Un equipo internacional de científicos sugiere que las supererupciones volcánicas en la Cordillera de los Andes lanzaron hace 7 millones de años cenizas ricas en nutrientes que fertilizaron los océanos y propiciaron que las ballenas alcanzaran tamaños colosales.
Las ballenas son animales maravillosos. Algunas, como la ballena azul, alcanzan dimensiones extremas: son los seres más colosales que han existido en la historia de la Tierra. Otras, como la ballena jorobada, producen cantos complejos y cambiantes que evolucionan con el tiempo, como si fueran modas transmitidas a través de vastas distancias oceánicas. Y la ballena boreal, silenciosa habitante de las aguas árticas, puede superar los doscientos años de vida.
Su origen también roza lo fantástico: las ballenas actuales descienden de mamíferos terrestres de cuatro patas que, hace unos 50 millones de años, iniciaron un lento regreso al agua. Cómo llegaron con el tiempo a convertirse en organismos tan descomunales sigue siendo un misterio.
Ahora, un equipo internacional de científicos cree haber encontrado una nueva pista, una conexión capaz de explicar ese salto hacia el gigantismo: las erupciones volcánicas de la cordillera de los Andes, en América del Sur. “Nuestros resultados sugieren que el vulcanismo andino influyó en la evolución de las ballenas”, cuenta a SINC el paleontólogo Mark Clementz de la Universidad de Wyoming, en Estados Unidos.
Nuestros resultados sugieren que el vulcanismo andino influyó en la evolución de las ballenas
“Las grandes erupciones de los Andes centrales lanzaron al aire enormes cantidades de ceniza cargada de hierro, fósforo y silicio que actuaron como una especie de fertilizante en el Océano Austral. Esto favoreció el crecimiento de diminutas algas marinas, en especial diatomeas. Es probable que, con más alimento disponible en ciertas zonas, también pudieron beneficiarse animales como las ballenas”.
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Reacción en cadena
La investigación -cuyos resultados han sido publicados recientemente en la revista Nature Communications Earth & Environment– congregó a geólogos, paleobiólogos, químicos del océano, paleoclimatólogos y modeladores del clima de Argentina, Estados Unidos, Reino Unido, Alemania y Chile. Impulsados por la curiosidad, los científicos buscaron indicios en los Andes sobre cómo los paisajes, el clima y los ecosistemas coevolucionaron a lo largo de escalas de tiempo geológicas.
Simulamos cómo las cenizas volcánicas, que se emiten en los volcanes de los Andes centrales, viajan y cómo se dispersan en la atmósfera para saber dónde caían y dónde podían potencialmente fertilizar a los océanos
Durante dos años, recolectaron información en el campo, analizaron las tasas de emisión de ceniza volcánica en el pasado en la región andina y datos paleontológicos sobre la evolución de distintas especies. Y, con ello, corrieron simulaciones en grandes supercomputadoras de Estados Unidos y Alemania: “Simulamos cómo las cenizas volcánicas, que se emiten en los volcanes de los Andes centrales, viajan y cómo se dispersan en la atmósfera para saber dónde caían y dónde podían potencialmente fertilizar a los océanos”, detalla el geólogo argentino Nicolás J. Cosentino del Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera, en Buenos Aires. “Estudiamos los efectos a escalas temporales de siglos y también de miles y decenas de miles de años”.
Lo que comenzó como una idea especulativa fue convirtiéndose, poco a poco, en una hipótesis sólida respaldada por la evidencia: aquellos volcanes habrían iniciado una reacción en cadena que alteró para siempre la atmósfera terrestre, las corrientes oceánicas y la morfología de numerosas especies animales.
Nuestro estudio es el primero en intentar modelar la respuesta del océano a los aportes volcánicos de los Andes centrales en escalas temporales más largas
“Las erupciones volcánicas también contribuyeron a enfriar al planeta”, indica la geóloga estadounidense Barbara Carrapa de la Universidad de Arizona, quien lideró el equipo. “Se suele pensar que el vulcanismo se asocia con el calentamiento debido al aumento de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera, pero su impacto potencial en la absorción de carbono impulsada por la fertilización oceánica y el enfriamiento global no se ha explorado. Nuestro estudio es el primero en intentar modelar la respuesta del océano a los aportes volcánicos de los Andes centrales en escalas temporales más largas”.
La geóloga estadounidense Barbara Carrapa toma muestras de rocas a 4.267 metros de altura en el Cerro Penitentes en la Cordillera Central de Argentina. / Universidad de Arizona
El gran salto de las ballenas
Este proceso, sostienen los científicos, comenzó hace 10 millones. Mientras la Cordillera de los Andes seguía elevándose, grandes volcanes entraron en erupción en lo que hoy es Bolivia, Chile, Perú y el norte de Argentina. Fue un período violento y oscuro.
El planeta era más cálido de lo que es hoy. El aire permanecía cargado de ceniza durante semanas o meses. Grandes nubes volcánicas cruzaban continentes y alcanzaban el océano Austral. Sudamérica todavía era un continente relativamente aislado. El istmo de Panamá aún no se había cerrado por completo. Y mientras perezosos gigantes, armadillos del tamaño de automóviles y aves carnívoras conocidas como ‘aves del terror’ vagaban por la tierra, los ancestros de las actuales ballenas -entonces pequeños y costeros- estaban experimentando un salto evolutivo.
Las antiguas ballenas habrían tenido un fuerte incentivo para recorrer grandes distancias y explotar esos afloramientos de fitoplancton y krill, favoreciendo la evolución hacia la ballena gigante y migratoria actual
“La expansión del fitoplancton en el océano no habría sido uniforme, sino concentrada en parches intensos en regiones remotas”, explica el oceanógrafo y meteorólogo argentino Pedro DiNezio, de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos. “Las antiguas ballenas habrían tenido un fuerte incentivo para recorrer grandes distancias y explotar esos afloramientos de fitoplancton y krill, favoreciendo la evolución hacia la ballena gigante y migratoria actual”.
Estos cambios habrían favorecido a las especies de ballenas capaces de migrar largas distancias entre zonas de alimentación. “Un mayor tamaño corporal proporciona ventajas energéticas y termorreguladoras para dichas migraciones -cuenta Clementz-, reduciendo el coste de los viajes y permitiendo una explotación más eficiente de recursos ampliamente distribuidos”.
La intensificación del vulcanismo, además de reorganizar las corrientes oceánicas, habría también incitado una reestructuración en las comunidades de cetáceos
La intensificación del vulcanismo, además de reorganizar las corrientes oceánicas, habría también incitado una reestructuración en las comunidades de cetáceos: “Los grupos más antiguos y de menor tamaño, por ejemplo, los cetotéridos, disminuyeron -detalla el paleontólogo-, mientras que los linajes más grandes y móviles, como los balenoptéridos, se volvieron dominantes”.
Paleontólogos chilenos y estadounidenses limpian los fósiles en un yacimiento conocido como Cerro Ballena, al norte de Chile, reconocido como la mayor concentración mundial de fósiles de ballenas del mundo. / Instituto Smithsoniano
Cementerio de gigantes
Sin embargo, no todas las ballenas salieron ganando. En algunas localidades, los nutrientes provenientes de los volcanes andinos provocaron proliferaciones de algas generalizadas, que liberaron toxinas perjudiciales para las especies marinas.
La orientación de los cuerpos indicaba que los animales habían muerto en el mar y habían sido arrastrados a una llanura intermareal, donde quedaron enterrados rápidamente en la arena
Así desenterraron 31 grandes ballenas barbadas de diversas edades, al menos dos tipos de focas, una especie extinta de cachalote, una ballena dentada parecida a una morsa, un pingüino y un perezoso acuático. No presentaban heridas ni marcas de mordeduras.
Según una investigación publicada en la revista Proceedings of the Royal Society B, la orientación de los cuerpos indicaba que los animales habían muerto en el mar y habían sido arrastrados a una llanura intermareal, donde quedaron enterrados rápidamente en la arena hace entre 6 y 9 millones de años.
Ese cementerio -un yacimiento conocido como Cerro Ballena, la mayor concentración mundial de fósiles de ballenas del mundo- probablemente alberga cientos de esqueletos de animales aún enterrados en la roca, víctimas de los grandes cambios provocados por las erupciones volcánicas.
Algas nocivas
La evidencia proveniente de las costas de Perú y Chile sugiere que el aumento de nutrientes transportados por las cenizas desencadenaron floraciones de algas nocivas que generaron un estrés ecológico.
“A mayor escala -agrega Clementz-, estas transformaciones ambientales contribuyeron al aumento de las tasas de extinción entre la megafauna marina a partir del Mioceno tardío. Este intervalo presenció la pérdida de una fracción sustancial de la diversidad de la megafauna marina, afectando a múltiples grupos, incluyendo tiburones, mamíferos y tortugas marinas. Por ejemplo, superdepredadores como el megalodón, la especie de tiburón más grande hasta ahora conocida, finalmente desaparecieron durante esta transición. En general, nuestros resultados sugieren que el vulcanismo andino actuó como un factor clave tanto para las oportunidades ecológicas como para el estrés ambiental”.
Nuestros resultados sugieren que el vulcanismo andino actuó como un factor clave tanto para las oportunidades ecológicas como para el estrés ambiental
Los próximos pasos de la investigación se centran en estudiar con mayor detalle los sedimentos marinos de la costa de Chile para compararlos con aquellos de Baja California y de la Formación Monterey, en la costa occidental de Norteamérica.
Sedimentos del océano
Además, los científicos planean explorar los sedimentos de aguas profundas del Océano Austral, especialmente en zonas donde los modelos sugieren que pudo haberse dispersado la ceniza andina. Estos registros podrían revelar cuándo cayó la ceniza, con qué frecuencia se repitieron esos episodios, cuánto duraron y qué efectos tuvieron sobre la productividad marina, el almacenamiento de carbono y la química de las aguas profundas.
“Los Andes se suelen pasar por alto en gran medida porque, al pensar en grandes montañas que afectan el clima de la Tierra, pensamos casi exclusivamente en el Himalaya”, dice Carrapa. “Pero los Andes son uno de los mayores proveedores de silicio para los océanos”.
Otra línea de investigación apunta a profundizar en el pasado evolutivo de las ballenas. “Queremos reconstruir sus patrones migratorios, saber cómo fueron en el tiempo”, comenta Cosentino. “Se puede hacer buscando fósiles de ballenas en el fondo del mar o en las costas de las islas”.
El trabajo nos permitió armar un equipo de colaboradores en Argentina y empezar a articular una red con colegas en Chile
Más allá de las nuevas perspectivas científicas, este proyecto interdisciplinario ya dejó resultados concretos. “Aunque las simulaciones se corrieron en Estados Unidos y Alemania, el trabajo nos permitió armar un equipo de colaboradores en Argentina y empezar a articular una red con colegas en Chile”, concluye Pedro DiNezio.
“A partir de esta experiencia, estamos dando los primeros pasos para traer este tipo de modelado al país, usando la supercomputadora argentina Clementina XXI. La idea es poder aplicar estos modelos numéricos para estudiar mejor el clima del hemisferio sur, entender el impacto de los volcanes y profundizar en cómo responden los ecosistemas marinos del Atlántico Sur. Esto marca un cambio importante: pasar de participar en proyectos internacionales a construir lazos de cooperación científica en la región”.