Istmul Panama: Out of the Deep Earth

Ca date din istoria geologică, formarea podului de pământ subțire care unește America de Sud și America de Nord este una de nota zece. De mai multe ori în ultimele 100 de milioane de ani, cele două mari mase terestre au fost separate de apele adânci ale oceanului. Secțiunea îngustă a Americii Centrale care le unește acum – în punctul cel mai îngust de-a lungul istmului Panama – a schimbat nu doar harta lumii, ci și circulația oceanelor, cursul evoluției biologice și, probabil, clima globală. Produs chinuit al unor forțe diverse, versiunea de astăzi a istmului a fost probabil modelată de vulcanism și de mișcările plăcilor tectonice undeva între 15 milioane și 3 milioane de ani în urmă.

Cornelia Class, geochimist la Lamont-Doherty Earth Observatory de la Universitatea Columbia, și Esteban Gazel, un cercetător adjunct de la Lamont, care lucrează în prezent la Virginia Polytechnic Institute, analizează una dintre cele mai misterioase forțe care acționează pe acest șantier natural de construcție: Galápagos Plume.Pluma este un aflux fierbinte de lungă durată de material din adâncurile Pământului care se topește în apropierea suprafeței și care a format șiruri de vulcani, atât subacvatici, cât și sub formă de insule oceanice. Provenind din mantaua terestră, la zeci de kilometri adâncime, pluma încă activă este similară cu punctele fierbinți de magmă care se infiltrează sub Hawaii și Yellowstone. Se crede că a început cu revărsări uriașe de lavă în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani, sub ceea ce este acum zona Caraibelor, dar, în principal datorită mișcării plăcilor tectonice de deasupra, a migrat de atunci mult spre sud și vest în Pacific, până la locația sa activă actuală, sub Insulele Galapagos, la aproximativ 600 de mile distanță. Gazel și Class încearcă să ajute la deslușirea poveștii sale de viață și a rolului său în crearea podului terestru. De obicei, astfel de roci sunt îngropate cu mult sub suprafață sau se află la mare adâncime pe fundul oceanului. Aici, ele sunt așezate pe un teren mai mult sau mai puțin uscat, oferind o fereastră neobișnuită către procesele din adâncurile pământului.

În toamna anului 2012, Class și Gazel au vânat roci create de penajul de pe peninsula Azuero din Panama, care se propulsează în Oceanul Pacific. Gazel, care a crescut în țara învecinată, Costa Rica (unde există roci identice), este specializat în studierea acestei regiuni. La fel de la largul său discutând despre chimia fracționării topiturii sau plimbându-se cu un baros de 2,5 kg agățat pe umăr, el caută în jur bolovani susceptibili de a fi sparți. Class, o geochimistă originară din Germania, este expertă în chimia mantalei; a lucrat pe roci din Africa de Est, Antarctica și de pe fundul Oceanului Atlantic. „Oamenii încearcă adesea să înțeleagă lucruri îndepărtate, cum ar fi modul în care se formează stelele”, spune Class. „De fapt, ar trebui să ne uităm mult mai aproape de casă. Aici, încercăm să înțelegem ce se află sub noi. Cum s-a dezvoltat Pământul însuși?”

Partea de vest a peninsulei Azuero, în mare parte nepopulată, este dură pentru geologi. Dealurile sale abrupte sunt învelite în sol roșu gros și păduri și pășuni umede; rocile sunt rareori văzute, cu excepția unor albii de pârâuri sau de-a lungul coastei, unde eroziunea viguroasă a tocit vegetația și pământul. Doar recent a fost împins un singur mic drum asfaltat parțial de-a lungul coastei, așa că lucrul în interiorul țării implică împingerea prin poteci noroioase, traversarea pârâurilor și rămânerea blocată în timpul furtunilor gigantice care se abat în fiecare după-amiază în timpul sezonului ploios. De-a lungul coastei propriu-zise, cele mai bune situri de cercetare sunt stânci, promontorii, insulițe desprinse și mormane de moloz care plonjează direct în marea care se agită periculos. Pentru a ajunge la acestea, Gazel și Class angajează un pescar local să se apropie cu barca sa cât mai mult posibil. Apoi, ei se aruncă peste bord cu barosul și alte echipamente și înoată prin valuri. Dacă au noroc, există o mică plajă pe care să aterizeze; dacă nu, trebuie să aibă grijă să nu fie izbiți de valuri de stânci. După ce au prelevat probe, înoată înapoi la barcă, îngreunată acum atât de uneltele lor, cât și de stânci. Din fericire, Gazel și Class sunt înotători puternici – iar rechinii și crocodilii care bântuie uneori aceste ape nu par să fie prin preajmă.

Rocile din această parte a Panama sunt un amestec complicat, reprezentând istoria complexă a istmului. Din exteriorul lor puternic erodat, este greu să deosebești un tip de altul. Doar spărgându-le, Gazel și Class își pot da seama dacă și-au găsit cariera. Aceasta este picrită – un tip de rocă ígnea care se cristalizează pe măsură ce magma din manta se îndreaptă în sus. Formată în general pe fundul mării, conține cristale strălucitoare de olivină de culoare verde-gălbuie, un mineral tipic derivat din mantaua care nu se întâlnește în rocile formate mai aproape de suprafață. Făcându-și loc printre grămezile de bolovani rotunjiți ca niște deținuți pe o grămadă de roci din închisoare, Gazel și studentul său absolvent Jarek Trela balansează sania spre bolovani cu aspect probabil, până când o margine se desprinde. Dacă sunt norocoși, cristalele revelatoare se află înăuntru; apoi sparg piatra în bucăți mai mici. Class folosește un ciocan de geolog mai mic pentru a curăța marginile exterioare erodate de pe specimenele de mărimea unui pumn, înainte de a le pune în saci.

Geologii cred că penajul din Galápagos a devenit activ cu mai mult de 100 de milioane de ani în urmă, sub ceea ce este acum o mare parte din America Centrală. În urmă cu aproximativ 75 de milioane de ani – în preajma erei dinozaurilor – revărsări uriașe de lavă din penaj au ajutat la formarea unei versiuni anterioare a podului terestru. De asemenea, plăcile tectonice se împingeau una împotriva celeilalte, scoțând secțiuni ale fundului mării din apă. La un moment dat, procesele combinate au transformat oceanul în mlaștini, apoi într-un arhipelag – apoi, în cele din urmă, în uscat. Americile au fost unite. Creaturile care altădată erau izolate pe un continent sau altul au fost capabile să migreze și să se amestece încoace și încolo. Dovada poate fi văzută astăzi în fosilele care arată arborele evolutiv al dinozaurilor înrudiți și al viermilor, șerpilor și mamiferelor timpurii în situri atât de îndepărtate ca Utah și Argentina. Dar se crede că această primă punte terestră s-a destrămat în urmă cu aproximativ 50 de milioane sau 65 de milioane de ani, ca urmare a mișcărilor tectonice continue. (Cea din urmă dată coincide aproximativ cu un meteorit gigantic care a lovit în largul Mexicului și care a omorât dinozaurii; dar nu se știe dacă acesta a fost în vreun fel legat de dezmembrare)

Cu aproximativ 15 milioane până la 65 de milioane de ani în urmă, penajul Galapagos a migrat spre vest în Pacific, formând șiruri de insule vulcanice și vulcani subacvatici. În același timp, placa tectonică a Pacificului de deasupra sa se deplasa înapoi spre est. Pe măsură ce placa se deplasa, aceasta a transportat rămășițele vulcanilor din plută înapoi în America Centrală. Aici, placa Pacificului se ciocnea încet cu o placă separată care se deplasa dinspre ceea ce este acum Caraibe. Pe măsură ce plăcile opuse s-au întâlnit, unele secțiuni ale acestora au fost strânse în sus, iar un al doilea pod terestru a început să prindă contur. Unele insule și munți submarini care se aflau pe placa Pacificului au fost lipite de masa de uscat în curs de dezvoltare, ca niște cireșe pe o prăjitură. Rămășițele acum fărâmițate ale acestor munți vulcanici călătoriți sunt cele care formează multe dintre dealurile și falezele peninsulei. Coloana continuă să erupă sub îndepărtatele insule Galápagos (care fac parte din Ecuador, nu din Panama). Forma sa exactă și dinamica erupțiilor actuale sunt încă subiectul unui oarecare mister.

Înapoi în laboratoarele cercetătorilor de la Lamont-Doherty și Virginia Tech, analizele chimice ale piciturilor panameze vor ajuta la dezvăluirea momentului, temperaturilor și a altor condiții în care s-au format rocile. Cercetătorii speră că acest lucru va arunca lumină nu numai asupra formării istmului, ci și asupra proceselor din adâncurile Pământului. Gazel și alți colegi lucrează de mai mult timp la peninsula Galápagos. Printre constatările lor inițiale se numără următoarele: din epoca dinozaurilor, magmele din penaj par să se fi răcit cu aproximativ 200 de grade F; de asemenea, mărimea și rata erupțiilor au scăzut. Acest lucru ar putea însemna, spune Gazel, că „plumele mantalei ar putea fi ca oamenii; îmbătrânesc și mor”. Dar acesta, spune el, mai are un drum de parcurs înainte de a se stinge – probabil zeci de milioane de ani.

În ceea ce privește actuala punte terestră, Gazel este în favoarea teoriei actuale că aceasta s-a format pe alocuri, începând ca și cea anterioară, ca o serie de mlaștini, strâmtori și insule, poate cu 15 milioane de ani în urmă. În urmă cu poate 8 milioane de ani, munții submarini în mișcare se ridicau de pe fundul oceanului și se izbeau de masele de uscat care se unesc. El crede că acești munți au fost cei care, în cele din urmă, au închis complet istmul, făcând din Panama și Costa Rica punctul de balama al Americilor. „Fără aceștia, nu am fi avut podul de uscat”, spune el. Data convențional acceptată a închiderii complete este acum aproximativ 3,5 milioane de ani, dar Gazel crede că s-ar fi putut întâmpla cu câteva milioane de ani mai devreme. Acest lucru este controversat; un studiu recent realizat de alți cercetători o plasează la 13 milioane până la 15 milioane de ani în urmă.

Care ar fi secvența și momentul exact, fosilele arată că creaturile care au evoluat izolat timp de zeci de milioane de ani în Americi separate au început din nou să circule și să evolueze de la nord la sud. Unele dintre primele au fost cele care puteau să înoate bine, sau cel puțin să vâslească: tapiri, pecari și Gomphotheres, asemănători cu elefanți, care se îndreptau spre sud, și leneși giganți, sau Megatherium, care se îndreptau spre nord, unii dintre ei având o înălțime de până la 6 metri. Pe măsură ce podul de pământ s-a umplut, fluxul de migranți a devenit un potop. Acest lucru a culminat cu câteva milioane de ani în urmă cu așa-numitul Mare Schimb Biotic American. În diferite momente, din America de Sud au venit strămoșii armadillo, porcilor spinoși și oposumilor din America de Nord de astăzi, precum și păsările de pradă înalte de 3,5 metri care nu pot zbura și care acum au dispărut de mult. Coborând din America de Nord au venit cerbi, mastodonți, cămile, ratoni, pisici, câini și rozătoare de toate felurile. Din motive necunoscute, invazia dinspre nord a avut mult mai mult succes decât cea dinspre sud. Ca urmare, multe specii din sud au fost înlocuite de cele din nord – strămoșii jaguarilor, lamelor și a altor specii caracteristice faunei sud-americane de astăzi.

Istmul a unit continente, dar a împărțit oceane. Odată ce Atlanticul și Pacificul au fost separate, creaturile marine, cum ar fi moluștele de pe partea caldă și puțin adâncă a Caraibelor, au urmat căi evolutive foarte diferite față de cele de pe partea mai rece și mai adâncă a Pacificului. Circulația apei oceanice în sine a fost, de asemenea, complet schimbată; înainte de divizare, apa curgea de la est la vest, de la Atlantic la Pacific, dar acum fluxul a fost blocat. Acest lucru a creat un ocol uriaș permanent în Atlantic – Curentul Golfului – care împinge acum apele calde de la tropice până la marginea Arcticii. Transportul acestei călduri dă acum Europei de Nord climatul său cald obișnuit. Și, deoarece căldura crește evaporarea, probabil că a crescut și precipitațiile din nord sub formă de zăpadă. În diferite momente ale ciclului orbital al Pământului, acestea s-au acumulat sub formă de ghețari, împingând emisfera nordică în seria de ere glaciare pe care le-a cunoscut în ultimele milioane de ani. Pe partea Pacificului, modelele meteorologice s-au schimbat și ele, cu ape adânci de-a lungul coastelor vestice ale ambelor continente, care se ridică continuu, și cu dominația modelului ciclic El Niño, în care suprafața estică a oceanului se încălzește și se răcește alternativ. El Niño determină acum, direct sau indirect, precipitațiile și, prin urmare, agricultura, pe scări de zeci de ani în mare parte din Asia și în ambele Americi.

„Rocile, domeniul nostru de studiu, este atât de îngust”, spune Gazel. „Dar ne ajută, de asemenea, să înțelegem multe despre biologia și clima Pământului.”

Istmul Panama nu este unic. În altă parte, alte poduri terestre au apărut și au dispărut. Strâmtoarea Bering, care în prezent desparte Alaska și Siberia, a fost periodic podul terestru Bering, când erele glaciare au blocat o mare parte din apa pământului în gheață, scăzând nivelul mării. A fost, probabil, ruta prin care oamenii și alte creaturi au intrat în Americi. În perioadele în care nivelul mării era mai scăzut, alte poduri, astăzi dispărute, legau odinioară Marea Britanie de Europa continentală; Sri Lanka de India; și părți din Indonezia sau Australia de Asia. Peninsula Sinai din Egipt leagă acum Africa și Eurasia, dar nu a făcut-o dintotdeauna; aceste continente au fost cândva separate și ar putea fi din nou într-o zi.

Panama rămâne o răscruce de drumuri din toate punctele de vedere. Când spaniolii au venit la începutul anilor 1500, au fixat-o rapid ca fiind locul îngust dintre două mari oceane și au folosit-o ca o trambulină pentru a invada vestul Americii. Au vorbit despre un canal încă din 1524, dar nu au mai apucat să o facă. În urma exploziei aurului din California din 1849, o cale ferată care a traversat istmul a transportat un val de migranți spre vest. Francezii au încercat să construiască un canal în anii 1880, dar au fost opriți din cauza malariei și a alunecărilor de teren. O preluare de către Statele Unite a dus la finalizarea Canalului Panama, lung de 45 de mile, în 1914 – încă o rută comercială crucială. Ca punct de balama între cele două mari continente, Panama (la fel ca și Costa Rica) menține un stoc de biodiversitate supradimensionat: sute de specii de reptile și amfibieni, cel puțin 950 de specii de păsări și migrații anuale legendare ale păsărilor și broaștelor țestoase de mare pe peninsula Azuero și în zonele înconjurătoare.

Canalul Panama a fost o binecuvântare pentru geologi, care au cules multe dintre cunoștințele lor originale despre istoria regiunii din rocile expuse de excavații. Astăzi, un canal și mai mare este săpat alături, iar cercetătorii se îndreaptă din nou acolo. Pentru moment, însă, Gazel și Class preferă peninsula Azuero, mai sălbatică și mai îndepărtată. „Este fundamental pentru noi să venim aici pentru a încerca să citim rocile, spune Gazel. „De asemenea, mă bucur de natură. Nu au mai rămas atât de multe locuri, unde poți să te îndepărtezi de civilizație în felul acesta.”

VEZI UN SLIDESHOW AL CERCETĂRII PE TEREN

VEZI UN VIDEO AL CERCETĂRII PE TEREN

VEZI UN VIDEO AL CERCETĂRII PE TEREN