La paradoja mediterránea: cómo el mar parece haber estado lleno y vacío a la vez

Una capa de sal de más de un kilómetro de espesor ocupa gran parte de las zonas profundas del Mediterráneo. Se acumuló en uno de los eventos medioambientales más extremos y mejor documentados que han tenido lugar en la Tierra, ocurrido hace entre 5,96 y 5,33 millones de años y conocido como la crisis de salinidad del periodo Messiniense (CSM).

Desde el descubrimiento de esta sal hace casi 60 años, persiste una intensa discusión entre científicos sobre si tal acumulación sucedió acompañada de una desecación casi total del Mediterráneo o si, por el contrario, tuvo lugar en un mar colmado de salmuera (agua saturada de sal).

Especies llegadas de los lagos del este europeo

Las evidencias geológicas de ese periodo parecen contradictorias. El sedimento que se deposita tras la sal contiene numerosos fósiles de especies provenientes del este de Europa, de un gigantesco sistema lacustre ancestral que recibe el nombre de Paratetis (las actuales cuencas del Volga, el Danubio, el mar Negro, el mar Caspio, Aral, etcétera).

Esta fauna del Paratetis invadió un Mediterráneo que había perdido casi toda su vida marina, debido a la altísima salinidad que había alcanzado. Las nuevas especies, en cambio, estaban adaptadas a aguas muy poco profundas y poco saladas.

Esta baja salinidad del Mediterráneo posterior a la acumulación de sal concuerda con su aislamiento del océano y el hecho de que ya hubiera precipitado casi toda la sal de su salmuera. Y refleja la mezcla de los restos de la salmuera con el agua dulce de los ríos y de los lagos del Paratetis.

«Charcos» mediterráneos aislados

Más difícil de explicar es que en todas partes, a profundidades muy diversas, aparezcan esos fósiles de ostrácodos –clase de crustáceos de muy reducido tamaño– provenientes del este y típicos de aguas poco profundas.

Se les encuentra junto a la costa, sugiriendo que el mar estaba a un nivel parecido al actual, pero también se han hallado en sondeos marinos profundos, a más de 3.000 metros bajo el nivel del mar. Esto último sugiere que todo el Mediterráneo se había evaporado y que solo en sus zonas centrales permanecieron unos lagos someros donde se evaporaban las aguas aportadas por los ríos y donde los ostrácodos inmigrados podían proliferar.

Un mar vacío y lleno a la vez

Esta paradoja, la de un registro fósil que apunta a un Mediterráneo lleno y vacío en el mismo periodo, se refleja bien en el mismo nombre con el que nos referimos a la etapa de la crisis salina del Messiniense: el periodo Lago-Mare.

Para intentar resolver la aparente contradicción, en nuestro equipo de Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC), hemos simulado numéricamente la lluvia, la evaporación, la erosión y otros fenómenos que sabemos moldean el relieve terrestre. Las simulaciones parten de una reconstrucción de la geografía de la época –de hace 5,55 millones de años, cuando el Mediterráneo ya estaba completamente aislado– y terminan en el límite entre el Mioceno y el Plioceno, hace 5,33 millones de años, al final del periodo Messiniense y la CSM.

Así, hemos encontrado que hay dos mecanismos que pueden causar grandes oscilaciones de más de un kilómetro del nivel del Mediterráneo y explicar así la desconcertante ubicuidad de los ostrácodos del este que vivían en aguas de pocos metros de profundidad.

El primero ya había sido vislumbrado por el grupo neerlandés del profesor Wout Krijgsman: los cambios de la órbita terrestre (por ejemplo, la precesión de sus equinoccios, cambio lento y gradual en la orientación del eje de rotación de la Tierra) influyen en la lluvia en las cuencas mediterráneas y, por tanto, en el nivel de los lagos donde acababa el agua. Sin embargo, estas subidas y bajadas son insuficientes como única explicación: apenas pueden causar unas oscilaciones de unos 600 metros del nivel de los lagos.

Ríos que ya no desembocaban en el mar

El otro fenómeno que proponemos que contribuyó decisivamente a variar el nivel del Mediterráneo durante su aislamiento es la erosión a lo largo de los ríos entrantes que provenían de los lagos del Paratetis que lo rodeaban (por ejemplo: el mar Negro, el mar Caspio y el mar Panónico, hoy extinto). Al erosionar los desaguaderos de estos lagos, la erosión hizo bajar su nivel y la cantidad de agua en ellos evaporada. El exceso de agua fue gradualmente transferido hacia el Mediterráneo, haciendo subir su nivel, posiblemente más de un kilómetro.

Al desecarse el Mar Mediterráneo, este ya no podía retener a los ríos en sus desembocaduras, y debido a ello, estos comenzaron a excavar profundos cañones. Esta erosión fluvial se propagó aguas arriba (fenómeno de erosión remontante), hasta alcanzar los desaguaderos de los lagos. Esto causó el descenso de su nivel y un mayor aporte de agua a los lagos del Mediterráneo desecado. De esta forma, a las oscilaciones causadas por la precesión orbital se sumaría un progresivo llenado del Mediterráneo, a medida que los lagos vecinos reducían su tamaño.

Mar aislado y expuesto

Los resultados de esta investigación acaban de ser publicados en Science Advances y complementan otro reciente artículo del grupo del profesor Giovanni Aloisi, del Institut de Physique du Globe de París, que encuentra de forma independiente pruebas de una desecación de hasta 2,1 km bajo el nivel actual.

En conjunto, estos resultados parecen reducir el número de escenarios plausibles para la CSM y demuestran que, efectivamente, se produjo un aislamiento y una desecación casi totales al principio de la crisis, exponiendo a la atmósfera gran parte del fondo del Mediterráneo.

Juego de poblaciones

Nuestro modelo permite explicar también el impacto sin precedentes que tuvo este periodo sobre los ecosistemas mediterráneos, donde, al menos, el 89% de las especies marinas no soportaron la alta salinidad.

Primero, la desecación extinguió la casi totalidad de las especies endémicas mediterráneas, que fueron remplazadas por especies de los lagos del Paratetis durante el periodo Lago-Mare.

Sin embargo, sin apenas tiempo para adaptarse, un nuevo cambio medioambiental volvió a reiniciar la vida en el Mediterráneo, cuando se restauró la conexión con el Atlántico, repoblándolo esta vez con especies atlánticas.

En definitiva, estos avances proporcionan un marco para entender otras «crisis de salinidad» frecuentes en el pasado de la Tierra, la formación de estos gigantescos depósitos salinos, su impacto en la evolución biológica y geológica y la resiliencia del medio ambiente ante cambios abruptos de tan gran escala.

Daniel García-Castellanos, Earth scientist, Instituto de Geociencias de Barcelona (Geo3Bcn – CSIC)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.