El Triángulo de Afar, en el norte de Etiopía, es uno de los entornos más duros y remotos de la Tierra. Esta zona tectónicamente activa contiene un registro de continentes que se separan; episodios de mares que inundan el continente; y los restos de arrecifes de coral, alfombras microbianas y otros depósitos de agua salada a medida que los mares se desecan periódicamente en piscinas de salmuera y tierra seca.
Las investigaciones anteriores han descubierto pruebas de que esta región podría ser el océano más joven de la Tierra. Entender los registros sedimentarios de esta región podría dar pistas sobre las futuras inundaciones y la formación de carbonatos en entornos extremos.
En octubre de 2013, científicos de la Universidad de Addis Abeba (Etiopía), la Universidad de Friburgo (Suiza) y la Universidad de Gante (Bélgica) se unieron para conocer mejor la historia de la Depresión de Danakil, en la parte norte del Triángulo de Afar. En concreto, el equipo examinó los sedimentos, entre los que se encontraban antiguas terrazas de arrecifes de coral y tapetes microbianos fosilizados que estaban cubiertos por depósitos de salmuera (evaporitas) formados por la evaporación de océanos y lagos. Desde entonces, el equipo ha trabajado para examinar y comprender esta secuencia de rocas sedimentarias y los entornos pasados que las formaron.
Por lo que sabe el equipo, ésta es la primera revisión de los depósitos de carbonato del norte de Afar en casi medio siglo. A raíz de esta expedición, se formó el Consorcio de Investigación de Carbonatos de Afar como plataforma para seguir investigando los sedimentos de la región. A finales de enero de 2015 se inició una importante expedición de seguimiento sobre el terreno.
Afar: Un laboratorio geológico
La depresión de Danakil limita al oeste con la meseta etíope y al este con el Horst de Danakil, un bloque de tierra elevado delimitado por fallas normales. En la parte sur de la depresión se encuentra la famosa cordillera Erta Ale, que contiene uno de los únicos lagos de lava del mundo.
La depresión presenta la remota cuenca de Dallol, una de las elevaciones terrestres más bajas de la Tierra, a 130 metros por debajo del nivel del mar (véase la figura 1). La cuenca también tiene temperaturas durante todo el año que se encuentran entre las más cálidas del planeta. Los restos de una caldera volcánica, Dallol está salpicado de manantiales calientes que burbujean con salmuera, así como de géiseres, montículos de azufre, pilares de sal y piscinas de ácido.
En las décadas de 1960 y 1970, las operaciones de extracción de potasa y los estudios coordinados del Centre National de la Recherche Scientifique de Francia y el Consiglio Nazionale delle Ricerche de Italia trazaron preliminarmente las características sedimentarias de la Depresión del Danakil . Desde entonces, la investigación geocientífica se ha centrado en gran medida en la tectónica, la vulcanología y la geofísica, más que en estudios analíticos de la cuenca que integren la tectónica y la sedimentación.
Esta concentración en los terremotos y los volcanes no es sorprendente: Afar es uno de los únicos lugares de la Tierra donde el rifting en el fondo de un océano primitivo se arrastra hacia la tierra. Desde los primeros días de la teoría de la deriva continental, los geólogos han utilizado el Triángulo de Afar como un laboratorio de campo en el que se podía estudiar en detalle el inicio del rifting continental y, potencialmente, oceánico.
Investigaciones anteriores han reconstruido una historia aproximada de este rifting. Hace unos 30 millones de años, la lava brotó de las grietas de la Tierra, cubriendo la tierra y anunciando la ruptura entre Arabia y África. Después de una fase inicial de ruptura, el rifting continuado en el triángulo formó varias cuencas que más tarde se cerraron y se llenaron de sedimentos.
Las fallas, volcanes y diques de magma de la parte norte del triángulo son paralelos a la tendencia tectónica regional del Mar Rojo . También contienen un registro de anomalías magnéticas similares a las observadas a lo largo de las dorsales oceánicas. Los geocientíficos proyectan que la región está en camino de convertirse en el océano más joven de la Tierra.
Registros de inundaciones marinas tempranas y episódicas
El análisis de las muestras sedimentarias recogidas durante el estudio de campo de 2013 sugiere que la zona de Dallol estuvo cubierta por el Mar Rojo durante algún momento de los últimos cientos de miles de años. Cuando el agua del mar inundó repetidamente la región, se depositaron diversas unidades ricas en carbonatos a lo largo de los bordes de la Depresión de Danakil, cubriendo las rocas volcánicas que había debajo. En el centro de la cuenca hay secuencias evaporíticas sucesivas de 1.000 metros de grosor, testimonio de la constante evaporación y desecación de las piscinas de salmuera.
Específicamente, el equipo estudió los intercrecimientos de coral y algas llamados arrecifes de coralgal, reliquias de los períodos en que la región estaba cubierta por el Mar Rojo abierto. Otras capas ricas en evaporitas, depósitos de arrecifes microbianos y carbonatos de aguas termales muestran que la misma región estuvo cubierta por lagos hipersalinos (piscinas de salmuera) en diferentes periodos de tiempo (véase la figura 2). Entre los arrecifes de coral y los microbianos, se encontraron depósitos de conchas de una sola especie de bivalvo y de una especie de gasterópodo, signos de que esta región alternó entre períodos de condiciones marinas restringidas y abiertas.
Los depósitos marinos estudiados por el equipo consisten en al menos cuatro unidades de coral superpuestas. El equipo encontró evidencias de períodos en los que se formaron arrecifes de borde (véase la figura 3), separados por capas erosionadas, lo que sugiere largos episodios en los que no se produjeron nuevas deposiciones y una posible exposición al aire. Los extensos depósitos de evaporación intercalados entre los carbonatos de los arrecifes proporcionan una prueba más de que los océanos se secaron periódicamente en esta región.
Estudios futuros
Los estudios de datación anteriores basados en el carbono-14 (δ14C) y en las relaciones isotópicas del uranio y el torio (230Th/234U) de los corales y bivalvos de la zona de estudio sugirieron que estos fósiles tienen una antigüedad de entre 230.000 y 24.000 años. Los nuevos resultados de la determinación de la edad radioisotópica ayudarán a delimitar el momento de la alternancia entre las condiciones marinas restringidas y las abiertas con una mayor resolución y relacionarán este registro con los cambios relativos del nivel del mar.
Además, se han encontrado depósitos de esteras microbianas -pequeños estromatolitos y trombolitos- no sólo en los entornos de los taludes de los arrecifes y en las cavidades de los arrecifes de coral, sino también en los márgenes de lagos hipersalinos antiguos y más recientes. Los carbonatos de aguas termales que bordean el lago y los depósitos de piscinas de salmuera sugieren que la actividad hidrotermal influyó en la región durante el cierre de la depresión. El estudio de estos depósitos microbianos bien expuestos permitirá al equipo entender mejor cómo los procesos microbianos mediaron en la precipitación de carbonatos tanto en entornos marinos abiertos como hipersalinos.
La integración de los datos de campo con las observaciones geofísicas proporcionará una comprensión de toda la cuenca de cómo las fluctuaciones ambientales influyeron en la deposición de sedimentos y cómo estos sedimentos fueron influenciados por eventos tectónicos y magmáticos.
Agradecimientos
Damos las gracias a la Universidad de Friburgo, a la Universidad de Gante y a la Fundación Europea de la Ciencia, Coldwater Carbonate Reservoir Systems in Deep Environments-European Research Network (COCARDE-ERN) por su apoyo. También agradecemos a la Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Addis Abeba por facilitar el trabajo de campo.