Research Group on Sedimentary Record of Climatic Changes– SERCC

[EN] SERCC was created at the end of 2021 in response to the recent incorporation of the IGME as a National Centre of the Spanish Research Council (CSIC) and the need to converge to CSIC´s research organization, which is structured on Research Groups as basic units. SERCC is composed of 11 persons (6 Staff Scientists – 3 of them recently promoted to Scientific Researchers, 4 Specialized Technicians and 1 Predoctoral Student), and focuses on the imprint of past climate changes on the characteristics and properties of the sedimentary record, accumulated both in marine and continental realms.Peer reviewe

Actualización del Mapa del Cuaternario de España (E. 1:1.000.000) y contribución española al “International Quaternary Map Of Europe (E. 1:2.500.000)”

En: Una visión global del Cuaternario. El hombre como condicionante de procesos geológicos (J. P. Galve, J. M. Azañón, J. V. Pérez Peña y P. Ruano, Eds.), pp. 113-116. XIV Reunión Nacional de Cuaternario, Granada (España)This contribution deals about a new project started by the Geological and Mining Institute of Spain with a dual purpose. First, to update the geological data of the Quaternary Map of Spain at 1:1,000,000 scale, and also to update its format and data model. Second, to contribute with cartographic data about the Quaternary geology at 1: 2,500,000 of the Spanish european territory (Iberian Peninsula and Balearic Islands) for carrying out a new digital version of the International Quaternary Map of Europe (IQUAME-2500), an international project based on a multi-institutional collaborative framework. In order to achieve these goals, multiple factors shall be taken into account such as the diverse scientific-technical requirements, the sources of the key data, the different tasks to be performed and the potential synergies with other data sets about Quaternary geology.Instituto Geológico y Minero de España (IGME)Peer reviewe

La plataforma carbonatada del sinemuriense en Mallorca (formación es barraca): arquitectura de facies, secuencias y evolución sedimentaria

Esta tesis doctoral se centra en el estudio estratigráfico y sedimentológico de los materiales de plataforma carbonatada somera del Jurásico Inferior en la isla de Mallorca, concretamente en el intervalo al que corresponde el depósito de la Formación Es Barraca (Sinemuriense) y su tránsito hacia las formaciones Sa Moleta y Es Racó (Pliensbachiense inferior).Para el Jurásico Inferior y en el ámbito del Tethys más occidental, se han descrito numerosos ejemplos de plataformas carbonatadas someras epicontinentales, de gran extensión y bajo relieve topográfico, en las que se observa una importante diversidad de facies. Un buen ejemplo de estas plataformas se encuentra representado en la unidad objeto principal de esta tesis doctoral, la Formación Es Barraca en sus afloramientos de la isla de Mallorca. Esta unidad está formada por calizas bien estratificadas con capas centimétricas a métricas organizadas en secuencias predominantemente somerizantes, que junto con las unidades dolomíticas del Rhaetiense y Hettangiense (formaciones Felanitx y Mal Pas) forman la base de los principales relieves montañosos de la isla (Sierra de Tramuntana y Sierras de Levante). En dichos relieves se localizan los seis perfiles estratigráficos de la Formación Es Barraca estudiados en esta tesis, cuyas potencias varían entre 110 y 226 m, sumando en conjunto un total de 1.080 m de series analizadas “capa a capa”, complementadas con observaciones petrográficas en 246 láminas delgadas. En estos perfiles se ha estudiado: (a) la distribución espacial y temporal de las facies y microfacies sedimentarias, y las discontinuidades estratigráficas, (b) el contenido micropaleontológico con interés bioestratigráfico (foraminíferos bentónicos y algas calcáreas) y (c) la distribución jerárquica de las secuencias sedimentarias de alta frecuencia.Estos tres focos de estudio constituyen las fuentes de datos necesarias para la consecución de los objetivos principales de la tesis: (1) caracterizar con detalle el modelo de sedimentación y la evolución de la plataforma carbonatada somera del Sinemuriense, (2) datar con mayor precisión la Formación Es Barraca (unidad litoestratigráfica redefinida como formación en este estudio) que representa dicha plataforma, así como sus relaciones estratigráficas con las unidades suprayacentes (formaciones Sa Moleta, Es Racó y Es Cosconar del Pliensbachiense, o formaciones más modernas del Jurásico Medio, según el dominio paleogeográfico), (3) determinar los factores internos (autocíclicos) y externos (alocíclicos) que controlan la arquitectura secuencial de la sucesión en la plataforma estudiada, y (4) revisar el esquema estratigráfico existente, lo que ha llevado a proponer un nuevo esquema litoestratigráfico para el intervalo Sinemuriense−Pliensbachiense inferior en Mallorca, a partir de los datos obtenidos en los tres objetivos anteriores.Se han reconocido, en la Formación Es Barraca, 29 facies y subfacies agrupadas en 7 asociaciones de facies representativas de ambientes y subambientes que varían desde llanuras de marea (supra- e intermareales) y plataforma interna (lagoon restringido, barras internas o shoals, lagoon abierto), hasta plataforma media y externa. La evolución sedimentaria de la plataforma carbonatada refleja 3 estadios. El Estadio 1 (Sinemuriense inferior a base del Sinemuriense superior) corresponde a una amplia y casi plana plataforma epicontinental, desde su dominio perimareal a submareal somero, con una variedad de facies que cambian rápidamente a lo largo del área estudiada. Durante el Estadio 2 (Sinemuriense superior) se produce una rápida inundación que da paso a una plataforma carbonatada fangosa, desde el dominio somero a la plataforma abierta, en la que se registran importantes cambios de espesor relacionados con subsidencia diferencial. Finalmente, durante el Estadio 3 (Sinemuriense terminal), en el noreste (dominio de Sierras de Levante) se desarrollan referencialmente facies perimareales y de tipo bahamiano que alternan con calizas submareales fangosas representativas de condiciones de plataforma interna somera, mientras que en el noroeste (dominio Sierra de Tramuntana) se produce una rápida transición hacia facies de plataforma media y externa con cierta influencia siliciclástica. Las variaciones en la arquitectura de facies, los cambios en la producción de carbonatos y la evolución de los perfiles de plataforma a lo largo de los tres estadios representados en la Formación Es Barraca, se interpretan como el resultado de la interacción entre la tectónica extensional regional (inicio de una fase de rifting durante el Jurásico Inferior en el Tethys occidental), cambios en las condiciones paleoambientales y/o climáticas y fluctuaciones relativas del nivel del mar.El análisis de la distribución estratigráfica de grandes foraminíferos bentónicos y algas calcáreas y la determinación de la bioserie evolutiva Mesoendothyra−Lituosepta−Orbitopsella spp., a lo largo de tres secciones estratigráficas localizadas en las Sierras de Levante, han permitido reconocer por primera vez en la Formación Es Barraca tres biozonas consecutivas: biozona A (Siphovalvulina sp.-Mesoendothyra sp.), biozona B (Lituosepta recoarensis) y base de biozona C1 (Orbitopsella aff. primaeva), (Septfontaine, 1984). Esta biozonación acota al Sinemuriense la edad de la Formación Es Barraca, que no alcanza en su techo el Pliensbachiense inferior, tal y como hasta el momento se había propuesto en el esquema estratigráfico previo definido por Álvaro et al. (1989). La correlación de los datos bioestratigráficos obtenidos a lo largo del transecto Suroeste-Noreste: Son Maina - S’Heretat - Cuevas de Artà, muestra la pérdida progresiva de las biozonas superiores hacia el noreste, lo que nos lleva a inferir la presencia de lagunas estratigráficas importantes a techo de la Formación Es Barraca. Por otro lado, hacia el suroeste del transecto, se ha identificado sobre la Formación Es Barraca una nueva unidad estratigráfica carbonatada somera (no definida formalmente en este trabajo) perteneciente a la biozona C1 (techo de Sinemuriense superior−Pliensbachiense basal). Esta distribución sugiere la existencia de una fase temprana extensional de la plataforma durante el Sinemuriense terminal–Pliensbachiense inferior que dio lugar a zonas de no depósito y/o erosión y zonas con depósito de facies someras.Además, en esta tesis se han seleccionado cuatro perfiles estratigráficos de las Sierras de Levante con potencias comprendidas entre ∼70 y 125 m, representativos de la plataforma perimareal−submareal somera (Estadio 1 de la Formación Es Barraca, Sinemuriense inferior−base del Sinemuriense superior), a lo largo de los cuales se ha analizado la tendencia vertical de las facies para organizarse en secuencias y las superficies o límites de secuencia. Todo ello ha permitido identificar secuencias de tres escalas distintas. Las secuencias de gran escala (∼10−30 m) y mediana escala (∼1−10 m), generalmente somerizantes, han sido relacionadas con factores alocíclicos: variaciones del nivel del mar debidas a ciclos orbitales de excentricidad de largo término (∼400.000 años) y corto término (∼100.000 años) respectivamente; no obstante, una incipiente subsidencia diferencial y los diferentes procesos internos de producción y acumulación de carbonato, pudieron controlar la continuidad lateral y la variabilidad en el número de secuencias de mediana escala registrado lateralmente. Para las secuencias de pequeña escala (∼0,3−5 m) se sugiere como principal factor de control los procesos autocíclicos (internos) en los dominios perimareales y submareal someros de la plataforma.Finalmente, apoyándonos en el conjunto de los nuevos datos estratigráficos, sedimentológicos y bioestratigráficos obtenidos en esta tesis, proponemos un nuevo esquema litoestratigráfico para el intervalo Sinemuriense−Pliensbachiense inferior de Mallorca, en el que se elimina la hasta ahora llamada Formación Sóller y se elevan sus tres miembros Es Barraca, Sa Moleta y Es Racó (Álvaro et al., 1989), a la categoría de formación. En esta nueva propuesta las tres unidades no son equivalentes laterales entre sí, representan distintas etapas en la evolución de la plataforma y están separadas por discontinuidades de carácter regional.<br /

Quaternary geological mapping in Spain and contribution to the update of the International Quaternary Map of Europe

20th Congress of the International Union for Quaternary Research (INQUA). Dublin, 25th and 31st July 2019, AbstractAccelerated erosion is an essential attribute of geological environments in the Mediterranean area, which distinguishes them from those of northern Europe. In addition, young mountain ranges (Alpine orogeny) are also common features in countries like Spain (average elevation 660 m). Therefore, Quaternary deposits are scarce, soils are thin (Leptosols, Regosols) and the bedrock frequently outcrops. Larger Spanish Quaternary formations are associated with local specific geological conditions, among which the following can be highlighted: Alluvial deposits of the main rivers (terraces and floodplains) over soft-rocks of the Cenozoic basins (e.g. Duero river). Estuarine and coastal sediments of the Gulf of Cádiz. Neogene - Quaternary sedimentary basins linked to the fault-systems of the Betic mountains (figure 1) Shore sediments, delta-fans and deltas in the Gulf of Valencia. Aeolian sediments in the central plateau. Volcanic rocks of Canary Islands. Other Quaternary materials, such as mountain glacial deposits, continental volcanic rocks or materials related to karstic processes are usually very small in size, but of great scientific interest (e.g. Atapuerca). Geological mapping in Spain start in 1849, with the creation of the "Commission for the Geological Map of Madrid and General of the Kingdom", later "Geological and Mining Institute of Spain (IGME)". The first maps were made with the same standards used at that time in Europe (mid nineteenth century), portraying the bedrock and the key Quaternary deposits in a single map. Due to the characteristics of the territory, the preparation of detailed thematic maps of Quaternary materials in a systematic way for the whole country, as is usual in Northern and Eastern Europe, would be as useless as expensive. Other thematic maps, such as geomorphological maps showing slope-slides and other erosion processes (in addition to key Quaternary deposits), are more helpful in Spain and are made regularly. Geological maps of the Quaternary are only made in Spain to meet special needs, such as cooperation on European maps. The IGME published in 1989 a "Map of the Quaternary of Spain" at scale 1:1,000,000, with a vector version in 2010, but with no update (Figure 2). This map is outdated because at that time (1989), only half of the basic geological maps (scale 1:50,000, MAGNA project) of the country had been finished. A new digital version of the Quaternary Map of Spain is being finalized (scale 1: 1,000,000, resolution 500 m), with reference systems ETRS89 (Iberian Peninsula and Balearic Islands) and REGCAN95 (Canary Islands). The data model for the new map is in accordance with the specifications and vocabularies of the INSPIRE directive and meets the requirements established for the IQUAME-2500 project.Instituto Geológico y Minero de España, Españ

Isotope records (C-O-Sr) of late Pliensbachian-early Toarcian environmental perturbations in the westernmost Tethys (Majorca Island, Spain)

The late Pliensbachian–early Toarcian (Early Jurassic) was a time of major environmental changes that culminated with the Early Toarcian Oceanic Anoxic Event (T-OAE, ca. ~183 Ma). This period is marked by significant disturbances in the carbon cycle and rapid climatic changes. To improve the understanding of the expression of these events in westernmost Tethyan domains, this study provides new belemnite and bulk carbonate C and O stable isotope records of a ~5 Myr upper Pliensbachian to middle Toarcian marine succession of the Balearic Basin (Es Cosconar section, Majorca). Time resolution has been improved by combination of biostratigraphic (ammonoids and brachiopods) and geochronologic (87Sr/86Sr) methods. Seawater paleotemperatures derived from δ18O belemnite records reveal cooler paleotemperatures in the upper part of the Spinatum Zone. The uppermost Spinatum Zone is characterized by the onset of a warming event that crosses the Pliensbachian-Toarcian boundary, culminating with the warmer temperatures (up to ~10 °C of warming) for the Serpentinum Zone of the lower Toarcian. This warming event has been detected contemporaneously in many other European and Tethyan basins and is interpreted to represent generalized raised seawater temperatures linked to the T-OAE. Four significant δ13C events have been recorded in belemnite and bulk carbonate records. The first is a negative carbon isotope excursion (CIE) around the Pliensbachian-Toarcian boundary, which is best represented in the belemnite record. Soon after, the bulk‑carbonate record shows a positive shift in the lower Tenuicostatum Zone concomitant with a return to background values in the belemnite record, suggesting strong water stratification or decoupling probably related with export of neritic carbonate to the basin. The third is a negative CIE represented in bulk carbonate across the Tenuicostatum-Serpentinum zonal transition, which could be correlated with the negative excursion characterizing the onset of the T-OAE in other sections. The position of this excursion corresponds with a gap in the belemnite record. Finally, in the lower Toarcian, both the bulk carbonate and belemnite carbon isotope records show pronounced positive CIEs in the lower-middle part of the Serpentinum Zone. These CIEs testify the impact of the T-OAE in the Balearic basin.Unidad de Tres Cantos, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaDepartamento de Paleontología, Universidad Complutense de Madrid, EspañaUnidad de Baleares, Instituto Geológico y Minero de España, Españ