Qué fue la “explosión cámbrica” y por qué cambió la historia de la Tierra

La historia de la Tierra, dominada durante gran parte de sus primeros 4.600 millones de años por la vida unicelular, dio un vuelco hace aproximadamente 500 millones de años con la llamada “explosión cámbrica”.

En este periodo, una impresionante diversidad de formas de vida quedó registrada en rocas que guardan restos de especies que evolucionaron hasta convertirse en los animales actuales, incluidos los humanos. Las rocas cámbricas del Gran Cañón, en Estados Unidos, han sido un recurso clave para investigar esta época y ahora están permitiendo una revisión profunda del modelo clásico de estratigrafía marina, según un reciente estudio publicado en la revista especializada de geofísica GSA Today.

Un equipo de científicos de diversas universidades, encabezado por Carol Dehler, profesora de la Universidad Estatal de Utah, y el paleontólogo de la Universidad de Nuevo México (UNM), Fred Sundberg, ha analizado el Grupo Tonto del Gran Cañón, un conjunto de rocas que contiene registros de la explosión cámbrica. Este estudio propone un modelo de sedimentación más complejo y detallado que el utilizado hasta ahora.

“El Gran Cañón alberga un tesoro de capas sedimentarias y fósiles que narran la ‘Explosión Cámbrica’ hace unos 500 millones de años, cuando los primeros animales con caparazones duros proliferaron rápidamente y los niveles del mar aumentaron para envolver los continentes con vida marina emergente”, explicó Dehler.

Este estudio desafía el modelo de transgresión marina desarrollado hace cinco décadas por el geólogo Eddy McKee, un esquema clásico que sugiere que el ascenso gradual de los mares sobre los continentes favoreció el depósito de sedimentos marinos y permitió una evolución paulatina de los ecosistemas. Ahora, los científicos proponen un enfoque más matizado.

Según Karl Karlstrom, profesor de la UNM, el nuevo modelo de sedimentación del Grupo Tonto revela “una mezcla de entornos marinos y no marinos, rupturas o discordancias cuando no se depositaba sedimento y un ritmo de evolución mucho más rápido”. Esto significa que, a diferencia del modelo de McKee, las condiciones de depósito de sedimentos pudieron variar drásticamente, lo cual habría acelerado los procesos evolutivos.

Para los científicos detrás de este estudio, uno de los principales aportes de esta investigación es mostrar la evolución del conocimiento científico y las nuevas formas de abordar el estudio de la geología. “Nuestros hallazgos nos recuerdan que la ciencia es un proceso”, afirmó James Hagadorn, del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver. Para Hagadorn, la geología del Gran Cañón conecta a las personas con esta ciencia “de una manera muy personal”, al tratarse de uno de los lugares naturales más emblemáticos y reconocibles del mundo.

Un aspecto clave de esta investigación ha sido el uso de innovadores métodos de datación para estimar la velocidad a la que las especies se diversificaron en el periodo cámbrico. Según Mark Schmitz de la Universidad Estatal de Boise, “nuestros nuevos métodos de datación U-Pb en tándem están afinando las edades precisas para cada capa en la sucesión y para las transiciones entre biozonas de trilobites”. Gracias a estas técnicas avanzadas, han descubierto que algunas especies de trilobites —animales marinos primitivos— surgieron y se extinguieron en menos de un millón de años, una velocidad sorprendente para los estándares evolutivos.

La técnica U-Pb implica el análisis de cristales de circón, un mineral diminuto atrapado en las rocas sedimentarias, que se tritura y examina en el laboratorio. “Las rocas sedimentarias son difíciles de datar”, explicó Laurie Crossey, profesora de la UNM, ya que los fósiles que contienen y los sedimentos en que se encuentran deben ser más jóvenes que el grano más reciente. Al combinar fechas de diferentes granos, los investigadores pueden precisar la antigüedad de cada estrato con mayor exactitud.

El estudio también ofrece una ventana a las condiciones ambientales durante el Cámbrico, cuando el clima era mucho más cálido y el planeta carecía de hielo.

“A partir de los estratos de 500 metros de espesor del Grupo Tonto, estamos aprendiendo sobre el aumento del nivel del mar y los efectos de las tormentas tropicales catastróficas, probablemente más poderosas que los devastadores huracanes de la actualidad”, comentó Dehler. En este mundo antiguo, sin plantas terrestres, los mares altos cubrieron extensas áreas continentales, permitiendo el depósito de sedimentos en donde la vida marina pudo expandirse rápidamente.

Además de los avances en investigación, este estudio tiene el potencial de cambiar la manera en que se enseña la geología a los estudiantes, dado que el modelo de McKee ha sido ampliamente adoptado en universidades de todo el mundo.

El nuevo modelo propuesto no solo proporciona una comprensión más profunda del Cámbrico, sino que también representa una oportunidad educativa para que los futuros geólogos aprendan a ver la historia geológica de la Tierra como un proceso dinámico e interconectado, en lugar de uno uniforme y gradual. Como dijo Dehler, los hallazgos permiten tanto a estudiantes como investigadores alcanzar una “comprensión más profunda de la explosión cámbrica”.

Con sus extensas capas y registros fósiles, el Grupo Tonto sigue siendo una referencia inigualable para estudiar el Cámbrico. De acuerdo con Karlstrom, esta formación geológica “sigue siendo una de las secciones de tipo Cámbrico más importantes del mundo debido a su exposición completa”.

Para los investigadores, la amplitud y el detalle de estos depósitos sedimentarios permiten reconstruir con mayor precisión los ecosistemas del pasado y ofrecen un recurso invaluable para los estudios de evolución y geología.

La investigación sobre el Grupo del Gran Cañón no solo redefine la comprensión de un periodo clave en la historia de la vida en la Tierra, sino que también recuerda la importancia de seguir explorando con métodos modernos y enfoques multidisciplinarios. Este trabajo en equipo demuestra cómo la ciencia puede reinterpretar el pasado y proporcionar una comprensión más rica del mundo natural que nos rodea.