¿Cómo desecar el Mediterráneo?

Si hoy se construyera una barrera en el estrecho que impidiera esta entrada de agua, el nivel del Mediterráneo descendería casi un metro cada año. Por inverosímil que parezca, esta idea ya se le ocurrió al ingeniero alemán Herman Sörgel en 1929, que planeó la construcción de un inmenso dique en Gibraltar con la idea de unir Europa y Africa secando el Mar Mediterráneo: el Proyecto Atlántropa.

Es una de las más disparatadas distopías que conozco y afortunadamente no prosperó, pero ilustra bien lo que pudo suceder realmente durante el Mesiniense: que el nivel del mar global quedara por debajo del umbral del estrecho y al quedar el Mediterráneo literalmente incomunicado, se evaporase.

El Mediterráneo ha atravesado ya crisis mucho peores que la actual. La peor fue hace 6 millones de años y los geólogos la conocen como la Crisis Salina del Mesiniense.

El Mediterráneo es un mar de clima relativamente seco en el que se evapora más agua de la que aporta la lluvia. Nuestro mar se formó en una depresión de la superficie terrestre que fue quedando atrapada entre África y Europa, mientras estos continentes se aproximaban a razón de unos milímetros cada año. Al emerger los últimos canales de conexión con el Atlántico, el Mediterráneo quedó aislado y a merced de la evaporación.

Antes de desecarse casi por completo, sus aguas se convirtieron en una densa salmuera en cuyo fondo se depositó alrededor del 10% de la sal contenida en todo el océano.

Para explicar semejante volumen de sal, el Mediterráneo debería haber actuado como una enorme salina durante al menos 100.000 años, y evaporar unas 50 veces su volumen de agua. Esto es más o menos parte del consenso entre los científicos especialistas (principalmente sedimentólogos), pero ¿qué causó estos sucesos sin parangón? Se han propuesto diversas hipótesis sobre los mecanismos que pudieron cerrar los estrechos entre ambos mares, pero ¿hay alguna una manera de comprobarlas cuantitativamente?

La pregunta no es meramente filosófica, porque buena parte de los recursos de hidrocarburos y de otros minerales de la región Mediterránea están enterrados bajo esa capa de sal, que es muy difícil de perforar. Conocer mejor su origen podría facilitar la explotación minera, entre otras aplicaciones. Lo que sigue es nuestra aproximación al problema, tal y como fue publicada en diciembre en la revista Nature.

Vayamos por partes. Durante la crisis, el aporte de agua salada Atlántica tuvo lugar a través de varios estrechos a través de la cordillera Bética (sur de España) y del Rif (norte de Marruecos). Aún queda por determinar cual fue el último de los estrechos en emerger, pero los cálculos hidrodinámicos muestran que tuvo que ser muy poco profundo (pocas decenas de metros) para evitar la mezcla de agua de ambos lados, y que tampoco pudo ser demasiado somero para evitar que el Mediterráneo se secara al impedir la entrada de agua Atlántica.

¿Cómo pudo esa profundidad mantenerse mientras las variaciones del nivel del océano tienen una amplitud mayor?

En nuestro estudio, usamos métodos de cálculo numérico para simular el flujo de agua y la erosión producida a lo largo del canal de entrada. Los resultados muestran que esa erosión fue comparable al levantamiento de la región que clausuró los estrechos. Este levantamiento (debido a procesos tectónicos que esbozo más abajo) lo prueba la presencia de sedimentos marinos de aquella época actualmente varios cientos de metros sobre el nivel del mar.

Reconstrucción de la geografía del Arco de Gibraltar antes del inicio de la crisis Mesiniense. Había varias conexiones entre los dos mares. | Fuente: Smith609 @ Wikimedia Commons

Lo que proponemos, por tanto, es que se produjo una competición entre la erosión del estrecho y su levantamiento tectónico: Cuando el levantamiento reducía demasiado el tamaño de la entrada de agua, el nivel del Mediterráneo descendía. Pero al aumentar el desnivel entre los dos mares, aumentaba también la energía del flujo de entrada y la erosión que producía, profundizando de nuevo el estrecho.

Este equilibrio entre erosión y levantamiento podría explicar porqué, pese a las rapidos cambios del nivel del mar de varias decenas de metros, el canal de comunicación se mantuvo bajo el nivel del mar durante un periodo de tiempo tan largo, permitiendo la concentración de sal en el Mediterráneo.

Resultados de dos simulaciones, a modo de ejemplo. El eje horizontal mustra el tiempo, en miles de años. En tonos claros se muestra la profundidad del estrecho interoceánico (gris) y el nivel del Mediterráneo (rosa) para un levantamiento tectónico rápido. Las curvas negra y roja muestran los mismos resultados para un levantamiento más lento. En ambos casos el Mediterráneo alcanza un nivel de equilibrio que compensa el levantamiento con una tasa parecida de erosión del estrecho. Como la erosión es proporcional al desnivel entre ambos mares, el Mediterráneo debe descender más de nivel en el caso de un levantamiento más rápido. | García-Castellanos, Villaseñor, 2011

Además, los resultados predicen que esa competición entre levantamiento y erosión se produce de forma desacompasada, debido a que cuando el estrecho se reduce en tamaño el Mediterráneo necesita de unos miles de años para bajar su nivel por evaporación. Como resultado, se obtiene una oscilación del nivel del Mediterráneo y de la precipitación de sal que podrían explicar la intrigante ciclicidad observada en los depósitos de yeso que afloran en buena parte de la costa mediterránea.

Toda la roca que abarca esta fotografía es yeso cristalino acumulado durante la Crisis Salina del Mesiniene. El desnivel excavado por el río que circula entre el fotógrafo y la montaña ha dado lugar a la caída de los grandes bloques de cristales de yeso. Junto a Sorbas (Almería, España). | Foto: Garcia-Castellanos.

Para encontrar un mecanismo que explique el levantamiento tectónico, hemos refinado la resolución de las imágenes tomográficas del interior de la Tierra bajo el límite sur de la placa Ibérica y el Mar de Alborán. La tomografía sísmica consiste en derivar la distribución de velocidad de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra. Para ello se usan los tiempos de llegada a las estaciones sísmicas de las vibraciones producidas por terremotos en todo el globo.

Los resultados (ver imagen) confirman que un fragmento de litosfera (sólida y densa) parece hundirse en el manto (fluido y menos denso) unos 100 km bajo esa zona. El desprendimiento de este fragmento bajo las Béticas podría explicar el levantamiento de la cordillera de la que pendía anteriormente y podría por tanto ser responsable del cierre de los pasillos marinos que unían el Mediterráneo y el Atlántico.

Esquema del desprendimiento y desgarre lateral de un pedazo de litosfera (de alta densidad) bajo la Cordillera Bética. Las flechas amarillas indican las fuerzas relacionadas con el peso de la lámina litosférica; las blancas indican los movimientos verticales esperables durante el desgarre.

Mapa geológico de la zona del Arco de Gibraltar combinado con imágenes tomográficas del subsuelo que alcanzan 660 km de profundidad. Las flechas blancas indican el levantamiento actual de los sedimentos marinos atrapados en las cordilleras.

Estos hallazgos podrían ayudar en el futuro a entender el cambio global provocado por cambios en las condiciones ambientales. Cabe suponer que la acumulación en el Mediterráneo de un 10% de la sal de los océanos y su posterior desecación, debería haber tenido un impacto significativo en la biología y en el clima terrestre. La migración de mamíferos africanos hacia Europa aprovechando la desecación sí ha sido bien documentada (por ejemplo, hay restos de camellos africanos de esa edad cerca de Valencia), pero el impacto climático parece más escurridizo.

Las simulaciones del clima global necesitan de situaciones reales para poder calibrar la multitud de parámetros y procesos que intervienen. La desecación del Mediterráneo ofrece un escenario único, extremo, un auténtico laboratorio natural para esa calibración. Pero primero es necesario determinar bien cuáles fueron los efectos climáticos de la Crisis de Salinidad del Mesiniense, un tema en el que hay aún mucha investigación por hacer.

Salinidad actual de la superficie de los oceános. La mayor salinidad del Mediterráneo se debe a la mayor evaporación e insolación isolation de sus aguas. | Source: World Ocean Atlas 2005

Visto en Amazings.