Estudio biogeoquímico de los archosauromorpha del mesozoico de La Rioja (Noreste de Argentina): Estado de preservación, paleoambientes y paleoecología

Abstract

Los análisis de isótopos estables constituyen un método potente para estudios paleoambientales, paleoecológicos y paleofisiológicos. La composición isotópica en carbono (δ13C) y oxígeno (δ18O) de la atmósfera, la vegetación y el agua ambiental está registrada en los tejidos biomineralizados de los vertebrados. Estos últimos se transforman en potenciales indicadores paleoambientales y paleoclimáticos a través del proceso de fosilización. En Argentina, la falta de equipamiento adecuado para ese tipo de análisis indujo una escasez de estudios isotópicos en material fósil del país, que contrasta con el renombre internacional del patrimonio paleontológico nacional. La presente tesis pretende brindar información original sobre la paleoecología y el paleoambiente de los arcosauromorfos del noroeste de Argentina, basándose principalmente en análisis de isótopos estables de carbono y oxígeno en fósiles y material geológico asociado. Un nuevo método de isótopos estables – análisis de clumped isotopes – permite calcular la temperatura de precipitación de los carbonatos, indicativa de la temperatura corporal en el caso de analizar material biogénico de vertebrados. Los clumped isotopes representan entonces una herramienta de paleotermometría con aplicaciones en estudios paleofisiológicos. El material de estudio proviene de dos períodos (Triásico Superior y Cretácico Superior), tres formaciones geológicas (Formación Chañares, Formación Los Llanos, Formación Ciénaga del Río Huaco) y de cuatro sitios (Parque Talampaya, Sanagasta, Tama, Quebrada de Santo Domingo) de la Provincia de La Rioja. Su diversidad taxonómica (arcosauromorfos basales, arcosaurios inclusive neosaurópodos derivados, así como terápsidos y un pez óseo como material de comparación), la variedad de los tejidos analizados (bioapatita de huesos y dientes de arcosauromorfos, cáscaras de huevo de titanosaurios) garantiza un panorama amplio del potencial de los arcosauromorfos mesozoicos de la Provincia de La Rioja para estudios isotópicos y paleoambientales. Realizamos análisis de isótopos estables convencionales (δ13C y δ18O) en la totalidad del material fósil, y análisis de clumped isotopes (Δ47) en cáscaras de huevo de titanosaurio. En los sitios cretácicos, ambos métodos fueron aplicados a material geológico asociado (roca sedimentaria, nódulos carbonáticos, cristales hidrotermales) con fines de detectar alteración diagenética del material fósil. Métodos geoquímicos adicionales (fluorescencia y difracción de rayos X) fueron aplicados a elementos geológicos cretácicos con el mismo objetivo. Además, el material fósil estudiado fue sometido a análisis en energía dispersiva de rayos X (EDX), de tierras raras (REE) y de catodoluminiscencia (CL) para evaluar de la mejor forma posible su estado de preservación. En caso de encontrarse alterado, el material fósil no puede ser usado en reconstrucciones paleoambientales y paleoecológicas, ya que su composición isotópica refleja las condiciones diagenéticas, sin relación con sus condiciones de vida. La multiplicación de los métodos usados en este estudio permite acotar la interpretación de los datos isotópicos y reducir las incertidumbres propias al uso de un solo método físico-químico de forma aislada. Los datos isotópicos de la Formación Chañares (Carniano) indican una posible influencia volcánica, así como condiciones ambientales áridas, y permitió descartar un modo de vida acuático o semiacuático para el proterocámpsido Chanaresuchus. La comparación de los resultados triásicos con otros estudios permite evidenciar el cambio climático global a lo largo del Carniano, a saber la transición de un clima árido (Carniano Inferior) a húmedo (Carniano Superior). Hasta donde pudimos comprobar en la literatura, los resultados triásicos de la presente tesis representan los únicos datos isotópicos de arcosauromorfos fuera de Sudáfrica para el Triásico a nivel mundial. En cuanto al Cretácico, determinamos condiciones semi-áridas con una temperatura estival promedio de 26°C para la Formación Los Llanos. Pudimos identificar el sistema hidrotermal fósil de Sanagasta como un sistema de agua meteórica con una temperatura superficial comprendida entre 30 y 45°C, condiciones adecuadas para la incubación de huevo de titanosaurios como fue previamente propuesto. El material de huevo de titanosaurio de la Formación Ciénaga del Río Huaco corresponde al de mejor preservación en la Provincia de La Rioja. La comparación de su composición isotópica con otros estudios permitió definir un rango de valores isotópicos para huevos de titanosaurios en paleolatitudes de 30 a 45°, y determinar que los titanosaurios se reproducían en la estación árida. Los datos isotópicos presentados son los primeros datos duros adquiridos en Archosauromorpha mesozoicos de La Rioja, y completan los numerosos estudios morfológicos, sistemáticos y ecológicos preexistentes.