Cretaceous palynological records (Berriasian–Turonian) from the northern Iberian Peninsula: palynostratigraphy and paleoecological implications

Abstract

This doctoral thesis is focused on new palynological records from the Berriasian–Turonian interval (Cretaceous) within the northern Iberian Peninsula. This period is intriguing for paleoecology due to the occurrence of a floral turnover on a global scale, marked by the emergence and subsequent dominance of angiosperms. Due to their relevance in terms of biomass and their position within the trophic chain, plants are the most prominent group within terrestrial ecosystems. Paleopalynology, the study of microfossils of plant reproductive cells (among other groups), is a useful tool for investigating changes in past terrestrial communities. The general objective of this thesis is to complete the temporal distribution, ecological variations, and relationship with climatic events of this flora change within the Iberian Peninsula due to its paleogeographic position of particular interest. To achieve this, two particular objectives were established: 1) to update and complete the geochronology based on palynology and 2) to advance in the reconstruction of the paleoecological framework. Both objectives were applied to the northern sector of the Iberian Peninsula and within the Berriasian–Turonian interval (Early–mid Cretaceous). The research of this thesis is divided into four stages. In the first phase, the Jurassic–Cretaceous boundary is addressed, providing new sedimentological and palynological data from the Cameros Basin (northern Spain) and conducting a review of the Tithonian–Berriasian transition in the Iberian Peninsula. In the following phase, new palynological data from a site with complete remains of ornithischians (Iguanodon bernissartensis) of Barremian age are provided, and a comparison of the plant communities from every site containing remains of this herbivore is made to infer the associated diet type and paleohabitat. The third study corresponds to an analysis of plant dynamics during the mid-Cretaceous (Albian–Cenomanian) in the Iberian Peninsula, with new data from the southern Vasco-Cantabrian Basin and its comparison with previous data from nearby basins. The thesis concludes with a fourth research stage focused on the response of plant and phytoplankton communities to one of the main climatic crises of the Cretaceous (the Oceanic Anoxic Event 2), combining detailed palynological study with isotopic analysis of carbon in organic matter (d13Corg).

Esta tesis doctoral se centra en el estudio de nuevos registros palinológicos del intervalo Berriasiense–Turoniense (Cretácico) en el norte de la Península Ibérica. Este periodo es de particular interés para la paleoecología ya que se produce un relevo de flora a nivel global marcado por la aparición y posterior dominancia de angiospermas. A causa de su relevancia en términos de biomasa y su posición dentro de la cadena trófica, las plantas son el grupo más destacado dentro de los ecosistemas terrestres. La paleopalinología, el estudio de los microfósiles de células reproductivas de las plantas (además de otros grupos), es una herramienta útil para estudiar los cambios de las comunidades terrestres del pasado. El objetivo general de esta tesis es el de completar la distribución temporal, variaciones ecológicas y relación con eventos climáticos de este cambio de flora en la Península Ibérica debido a su posición paleogeográfica de especial interés. Para alcanzar esto, dos objetivos más específicos fueron planteados: 1) actualizar y completar la geocronología basada en palinología, y 2) contribuir a la reconstrucción del marco paleoecológico. Ambos objetivos fueron aplicados al sector norte de la Península Ibérica y dentro del intervalo Berriasiense–Turoniense (Cretácico Inferior–medio). La investigación de esta tesis se divide en cuatro fases. En una primera fase se aborda el límite Jurásico–Cretácico, aportando nuevos datos sedimentológicos y palinológicos de la Cuenca de Cameros (norte de España) y realizando una revisión del tránsito Titoniense–Berriasiense de la Península Ibérica. En la siguiente fase se aportan nuevos datos palinológicos de un yacimiento con restos completos de ornitisquios (Iguanodon bernissartensis) de edad Barremiense, y se realiza una comparación de las comunidades vegetales de todos los yacimientos que contienen restos de este herbívoro para inferir el tipo de dieta y paleohabitat asociados. Un tercer estudio se corresponde con un análisis de las dinámicas vegetales durante el Cretácico medio (Albiense–Cenomaniense) en la Península Ibérica, con nuevos datos del sur de la Cuenca Vasco-Cantábrica y su comparación con los datos previos de las cuencas cercanas. La tesis concluye con una cuarta fase de investigación centrada en la respuesta de las comunidades vegetales y fitoplanctónicas, a una de las principales crisis climáticas del Cretácico (el Evento Anóxico Oceánico 2), realizándose un trabajo que combina un estudio palinológico de detalle con un análisis isotópico de carbono en materia orgánica (d13Corg).

Esta tese doutoral céntrase no estudo de novos rexistros palinolóxicos do intervalo Berriasiano–Turoniano (Cretáceo) no norte da Península Ibérica. Este período é de particular interese para a paleoecoloxía xa que se produce un relevo de flora a nivel global marcado pola aparición e posterior dominancia de anxiospermas. Debido a súa relevancia en canto a biomasa e posición na cadea trófica, as plantas son o grupo mais sobresaínte dentro dos ecosistemas terrestres. A paleopalinoloxía, o estudo dos microfósiles das células reprodutivas das plantas (ademais doutros grupos), é unha ferramenta útil para estudar os cambios das comunidades terrestres do pasado. O obxectivo xeral desta tese é o de completar a distribución temporal, variacións ecolóxicas e relación con eventos climáticos deste cambio de flora, na Península Ibérica debido a súa posición paleoxeográfica de especial interese. Para acadar isto, dous obxectivos mais específicos foron proxectados: 1) actualizar e completar a xeocronoloxía baseada na palinoloxía, e 2) contribuír á reconstrución do marco paleoecolóxico. Ámbolos dous obxectivos foron aplicados ao sector norte da Península Ibérica e dentro do intervalo Berriasiano–Turoniano (Cretáceo Inferior–medio). A investigación desta tese divídese en catro fases. Nunha primeira fase, abórdase o límite Xurásico–Cretáceo, aportando novos datos sedimentolóxicos e palinolóxicos da Cunca de Cameros (norte de España) e realizando unha revisión do tránsito Titoniano–Berriasiano da Península Ibérica. Na seguinte fase, apórtanse novos datos palinolóxicos dun xacemento con restos de ornitisquios (Iguanodon bernissartensis) de idade Barremiana, e realízase unha comparación das comunidades vexetais de tódolos xacementos que conteñen restos deste herbívoro para deducir o tipo de dieta e paleohabitat ligados. Un terceiro estudo correspóndese cunha análise das dinámicas vexetais durante o Cretáceo medio (Albiano–Cenomaniano) na Península Ibérica, con novos datos do sur da Cunca Vasco-Cantábrica e a súa comparación con cuncas próximas. A tese remata cunha cuarta fase de investigación ligada á resposta das comunidades vexetais e fitoplanctónicas a unha das principais crises climáticas do Cretáceo (o Evento Anóxico Oceánico 2), realizándose un traballo que combina un estudo palinolóxico de detalle cunha análise isotópica do carbono en materia orgánica (d13Corg).