Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana

Volumen 68, núm. 3, 2016, p. 537‒552

Paleoecología y cronoestratigrafía de las diatomeas del Miembro Los Indios en la Mesa La Misión, del Mioceno de Baja California, México

Fernando Manuel Salinas Márquez1,*, Juan Gabriel Flores Trujillo2, Javier Helenes3,Miguel Agustín Téllez Duarte1, Francisco Javier Aranda Manteca1

1 Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ciencias Marinas. Carretera Transpeninsular Ensenada - Tijuana No. 3917 Colonia Playitas C.P. 22860 Ensenada, Baja California, México.
2 Universidad Autónoma del Carmen, Dependencia Académica de Ingeniería y Tecnología. Av. Central S/N Esq. con Fraccionamiento Mundo Maya C.P. 24115 Ciudad del Carmen, Campeche, México.
3 Centro de Investigación Científica y Estudios Superiores de Ensenada, División de Ciencias de la Tierra. Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, C.P. 22860, Ensenada, B.C. México.

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Resumen

El presente trabajo tiene como objetivo identificar y analizar los aspectos paleoambientales y bioestratigráficos de las especies de diatomeas presentes en los sedimentos en la Mesa La Misión.La Mesa La Misión, es un afloramiento del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en Baja California. Es una secuencia de rocas volcanoclásticas que contiene una abundante y diversa fauna. Se tomaron muestras de sedimentos a lo largo de la secuencia estratigráfica, y se encontraron 15 especies de diatomeas. La asociación de diatomeas indica que el depósito de sedimentos en el Miembro Los Indios ocurrió en una plataforma progradacional. Las diatomeas bentónicas son más abundantes en la base de la secuencia y se observa una disminución de estas en las capas superiores. La mayoría de las especies de diatomeas encontradas son de temperaturas templadas, sin embargo se observan algunas diatomeas tropicales y otras de aguas frías, lo que sugiere una mezcla de masas de agua. La mezcla de diatomeas de diferentes masas de agua y la disminución de las diatomeas bentónicas sugiere una elevación del nivel del mar, que se asocia al evento del Máximo Climático del Mioceno Medio y puede corresponder al ciclo global TM2.2. La presencia de la especie Actynocyclus ingens var. nodus asigna una edad de Mioceno medio, más específico entre los 13.0 y 15.6 Ma (Langhiano medio) al Miembro Los Indios de la Formación Rosarito Beach. Esta edad coincide con las fechas obtenidas de los basaltos subyacentes y sobreyacentes que dan 16.1 ± 2.1 y 14.3 ± 2.6 millones de años respectivamente.

Palabras clave: diatomeas, La Misión, Paleoecología, Bioestratigrafía, Rosarito Beach.

 

Abstract

The aim of the present study is to identify and analyze the paleoenvironmental and biostratigraphic aspects of the diatoms, in the sediments of the Mesa La Misión outcrop.

The Mesa La Misión in Baja California is an outcrop of the Member Los Indios, part of the Rosarito Beach Formation. This formation consists of a volcanoclastic sequence with abundant and diverse vertebrate fauna named “La Misión Local Fauna”. The presence of 15 different diatom species were found in samples taken from four stratigraphic levels of the Mesa La Misión outcrop. Deposition of the Los Indios Member occurred in a marine progradational platform. Benthic diatoms are abundant in the lower part of the sequence and become less abundant at higher stratigraphic levels. Most of the diatom species found indicate temperate waters. However, mixing of water may have been present due to some tropical and cold water specimens that were found. An increase of the deposition depth towards the top of the section was found. This was due to the occurrence of diatoms from different temperature gradients, combined with the reduction of benthic diatoms towards the top of the section. This sea level can be associated with the Middle Miocene Climatic Optimum. It may correspond to the global cycle TM 2.2. In addition, the presence of Actynocyclus ingens var. nodus, a biostratigraphical taxon, places the deposition of the sediments during the middle Miocene. More specifically, between 15.6 and 13.0 million years (middle Langhian). This age correlates with the radiometric dating of the underlaying and overlaying basalts dated 16.1 ± 2.1 and 14.3 ± 2.6, respectively.

Keywords: diatoms, La Misión, Paleoecology, Biostratigraphy, Rosarito Beach.

 

 

1. Introducción

El Miembro Los Indios es una secuencia piroclástica rica en fósiles que se depositó en una plataforma basáltica amplia, con condiciones predominantes de poca energía en una secuencia transgresiva que va de transicional a nerítico (Minch et al., 1970; Minch et al., 1984; Ashby, 1989).

Un análisis de los microfósiles silíceos del Miembro Los Indios, indica la presencia y abundancia relativa de los mismos, así como una interpretación paleoambiental y correlaciones estratigráficas con otras formaciones en California, EU (Deméré et al., 1984).

Los basaltos subyacentes al Miembro Los Indios han sido fechados en 16.1 ± 2.1 millones de años (Ma), con el método de fechado radiométrico (Gastil et al., 1975). Mientras que a los sobreyacientes, se les ha asignado una edad de 14.3 ± 2.6 Ma (Hawkins, 1970).

Al sur de la localidad tipo, llamada Mesa Los Indios, se encuentra otro afloramiento del miembro, conocido como Mesa La Misión. En esta unidad se han descrito vertebrados que incluyen peces óseos y cartilaginosos, aves marinas, cetáceos, tortugas, pinnípedos, sirenios y desmostilios, macrofósiles de invertebrados marinos y microfósiles silíceos. Debido a su buena preservación, así como a su diversidad y gran abundancia, a este conjunto fósil se le ha denominado como Fauna Local La Misión. Diversos autores han usado a los vertebrados del Miembro Los Indios para relacionarlo con la formación Round Mountain Silt (Sharktooth Hill), la Formación Monterey, Topanga, Calvert y Choptank de Estados Unidos (Tabla 1), y con formaciones de otras partes del mundo como la Formación Montpelier en Francia, Formación Gatun en Panamá y Grupo Mizumani en Japón (Minch et al., 1970, 1984; Deméré et al., 1984; Barnes, 1998; Barrios-Rivera, 1985; González-Barba, 1990; Aranda-Manteca, 1990, 1994, 2001; Gascón-Romero y Aranda-Manteca, 1992; Aranda-Manteca et al., 1994; Gascón-Romero et al., 1994; Flores-Trujillo, 2002; Sánchez-Gutiérrez, 2003).

Al igual que en la Mesa Los Indios, en la Mesa la Misión, también se observa la secuencia transgresiva (Aranda-Manteca, 1990, 1994, 2001), y debido a que ya no hay acceso a la localidad tipo del Miembro Los Indios, los estudios sobre esta secuencia se han estado realizando en la Mesa La Misión. Sin embargo, las diatomeas en la Mesa La Misión son pobremente conocidas, por lo que en el presente trabajo, se describen y analizan paleoecológicamente, con el fin de compararlas con las reportadas previamente en la localidad tipo en La Mesa Los Indios por Deméré et al. (1984).

Tabla 1. Edades y zonaciones para el Mioceno y comparación de las Formaciones de edades cercanas de la región de México y Estados Unidos.

 

2. Área de estudio

La Formación Rosarito Beach, del Mioceno medio, aflora principalmente en el área comprendida entre las poblaciones de Tijuana y Ensenada en Baja California, México. La secuencia de rocas la conforman basaltos alternados con tobas y se divide en dos secciones, la norte (Minch, 1967) y la sur (Minch et al., 1970). La sección sur (Mesa Los Indios), se subdivide en el Miembro La Misión principalmente basáltico y el Miembro Los Indios predominantemente sedimentario (Minch et al., 1984).

A la localidad tipo del Miembro Los Indios, en la Mesa del mismo nombre, Ashby (1989) no le asignó un número de localidad, sin embargo, se ubica en el área descrita por Minch et al., (1984) y Deméré et al., (1984) como L-452, sin hacer una denominación formal como localidad tipo. Posteriormente, Ashby (1989) refiriéndose a la misma localidad, la considera localidad tipo y desde entonces ha sido considerada como tal, ubicándola en un afloramiento de cantera abandonada.

El área de estudio se localiza entre los 32°01’ y 32°06’ de latitud N, y 116°48’ y 116°52’ de longitud W, sobre el km 65 de la carretera libre Tijuana-Ensenada en el Estado de Baja California, México y se le conoce como La Mesa La Misión. Debido a la presencia de fallas en la zona, las nueve capas distinguibles que conforman al Miembro Los Indios (Aranda-Manteca, 1994), afloran discontinuamente por lo que se construyó una columna estratigráfica compuesta de la secuencia sedimentaria (figuras 1 y 2).

Los sedimentos piroclásticos, son el producto de vulcanismo explosivo tipo riolítico. Los análisis petrológicos muestran que los sedimentos están constituidos por tobas cristalinas de composición félsica, con cristales subhedrales a anhedrales de cuarzo (80 %), feldespato (15 %) y hornblenda (3 %). Se encontraron también algunos vidrios volcánicos (2 %) con remanentes de rotura y corrosión, producto de eyecciones violentas y enfriamiento rápido. La coquina corresponde a una roca con matriz tobácea de composición similar a la toba descrita anteriormente con abundantes moldes de moluscos. El conglomerado es una capa constituida por clastos de 4 a 6 cm de diámetro, subredondeados, de origen ígneo, los cuales se encuentran contenidos en una matriz tobácea, con mala clasificación y sin imbricación. La diatomita es un sedimento de origen biogénico, mezclada con abundantes cristales subhedrales de cuarzo, feldespato y hornblenda (Ledesma y Kasper, 1989).

Figura 1. Ubicación del área de estudio en la Mesa La Misión y la sección tipo del Miembro Los Indios, en La Mesa Los Indios, Baja California. Mapas tomados de INEGI.

 

Figura 2. Descripción de las capas del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en La Mesa La Misión, Baja California. Modificado de Aranda-Manteca, 2001.

 

3. Metodología

De acuerdo con Aranda-Manteca (2001), se tomaron como referencia las capas nombradas previamente por Deméré et al., (1984) en la Mesa Los Indios y su correlación con la Mesa La Misión (Figura 2). Se tomaron muestras de sedimentos finos, en donde la probabilidad de contener microfósiles de diatomeas es más alta. La muestra 1 se tomó de la capa D en la localidad 105, en la localidad 106 se tomó la muestra 2 de la capa C, la muestra 3 de la capa D y la muestra 4 de la capa E. En la localidad 103 se tomó la muestra 5 de la capa D, la 6 y 7 de la capa E, y la 8 y 9 de la capa G. Se muestreó por debajo y por encima de las capas de porcelanita.

Se siguió la metodología de Ruhland et al. (1999), para el procesamiento del sedimento. Sin embargo, esta técnica se modificó, ya que normalmente se agrega ácido clorhídrico y peróxido de hidrógeno para eliminar los foraminíferos y materia orgánica respectivamente, pero debido a que Minch et al., (1970) y Deméré et al., (1984), solo reportan radiolarios en una de las localidades y solamente una especie de dinoflagelado, estos pasos no se hicieron. Se procedió a hacer montajes (de las muestras) en portaobjetos de 2.5 x 7.5 cm y cubreobjetos de 2.5 x 2.5 cm utilizando resina óptica.

Los montajes se revisaron realizando recorridos totales en un microscopio marca Olympus BX51 con aumentos de 400 y 800. Se fotografiaron las diferentes especies con una cámara marca Olympus Q Color 5 empotrada al microscopio. La identificación de las especies se realizó utilizando la metodología de Cupp (1943), Wornardt (1967) y Koizumi (1973). Durante los recorridos se seleccionaron 300 especímenes, considerando que es el tamaño mínimo de muestra para tener un estudio estadísticamente significativo (Dryden, 1931; Lipps et al., 1979). En muestras con un número inferior, se montó una segunda lámina para obtener el número mínimo de fósiles observados y cuantificados.

Con los resultados obtenidos de la observación previa, se procedió a analizar su contenido de fósiles para hallar significancia estadística, utilizando el programa PAST (Hammer et al., 2001). Para estimar la riqueza de la paleocomunidad, las abundancias de sus especies y que tan numéricamente equitativas eran, se utilizaron los índices ecológicos, tales como la diversidad de Shannon (Shannon, 1948), de Simpson y la equitatividad de Pielou (Pielou, 1984). Por último, se realizó también el índice de similitud de Morisita (Morisita, 1959), para cuantificar el sobrelapamiento de las diferentes muestras.

Las formulas empleadas de estos índices, se listan a continuación:

La fórmula del índice de Shannon:

donde:

S: número de especies (la riqueza de especies).

p: proporción de individuos de la especie i respecto al total de individuos (es decir la abundancia relativa de la especie i):

n: número de individuos de la especie i.

N : número de todos los individuos de todas las especies.

La fórmula del índice de Simpson:

donde:

S : es el número de especies.

N : es el total de organismos presentes (o unidades cuadradas).

n : es el número de ejemplares por especie

La fórmula del índice de equitatividad:

donde:

J’ : Corresponde a los valores de diversidad obtenidos.

S : Número de especies recolectadas.

La fórmula del Índice de Morisita es:

donde:

xi : número de individuos en la especie ien la comunidad 1.

N1 : número total de individuos en la comunidad 1.

yi : número de individuos en la especie ien la comunidad 2.

N2 : número total de individuos en la comunidad 2.

D1 : Valor de dominancia de la comunidad 1.

D2 : Valor de dominancia de la comunidad.

 

4. Resultados

En Mesa La Misión se identificaron 15 especies de diatomeas, de 13 géneros pertenecientes a 12 familias diferentes (Tabla 2). Cinco de estas formas, no aparecen en el listado de Deméré et al., (1984), una fue reportada en un trabajo subsecuente (Ledesma y Kasper, 1989): Paralia sulcata, en la misma área (Figura 3: 11); y las otras, Amphora sp., Azpeitia vetustissima var. voluta, Pleurosigma sp., Thalassiosira eccentrica, son reportadas por primera vez para esta localidad (Figura 3: 4).

De las 15 especies encontradas, 73 % son pelágicas y 27 % son bentónicas. De las pelágicas, Actinocyclus ingens var. nodus, Actynoptychus senarius, Azpeitia vetustissimus var. voluta y Pleurosigma sp. son especies neríticas; Coscinodscus marginatus y Thalassiosira eccentricason especies oceánicas (Cupp, 1943; Koizumi, 1973; Barron, 1975; Baldauf y Barron, 1980; Figura 3).

Para la Mesa Los Indios, Deméré et al., (1984) reportó 20 especies de diatomeas. En la Mesa la Misión, solo se encontraron 15 de ellas, 5 de las cuales no han sido descritas para la Mesa Los Indios, lo que aumenta el número de especies de diatomeas para el Miembro los Indios a 25.

Las especies bentónicas, Rhaphoneis amphiceros, Triceratium condecorum, Diploneis taschenbergi, Amphora sp. y P. sulcata son especies bentónicas y ticopelágicas; Actinocyclus octonarius es bentoplanctónica y mesopelágica, y Lyrella lyra y L. clavatason bentónicas (Cupp, 1943; Koizumi, 1973). La capa D es la que contiene una mayor abundancia de taxa bentónicos (58 %) y el número disminuye en las capas superiores, hasta 24 % en la capa E y solo 2 % en la capa G. La única anormalidad por la escasa recuperación de diatomeas, fue la capa C, en la que solo se obtuvieron 8 individuos, lo que impide usarla en los análisis estadísticos (Tabla 2 y 3).

Las especies más abundantes son A. ingens var. nodus y P. sulcata en la capa C con abundancias del 25 %; en la capa D las mas abundantes son P. sulcata y C. curvatulus con 39.20 % y 17.42 % respectivamente; en la capa E son C. curvatulus, A. ingens var. nodus y P. sulcata con 29.94 %, 25.16 % y 21.03 %; finalmente, en la capa G, las especies que mas abundan son C. curvatulus, A. ingens var. nodus y C. marginatuscon 38.69 % 28.64 % y 25.63 % (tabla 2; Figura 3). Estas especies conforman más del 80 % de toda la muestra.


Figura 3. Diatomeas de la Mesa La Misión del Miembro Los Indios de La Formación Rosarito Beach. 1) Actinocyclus ingens var. nodus, 2) Actinocyclus octonarius, 3) Actinoptychus senairius, 4) Azpeitia vetustissima var. voluta, 5) Amphora sp., 6) Cosinodiscus marginatus, 7) Thalassiosira eccentrica, 8) Diploneis taschenbergeri, 9) Lyrella clavata, 10) Lyrella lyra, 11) Paralia sulcata, 12) Pinnularia ruttneri, 13) Rhaphoneis sp., 14) Pleurosigma sp., 15) Triceratium condecorum.

 Tabla 2. Listado de número de individuos y abundancias relativas de las especies en cada una de las capas del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en la Mesa La Misión, Baja California. + Especies bentónicas, * Especies pelágicas.

 

Tabla 3. Índices ecológicos de las diatomeas del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en la Mesa la Misión, por capas.

 

4.1. Resultados estadísticos

Las capas con una mayor riqueza de especies son las capas D y E, con 15 y 14 especies diferentes respectivamente. La capa con menor riqueza fue G con 12 especies. Las abundancias relativas de las diferentes especies varían mucho entre las capas. En la capa D, a pesar de que hay una gran dominancia de P. sulcata, también se presentan todas las especies de la muestra. En la capa E la especie más dominante es C. curvatulus, y se observa que unas pocas especies oceánicas dominan y las demás especies disminuyen aún más en número o están completamente ausentes. En la capa G la dominancia es aún mayor, solo 3 especies oceánicas dominan toda la muestra con mas del 90 % (Tabla 3).

El índice de diversidad de Shannon estima la riqueza de especies de una comunidad con respecto la distribución de los individuos de cada especie. Este índice se representa normalmente como J’ y, se expresa con un número positivo, que en la mayoría de los ecosistemas naturales varía entre 0.5 y 5, aunque su valor normal está entre 2 y 3. Valores inferiores a 2 se consideran bajos y superiores a 3, son altos. Con base en lo anterior, en la Mesa La Misión, la diversidad de diatomeas es baja en todas las capas, dado que los valores son inferiores a 2. Además, la diversidad disminuye en las capas superiores, siendo la capa D la que tiene la mayor diversidad y la G la que tiene la menor (Tabla 3).

El índice de dominancia de Simpson expresa la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra, sean de la misma especie, y está fuertemente influenciado por la importancia de las especies más abundantes (Simpson, 1960; Peet, 1974; Magurran, 1988). En todas las capas este índice tiene valores superiores a 0.7, lo que indica unas pocas especies dominantes (Tabla 3).

La equitatividad (J) se refiere a que tan cercanos en número son las especies presentes de un ecosistema y varía de 0 a 1. Entre menos variables sean las especies de la comunidad, más alto será el valor de J. Los valores calculados para las capas arrojan valores de 0.60 para la capa D y van en aumento en las capas superiores. Las más cercanas a la base presentan mayor equitatividad (capa D) mientras que las superiores muestran valores más bajos (E y G). En la capa D hay una mayor cantidad de especies y las abundancias de esas especies son más cercanas entre ellas. Caso contrario son las capas E y G, en donde unas pocas especies son dominantes y la mayoría son escasas (Tabla 3).

El Índice de similitud de Morisita (presencia-ausencia y abundancia), se basa en el índice de dominancia de Simpson, y se refiere a la probabilidad de que individuos tomados al azar de dos comunidades pertenezcan a la misma especie (Brower y Zar, 1977). Se compararon las diferentes capas muestreadas y se obtuvo que las capas más similares eran la D y la G, seguidas de E y G. La mayor diferencia (valores más cercanos a 0 del índice de Morisita), se da entre las capas D y G donde los valores están por debajo del 0.05. Los datos muestran que la mayor cantidad de especies bentónicas se encuentran en la capa D y una mayor cantidad de especies oceánicas se encuentran en E y G, lo que explica esta separación (Tabla 4).

Tabla 4. Índice de Similitud de Morisita de las diatomeas del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en la Mesa la Misión, Baja California.

 

5. Discusión

Se han encontrando nuevas especies de diatomeas en los sedimentos del Miembro Los Indios y es posible que muestreos subsecuentes aporten aún más especies. Es probable que no se hayan encontrado todas las especies de diatomeas conocidas para este Miembro, debido al método de procesamiento de las muestras, ya que el ojo de malla del tamiz no fue suficientemente grande para el paso de las diatomeas de mayor tamaño.

 

5.1. Paleoambiente

Las reconstrucciones paleoecológicas basadas en asociaciones de diatomeas, proveen valiosa información sobre los ambientes sedimentarios costeros, debido a la sensibilidad de estas algas a los cambios ambientales (Téllez y Schillizzi, 2002). Los sedimentos del Miembro Los Indios, se han interpretado como depósitos en una amplia plataforma basáltica, originada por coladas de lava, producido por el vulcanismo derivado de un proceso de subducción tectónica (Minch et al., 1970, 1984). Los sedimentos y la asociación de diatomeas, indican un ambiente costero de plataforma interna a externa, con una profundidad máxima de 200 m (Minch et al., 1984; Deméré et al., 1984) que fue influenciada por tormentas que retrabajaban y transportaban los sedimentos (Deméré et al., 1984; Aranda-Manteca, 1990, 1994, 2001).

Además, las especies de vertebrados en los sedimentos representan un clima subtropical a templado, ya que tienen límites biogeográficos entre 30 y 40º de latitud (Aranda-Manteca, 2001), lo que indica una probable temperatura superficial del mar entre 18 y 20 ºC, de acuerdo con la posición de antiguas isotermas del océano Pacífico (Raup y Stanley, 1978). Esta interpretación coincide con las reconstrucciones paleoclimáticas de la costa de California, que sugieren condiciones tropicales-subtropicales a través de la mayor parte del Mioceno (Domning, 1978).

En el Pacífico Norte, la temperatura del agua superficial fue de 17.5 °C y la profunda de 5 °C de acuerdo con estudios realizados por medio de isotopos de oxigeno (Habicht, 1979). Aranda-Manteca (2001), reconoce diferentes grupos dentro de la asociación de fósiles de tiburones en los sedimentos de la Misión. Este autor reportó tiburones que habitaban a diferentes temperaturas y los relaciona con la mezcla de masas de agua. La dominancia de unas pocas especies de diatomeas y el hecho de que estas especies dominantes sean todas de aguas templadas, hace suponer que esta era la temperatura en esta zona.

La mayoría de las especies de diatomeas identificadas en esta investigación, habitaban en masas de agua templadas, y solo algunas son de aguas tropicales a templadas y son más abundantes en la capa D. La diversidad ligeramente elevada de esta capa puede relacionarse con la incursión de especies tropicales o subtropicales debida a una elevación de la temperatura en esta zona. A pesar de esta incursión de especies de aguas más cálidas, las especies dominantes templadas se mantienen a lo largo de las diferentes capas.

La presencia de especies tropicales a templadas en asociaciones de latitudes medias, se ha interpretado como resultado de la incursión de masas de aguas tropicales a subtropicales durante periodos de calentamiento global (Keller, 1981). En la parte superior de la secuencia, la especie C. marginatusestá asociada a aguas frías y es abundante en las capas E y G. La aparición de esta especie y la disminución de las especies tropicales, evidencia la disminución de la temperatura del agua (Tabla 5).

Tabla 5. Temperaturas de las especies de diatomeas presentes en los sedimentos del Miembro Los Indios de la formación Rosarito Beach en la Mesa la Misión, Baja California. Tomado de Cupp (1943), Wornardt (1967) y Koizumi (1973).

 

La especie A. ingens var. nodus tiene una distribución estratigráfica muy limitada, pues incluye solamente la parte superior de la “Zona Denticula lauta” (Barron, 1985, 2003). El intervalo de esta zona corresponde de 15.84 a 14.88 Ma, el cual sería el intervalo más conservador de A. ingens var. nodus. Considerando la distribución estratigráfica conocida de A. ingens var. nodus (ca. 15.6 – 13.0 Ma) y las edades radiométricas y bioestratigráficas estimadas por otros autores (Hawkins, 1970; Gastil et al., 1975; Minch et al., 1984; Aranda-Manteca, 1990, 1994, 2001), los sedimentos del Miembro Los Indios coinciden con el Óptimo Climático del Mioceno Medio (OCMM). Este periodo comienza durante el Mioceno medio (17 Ma) y aumenta la temperatura global en 6 ºC y es seguido por un enfriamiento alrededor de los 14 Ma (Zachos et al., 2005). El efecto del OCMM puede observarse en el cambio de las especies de diatomeas mencionado anteriormente. Durante este periodo se observa una flora de diatomeas compuesta principalmente por especies de masas de agua cálida, que son remplazadas posteriormente por especies transicionales de aguas tropicales-templadas, y finalmente especies de aguas frías. Un patrón similar se observa en el Pacífico ecuatorial (Barron, 1985); por lo tanto, un recambio a gran escala se da en la composición de las asociaciones de diatomeas. Este periodo corresponde con un gran enfriamiento debido a la formación de hielo de la Antártida, hace aproximadamente 13 Ma (Koizumi et al., 2009). En Baja California Sur aflora la Formación Tortugas, en ésta formación afloran sedimentos que se depositaron durante el Mioceno temprano hasta el Mioceno tardío. La secuencia de 400 metros está dividida en cuatro miembros, de los cuales el miembro 3 es contemporáneo al Miembro Los Indios. A pesar de que los ambientes depositacionales y la composición de especies son diferentes, las correlaciones bioestratigraficas sitúan a ambos en la zona de “Denticula lauta”. Un aspecto que es importante recalcar es que en ambas formaciones hay evidencias de una disminución del nivel del mar, durante el final del Mioceno medio y que se relaciona con la formación de la capa de hielo de la Antártida (Helenes-Escamilla, 1980).

Este cambio climático generó una variación del nivel medio del mar, que puede inferirse con la variación de la cantidad de diatomeas bentónicas y oceánicas en las diferentes capas de los sedimentos del Miembro Los Indios. En la capa inferior (D) las especies dominantes son bentónicas, y en las superiores (E y G) son oceánicas. El análisis de similitud de Morisita hace la distinción de estos dos grupos en las 3 capas. Aranda-Manteca (2001), también relaciona la disminución del tamaño de grano en los sedimentos, con una elevación del nivel del mar y por la distribución de grupos distintos de vertebrados en las diferentes capas. Ejemplo de esto, es la abundancia de dientes de batoideos (rayas) y tiburones subtropicales costeros y Pinnípedos en las capas D y E, que se relaciona con una zona sublitoral costera y la presencia de peces óseos oceánicos (túnidos) y cetáceos (ballenas barbadas) en la capa G, que se relaciona con una zona de plataforma oceánica.

Según los datos obtenidos, las muestras con mayor abundancia y diversidad están en las capas D y E. Las capas A y B que están en la base, no tienen diatomeas o estas no han sido reportadas, esto se ha interpretado como un ambiente continental y las capas C, D y E muestran la presencia de moluscos sublitorales. La presencia de diatomeas bentónicas en la parte media inferior (C, D y E) de la secuencia y subsecuente disminución en las capas medias superiores (F y G) sugiere una elevación del nivel del mar hasta la parte media y una regresión subsecuente (capa H; Figura 2) (Ashby, 1989; Aranda-Manteca, 1990, 1994, 2001).

Aranda-Manteca (2001) identifica un proceso progradacional en las capas C, D, E y F y uno retrogradacional en las capas G y H. Evidencia de lo anterior, es una disminución en el tamaño de grano de los sedimentos, de arenas gruesas en la base hasta arenas finas y muy finas en las capas medias superiores. A su vez, relaciona las capas de arenas finas con sedimentos diatomáceos en una cuenca protegida y no muy profunda (Deméré et al., 1984; Aranda-Manteca, 2001). La variación en la clase de sedimento observada en las capas inferiores puede asociarse con condiciones costeras; después, esta variación sedimentaria, estaría asociada con un ambiente marino sublitoral, plataforma somera y finalmente un ambiente marino costero nuevamente (Aranda-Manteca, 1994, 2001). Esto coincide con el aumento y la disminución progresiva en la abundancia de diatomeas bentónicas (300 en la capa D y solo 8 en la G). La superficie de profundización máxima (SPM) puede inferirse en las capas y es posible correlacionarla con la del ciclo global. Este proceso de elevación global aparentemente coincide con el ciclo global TM2.2 (Kennet, 1982) y relacionado con un proceso progradacional de hace 15 Ma.

En su estudio sobre los depósitos del Mioceno de California, al sureste de Caliente Range, Clifton (1981), observa que durante el Mioceno temprano ocurrió un periodo de transgresión. Para el Mioceno medio este autor identificó la presencia de varios episodios transgresivos-regresivos. En los sedimentos de la Mesa La Misión se observa uno de estos eventos de elevación representado por el cambio de la proporción de diatomeas bentónicas y planctónicas. Estos eventos, son observables en la Mesa La Misión, tanto en la geología de los sedimentos del afloramiento, como en el cambio de la composición de la comunidad de diatomeas y de vertebrados. La presencia de estos eventos tanto en California como en Baja California, asociados al máximo climático de Mioceno medio, nos permite suponer que los cambios se estaban produciendo a una escala global o regional y no localmente.

 

5.2. Bioestratigrafía y edad

Se completaron una variedad de estudios bioestratigráficos de diatomeas marinas de los últimos 18 Ma del Pacífico Norte, Pacífico ecuatorial y mares del Sur, resultando en una calibración más refinada de eventos (aparición y extinción), con la escala de tiempo paleomagnética (Barron, 2006). Sin embargo, estas zonaciones son solo aplicables a una escala regional (Hilgen et al., 2012). Barron (1975) propuso una zonación para diatomeas para el Pacífico Norte modificada de Koizumi (1973), que permite una mejor resolución bioestratigráfica. Está basada en datumsque correlacionan diferentes áreas geográficas de los depósitos silíceos de la costa de California y las zonas del Pacífico Norte (Schrader, 1973), además con otros esquemas zonales Pan-Pacíficos (Rowell, 1981). Esta zonación permite correlacionar los sedimentos diatomáceos del Miembro Los Indios, con las edades biocronológicas conocidas para la zona de California.

Los microfósiles silíceos en los sedimentos de la zona se pueden relacionar con la zona de Corbisema triacantha del Mioceno medio temprano, definida por Burky (1975a), que a su vez, se correlaciona con la zonación de nanoplancton de Martini (1971), específicamente, con la zona de Spenolithus heteromorphus que tiene una edad absoluta de 14 a 15 Ma (Burky, 1973; 1975b). Estos fósiles permitieron la correlación entre la Formación Rosarito Beach y el estado de moluscos “Temblor” de Addicott (1972), la edad Hemingfordiana de mamíferos terrestres (Deméré et al., 1984) y periodo Langhiano de acuerdo a la escala de tiempo paleomagnética (Gradstein et al., 2012).

La presencia de Actinocyclus ingens var. nodus indica una edad de Mioceno medio temprano, en la zona de Denticula lauta, específicamente en el final de la subzona “a” y hasta el final de la subzona “b” (Koizumi, 1973; Baldauf y Barron, 1980). Y en el caso de la zonación de diatomeas del Pacífico Norte en la zona XXIII y hasta la zona XXI (Baldauf y Barron, 1982). Por tanto, el Miembro Los Indios se sitúa entre los 14 y 15.5 Ma, corroborando la edad propuesta por Deméré et al. (1984) y los fechados radiométricas de Gastil et al. (1975) y Hawkins (1970). Ledesma y Kasper (1989), mencionan la presencia de Actinoptychus minutus, una especie que aparece al final de la subzona “b” de D. lauta y, que acortaría el intervalo de los sedimentos a los 14 Ma. Sin embargo, dado que Ledesma y Kasper (1989) no muestran imágenes de las especies que identificaron y que A. minutus es una especie muy rara en sus muestras, es muy posible que se confundiera con A. senarius, una especie muy parecida y frecuente en el Miembro los Indios. La diferencia más evidente entre estas dos especies es el número de secciones en las que está dividida la valva; en el caso de A. minutus la valva está dividida en ocho secciones y en A. senarius son seis (Wornardt, 1967; Moreno et al., 1996).

La distancia entre la zona de estudio y la localidad tipo es de aproximadamente 3 km y la estratigrafía de ambos sitios es muy similar. Además de la continuidad de las capas en la localidad tipo, no parece haber una diferencia notable entre los sitios. Paleoecológicamente, ambos parecen representar las mismas condiciones de plataforma con una alta productividad y diversidad. La zona de la Mesa La Misión es un excelente sitio para el estudio de los fósiles del Miembro Los Indios de la Formación Rosarito Beach.

 

6. Conclusiones

En la Mesa La Misión los sedimentos del Miembro Los Indios presentan una baja diversidad y alta dominancia de unas pocas especies de diatomeas.

La cuenca sedimentaria sugiere un aumento progresivo de la profundidad debido a la disminución en la abundancia de especies de diatomeas bentónicas y aumento de las planctónicas de las capas inferiores a las superiores en la columna estratigráfica.

La presencia de las especies Thalassiosira eccentrica, Navicula clavata, Navicula lyra y Triceratium condecorum de aguas tropicales a templadas y Cosinodiscus marginatusde aguas frías indican mezcla de masas de aguas en los mismos estratos, favoreciendo la gran diversidad de vertebrados en el Miembro Los Indios.

La presencia de Actinocyclus ingens var. nodus como fósil índice, ubica a los sedimentos del Miembro Los Indios en la zona de Denticula lauta, específicamente en el final de la subzona “a” y hasta el final de la subzona “b” (Koizumi, 1973; Baldauf y Barron, 1982), por lo tanto se encuentra en la zona XXIII y hasta la zona XXI de diatomeas del Pacífico Norte (Baldauf y Barron, 1980). La edad de estas zonas ubica al Miembro Los Indios entre los 14 y 15.5 Ma. Este resultado coincide con las edades radiométricas reportadas por otros autores para el Miembro Los Indios.

 

7. Agradecimientos

Agradecemos a la Dra. Elizabeth Orellana por su valiosa ayuda y aportes para la identificación de las especies. Al laboratorio de Palinología del CICESE por prestar sus instalaciones para el procesamiento de las muestras. A los Dres. Eduardo Salinas Stefanon y Jorge Vélez Juarbe por sus correcciones acertadas y su disposición. También agradecemos a CONACyT por otorgar la beca de doctorado de la cual se deriva el presente trabajo.

 

8. Referencias

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Apéndice

 

Actinocyclus ingens var. nodus Baldauf

Actinocyclus octonarius Ehrenberg

Actinoptychus senarius Ehrenberg

Amphorasp. Ehrenberg ex Kützing

Azpeitia vetustissimus var. voluta Baldauf y Barron

Cosinodiscus marginatus Ehrenberg

Denticula lauta Bailey

Diploneis taschenbergeri (Schmidt) Hustedt

Navicula clavata Gregory

Navicula lyra Ehrenbrg

Paralia sulcata (Ehrenberg) Cleve

Pinularia ruttneri Hustedt en Schmidt

Pleurosigmasp. Smith

Rhaphoneis sp. Ehrenberg

Thalassiosira eccentrica (Ehrenberg) Cleve

Triceratium condecorum Ehrenberg.


Manuscrito recibido: Septiembre 9, 2015.
Manuscrito corregido recibido: Diciembre 14, 2015.
Manuscrito aceptado: Diciembre 20, 2015.