Resumen:
Un estudio colaborativo internacional que duró unos 20 años demostró que la velocidad de acumulación de sedimentos en el fondo marino es el factor más importante para determinar si restos biológicos de diferentes edades se mezclarán en la misma capa fósil. Los investigadores creen que este descubrimiento ayudará a los paleontólogos a determinar con mayor precisión el rango de tiempo representado por un grupo de fósiles y mejorará la capacidad de reconstruir ecosistemas antiguos.
Los fósiles en la misma capa de sedimentos marinos a menudo parecen provenir de la misma comunidad antigua, pero, de hecho, los organismos preservados uno al lado del otro pueden tener cientos o incluso miles de años de diferencia. Este fenómeno de mezclar restos de diferentes edades en un mismo estrato se denomina "promediación temporal".
El promedio temporal generalmente ocurre en el fondo marino donde la actividad biológica es fuerte. Almejas, camarones, estrellas de mar, dólares de arena, caracoles, gusanos y otros animales cavan constantemente canales en el sedimento, perturbando el fondo marino y moviendo repetidamente conchas y otros restos esqueléticos. Cuando los sedimentos finalmente enterraron y preservaron estos restos, los restos de organismos de diferentes generaciones podrían concentrarse en la misma capa fósil.
También hay varios factores que influyen en esta mezcla durante la formación de fósiles. La conservación de los restos biológicos depende de si su estructura es fuerte y de si podrán ser enterrados a tiempo. La mayoría de los organismos se descomponen o son devorados por los carroñeros antes de fosilizarse, por lo que el registro fósil viviente se compone principalmente de tejidos duros como conchas y huesos. La productividad biológica también tiene un impacto, porque cuantos más organismos vivieron en un área en el pasado, más restos finalmente pudieron formarse y dejar fósiles.
Sin embargo, los investigadores han sospechado durante mucho tiempo que la velocidad a la que se acumula el sedimento puede ser la clave para controlar el grado de promediación del tiempo. Los sedimentos se acumulan rápidamente en entornos como los deltas, por lo que los restos se pueden enterrar rápidamente y es menos probable que se mezclen restos de diferentes edades. En áreas donde la sedimentación es lenta, los restos de diferentes períodos pueden continuar acumulándose y eventualmente se conservan juntos.
Para probar el papel relativo de estos factores, equipos de investigación de Australia, Austria, las Bahamas, Brasil, Alemania, Italia, Eslovaquia y Estados Unidos combinaron los resultados de sus respectivas investigaciones realizadas durante los últimos 20 años aproximadamente y analizaron más de 7.500 fósiles recolectados en diferentes ambientes marinos de todo el mundo. Las muestras cubren áreas que van desde costas marinas poco profundas hasta bordes de plataformas continentales y se datan mediante métodos como la datación por radiocarbono.
El equipo de investigación se centró en el uso de la tecnología de datación por radiocarbono. El carbono-14 se desintegra a un ritmo relativamente constante a lo largo del tiempo, con una vida media de unos 5.730 años, por lo que la edad puede estimarse midiendo la cantidad de carbono-14 que queda en una muestra. Debido a que el carbono 14 se vuelve demasiado bajo para detectarlo de manera confiable con el tiempo, este método es principalmente adecuado para registros fósiles más nuevos que tienen menos de 55.000 años.
Los investigadores también utilizaron el método de datación por racemización de aminoácidos. Este método utiliza la característica de que la proporción entre diferentes formas de aminoácidos cambia regularmente con el tiempo para estimar la edad de la muestra. En el pasado, debido al alto costo de la datación por radiocarbono y aminoácidos, un solo equipo de investigación a menudo podía examinar sólo unas pocas docenas de muestras, mientras que el análisis de fenómenos promediados en el tiempo requeriría miles de fósiles. Esta integración de datos a gran escala fue posible gracias a los costos compartidos de múltiples laboratorios, los avances en la tecnología de datación y la reducción de los requisitos de muestras.
Después de obtener los datos de edad de los fósiles, el equipo de investigación estableció múltiples conjuntos de modelos de simulación para ajustar la bioturbación causada por los animales excavadores, la tasa de acumulación de sedimentos y el grado de daño a los restos, y luego comparó la distribución de edad simulada con la distribución de edad de los fósiles medida real. Los resultados muestran que la tasa de sedimentación tiene el impacto más obvio en el grado de mezcla de las edades fósiles, superando con creces a otros factores.
Los investigadores dicen que es posible estimar durante cuánto tiempo se ha registrado un grupo de fósiles siempre que la tasa de acumulación de sedimentos pueda inferirse a partir de contextos geológicos y ambientales. Cuanto más rápida sea la sedimentación, más fácil será enterrar conchas o huesos antes de que se mezclen los restos de diferentes generaciones. Cuanto más lenta es la sedimentación, más largo es el período de tiempo típicamente comprimido por las capas fósiles.
El conjunto de datos creado por este estudio puede ser una de las mayores colecciones de datos de datación por carbono fósil disponibles actualmente. El equipo de investigación afirmó que los datos también se pueden utilizar para estudiar otras manifestaciones de fenómenos promediados en el tiempo y procesos geológicos y biológicos relacionados en el futuro. Si el mismo patrón se aplica a ambientes sedimentarios marinos más antiguos y profundos, los científicos podrían extender esta conclusión al registro fósil mucho antes de que sea mensurable el carbono 14.
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