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GEOGACETA, 46, 2009

Copyright 2009 Sociedad Geolgica de Espaa / www.geogaceta.com

Registro geolgico del mximo trmico del Paleoceno-Eoceno enel Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido (Pirineo Central)

Record of the Paleocene-Eocene thermal maximum in the Ordesa and Monte Perdido National Park (CentralPyrenees, Spain)

Alejandro Robador (1), Victoriano Pujalte (2), Josep Maria Sams (3) y Aitor Payros (2)

(1) Area de Cartografa Geocientfica, IGME, La Calera 1, 28760, Tres Cantos, Madrid. a.robador@igme.es(2) Departamento de Estratigrafa y Paleontologa. Facultad de Ciencia y Tecnologa, Universidad del Pas Vasco, Ap. 644, Bilbao. victoriano.pujalte@ehu.es;a.payros@ehu.es(3) Gelogo consultor, C) Mayor, 30 1, 22700, Jaca. josemsamso@gmail.com

ABSTRACT

The Paleocene-Eocene thermal maximun (PETM) had earlier been documented in basinal andcontinental settings of the Pyrenean basin clastic units. In this work new data are added from comparativelyless well-known platform interior successions outcropping at the Ordesa and Monte Perdido NationalPark. There, the PETM is recorded by comparatively thin (10-30 m) but laterally extensive accumulationsof siliciclastic deposits that are thought to represent an ancient wave- and storm-dominated delta system.Further, the landward pinch-out of the delta suggests that the PETM occurred during an interval of relativelylow sea level. Together with other siliciclastic units of the Pyrenean domain, the new data confirms theintensification of the hydrological cycle during the PETM.

Key words: PETM, Ordesa and Monte Perdido National Park, Pyrenees

Geogaceta, 46 (2009), 111-114ISSN: 0213683X

Introduccin

El mximo trmico del lmitePaleoceno-Eoceno (PETM a partir de sussiglas en ingls) corresponde a una de lasmayores perturbaciones del clima globalacaecidas durante el Cenozoico (Zachos etal., 2008). Este evento dur aproximada-mente 200.000 aos, se caracteriz por unrpido incremento de la temperatura glo-bal y estuvo asociado con una anomalanegativa (-2 al -6) del 13C y a numero-sos cambios biticos (Clyde y Gingerich,1998; Pujalte et al., 2009a). La base de laanomala isotpica marca, por acuerdo in-ternacional, el lmite Paleoceno-Eoceno(Luterbacher et al., 2000), y ms reciente-mente ha sido sugerida como criterio parafijar adems la base del Piso Ilerdiense(Pujalte et al., 2009b).

El registro geolgico del PETM estbien documentado en la Cuenca Pire-naica, especialmente en los sedimentosmarinos de cuenca del sector vasco(Ermua y Zumaia: Schmitz et al., 1997,2001; Orue-Etxebarria et al., 2004. Fig.1), y en las series continentales y litora-les de la Cuenca de Tremp-Graus(Schmitz y Pujal te , 2003 y 2007;Robador, 2005; Pujalte et al., 2009a;

Fig. 1). En la Cuenca Vasca el PETMest representado por una unidad esen-cialmente terrgena (SiliciclasticUnit) intercalada en una sucesin pre-dominantemente carbonatada, en tantoque en la de Tremp-Graus coincide condos unidades (Conglomerado de Clarety Suelos amarillentos) que, al igual quela Siliciclastic Unit, reflejan un fuerte in-cremento del influjo terrgeno desde lasreas fuente.

El registro del PETM en las platafor-mas someras Pirenaicas es peor conoci-do; pueden encontrarse datos generalesen Baceta et al. (2004) y Robador (2005).Estos trabajos muestran que las series deplataforma del Paleoceno y del Ilerdienseinferior de la zona Sur-Pirenaica estnconstituidas por una sucesinmayoritariamente carbonatada, con unapotencia media de 300 m. Dentro de estasucesin, el PETM se asocia con un inter-valo distintivo, ubicuo y fcilmente reco-nocible, compuesto por margas oscurasde 1 a 10 m de espesor estudiadas condetalle en las secciones de Urrobi yMintxate, ambas en el norte de Navarra(Pujalte et al., 2003). En la primera loca-lidad est representado por margas grisesmuy fosilferas, ocasionalmente consti-

tuidas por lumaquelas de Nummulites conuna asociacin monoespecfica compues-ta por Nummulites aff. minervensis, y enla segunda, por margas hojosas negras es-casamente fosilferas. La atribucin dedichas margas al PETM ha podido esta-blecerse con datos isotpicos y mediantecorrelacin paleontolgica con las sec-ciones de la Cuenca Vasca (Pujalte et al.,op. cit.).

Con toda probabilidad, los conoci-mientos sobre el impacto del PETM en eldominio de plataforma mejorarnsustancialmente gracias a investigacionesen curso en el Parque Nacional de Ordesay Monte Perdido. En el Parque Nacional,en efecto, la sucesin de plataforma delPaleoceno-Ilerdiense inferior, denomina-do Gp. Gallinera (Robador, 2005), afloraextensivamente en los valles de Ordesa yAisclo, con espectaculares afloramien-tos continuos de ms de 10 km de exten-sin lateral. Ambos valles permiten ob-servar secciones respectivamente parale-las y transversales al margen deplataforma y dan la oportunidad de reali-zar una reconstruccin detallada en 3D dela arquitectura estratigrfica del Gp.Gallinera. El objetivo de este trabajo espresentar un avance de los datos y con-

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Paleoclimatologa

A. Robador et al.

clusiones obtenidos hasta la fecha del an-lisis de los citados afloramientos.

El PETM en el Parque Nacional deOrdesa y Monte Perdido

El Ilerdiense basal est representadoen casi todo el rea del Parque Nacionalpor depsitos siliciclsticos y/o pormargas arenosas que, por los motivos quese discuten en el siguiente apartado, atri-buimos al PETM. Estos depsitos hansido examinados en varias secciones (Fig.2A y B), las ms completas y representati-vas de las cuales son las de La Pardina yMondoto, donde se reconocen dos unida-des diferentes que destacanlitolgicamente del resto del Gp.Gallinera, las Margas con Nummulitesy el Miembro Pardina (Figs. 2C y D).

Las Margas con Nummulites alcan-zan 4,4 m de espesor en ambos cortes, yconsisten en margas arenosas con abun-dantes Nummulites. Descansan sobre lascalizas arenosas del Thanetiense superiorcon un contacto neto, que corresponde a

una superficie encostrada y ferruginizadacon ndulos de pirita, rasgos que sugie-ren un hardground. Las margas estnestratificadas en capas de 0,5 a 0,75 m. Elcontenido en carbonato aumenta progre-sivamente hacia arriba, pero su parte su-perior, que sigue siendo muy fosilfera,tiene mayor contenido en materialterrgeno de tamao arena.

El Miembro Pardina (unidad que de-finimos formalmente en este trabajo) estmayoritariamente formado por areniscasy conglomerados siliciclsticos. Tal com-posicin le confiere un aspecto distintivoen el paisaje, sobre todo porque su carc-ter silceo propicia que en superficie apa-rezca recubierto por lquenes de coloresverdosos, en contraste con los tonosgrisceos de los materiales carbonatadosinfra- y suprayacentes. Tal circunstanciapermite su identificacin y facilita su car-tografa. El Mb. Pardina puede dividirseen su seccin tipo (Faja de la Pardina,Fig. 2C) en dos subunidades: la inferiortiene 11,75 m de potencia y descansa, conun contacto transicional, sobre las

Margas con Nummulites. Est com-puesta por areniscas silceasestratificadas en capas decimtricas, queen su parte inferior contienen proporcio-nes variables de intraclastos y cementocarbonatado. El contenido en carbonatosdisminuye progresivamente hacia arriba,al tiempo que aumenta el tamao de gra-no y el espesor de los bancos. Presentanlaminaciones cruzadas de ripples de co-rriente y oleaje, a veces parcialmenteobliteradas por bioturbacin.

La subunidad superior del Mb.Pardina tiene 7 m de espesor y estseparada de la inferior por un con-tacto erosional. Est compuesta pora r e n i s c a s c o n intercalacionesmicroconglomerticas con cantos decuarzo que llegan a alcanzar 5 cm de di-metro (Fig. 2E), mostrando estratifica-cin cruzada a pequea y media escala. Agran escala se constata que la subunidadest compuesta por cuerpos con geome-tras canaliformes laxas que se cortan en-tre s (Fig. 2C). Como resultado, la orde-nacin vertical del tamao de grano nopresenta una pauta bien definida, si bienlos clastos mayores tienden a concentrar-se en la parte inferior y los metros supe-riores estn constituidos por areniscas detamao de grano grueso sin pasadasmicroconglomerticas. No obstante, losltimos centmetros de la subunidad loforman microconglomerados con sealesde retrabajamiento, que podra correspon-der a un depsito residual (lag). Dichosmicroconglomerados se hallanrecubiertos abruptamente por calizas conmililidos y alveolinas, probablementeresultado de un rpido eventotransgresivo.

Petrogrficamente las areniscas delMb. Pardina presentan un porcentaje muyelevado de granos de cuarzo, superior al95% en muchas muestras, y puedenclasificarse por ello como cuarciarenitas.Adems de cuarzo se encuentran frag-mentos de plagioclasa, chert y turmalina,casi siempre en proporciones cercanas al1%. La matriz, de tipo serictico, se en-cuentra tambin en proporciones muy ba-jas, inferiores al 5%. Ocasionalmente seobservan concentraciones de xidos dehierro formando parte del cemento.

Fig. 2.- A) Mapa de afloramientos del Paleoceno-Ilerdiense inferior y paleogeografa simplificada para el PETM (sin correccin palimpstica)del rea del Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido, con localizacin de secciones de referencia. (B) Seccin transversal simplificada de lasunidades del PETM. (C, D y F) Fotografas interpretadas de secciones representativas del intervalo del PETM: C, Faja de la Pardina; D, Mon-doto; F, Cilindro de Marbor. (E) Foto de detalle de las areniscas microconglomerticas caractersticas de la subunidad superior del Miembro

Pardina (ver pgina siguiente).

Fig. 2.- A) Paleocene-lower Ilerdian outcrop map and simplified palaeogeography for the PETM interval (without palimpastic restoration) of theOrdesa and Monte Perdido National Park, with location of reference sections. (B) Simplified cross-section of the PETM units. (C,D and F):

Interpreted field photos of representative sections of the PETM interval: C, La Pardina strip; D, Mondoto; F, Cilindro de Marbor peak. (E) Close-uppicture of the pebbly sandstones in the upper unit of the Pardina Member (see next page).

Fig. 1.- Mapa paleogeogrfico del dominio Pirenaico para el Paleoceno, con indicacin de laslocalidades citadas en el texto (modificado de Baceta et al., 2004).

Fig. 1.- Paleogeographic map of the Pyrenean domain for Paleocene times, with indication ofthe localities cited in the text (Modified from Baceta et al., 2004).

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Paleoclimatologa

La arquitectura deposicional de losdepsitos descritos puede observarse enlos afloramientos de las Figs. 2C y 2D.Las Margas con Nummulites apare-cen como una unidad de carcterrecesivo, a la que se superpone gradual-mente el Mb. Pardina. El carcter estra-to y granocreciente de la subunidad in-ferior, unido al suave buzamiento origi-nal de sus capas, sugiere una geometraprogradacional. La subunidad superiordel Mb. Pardina resalta en el relieve porsu mayor resistencia a la erosin, y per-mite apreciar el carcter neto e irregularde su lmite inferior y los diversos cuer-pos canaliformes que la integran.

La figura 2B muestra una reconstruc-cin de las relaciones laterales a gran es-cala entre las Margas con Nummulitesy el Mb. Pardina, realizada a partir de lacorrelacin de las distintas seccionesanalizadas. En dicha reconstruccin des-tacan dos aspectos significativos: en pri-mer lugar, el aumento de espesor de lasMargas con Nummulites hacia el Nor-te y el decrecimiento paralelo de espesordel Mb. Pardina en esta misma direc-cin: como resultado, en la unidadtectnica ms alta del apilamiento deMonte Perdido (seccin del Cilindro deMarbor, Figs. 2A y F), las Margas conNummulites alcanzan 30 m de espesory el Mb. Pardina ha desaparecido. Es ra-zonable deducir por todo ello que ambasunidades estn vertical y lateralmenteinterdigitadas. En segundo lugar, la re-construccin de la figura 2B muestra unarpida disminucin de espesor de ambasunidades hacia el Sur (seccin de Baos)y la desaparicin de ambas en la seccinde Gallisu.

En base a dicha reconstruccin y alos rasgos sedimentolgicos de las uni-dades , e l conjunto Margas conNummulites/Mb. Pardina se consideraacumulado en un sistema deltaico domi-nado por olas y tormentas. En concreto,las Margas con Nummulites repre-sentaran depsitos de prodelta, lasubunidad inferior del Mb Pardina co-rrespondera al frente deltaico y, final-mente, la superior se corresponderacon depsitos de barras de desemboca-dura (Fig. 2C). La ausencia de depsi-tos deltaicos en la seccin de Gallisusugiere que el sistema se desarroll encondiciones de bajo nivel del mar. Elposterior ascenso del nivel marino for-zara el retroceso de la lnea de costa yel cese de aportes siliciclsticos, y de-terminara el abandono y fosilizacindel delta.

Discusin y conclusiones

Las caractersticas sedimentolgicasy faunsticas de las Margas conNummulites, y su posicin estratigrfica(base del Ilerdiense), son muy semejantesa la de las margas grises que representanel PETM en las secciones de Urrobi yMintxate (Pujalte et al., 2003). Cabe portanto pensar que las ubicuas Margas conNummulites de Ordesa fueron asimismodepositadas coetneamente con el citadoevento trmico.

La datacin directa del Mb. Pardinaes inviable por su carencia de fsilesbiostratigrficamente significativos y laimposibilidad de obtener informacinisotpica en rocas siliciclsticas. No obs-tante, los datos de campo indican que lasMargas con Nummulites pasan demodo gradual, en la vertical y lateralmen-te, al Mb. Pardina. Dichas relaciones decampo sugieren que este Miembro fueigualmente depositado durante el PETM.

El carcter del conjunto Margas conNummulites/Mb. Pardina contrasta fuerte-mente con la litologa carbonatada predo-minante en el Gp. Gallinera y demuestra unfuerte incremento de aportes de materialessiliciclsticos durante el (geolgicamente)corto intervalo del PETM. Tal incrementoslo puede atribuirse a una acentuacin dela escorrenta de agua superficial.

Una de las consecuencias del actualproceso de calentamiento global previs-tas por los modelizadores es un aumentode las tasas de evaporacin y precipita-cin, con la consiguiente intensificacindel ciclo hidrolgico (e.g., Houghton etal., 2001, Webster et al., 2005). Muchosinvestigadores coinciden en sealar coin-cidencias entre el actual proceso y elPETM. Los datos aportados en este traba-jo contribuyen a reforzar esta posibilidad.

Agradecimientos

Esta investigacin ha sido financiadapor el proyecto 74/2005 del OrganismoAutnomo Parques Nacionales depen-diente del Ministerio de Ministerio deMedio Ambiente y Medio Rural y Mari-no. Se agradece a las autoridades y perso-nal del Parque la ayuda recibida en losdesplazamientos dentro del Parque Na-cional y al Dr. Josep Tosquella Angrill larevisin crtica del manuscrito original.

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