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¶ Parte I. El Cámbrico en general y el Cámbrico inferior
Origen del término Cámbrico. — El período de tiempo o sistema de rocas Cámbrico toma su nombre de Cambria, el nombre romano del norte de Gales, donde los depósitos fueron estudiados por primera vez por el Profesor Sedgwick de la Universidad de Cambridge en 1822. Sin embargo, el término Cámbrico, propuesto en 1835, tenía la intención de aplicarse a lo que ahora se llama el período Ordovícico (Champlainiano), el que siguió al Cámbrico, y aunque Sedgwick a menudo se opuso a la transposición, provocada principalmente por su amigo Sir Roderick Impey Murchison, este uso incorrecto ha persistido lamentablemente.
En Bohemia no existe el Cámbrico Inferior, pero el Cámbrico Medio está bien desarrollado, y aquí, gracias a la gran laboriosidad del francés Joachim Barrande, quien pasó la mayor parte de su vida exiliado en Praga, se dieron a conocer la secuencia y la abundante vida de esta época. Los fósiles llegaron a ser ampliamente conocidos como la «Vida Primordial». Finalmente, se determinó una secuencia fosilífera aún más completa en Suecia y posteriormente en Terranova, y estas áreas se convirtieron en los estándares para la correlación internacional. Sin embargo, en ningún otro lugar existe una secuencia más larga ni más completa de formaciones fosilíferas del Cámbrico que en la región cordillerana de Norteamérica, y hoy, gracias casi en su totalidad a Charles D. Walcott, estos son nuestros principales estándares de correlación.
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Aspectos significativos sobre el período Cámbrico. — El período Cámbrico es el primero de la era Paleozoica y, generalmente, está separado de las rocas más antiguas por una de las discordancias más marcadas conocidas, lo que representa un intervalo de erosión muy largo. También es el primer período en la historia de la Tierra con una abundancia de vida preservada en fósiles. Esta vida se compone exclusivamente de invertebrados marinos e incluye representantes de todos los tipos más fundamentales, lo que implica una larga evolución previa. No hay rastros de animales ni plantas terrestres, aunque estas últimas podrían haber estado presentes.
Otro hecho sorprendente sobre el período Cámbrico es que las zonas de hundimiento de las Cordilleras y los Apalaches, o geos 3 Ticlines, son ahora vías marítimas completamente formadas. Tras los mares geosinelinales del Cámbrico Inferior, se produjo una marcada expansión de estas aguas por el continente como mares epéricos, comenzando a finales del Cámbrico Medio y alcanzando su mayor inundación a principios del Cámbrico Superior.
Finalmente, cabe destacar el sorprendente hecho topográfico de que, cuando los mares del Cámbrico Inferior entraron en la fosa apalache desde el sur, sus olas rompieron hacia el este contra una extensión montañosa tan imponente como los actuales Alpes europeos. Sin embargo, como todas las montañas, su imponente belleza geológica duró poco tiempo, y al final del Cámbrico Inferior quedaron reducidas a tierras bajas (véase el mapa, pág. 193).
Vida Cámbrica. — De los animales cámbricos, se estima que se han descrito alrededor de 1200 solo en Norteamérica. De todos los países en conjunto se conocen no menos de 1500 especies, de las cuales el 90 % son trilobites y braquiópodos; los trilobites constituyen alrededor del 60 % de las faimas cámbricas y los braquiópodos alrededor del 32 %. Si bien esta vida es primitiva en organización, sus elementos están tan diversificados que indican de inmediato que tuvo una historia previa muy larga. Es casi en su totalidad una vida con libertad locomotora. En los siguientes capítulos veremos que los invertebrados marinos se fijan cada vez más al suelo, tendiendo hacia lo que John M. Clarke ha denominado recientemente «vida dependiente», que no da lugar a clases superiores de animales.
Ausencia de vida terrestre. — No existe la más mínima evidencia que demuestre la presencia de plantas terrestres en el Cámbrico, y la misma afirmación es aplicable a la mayor parte del Champlainiano posterior. Sin embargo, si consideramos que solo pudieron existir los tipos inferiores de plantas terrestres, y que estos eran blandos y casi carentes de material leñoso, la única porción preservable, no hay nada extraordinario en esta extrema imperfección del registro vegetal. Por otro lado, la naturaleza [ p. 187 ] completamente descompuesta de los suelos de esta época, como se observa en las lutitas compuestas principalmente de caolín, parece indicar que al menos las tierras bajas debieron estar cubiertas de vegetación.
Tampoco existe rastro alguno de animales terrestres, ni de agua dulce ni de tierra firme, en el Cámbrico. La primera evidencia clara de ello no aparece hasta el Silúrico.
¶ El Cámbrico Inferior
El Cámbrico Inferior se limita en el este de Norteamérica al geosinclinal de los Apalaches, y sus rocas se denominarán la serie Taconiana. Los estratos del geosinclinal cordillerano en el oeste de Norteamérica se agrupan en la serie Waucobiana.
El término Taconiano. — Una de las glorias de la geología estadounidense es que las rocas paleozoicas más antiguas fueron señaladas por primera vez por un miembro del gran Servicio Geológico del Estado de Nueva York, el profesor Ebenezer Emmons. El descubrimiento del Taconiano comenzó en 1837, y Emmons lo anunció como sistema en 1841, seguido de una definición diferente en 1842. Sin embargo, durante más de medio siglo, los geólogos estadounidenses se negaron a aceptar su sistema, ya que las Montañas Taconicas del este de Nueva York, su zona tipo, se encuentran en una de las regiones más difíciles de interpretar. Aquí, los estratos no solo están estrechamente plegados y repetidamente cabalgados, sino que también han sufrido grandes alteraciones en la formación de las montañas, de modo que su estado actual es de una confusión casi desesperada. Esta difícil situación de campo se vio agravada por las diversas interpretaciones de los geólogos de la época. Solo en los últimos años, gracias al desarrollo de nuestra ciencia a partir de datos recopilados en todo el mundo, se ha alcanzado una mayor unanimidad de opinión, y se ha observado que algunas formaciones del Taconiano presentan las relaciones de edad que Emmons les atribuyó. Este sostenía que las rocas del Taconiano son más antiguas que la arenisca de Potsdam, una formación que ahora se considera del Cámbrico superior, y que se encuentran en la base de la serie Paleozoica, conclusiones que son ciertas, al menos en parte. Es en este residuo donde se basa la validez del Taconiano, y debe reconocerse como, al menos, un término de la serie con validez.
La controversia Taconic está bien expuesta por George P. Merrill en su interesante libro, Los primeros cien años de la geología estadounidense (Yale University Press, 1924).
Sedimentos Taconianos. — En la depresión de los Apalaches, los espesores del Cámbrico Inferior son considerables en algunos lugares. En Vermont y el noreste de Nueva York, parece haber unos 457 metros, principalmente de pizarra y cuarcita, con 365 metros adicionales de mármol y dolomita. Este material proviene en gran medida del oeste. En el este de Pensilvania, el oeste de Alaryland y Virginia, hay entre 300 y 1500 metros de caliza en la parte superior, con 1450 metros de arenisca y pizarra en la parte inferior. Keith cree que todos estos sedimentos también provienen del oeste, pero más al sur, en la depresión, los depósitos (Ocoee) provienen del este.
Formaciones Waucobianas. — En el mar Cordillerico, el Cámbrico Inferior tuvo, con diferencia, el mayor desarrollo. En este caso, Walcott ha medido secciones de estratos que oscilan entre 457 y 1700 metros de espesor. La mayor parte inferior [ p. 188 ] consiste, generalmente, en areniscas casi no fosilíferas, y es por encima, en las lutitas y calizas, donde los fósiles son comunes. Todo este material proviene de la zona terrestre occidental de Cascadis.
Walcott nos indica que en la depresión cordillerana, los sedimentos cámbricos suelen ser los residuos proterozoicos trabajados por el avance del mar paleozoico y depositados casi conformemente sobre las formaciones proterozoicas suspendidas y geológicamente inalteradas. En tales casos, donde la acción de las olas y las corrientes era débil, el paso entre los estratos del Proterozoico y el Paleozoico es casi imperceptible y, a menudo, difícil de distinguir si no fuera por los abundantes restos de vida animal en el Cámbrico. Sin embargo, aquí hay una ruptura temporal de gran duración. Cabe decir, sin embargo, que, por regla general, las areniscas del Proterozoico son sucias y ricas en feldespatos, y es la mayor o completa ausencia de estos últimos en las areniscas cámbricas lo que ayuda a distinguirlas de las más antiguas.
Las Montañas Ocoee del Cámbrico Temprano. — En el noroeste de Georgia, el este de Tennessee y el oeste de Carolina del Norte, los estratos conocidos como las series Ocoee y Chilhowee han desconcertado a los geólogos durante mucho tiempo en cuanto a su edad geológica. Forman una serie muy interesante de formaciones con características y espesores muy variables de un lugar a otro, y consisten principalmente en zonas de conglomerados delgados y muy gruesos que se encajan dentro y fuera de una vasta pila de areniscas feldespáticas con pocas lutitas y, sobre todo, calizas. El espesor promedio en un área de más de 320 kilómetros de largo por 48 kilómetros de ancho oscila entre 2700 y 3900 metros. Tras un arduo trabajo de campo, Arthur Keith, basándose en las relaciones de campo y los fósiles encontrados cerca de la cima de la serie, finalmente pudo demostrar su edad como Cámbrico Inferior.
Joseph Barrell, en un manuscrito no publicado, afirma que estos materiales gruesos de la depresión apalache meridional provenían de una zona montañosa que entonces se encontraba al este, muy similar a los Alpes actuales. La masa de roca erosionada para formar lo que ahora se ve en las series de Ocoee y Chilhowee, según él, equivalía a un bloque de 320 x 48 km de extensión y 8600 metros de espesor. Las montañas de Ocoee se alzaban donde ahora se encuentra la meseta del Piamonte.
Se cree que el clima local era fresco, con precipitaciones moderadas, pero aquí no hay evidencia de un clima glacial o incluso de glaciares locales.
El mar del Taconiano temprano inundó los valles de estas tierras altas orientales, inundando sus extremos occidentales (véase el mapa, pág. 193). Al principio de esta invasión marina, los ríos eran de tipo torrencial, y los depósitos de naturaleza gruesa llenaron rápidamente los valles fluviales inundados. Más de dos tercios de la serie Ocoee-Chilhowee, no fosilífera, es de origen dulceacuícola, y solo hacia la cima de estas formaciones, en lutitas ampliamente distribuidas y areniscas limpias, se han descubierto algunos fósiles marinos del Cámbrico Inferior tardío.
Vida del Cámbrico Inferior. — La vida conocida del Cámbrico Inferior se concentra íntegramente en los mares. Esta fauna, [ p. 190 ] compuesta en su totalidad por invertebrados marinos, abarca desde simples esponjas hasta complejas formas de crustáceos. Sin embargo, esta afirmación no implica que todos los tipos conocidos de invertebrados, fósiles y recientes, estuvieran ya representados en el Cámbrico Inferior, sino solo que los principales stocks, los filos del esquema de clasificación, se encontraban aquí en formas bien desarrolladas. Más de la mitad de los animales comunes son trilobites (formas parecidas a cangrejos, descritas con detalle en un capítulo posterior), y el 32 % son braquiópodos (animales de dos conchas sin caparazón perlado, descritos en el Capítulo XVII). Como los primeros son los fósiles característicos y más comunes del Cámbrico, los consideramos los animales dominantes de esta época. Véanse las figuras, págs. 189 y 201. La vida en los mares del Cámbrico Inferior es muy similar no solo en América, sino también en Europa, Asia y Australia. Por lo tanto, se dice que tiene un carácter cosmopolita.
Fig. 1, Holmia hrOggeri, x 2, Olenellus ihompsoni, x I; 3, encima de trllineatus; 4, especiomas de Eodiscus; 5, ArchoBocyathus renssdoericus, X 3; 6, 4. profundo; 7, Paierina bellat x 4; 8, 9, Obolella crasa, x 3; 10 a 12, Stenoffieca rugosa. Todo después
Los trilobites fueron, como se ha dicho, los animales más característicos del Cámbrico Inferior. Casi todos los numerosos braquiópodos tenían conchas de fosfato de calcio, mientras que los del Cámbrico tardío y los períodos posteriores eran de carbonato de calcio. Los gasterópodos similares a lapas (conchas como las de los caracoles, los taladros y los bígaros) eran raros y del tipo más primitivo; con una excepción, tenían forma de capucha y no estaban enrollados en espiral, como suele ocurrir entre estos animales (Lám., p. 189, Figs. 10-12). Los tubos cónicos de tres lados conocidos como Hyolithes eran abundantes (Lám., p. 201, Fig. 8). Están emparentados con los gasterópodos. Había otros tipos de animales, pero no conchas de mejillón, y solo los cefalópodos más diminutos y primitivos (Salterella y Volborthella).
Uno de los tipos más interesantes de fósiles del Cámbrico Inferior son los moldes de medusas (medusas), cuya composición original es 95 % o más de agua. La ilustración (Fig. 19, pág. 155) de una Aurelia viva muestra el aspecto de estas medusas cámbricas. Son comunes como fósiles en Vermont y Alabama.
En los depósitos más antiguos del Cámbrico Inferior en California y Nevada, los fósiles son escasos y solo se han encontrado dos formas de trilobites. Sin embargo, cerca del final del Cámbrico Inferior, los fósiles son abundantes y consisten en trilobites, formas similares a caracoles, braquiópodos y Archaeocyathidae, similares a los corales. En el condado de Inyo, California, existen arrecifes de piedra caliza compuestos por estos animales similares a los corales, y sus fósiles se encuentran en muchas partes del mundo: Labrador, con calizas arrecifales de hasta 15 metros de espesor; Nueva Siberia, a 70° de latitud norte; Cerdeña; España; Australia, con calizas de hasta 60 metros de espesor, en una extensión de 640 kilómetros —los arrecifes paleozoicos más grandes conocidos en el mundo—; y, finalmente, en la Antártida.
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Arqueociatidos (de las palabras griegas que significan primigenio y cupi. — Estos son los animales parecidos a los corales más antiguos y simples que se conocen, y están casi restringidos al Cámbrico Inferior fvéase Lám., pág. 159, Fig. 5-6 1 . Son raros en la primera parte de la época. En general, son pólipos individuales, aunque se cree que algunos son animales compuestos. Los pólipos individuales a veces alcanzan una longitud de 11 pulgadas, mientras que las formas similares a platillos pueden ser igual de anchas. Su forma es más a menudo la de dos copas colocadas una dentro de la otra, y su esqueleto consiste en calcita granular, no en espículas. Las copas internas muy profundas no tienen espinas ni septos y están perforadas con perforaciones, y el espacio entre las dos copas está más o menos subdividido por particiones radiales y barras o placas horizontales, que también están perforadas, y los poros están dispuestos en series longitudinales. En otras formas, la pared exterior puede ser gruesa y porosa, o tener Canales vermiformes. La inserción basal del corallum también está más o menos engrosada por tabiques vesiculares.
Los areheociatídeos se han comparado con algas calcáreas, como los actuales Acetabularia, pero en general sus esqueletos se asemejan más al de los antozoos, aunque en forma general, formas proteicas y métodos de fijación son distintos de los ecelenterados habituales y en ciertas características se asemejan a las esponjas. Según algunos autores, parecen ocupar una posición intermedia entre los corales y las esponjas; otros los consideran esponjas, pero en este libro se les considera más probablemente pertenecientes a los ecelenterados.
Importancia de la vida en el Cámbrico Inferior. — Dado que los trilobites, que pertenecen a la división superior de los animales invertebrados y, por lo tanto, son organismos realmente complejos, fueron la vida dominante del Cámbrico Inferior, es evidente que la vida no pudo haberse originado en esta época. Si bien ahora se ha establecido que una variedad de animales debieron estar presentes en el Proterozoico, el cambio en la vida del Cámbrico Inferior, en comparación con la de la era anterior, es muy notable. Hemos visto que en el Proterozoico los organismos conocidos son esencialmente algas secretoras de cal y tubos de gusano hechos de quitina; sin embargo, en el Cámbrico Inferior hubo una abundancia de animales muy variados y altamente complejos con esqueletos de quitina y carbonato de cal. Estos hechos significan, por una parte, que hay una gran pérdida de registro en la columna geológica entre los últimos depósitos del Proterozoico y los más antiguos del Cámbrico, y por otra parte, que desde el tiempo del Proterozoico, los animales invertebrados habían asumido un esqueleto externo, ya sea de quitina o de carbonato de cal.
Zonas de vida marina del Cámbrico Inferior. — Según las características de los trilobites, el Cámbrico Inferior se divide en cinco zonas de vida. La más antigua —(1) zona de Nevadia— se limita a la depresión cordillerana; las tres siguientes (2) zona de Euiptocephala, (3) zona de Callavia y (4) zona de Olenellus — son comunes a esta zona y a la depresión apalache; mientras que la más reciente —(5) zona de Protolenus— se limita a la provincia atlántica de Cabo Bretón.
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Paleogeografía del Cámbrico Inferior. — El mapa paleogeográfico de las probables vías marítimas de esta época se muestra en la pág. 193. Sabemos que, en el Cámbrico Inferior más temprano, el océano Pacífico invadió primero la tierra en la zona de la Gran Cuenca y se extendió gradualmente hacia el norte, formando a lo largo del geosinclinal cordillerano un mar que finalmente se unió con el océano Ártico. Algún tiempo después de la aparición del mar cordillerano occidental, apareció una vía fluvial similar al oeste de Acadis y los Apalaches, extendiéndose finalmente como una estrecha depresión —el geosinclinal de los Apalaches— desde Alabama hasta el sureste de Labrador. En su punto máximo, la inundación del Cámbrico Inferior no sumergió más del 18 % de Norteamérica.
El continente norteamericano, tanto entonces como ahora, estaba bordeado por tierras altas, pero estas se extendían hacia los océanos cientos de millas más allá de las costas actuales. Al oeste se encontraba la extensa región de Cascadis, y al este dos masas de tierra: la meridional y mayor, la de los Apalaches, unida con Antillis, que se continuaba prácticamente con la nororiental, conocida como Acadis. De estas tierras altas marginales provenían casi todos los sedimentos de los mares interiores, con la excepción del norte de los Apalaches, donde los restos provenían del oeste. La mayor parte del norte de Norteamérica, el Escudo Canadiense, también era tierra, pero era una tierra baja y solo aportó una pequeña parte de los sedimentos del Cámbrico.
Clima del Cámbrico Inferior. — De la distribución mundial de los animales coralinos formadores de arrecifes de esta época, descrita en una página anterior, es evidente que las aguas de al menos la segunda mitad del período fueron cálidas y uniformes en la mayor parte de la Tierra, ya que estos animales vivían entonces no solo en las regiones templadas equivalentes a las actuales, sino también en ambas zonas polares. Además, la amplia presencia de mares de sedimentación calcárea en el Cámbrico posterior, con una abundancia aún mayor de vida variada, es una prueba más de un clima templado en la mayor parte del mundo, no solo durante el Cámbrico Inferior, sino también durante todo el Cámbrico.
Cabe señalar una vez más que las llamadas tillitas del Cámbrico Inferior de Australia y la serie feldespática (esparagmita) del Eocámbrico del centro de Noruega no están claramente establecidas como pertenecientes al Cámbrico Inferior. Por el momento, es mejor referirlas al Proterozoico y se analizan con mayor detalle en el Capítulo XII. Sin embargo, incluso si se admite que la evidencia de estas tillitas corresponde al Cámbrico Inferior, aún habría tiempo suficiente para que las aguas oceánicas se hubieran calentado de nuevo para cuando aparecieran las calizas arrecifales de los Archaeocyathidae.
Emergencia del Cámbrico Inferior. — Hacia el final del Cámbrico Inferior, el geosinclinal de los Apalaches fue drenado de todas sus [ p. 193 ] [ p. 194 ] aguas marinas, y transcurrió mucho tiempo antes de que otro ciclo de deposición tuviera lugar en esta depresión. No está claro qué ocurrió en este momento en el geosinclinal cordillerano. En el área más continua de deposición cámbrica —Monte Bosworth, Columbia Británica— los fósiles del Cámbrico Inferior están presentes hasta la cima de la formación del Monte WTiyte, luego durante 500 pies no hay fósiles, y más arriba aparece una inconfundible fauna del Cámbrico Medio (fauna de Albertella). Walcott sostiene que hay deposición continua aquí y espera que aparezcan faunas de transición en este intervalo de 500 pies de calizas arenosas, uniendo las más antiguas con las del Cámbrico Medio.
Epeiric seas dotted; oceans ruled; lands in wavy lines. See Plate 6 (p. 195) for Cambrian paleogeography.
The probable geography of Lower Cambrian time, without most of the drainage, which is wholly unknown. The seas are described on page 192, and the map shows the earliest and latest floods. The Ocoee mountains of Appalachis are described on page 18S, and the Killamey mountains of Ontario on page 171. The other mountain areas of this time are more or less hypothetic.
The land was devoid of all vegetation, and the climate mild and more or less arid.
Como se dijo anteriormente, al final del Cámbrico Inferior, la geosíntesis de los Apalaches fue drenada de sus aguas marinas, y el mar no volvió a entrar en ella hasta el Cámbrico Superior.
¶ Parte II. El MronuB y el Cámbrico Superior
Características físicas
Durante el Cámbrico Medio y Superior, la mayor parte de Norteamérica parece haber sido una tierra baja desprovista de belleza paisajística. Por consiguiente, era posible que los océanos invadieran las tierras extensamente, como veremos que ocurrió. Si acaso existían tierras altas, se encontraban en las tierras limítrofes de Cascadis, Appalachia y Acadis. En el centro de las grandes tierras bajas interiores se alzaba una meseta baja formada por las raíces de las montañas Killamey (véase pág. 193) que se extendían de este a oeste a través de lo que hoy es la región del Lago Superior.
Las secuencias de estratos cámbricas más largas y completas con fósiles enterrados se encuentran en la región cordillerana de Norteamérica, donde se cree que hubo una deposición continua a lo largo del período Cámbrico. Desde el Cámbrico Medio hasta el Superior, todos los estratígrafos coinciden en que los mares continuaron ininterrumpidamente, y algunos incluso sostienen que en la mayoría de los lugares hubo un registro ininterrumpido de estratos y fósiles hasta el Champlainiano (Ordovícico). Sin embargo, esta última opinión aún no está consolidada.
Fin del Cámbrico Medio. — En todos los lugares donde los estratos del Cámbrico Superior descansan sobre los del Cámbrico Medio, se observa que la vida de una serie, por regla general, se distingue claramente de la de la otra; en otras palabras, no se conocen faunas de transición de esta época en el este de América que conserven las etapas de las formas evolutivas, [ p. 196 ] lo que se [ p. 195 ] cree que indica una interrupción en la sedimentación y una ausencia de registro faunístico. Solo en la depresión cordillerana se encuentran famias de transición; en la mayor parte del geosinclinal de los Apalaches, el Cámbrico Superior descansa sobre el Cámbrico Inferior, con ausencia total del Cámbrico Medio. Esto evidencia que en esta última región la elevación provocada por el surgimiento del Cámbrico Inferior aún no había sido superada por la erosión o la subsidencia. Sin embargo, hasta la fecha no existen datos que demuestren que ni los Apalaches ni las Cascadas se hubieran elevado aún más al final del Cámbrico Medio.
Epeiric seas dotted; oceans ruled. See Plate 5 (p. 193) for Lower Cambrian physiography.
Note that the Cordilleric, Franklinic, and Appalachic geosynclmes are m full development at this early time. The Acadic geogyncline had water in it only in Lower and Middle Cambrian time.
Mares Interiores. — Durante el Cámbrico Inferior, los mares se limitaban a los geosinclinales Cordillericos y Apalaches, pero en el Cámbrico Medio, esta última depresión fue vaciada de todas las aguas marinas. Sin embargo, el geosinclinal Cordillerico continuó sus vías marítimas durante el Cámbrico Medio y Superior, depositando entre 1500 y 2400 metros de calizas, generalmente de estratos delgados, pero muy poca lutita y casi ninguna arenisca.
A finales del Cámbrico Medio, las aguas marinas cordilleranas comenzaron a extenderse por primera vez a través del continente hacia el este, y durante la mayor parte del Cámbrico Superior, los mares epíforos fueron de gran extensión, especialmente en la zona de la cuenca del Misisipi. En las montañas Arbuckle de Oklahoma hay no menos de 914 metros de calizas y dolomías. La depresión de los Apalaches también fue reocupada por estas aguas de origen pacífico, depositando calizas magnésicas con algo de esquisto. En Alabama, el espesor es de aproximadamente 1214 metros, y esta profundidad se mantiene bastante constante a lo largo del norte hasta Chambersburg y Mercersburg, Pensilvania. En su punto más amplio, la inundación cubrió más del 30 % de Norteamérica (Lám., pág. 195, Fig. 2).
Mares Croixianos. — El Cámbrico Superior temprano también se conoce como la época Croixiana (pronunciado Croyan; del río St. Croix de Wisconsin), y en el valle superior del Misisipi, las areniscas y no las calizas son los estratos dominantes. Aquí, estas areniscas están muy extendidas y en Wisconsin su espesor es de unos 220 metros. Son los materiales residuales o la roca y el suelo sueltos (regolito) de una tierra baja granítica, el Escudo Canadiense, que durante un período muy largo sufrió erosión. Estas arenas suelen ser bien redondeadas con superficies sin brillo, por lo que se cree que son arenas de antiguos desiertos o, al menos, de dunas arrastradas por los depósitos de la serie Croixiana. En pequeñas cantidades, estas arenas llegan hasta la región de Ozark, en el sur de Misuri, donde los depósitos del Cámbrico Superior son delgados y consisten principalmente en calizas alternadas con areniscas.
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Se impidió que los mares Croixianos se extendieran al norte de la región de los Lagos Superior y Hurón, las Alountains de Killarney, con orientación este-oeste, que surgieron a finales del Proterozoico (Collins, 1922). No se redujeron a una penillanura hasta finales del Champlainiano (Ordovícico), ya que los sedimentos del Richmondiano fueron los primeros en atravesarlas.
Quizás sea bueno mencionar aquí las formaciones incluidas por Ulrich en la época Crobdan del valle superior del Misisipi: Mt. Simon, Eau Claire, Dresbach, Franconia-Mazomanie, St. Lawrence y Jordan.
Algunos geólogos creen que las areniscas del Alto Keweenawan y del Lago Superior son depósitos fluviales de la época de Croisdan, pero aún no hay pruebas de esta correlación.
Época Ozarkiana. — El Cámbrico Superior tardío constituye la época Ozarkiana. En 1911, Ulrich propuso este nombre (del levantamiento de Ozark en el sur de Misuri) para una serie de formaciones que hasta entonces se habían atribuido principalmente al Cámbrico y, en parte, al Champlainiano. Walcott aceptó las conclusiones de Ulrich en 1923, considerando el Ozarkiano como la serie final del Cámbrico, y así se presenta en este libro.
El mar del Ozarkiano temprano invadió la parte central del continente* desde el sur y, aproximadamente al mismo tiempo, se extendió hacia el geosinclinal de los Apalaches. La depresión cordillerana también fue invadida. Durante el Ozarkiano tardío, los mares alcanzaron su máximo caudal en el valle del Misisipi y la depresión sur de los Apalaches. (Véase pág. 195).
Por regla general, los fósiles del Ozarkiense son escasos, o al menos difíciles de conseguir, debido a que la mayoría de las formaciones son dolonúticas, y aun así, Ulrich cuenta con unas 200 especies. Walcott (1923) enumera 125 formas solo del Ozarkiense más antiguo, de las cuales aproximadamente 70 son trilobites, 25 braquiópodos, 20 gasterópodos, 4 cefalópodos y 2 bivalvos. Los organismos más prevalentes son las algas depositantes de cal (Cryptozoon, véase la fig., pág. 198).
En Misuri, la serie Ozarkiana se compone principalmente de la mitad posterior (Gasconade, Proctor y Eminence, con un espesor combinado de 160 metros), mientras que la parte anterior solo está presente parcialmente en la formación Potosí (91 metros). En Wisconsin, las delgadas formaciones Madison y Mendota se encuentran por debajo, seguidas de una larga ruptura, y en la cima se encuentra la formación Oneota. En el este de Nueva York, las formaciones Little Falls, Hojii, Theresa y Potsdam constituyen el Ozarkiano inferior; Keith ha demostrado que sus equivalentes también están presentes en el norte de Vermont. En el centro de Pensilvania, el Ozarkiano inferior tiene un espesor de 680 metros. El desarrollo más largo y de mayor espesor, de 1680 metros, se encuentra en Alabama. En Nevada, la formación Goodwin tiene un espesor de 450 metros, mientras que las formaciones St. Charles, en Utah, y Chushina y Mons, en Alberta, tienen profundidades similares. Todas las formaciones cordilleranas son del Ozarkiano temprano.
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Al final del Cámbrico Superior, parece haber habido una retirada muy amplia y probablemente completa de los mares epeíricos de las partes interiores de América del Norte.
Establecimiento del hábito secretor de cal. — Como hemos visto, los mares epíricos del Cámbrico Medio y Superior depositaron una gran cantidad de rocas de carbonato de cal; esto significa que las aguas no solo estaban limpias de lodos, sino que también tenían una temperatura cálida. La vida fue más prolífica en el Cámbrico Superior y también abundaron los invertebrados con esqueletos de carbonato de cal. En otras palabras, por primera vez en la historia de la Tierra hubo una abundante fauna de moluscos, y la mayor abundancia de carbonato de cal en los mares estableció el hábito secretor de cal de forma permanente en muchas clases de animales.
¶ Vida de las épocas Cámbrica media y superior
Los mares del Cámbrico Medio y Superior abundaban en una gran variedad de vida, principalmente trilobites y braquiópodos. En el Cámbrico Superior, los gasterópodos comienzan su ascenso, al igual que los cefalópodos, aunque en menor medida. Los moluscos y crustáceos bivalvos, los lamelibranquios y los ostrácodos hacen su aparición en el Ozarkiense.
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A partir del Cámbrico Medio, en lugar de las faunas cosmopolitas de la época precedente, ahora hay claramente dos reinos, el más grande del Pacífico, recientemente llamado Albertano por Grabau, y el del Atlántico Norte, desarrollado por primera vez por G. F. Matthew de la región alrededor de St. John, Nuevo Brunswick, y llamado Acadio por James D. Dana en 1874. Durante el Cámbrico Medio, el mar Cordillerico tenía aproximadamente la misma extensión geográfica limitada que el del Cámbrico Inferior, mientras que la mayor parte de la geosíntesis de los Apalaches parece haber permanecido continuamente sobre el nivel del mar.
Faunas albertanas del mar Cordillerico. — Los mares occidentales o cordfiléricos, que forman calizas, fueron prolíficos en vida. Las faunas de los mares albertanos eran distintivamente del reino del Pacífico, conociéndose faunas similares en China. Los trilobites eran dominantes, representando al menos la mitad de las faunas, y había una mayor variedad de estos interesantes animales que en el Cámbrico Inferior (Lám., p. 201, Figs. 1-4). Las formas de cola grande eran características de las aguas del Pacífico, y como el género Bathyuriscus era la forma más prevalente en ese momento, estas aguas a veces se denominan el reino Bathymiscus. Los braquiópodos también fueron mucho más numerosos en el Cámbrico Inferior, pero aún pequeños, y casi todos ellos no solo tenían conchas fosfatadas, sino que eran muy similares a los de la época precedente.
La fauna de la depresión cordillerana estuvo marcada por los trilobites Olmoides, AlberllOa, Dorypyge, Nedllnvs, Ogygopsis, Asapllscm y Bathyuriscus, [ p. 202 ] y por los braquiópodos Lingtddla, Micromllra, Acromele, Nisusia y Bmngaella. HytAilhes era común y existía una variedad algo mayor de gasterópodos.
Fig. 1, Paradoxides harlani, x ¼ 2 Dorypyge curticei x ½; 3, Ptychoparia kingi x ¾ 4, Agnostus montis, x 3; 5 Crepicephalus texanus, x ½; 6, 7, Owenella antiquata, x 2; 8, Hyolithes primordialis; 9-11. Billingsella coloradoensis, x 2; 12, 13, Huenella texana, x 1 ½ Lingulepis acuminata, x 2. Mostly after Walcott. (201)
Fauna del Cámbrico Medio de Burgess Shale. — En la formación Selkirk de la Columbia Británica, famosa por su majestuosidad escénica y sus glaciares alpinos, se ha descubierto la localidad más interesante del mundo para invertebrados fósiles. Las montañas de esta zona están compuestas principalmente por estratos cámbricos, que alcanzan un espesor de al menos 4000 metros. La comunidad fósil de Burgess se encuentra en un lecho de esquisto endurecido del Cámbrico Medio de unos 2 metros de espesor, situado en la ladera suroeste del monte Wapta, a unos 900 metros sobre la ciudad de Field y a 2400 metros sobre el nivel del mar. Este maravilloso cementerio de antiguos animales marinos fue descubierto en 1910 por Walcott, quien desde entonces ha extraído cientos de toneladas de roca (30 x 4,5 x 2 metros) que le han proporcionado miles de especímenes, descritos en 70 géneros y 130 especies. La característica más llamativa de la fauna es que las formas cámbricas habituales, especialmente braquiópodos y moluscos, son escasas, mientras que los fósiles comunes corresponden a criaturas de cuerpo blando como gusanos, etc., o crustáceos cubiertos de quitina, distintos de los trilobites, especies raramente vistas por los paleontólogos. En definitiva, es una revelación de lo imperfecto que es nuestro conocimiento de las faunas del pasado; lo que tenemos no son más que los restos del pasado.
Casi todas las formas de Burgess carecían de esqueletos externos calcáreos, y donde existía una cubierta endurecida, esta consistía principalmente en quitina. Es natural preguntarse, por lo tanto, ¿por qué se conservaron estos animales, generalmente de concha delgada y a menudo de cuerpo blando, en la lutita de Burgess, mientras que en otros lugares los fondos de lodo de la misma edad no conservaban rastros de los organismos de su época de deposición? La lutita de Burgess es un lodo bituminoso, aluminoso y de color negro azulado, con cuarzo de grano finísimo y algo de pirita de [ p. 203 ] hierro; probablemente se depositó en una depresión del fondo marino, un lodazal, o en una bahía más o menos cerrada, donde las aguas sin corriente estaban estancadas y carecían de oxígeno libre. En estos fondos fétidos, con hedor a ácido carbónico y escasez de oxígeno, ningún animal puede vivir, excepto las bacterias del azufre. Sin embargo, casi ninguno de los organismos de la pizarra de Burgess pertenecía a tipos que vivían en el fondo, sino que casi todos eran flotadores y nadadores, habitantes de las aguas superficiales, soleadas y oxigenadas del mar. Por lo tanto, debemos concluir que representan la vida de las aguas superficiales que caían en la asfixiante trampa mortal cerca del fondo. Estos fondos fétidos no tenían carroñeros que se alimentaran de los moribundos, ni existían las bacterias descomponedoras, generalmente prevalentes, para destruir a los organismos que caían desde arriba a los lodos muy blandos. Por lo tanto, los cuerpos fueron rápidamente cubiertos por los lodos finos y sufrieron una lenta alteración química, dejando un residuo, a menudo conocido como «oro de los tontos» o pjTita, que preserva con el máximo detalle las formas de los organismos sepultados.
La fauna de Burgess incluye una variada gama de esponjas silíceas (monactinelidos y hexactinelidos). Existe una medusa (sej-phomedusana) y una notable variedad de anélidos que conservan la forma corporal completa. Sin embargo, los organismos más interesantes son los crustáceos, veintiocho géneros de branquiópodos, filocáridos, trilobites primitivos y especializados, y otras subclases generalizadas que sugieren vínculos entre algunos filos de crustáceos y arahnidanos. Curiosamente, no se conocen ostrácodos aquí ni en ningún otro lugar hasta el Cámbrico Tardío, pero las formas así llamadas son en realidad filópodos. A menudo se conservan las partes blandas y las extremidades, e incluso se dispone de mucha estructura que revela parte de los órganos internos (véase la Fig. B, pág. 211).
Faunas Acadianas del Área Atlántica. — En la región Acadiana y en Terranova existen otros depósitos del Cámbrico Medio, aquí esencialmente lodos y arenas, con fósiles claramente diferentes, aunque con el mismo desarrollo faunístico general que los de Europa occidental, es decir, del área atlántica. Se caracterizan por el género de trilobites Paradoxides (Lám., p. 201, Fig. 1).
Los trilobites del Cámbrico Superior, ahora más variados que antes, constituían más del 50 % de la fauna (Lám., pág. 201, Fig. 5), mientras que los braquiópodos con conchas de fosfato de calcio se encontraban en su máximo desarrollo, y las formas con valvas de carbonato de calcio (Lám., pág. 201, Figs. 9-13) aumentaban rápidamente. También existían varios gasterópodos enrollados y espirales (Lám., pág. 201, Figs. 6, 7), así como algunos cefalópodos del tipo nautilus perlado.
Fósiles Característicos del Croixan. — Los trilobites más característicos del Mar Interior Central y de la Fosa Cordilleriana fueron Dikellocepkalus, Saukia, Illaenurus, Conaspis y Crepicephalus. El límúlido (cangrejo herradura) más antiguo está presente en Aglaspis y un euriptérido en Strabops. Entre los braquiópodos se encontraban Linnarssonella, Lingulepis, Obolus, Syntrophia y Billingsella; entre los gasterópodos, Owenella, Holopea y Pleurotormria. Los graptolitos que viven en el fondo hicieron su aparición aquí en Callograptus.
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¶ Perturbación de las Montañas Verdes
Al final del Cámbrico, la geanticlina de Nuevo Brunswick (véase pág. 141) fue reelevada, y en Vermont y Quebec las calizas cámbricas se fragmentaron localmente para proporcionar el material para los gruesos y localizados conglomerados de caliza (Beekmantown) en y cerca de la base del Champlainiano. Los fragmentos de estos conglomerados son angulares a subangulares y rara vez redondeados; a menudo, las piezas son grandes, de hasta una o más toneladas de peso, mientras que en Quebec y Vermont se encuentran masas de hasta 45 metros de longitud. Algunos de estos conglomerados se han interpretado como de carácter intraformacional, pero ahora se sabe que son verdaderos conglomerados y brechas, ya que contienen fósiles tanto del Cámbrico Inferior como del Superior. Las condiciones en las que se formaron aún no se comprenden con claridad, pero parecen ser deslizamientos de rocas de origen clijBf, ya que el mar de San Lorenzo del Champlainiano temprano socavó los acantilados, provocando la caída de grandes masas de ellos a las profundidades marinas.
Uno de los hechos más sorprendentes en relación con esta perturbación es la ausencia de formaciones Champlainianas tempranas en la mayor parte de Nueva Escocia, el norte de Nuevo Brunswick y todos los estados de Nueva Inglaterra, excepto Vermont y el oeste de Massachusetts y Connecticut. Estas áreas constituyen la región del geanticlina de Nuevo Brunswick, una [ p. 205 ] meseta que proporcionó los sedimentos y conglomerados para la parte norte del geosinclinal de los Apalaches del Champlainiano (Beekmantown). Para facilitar la referencia, este período de elevación del terreno, al final del Cámbrico, puede comprenderse bajo el término «Perturbación de las Montañas Verdes», ya que estas se encuentran en el límite occidental del área elevada.
También se produjo cierta elevación de las tierras en Europa occidental antes del Champlainiano temprano. Holtedahl, en 1920, describe el surgimiento de una vasta tierra septentrional (Fennoscandis septentrional o la vertiente norte del Escudo Báltico) en algún momento hacia el final del Cámbrico y antes de la introducción del Champlainiano.
En la edición anterior de este libro de texto se afirmaba que «Aparentemente, la época final del Cámbrico Superior fue una época de tranquilo surgimiento y retirada del mar». Además, que «no se formaban montañas en ese momento en Norteamérica». Desde que se escribió esto, el estudio de la compleja geología de Vermont ha avanzado mucho y ahora parece que hubo cierto movimiento cortical en la zona de la geanticlina de Nuevo Brunswick.
Los hechos en los que se basan estas conclusiones son los siguientes: El trabajo reciente de Arthur Keith al oeste de las Montañas Verdes del norte de Vermont ha demostrado que esta región sufrió plegamiento o elevación vertical al final del Cámbrico, es decir, después del Ozarkiano. Aquí, los conglomerados basales del Champlainiano consisten principalmente en calizas de estratos delgados y grandes bloques de mármol blanco. En algunos de los cantos rodados de calizas se encuentran fósiles del Cámbrico Inferior, pero con mayor frecuencia son del Cámbrico Superior temprano y tardío. Dado que las piezas son principalmente angulares y de todos los tamaños, y claramente provienen de formaciones del Cámbrico Inferior y Superior, la evidencia del conglomerado parece indicar que sus orígenes fueron tierras altas poco al este, y que la fuerza de transporte pudo haber sido acantilados frente al mar.
En la zona de Quebec, el Champlainiano comienza con formaciones densas y no fosilíferas de areniscas de cuarzo gruesas y conglomeráticas (Lauzon), seguidas de lutitas rojas (Sillery). A continuación, se encuentran las lutitas oscuras de Levis, con delgadas zonas de calizas, con abundantes fósiles de Beekmantown, y numerosas zonas de conglomerados de caliza, cuyos fragmentos contienen fósiles cámbricos. Estas formaciones se pueden rastrear desde Quebec a lo largo de la ribera sur del río San Lorenzo hacia el noreste durante al menos 320 kilómetros, y en Bic los conglomerados se encuentran en su máximo desarrollo.
¶ Lectura colateral
C. D. Walcott, La Faima del Cámbrico Inferior o Zona Olenellus. Servicio Geológico de Estados Unidos, 10.º Informe Anual, 1890, págs. 509-763.
C. D. Walcott, Documentos de correlación, Cámbrico. Servicio Geológico de Estados Unidos, Boletín 81, 1891.
C. D. Walcott, Conglomerados intraformacionales paleozoicos. Boletín de la Sociedad Geológica de América, Vol. 5, 1894, págs. 191-198.
C. D. Walcott, Rocas y fósiles del Monte Stephen. Revista Alpina Canadiense, vol. 1, 1908, págs. 232-248.
C. D. Walcott, El paraíso de un geólogo. National Geographic Magazine, Volumen 22, 1911, págs. 509-521.
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C. D. Walcott, Braquiópodos cámbricos. Servicio Geológico de Estados Unidos, Monografía 51, 1912.
C. D. Walcott, El Monarca de las Montañas Rocosas Canadienses. National Geographic Magazine, Volumen 24, 1913, págs. 626-639.
C. D. Walcott, El Cámbrico y sus Problemas en la Región Cordillerana. Capítulo IV en «Problemas de la Geología Americana». New Haven (Yale University Press), 1915.
C. D. Walcott, Geología y paleontología cámbrica, Colecciones misceláneas del Smithsonian, vols. 53, 57, 64, 67, 1910-1922.
Véase también Walcott en las distintas partes de la Bibliografía de Geología de América del Norte que publica anualmente el Servicio Geológico de Estados Unidos.
Arthur Keith, Sucesión cámbrica del noroeste de Vermont. American Journal of Science, 5.ª serie, vol. 5, 1923, págs. 97-139.
T. G. Taylor, Archaeocyathinae del Cámbrico de Australia Meridional. Memorias de la Real Sociedad de Australia Meridional, vol. 2, parte 2, 1910, págs. 55-188.