencias como la química, la física o la biología. Poder conocer los seres vivos que ocupaban la Tierra, la disposición de los continentes, los movimientos que han dado lugar a los continentes en los que vivimos hoy en día, saber donde es posible que se produzcan terremotos, tener información sobre qué recursos minerales podemos explotar y donde podemos explotarlos creo que es realmente útil. Al fin y al cabo muchas de las materias primas que empleamos en nuestro día a día provienen de recursos que extraemos de la Tierra, como por ejemplo el agua o el petróleo. Todo este conocimiento además me permite ser muy agradecida por todo lo que nos brinda este maravilloso planeta en el que vivimos.

 

Has presentado recientemente tu tesis doctoral, el primer estudio geológico detallado de los estromatolitos de la Sierra de Alcubierre durante el Mioceno inferior y medio. Para empezar por lo más básico… ¿podrías explicarnos qué es exactamente un estromatolito y qué información podemos obtener de este tipo de rocas?

Los estromatolitos son rocas carbonatadas (un tipo de microbialita laminada) que se forman como consecuencia de la precipitación de carbonato, inducida por cianobacterias o microbios en sistemas acuáticos, en este caso, lacustres. Cuentan con láminas en su interior que, cuando se desarrollan influenciadas por el crecimiento microbiano, registran variaciones ambientales (cambios en el nivel del lago y la energía del medio) y climáticas (variaciones de humedad y temperatura), por lo tanto, registran las condiciones del sistema lacustre en el que precipitan cada una de las láminas.

 

¿De hace cuántos millones de años estaríamos hablando aproximadamente?

Los ejemplares estudiados se desarrollaron durante el Mioceno inferior y medio, en concreto hace entre 20 y 10 millones de años aproximadamente.

 

¿Cuál es el objetivo de esta tesis?

Uno de los objetivos principales del estudio era conocer el significado temporal de las laminas de estas rocas, es decir, determinar cuál es el periodo de tiempo que representa cada una de ellas y la información ambiental y climática que contiene.

 

¿Existían estimaciones previas?

Muchos estudios han intentado alcanzar una determinación general, pero depende de los estromatolitos que estemos estudiando: cada medio (lacustre, fluvial, marino), o cada cuenca tiene un comportamiento diferente.

No se habían estudiado de manera tan detallada estos estromatolitos que se encuentran en la Sierra de Alcubierre, al noreste de Zaragoza, que corresponden a un sistema lacustre que había durante el Mioceno inferior y medio. En concreto nos centramos en tres unidades tectosedimentarias: T5, T6 y T7. Una de mis directoras de tesis, Concha Arenas, realizó parte de su tesis doctoral en la zona de la Sierra de Alcubierre lo cual fue muy útil para abrir camino en este estudio y posteriormente poder hacer este estudio más detallado. Existe también una tesis previa que se centró en los oncolitos (similares a los estromatolitos pero formados en un sustrato móvil) que se desarrollaron en la unidad T8, los cuales son un poquito más modernos.

 

¿Por qué se han escogido precisamente las formaciones de zona de la Sierra de Alcubierre?

Fue una propuesta de mi directora. El estudio de un sistema lacustre y de los estromatolitos me resultaba atractivo. Además, ya existían estudios geológicos previos en la misma zona que nos facilitaron información sobre la que partir para continuar con un estudio más en detalle.

Otra de las características buenas que tiene la Sierra de Alcubierre es que cuenta con muchos afloramientos de estromatolitos. Eso es importante, porque te permite hacer muchas interpretaciones y comparaciones. Por ejemplo se puede observar con qué facies se relacionan los estromatolitos, y de ello hacer interpretaciones sobre en qué zonas se forman (más próximas a la orilla del lago o más profundas ). Hemos podido contar con muchas muestras de diferentes estromatolitos que nos han permitido caracterizar la forma de las láminas, caracterizar con qué facies se asocian, etc… que aporta información sobre la profundidad a la que se formarían en el lago, así como de las condiciones ambientales de éste.

 

¿Qué información inicial se puede obtener de los estromatolitos fósiles y el resto de rocas con las que se encuentran?

Nosotros partimos de la observación de afloramientos en campo, en ellos se observan los diferentes estratos superpuestos, entre los que se encuentran los estromatolitos fósiles. Tomamos fotografías, hacemos esquemas y dibujos y tomamos toda la información detallada que podemos. A partir de ahí estudiamos muy bien con qué otros tipos de rocas se relacionan y si varia el espesor y forma de los mismos en función de las rocas con las que se asocian. Nuestra conclusión fue que los estromatolitos que tenían escaso espesor se formarían en zonas más someras, mientras que los estromatolitos que tenían espesor más alto, de unos 30 cm, se formarían en zonas más profundas.

 

¿A parte del espesor, existen más diferencias entre estas rocas según la profundidad a la que se formaron?

Gracias a las secciones pulidas que realizamos de las muestras de estromatolitos que recogemos en campo se pueden observar las variaciones en la forma de las láminas y las formas de crecimiento interno. En ellas podemos ver que las láminas puede ser planar, formar domos o columnas. Estas formas de crecimiento interno nos aportan información de la evolución del crecimiento del estromatolito.

Tipos de estromatolitos, formas de crecimiento interno, y forma de las láminas (Martin Bello, 2020)

Los estromatolitos formados en las zonas más profundas nos dan más información porque el registro de las láminas es más continuo en la vertical. Vemos cómo varía la forma de estas láminas de base a techo: estos estromatolitos nos indican que han estado creciendo durante un periodo de tiempo más prolongado. La forma de las láminas nos da también información sobre la influencia del oleaje y la cantidad de depósitos a los que se exponía. Es decir, en los periodos de mayor oleaje, los estromatolitos quedaban fragmentados y su crecimiento se veía interrumpido. A continuación quedaban cubiertos por otros depósitos. Cuando ese oleaje cesaba, el estromatolito volvía a desarrollarse sobre los nuevos depósitos. Esto es una de las cosas que se observaba gracias al estudio detalle tanto en láminas delgadas con microscopio óptico, como en secciones pulidas.

Laminación estromatolitica observada sobre una sección pulida (izquierda) y su correspondiente lámina delgada observada en microscopio óptico (derecha) (Martin Bello, 2020).

A un nivel más detallado, obtenemos láminas delgadas de los estromatolitos. Se trata de láminas de roca del espesor de micras que observamos en microscopio óptico. En ellas observamos la textura (porosidad, tipo de granos) que presentan cada una de las láminas. De ello propusimos una clasificación de cuatro tipos de láminas simples, que a su vez pueden agruparse en dos tipos de láminas compuestas: claras y oscuras. No hemos encontrado diferencias en la textura entre los diferentes tipos de estromatolitos, ya sean los que se forman en zonas someras como los que se forman en zonas más profundas, por lo que deducimos que su formación sería inducida por el mismo tipo de microorganismos, aunque no sabemos exactamente cual.

 

También habéis obtenido información sobre las condiciones de humedad del lago…

Hasta ahora teníamos información sobre los factores ambientales (profundidad, energía del medio, cantidad de aportes), pero no nos quedamos contentos con eso. Queriendo ir más a fondo, hicimos un análisis de isótopos estables de carbono y oxígeno. ¿Para qué sirve esto? En unas condiciones de lago cerrado, como es el caso de estudio, los isótopos de carbono y oxígeno nos dan información principalmente relacionada con variaciones de humedad, con periodos más secos y periodos más húmedos.

Tomamos datos de las láminas claras y oscuras sucesivas en secciones pulidas de varios estromatolitos. En uno de ellos también hicimos un análisis de alta resolución: tomamos 200 análisis en 2 cm. Esto fue parte de una estancia de investigación que hice en la Universidad de East Anglia, en Norwich (Reino Unido).

La interpretación más clara que obtuvimos con esto fue que, las láminas más claras se formaban en los periodos más húmedos, y las más oscuras se formaban en los más secos. Pero no sabíamos a qué espacio temporal respondía exactamente, si se trataba de periodos plurianuales, o anuales, etc. Planteamos la hipótesis de que las parejas de láminas simples clara y oscura fuesen periodos anuales, que las laminas claras se formasen en periodos más húmedos: primavera o inicios del verano, y las oscuras fueran más en verano, que sería mucho más seco, con mucha evaporación y entonces estarían representando periodos anuales. Esta fue nuestra hipótesis.

Una forma de comprobarlo, fue hacer análisis estadísticos, análisis de ciclicidad. Este tipo de análisis aplicado a laminación estromatolítica es pionero ya que normalmente se realiza en otros registros como sucesiones estratigráficas, estalactitas, varvas, etc. Lo que se busca con este estudio es ver si esta laminación tiene relación con fenómenos atmosféricos u oceánicos. Después de haber llegado muy en detalle en el estudio de las láminas, nos pusimos en perspectiva y nos planteamos a qué respondía algunos de los patrones cíclicos (grupos de láminas con características similares repetidos varias veces) que se observaban en la laminación.

Para hacer el análisis de ciclicidad comenzamos con la hipótesis de que una pareja de láminas simple representase un año. A raíz de hacer diferentes análisis estadísticos, obteníamos resultados que parecían tener sentido sobre el periodo de tiempo que habíamos estimado inicialmente, que era que una pareja de láminas fuesen un año. Detectamos que el desarrollo de las láminas podría estar influido por fenómenos atmosféricos y oceánicos como la Quasi-Biennial Oscilation, El Niño- South Oscillation (ENSO) o la North Atlantic Oscillation (NAO), que influyen en la cantidad de lluvias y periodos secos que se dan en todo el planeta, con especial incidencia en determinadas zonas. Además, también podría estar influenciado por las llamadas “manchas solares”, provocadas por las variaciones de irradiación solar que influyen en nuestro planeta.

Finalmente estimamos que los estromatolitos que analizamos con los estudio ciclicidad representaban un crecimiento durante unos 500 años.

 

¿Se ha estudiado si presentan alguna similitud estas formaciones con las de otros lugares del planeta?

Consideramos interesante comparar los resultados de los estromatolitos estudiados con los de otras partes del mundo. Hemos podido establecer similitudes entre los estromatolitos de la Sierra de Alcubierre y los que pueden encontrarse actualmente en sistemas como el Gran Lago Salado (EE.UU) y su antecesor, el Lago Bonneville, los estromatolitos holocenos (11.000 años a la actualidad) del Lago Tanganica (Tanzania y Rep.Dem. del Congo) o los estromatolitos eocenos (entre 56 y 39 M.a. aprox.) de la Formación Green River (EE.UU). Presentan similitudes en cuanto a la morfología externa y en las formas de crecimiento interno de los estromatolitos influenciados también por factores ambientales como por ejemplo las variaciones del nivel del lago. También muestran similitudes en las variaciones de espesor que presentan en relación con la profundidad a la que se desarrollan y en cuanto a la textura, presentan características similares con alternancia de láminas claras y oscuras.

La comparativa se realizó con el objetivo de contrastar los resultados y las interpretaciones coincidían con los resultados obtenidos en otros lugares.

 

¿Cuáles consideras que son las principales aportaciones de tu tesis?

Lo que ha aportado mi tesis es, a nivel local, un conocimiento mucho más detallado de estos estromatolitos del Mioceno de la Sierra de Alcubierre, y a nivel mundial, una mejora en el conocimiento de las microbialitas lacustres.

El análisis de alta resolución isotópico que hicimos, es bastante novedoso dentro de lo que cabe, y el análisis de ciclicidad en estromatolitos es muy novedoso ya que solo hay un par de artículos más en los que se aplica este estudio a estromatolitos.

Por otro lado, este tipo de estudios en estromatolitos están muy reconocidos en el mundo de las petroleras porque existen algunos reservorios de petróleo relacionados con estromatolitos fósiles o formaciones similares a estas. Entonces, está en auge todo el tema de las microbialitas porque además generan una porosidad muy característica.

 

¿Ha marcado para ti un antes y un después este trabajo?

El antes y el después que ha tenido esta tesis es, por un lado a nivel personal, el cambio que he experimentado yo como persona, y por otro lado, mi aportación científica al conocimiento de las microbialitas. Se han presentado en total 6 artículos científicos publicados en revistas nacionales e internacionales, tres de ellos publicados en Q1. Están disponibles para quien quiera leerlos y los use de la manera más adecuada para seguir dando pasitos en este mundo de la ciencia, que al fin y al cabo, todos estudiamos cosas muy detalladas pero, dando estos pequeños pasitos es como se consiguen luego los grandes avances.

 

 

 

Jacqueline Sambou Gimeno

Responsable de Comunicación IUCA

 

 

Información bibliográfica de interés:

Martín Bello, L., (2020). Sedimentología y Geoquímica de los Depósitos Laminados Microbianos y Facies Asociadas del Mioceno del Sector Central de la Cuenca del Ebro. Tesis Doctoral. Universidad de Zaragoza, 326 pp.

 

Gran Lago Salado:

Chidsey, T.C., Vanden Berg, M.D., Eby, D.E., (2015). Petrography and characterization of microbial carbonates and associated facies from modern Great Salt Lake and Uinta Basin’s Eocene Green River Formation in Utah, USA. Geol. Soc. London, Spec. Publ. 418, 261–286. doi:10.1144/SP418.6

Vennin, E., Bouton, A., Bourillot, R., Pace, A., Roche, A., Brayard, A., Thomazo, C., Virgone, A., Gaucher, E., Desaubliaux, G., Visscher, P.T., (2018). The lacustrine microbial carbonate factory of the successive Lake Bonneville and Great Salt Lake, Utah, USA. Sedimentology. doi:10.1111/sed.12499

Formación Green River: 

Frantz, C.M., Petryshyn, V.A., Marenco, P.J., Tripati, A., Berelson, W.M., Corsetti, F.A., (2014). Dramatic local environmental change during the Early Eocene Climatic Optimum detected using high resolution chemical analyses of Green River Formation stromatolites. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 405, 1–15. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2014.04.001

Awramik, S.M., Buchheim, H.P., (2015). Giant stromatolites of the eocene green river formation (Colorado, USA). Geology 43, 691–694. doi:10.1130/G36793.1

Lago Tanganica:

Cohen, A.S., Talbot, M.R., Awramik, S.M., Dettman, D.L., Abell, P., (1997). Lake level and paleoenvironmental history of Lake Tanganyika, Africa, as inferred from late Holocene and modern stromatolites. Bull. Geol. Soc. Am. 109, 444–460. doi:10.1130/0016-7606(1997)109<0444:LLAPHO>2.3.CO;2