Pedernal Gunflint
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Pedernal Gunflint Rango estratigráfico : 1,88 Ga [1]
Microfósiles de microbios similares a las cianobacterias, Formación Gunflint, orilla norte del Lago Superior, 1.900 millones de años, chert - Museo Redpath - Universidad McGill - Montreal, Canadá - DSC07897.jpg
Microfósiles de microbios similares a las cianobacterias , Formación Gunflint, costa norte del Lago Superior, 1.900 millones de años
EscribeFormación geológica
Litología
PrimarioFormación de bandas de hierro
Localización
Región Minnesota Ontario
 
Sección de tipo
Nombrado paraGama Gunflint

El pedernal Gunflint (1.88 Ga [1] ) es una secuencia de rocas de formación de hierro con bandas que están expuestas en la Cordillera Gunflint del norte de Minnesota y el noroeste de Ontario a lo largo de la costa norte del Lago Superior . El Gunflint Chert es de importancia paleontológica, ya que contiene evidencia de vida microbiana del Paleoproterozoico . [2] El Gunflint Chert está compuesto de estromatolitos biogénicos . [3]En el momento de su descubrimiento en la década de 1950, era la forma de vida más antigua descubierta y descrita en la literatura científica, así como la evidencia más temprana de la fotosíntesis . [4] Las capas negras de la secuencia contienen microfósiles que tienen entre 1.900 y 2.300 millones de años de edad. En Ontario se encuentran colonias de estromatolitos de cianobacterias que se han convertido en jaspe . La formación de piedra de hierro en bandas consiste en estratos alternos de capas ricas en óxido de hierro intercaladas con zonas ricas en sílice . Los óxidos de hierro son típicamente hematita omagnetita con ilmenita , mientras que los silicatos son predominantemente cuarzo criptocristalino como chert o jaspe , junto con algunos minerales de silicato menores.

La Formación Gunflint Iron (expuesta como la Cordillera Gunflint ) se extiende por el noroeste de Ontario y el norte de Minnesota a lo largo de las orillas del Lago Superior. La localidad tipo de la Formación Gunflint Iron se puede encontrar en Schreiber, ON, cerca de Thunder Bay del Lago Superior . [5] Stanley A. Tyler examinó el área en 1953 y notó los estromatolitos de color rojo. También tomó muestras de una capa de sílex de color negro azabache que, cuando se observó petrográficamente , reveló algunas esferas, varillas y filamentos pequeños y realistas de menos de 10 micrómetros de tamaño. Elso Barghoorn , un paleobotánico de Harvard , posteriormente examinó estas mismas muestras y concluyó que "de hecho estaban conservadas estructuralmente organismos unicelulares ". [6] En 1965, los dos científicos publicaron su hallazgo y nombraron una variedad de la flora Gunflint . [2] Esto creó una" estampida "académica para explorar microfósiles precámbricos de entornos proterozoicos similares . descrita, la microfauna Gunflint es un descubrimiento geológico histórico y sigue siendo uno de los conjuntos fósiles de microfauna más robustos y diversos del Precámbrico.

Estratigrafía

La Formación Gunflint Iron es una formación de hierro en bandas , compuesta predominantemente de densas capas de pedernal y pizarra, intercaladas con capas de carbonato de ankerita. Las capas de sílex se pueden subdividir en capas negras (que contienen material orgánico y pirita), capas rojas (que contienen hematita) y capas verdes (que contienen siderita). [5] La Formación Gunflint Iron pertenece al Grupo Animike , y se puede dividir en cuatro secciones estratigráficas, las secciones de Cherty Inferior, Pizarrosa Inferior, Cherty Superior y Pizarrosa Superior. [7] Se pueden encontrar microfósiles en las capas de sílex estromatolítico, que consisten en cianobacterias, filamentos de algas, esferoides parecidos a esporas y ooides ricos en orgánicos .

Historia

Stanley A. Tyler examinó Gunflint Range en 1953 y observó las formaciones de bandas de hierro rojo y el pedernal negro, señalando probables estromatolitos, aunque no publicaría sus observaciones hasta dentro de una década. AM Goodwin más tarde examinó las facies geológicas de la Formación Gunflint Iron en 1956, lo que resultó en una de las primeras publicaciones científicas sobre la región, [5] pero su informe carece de cualquier mención de vida microscópica. Las primeras publicaciones que notaron la importancia geobiológica del Gunflint Chert se produjeron en 1956 cuando se publicaron dos artículos científicos que destacaban la microfauna Gunflint en la revista ' Science ' preeminente . Stanley Tyler y Elso Barghoorn de la Universidad de Harvard publicaron 'Microorganisms from the Gunflint Chert'[2] meses después de la'Importancia de la microflora Gunflint (precámbrica)'de Preston Cloud (Universidad de California en Santa Bárbara). [4]Si bien se publicaron casi al mismo tiempo, ambos artículos sirvieron como publicaciones históricas que presentaban la idea de que la vida ocurría durante el Precámbrico. Cada artículo tenía focos marcadamente diferentes: mientras que Barghoorn y Tyler 1965 tenían como objetivo caracterizar los microorganismos individuales que componen el pedernal Gunflint desde un punto de vista taxonómico y morfológico, Cloud 1965 se centró en la importancia a mayor escala de la perspectiva de vida existente durante el período Precámbrico, y sus implicaciones para el campo de la paleontología precámbrica. La publicación de estos dos artículos fundamentales abrió las compuertas a una amplia gama de estudios paleontológicos y geoquímicos para explorar microfósiles precámbricos de entornos proterozoicos similares.

La edad

La microfauna de pedernal de Gunflint tiene una edad del Paleoproterozoico medio a tardío (aproximadamente 1.878 Ga ± 1.3 Ma, según lo determinado por las técnicas de datación de uranio-plomo . [1] Esta edad ha fluctuado a lo largo del tiempo a medida que las técnicas de datación se han vuelto más precisas y precisas. Inicial La datación de roca entera con rubidio-estroncio y potasio-argón colocó la edad de la Formación Gunflint Iron en 1.56-163 Ga. [8] [9] [10] [11] La roca entera de neodimio-samario colocó la edad entre 2.08 y 2.11 Ga. [12] [13] Finalmente, la datación de capas de ceniza intercaladas dentro de la Formación de Hierro Gunflint arrojó edades entre 1.86 y 1.99 Ga, [14]que son más similares a la edad de consenso de 1.878 Ga ± 1.3 Ma. En el momento del descubrimiento del Gunflint Chert, la evidencia más antigua de vida conocida era la fauna de Ediacara (635-541 Ma), [15] un conjunto precámbrico tardío de menos de la mitad de la edad de los microorganismos Gunflint.

Diversidad microfaunal

Los organismos más abundantes en Gunflint son los filamentos que se encuentran en los tejidos estromatolíticos y, por lo general, varían de 0,5 a 6,0 μm de diámetro y hasta varios cientos de micrones de longitud. [3] La microfauna Gunflint se puede dividir en dos amplias categorías: filamentos y esferoides. En el innovador artículo de 1965 de Barghoorn y Tyler, se descubrieron tres nuevos géneros y cuatro nuevas especies de cianobacterias filamentosas, [2] desde entonces se han identificado varios géneros y especies nuevos, y algunos han recibido el nombre de Barghoorn, Tyler y Cloud en reconocimiento. de sus primeras contribuciones en la definición de los ensamblajes microbianos de Gunflint. [3] [7] [16] [17]  

Microorganismos filamentosos

Los microorganismos filamentosos dentro del Gunflint Chert representan una población mixta de cianobacterias fotosintéticas y bacterias oxidantes de hierro . En la escala del afloramiento, las cianobacterias filamentosas Gunflint forman domos estromatolíticos de escala de un metro, que son discernibles a lo largo de la sección estratigráfica de la Formación Gunflint Iron. Ejemplos de especies y géneros filamentosos recientemente identificados dentro de Gunflint Chert incluyen el género Gunflintia y las especies Animikiea septate, Entosphaeroides amplus y Archaeorestis schreiberensis. [2]

Microorganismos esferoidales

Los cuerpos esferoidales parecidos a esporas dentro del Gunflint Chert se encuentran distribuidos irregularmente por toda la Formación Gunflint Iron, y tienen un diámetro de 1 a 16 μm. A pesar de su nombre, los cuerpos esferoidales varían de morfología esférica a elipsoidal. Por lo general, están encerrados en una membrana, que puede variar en grosor de pared y morfología. Se ha planteado la hipótesis de que los cuerpos esferoidales son varias cosas, como cianobacterias unicelulares, endosporas de origen bacteriano producidas endógenamente, dinoflagelados que nadan libremente y esporas de hongos. [2] Ejemplos de especies y géneros esferoidales recientemente identificados dentro de Gunflint Chert incluyen los géneros Huroniospora y Eoasatrion, así como la especie Eosphaera tyleri. [3] [17]

Preservación de la microfauna

Se han sugerido varios modos tafonómicos predominantes como mecanismos que dieron como resultado la preservación excepcional de la microfauna Gunflint Chert. Entre los ejemplos de estos modos tafonómicos se incluyen la conservación de residuos orgánicos, la piritización de grano fino, la piritización de grano grueso, la asociación de carbonatos y la conservación de hematites . [2] En la conservación de residuos orgánicos, una película de material orgánico de color marrón claro a oscuro perfila los microorganismos, actuando como una mancha y conservando filamentos, cuerpos parecidos a esporas y rombos de carbonato dentro del pedernal. La piritización de grano fino es el tipo más común de conservación en los Cherts Gunflint, en el que la asociación de pirita de grano fino (escala μm) con materia orgánica preserva la morfología de los microorganismos filamentosos y esferoides.[18] La piritización de grano grueso ocurre cuando los minerales de pirita de escala milimétrica reemplazan la materia orgánica en los cherts, preservando la morfología de los microorganismos. En la asociación de carbonatos, los filamentos, los cuerpos parecidos a esporas y otras estructuras orgánicas pueden conservarse mediante mineralización de carbonato (<1 μm de diámetro) incrustados en una matriz de sílex. [18]Los minerales de carbonato pueden formarse como cuerpos continuos o como una serie de lentes que delinean restos de cianobacterias filamentosas. La mineralización de carbonato a menudo se ve arrastrando cristales de pirita. La preservación de la hematita es un modo tafonómico menos común, pero ocasionalmente se encuentra en la interfaz entre los cherts estromatolíticos negros y el jaspe rojo. En este método de conservación, los filamentos de hematita de <1 μm de diámetro encierran (y ocasionalmente reemplazan) fósiles filamentosos y, a menudo, se perfilan mediante películas carbonáceas y granos de pirita. [16] Como resultado de la notable conservación de microorganismos dados los modos tafonómicos descritos anteriormente, el Gunflint Chert a veces se describe como la primera lagerstätte precámbrica , o conjunto fósil excepcionalmente conservado. [19]

Importancia e implicaciones paleoambientales

En las décadas de 1950 y 1960, el estado de la atmósfera precámbrica no estaba bien caracterizado. El descubrimiento de la microbiota Gunflint reveló que la fotosíntesis (o una modalidad precursora autótrofa antigua ) estaba ocurriendo hace 1.800 millones de años, y que la atmósfera estaba lo suficientemente oxigenada para sostener la vida microbiana. [4] La mineralogía de la formación de bandas de hierro Gunflint revela que había una relación compleja entre estas condiciones redox en toda la Formación Gunflint. [4] Varias especies de hierro en la formación Gunflint proporcionan evidencia de una atmósfera altamente oxidativa, con algunas condiciones reductoras localizadas que permitieron el transporte de grandes cantidades de hierro en un estado ferroso soluble. [4]

Si bien la microfauna Gunflint ya no representa la vida más antigua descubierta en la Tierra, en el momento del descubrimiento había retrasado la presunta edad de la fotosíntesis y el límite del origen de la vida en más de mil millones de años. Este descubrimiento estimuló a generaciones de paleontólogos y geomicrobiólogos a contemplar las antiguas condiciones del oxígeno atmosférico y los estados redox, y a continuar buscando vida microbiana más antigua.

Ver también

  • Catástrofe de oxígeno
  • Grupo Animikie

Referencias

  1. ↑ a b c Fralick, P., David, DW y Kissin, Stephen A. (2002). "La edad de la formación Gunflint, Ontario, Canadá: determinaciones de edad U-Pb de un solo zircón". Revista Canadiense de Ciencias de la Tierra . 39 (7): 1085–1091. doi : 10.1139 / E02-028 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. ^ a b c d e f g Barghoorn, ES y Tyler, SA, 1965: Microorganisms from the Gunflint Chert . Science, vol.  147, pág.  563–577.
  3. ^ a b c d Awramik, Stanley M .; Barghoorn, Elso S. (agosto de 1977). "La microbiota Gunflint". Investigación Precámbrica . 5 (2): 121-142. Código Bibliográfico : 1977PreR .... 5..121A . doi : 10.1016 / 0301-9268 (77) 90025-0 . ISSN 0301-9268 . 
  4. ↑ a b c d e Cloud, PE (2 de abril de 1965). "Importancia de la microflora Gunflint (precámbrica): el oxígeno fotosintético puede haber tenido importantes efectos locales antes de convertirse en un gas atmosférico importante". Ciencia . 148 (3666): 27–35. doi : 10.1126 / science.148.3666.27 . ISSN 0036-8075 . PMID 17773767 .  
  5. ↑ a b c Goodwin, Alan Murray (1 de septiembre de 1956). "Relaciones de facies en la formación de hierro Gunflint [Ontario]". Geología económica . 51 (6): 565–595. doi : 10.2113 / gsecongeo.51.6.565 . ISSN 1554-0774 . 
  6. ^ Vidas pasadas: Crónicas de la paleontología canadiense "Copia archivada" . Archivado desde el original el 12 de junio de 2005 . Consultado el 12 de junio de 2005 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  7. ^ a b Planavsky, Noah; Rouxel, Olivier; Bekker, Andrey; Shapiro, Russell; Fralick, Phil; Knudsen, Andrew (agosto de 2009). "Los ecosistemas microbianos oxidantes de hierro prosperaron en océanos estratificados redox del Paleoproterozoico tardío". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 286 (1–2): 230–242. Bibcode : 2009E y PSL.286..230P . doi : 10.1016 / j.epsl.2009.06.033 . ISSN 0012-821X . 
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  • Schopf, JW, 1999: Cradle of Life: El descubrimiento de los primeros fósiles de la Tierra . Prensa de la Universidad de Princeton, 336 p. ISBN 0-691-00230-4 
  • Formación de hierro en bandas de tipo superior
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