USGS OFR 01-223: La Base de Datos Nacional Paleontológica del Servicio Geológico de los Estados Unidos

Técnicas de Cartografía Digital '01 - Acta de Sesiones del Taller
U.S. Geological Survey, Archivo Abierto, Informe 01-223

La Base de Datos Nacional Paleontológica del Servicio Geológico de los Estados Unidos

Por Bruce R. Wardlaw, Nancy R. Stamm, y David R. Soller

U.S. Geological Survey
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INTRODUCCIÓN

Como parte integral del Acta de Cartografía Geológica y bajo la cobertura del proyecto de Base de Datos Nacional de Cartografía Geológica (en inglés National Geologic Map Database, NGMDB), el USGS se encuentra desarrollando una base de datos paleontológica nacional. Es una herramienta de investigación y de apoyo a la cartografía, diseñada para ser utilizada en concierto con otras bases de datos del NGMDB (véanse ponencias relacionadas en estas actas de sesiones).

El USGS tiene una larga y anecdótica historia de colecciones paleontológicas citadas en monografías clásicas, escritos profesionales, pero también una serie de datos menos conocida, acumulada por mas de 110 años de expedientes informales sobre colecciones de fósiles. Estas colecciones fueron presentadas por gobierno, industria e individuos privados y equipos de campo y referidos por paleontólogos, empleados por el USGS. Fue una conclusion natural el desarrollar un prototipo para que una base de datos paleontológica incorporara los datos de los informes formales clásicos y de los abundantes expedientes informales. Los expedientes informales que tienen su origen en 1889, han sido el tema de varios intentos de digitalización desde 1970. Todos los intentos anteriores fracasaron. Actualmente, solamente existe un juego completo en papel de los informes. Así pues, además del mandato del congreso para desarrollar una base de datos paleontológica, había el incentivo adicional de rescatar esta gran serie informal de datos antes de que se perdiera. Estos expedientes informales, llamados "EyR" por las palabras de Examine y Reporte sobre fósiles referidos, mantienen típicamente la forma mostrada en la Figura 1. Para preservar estos datos, cada informe es escaneado y la copia digital pasará a formar parte de la base de datos. La información pertinente necesaria para completar la localidad estándar y los cuadros de especímenes es entonces tomada del informe. La calidad de los datos sobre localidad en estos informes varía desde detalladas descripciones que pueden estar plenamente integradas en una base de datos de cartografía digital (como en el ejemplo de la Figura 1) hasta aquéllas que tendrán la suerte de ser ubicadas en el cuadrilátero apropiado a escala 1:100,000.

Figura 1. Ejemplo de un informe de EyR.

Adicionalmente, el USGS ha tradicionalmente enfatizado la aplicación práctica de la paleontología para solucionar problemas en ciencias de la tierra, así que el contexto estratigráfico de cada colección de fósiles es puesto de relieve. Con este fin, las secciones medidas, las cartas de cobertura y las interpretaciones biostratigráficas se incluyen en la base de datos.

Los representantes de especímenes perfilados de cada zona de cuadrángulo son también mantenidos en la base de datos y articulados a los números del depósito del museo de tal modo que el usuario pueda encontrar el espécimen en un índice. Estos varios factores condujeron la estructuración del modelo de los datos y la estructura particular de Paleodata, la base de datos paleontológica nacional del USGS.

El modelo de datos (véase Fig. 2) incorpora los aparentes dispares cuadros relacionales, discutidos antes de los informes E&R, secciones medidas, información biostratigráfica y especímenes perfilados junto con la identificación de la ubicación y del espécimen.

The Data Model: Basic structure of Paleodata

Figura 2. El Modelo de Datos: la estructura básica de Paleodata.

Tenemos limitaciones por los datos con que contamos y la naturaleza de nuestro quehacer. No creemos que el diseño de nuestra base de datos paleontológica sea más correcto o superior que cualquier otro. Por el contrario, creemos que es importante mostrar el estado de su desarrollo, para alentar la discusión que pueda conducirnos hacia una base de datos mejorada.

PÁGINA DE B�SQUEDA DE DATOS PALEONTOLOGICOS

Las búsquedas de datos paleontológicos se basan en la edad geológica, grupo fósil, área geográfica o EyR (véase Fig.3). La escala de tiempo geológico aceptada por el USGS y usada para Paleodata es la actualmente aceptada por la Comisión Internacional sobre Estratigrafía (Remane, 2000), y está sujeta a cambios en la medida que la Comisión ratifica los límites internacionales que están actualmente siendo propuestos.

The Paleodata Search Page with Invertebrate category enlarged

Figura 3. La página de búsqueda de Paleodatos con la categoría ampliada de invertebrados.

Los grupos fósiles que utilizamos son los desarrollados mediante acuerdo con los encargados federales de manejo de tierras. Los encargados federales de manejo de tierras están interesados en la protección de todos los fósiles, pistas y rastros de vertebrados y tienen una mucha menor preocupación por fósiles invertebrados o vegetales. Es así que, estos grupos son convenientes para hacer una primera selección de las evaluaciones de fósiles sobre mapas. Los subgrupos de fósiles que utilizamos son simplemente generados a partir de aquellos fósiles de los que disponemos de muchos datos, y no de grandiosos esquemas a priori de clasificaciones de fósiles. Es conveniente hacer notar que Palinomorfos (plantas) son todos los microfósiles de pared orgánica de la planta incluyendo dinocysts, acritarcos, polen y esporas. No tenemos colecciones o informes enormes de crinoideos, blastoideos, cistideos o equínidos, así que éstos se enumeran en una categoría, equinodermos. Utilizamos los nombres comunes para la mayoría de los grupos e incluimos a grupos relacionados dentro del tema de búsqueda (por ejemplo, los hidrozoos fósiles serían encontrados con los "corales"). Los conodontos, para los cuales tenemos una abundancia de datos, fueron separados de pescados (donde pertenecen), debido a la cantidad de datos y porque muchos de nuestros usuarios prefieren buscar para los conodontos y no otros fósiles de los pescados. Aumentaremos muy probablemente nuestras subcategorías a medida que la base de datos llega a ser más robusta. La búsqueda geográfica es por estado, condados o zonas de cuadrángulo a escala 1:100,000.

La búsqueda por EyR requiere un cierto conocimiento del EyR o de la sección anterior de Paleontología y Estratigrafía del USGS, para poder buscar según número del informe, autor, número de la muestra (en campo) o número de la colección del USGS.

UNA B�SQUEDA EN EL MAPA DE KANSAS

Las figuras 4 a la 9 muestran la variada información que estará disponible como resultado de una búsqueda cartográfica. La sección de la zona de cuadrángulo de Manhattan a escala 1: 100,000 (véase Fig. 4) producirá un mapa con los lugares de fósiles marcados y un cuadro desplegable mostrando el número de identificación del lugar y (o) los números de muestras (véase Fig. 5). En el caso del lugar 13510 hay dos muestras de la misma ubicación. En el caso del BMW-08, es una sección medida con numerosas muestras, como se muestra en los cuadros de la información del lugar obtenidos al hacer un doble click en el lugar. El hacer un clic en la muestra producirá una lista de los especímenes fósiles del lugar (véanse Fig. 6, 8). El hacer un clic en cualquiera de los especímenes resaltados producirá una imagen del fósil que esta en forma variada catalogada a cada mapa (por ejemplo, véase Fig. 7). En el caso de los, todos los braquiópodos ilustrados en la zona del cuadrángulo de Manhattan de Mudge y Yochelson (1962) están en una ilustración. Los nombres entre corchetes que prosiguen al nombre de un espécimen son designaciones genéricas modernas. Todos los especímenes en la base de datos mantienen su nombre original como en la publicación citada. En el caso de la sección medida, BMW-08, la lista de especímenes para una muestra específica puede conducir ya sea a la sección medida (haciendo un clic en la identificación de la sección) o a los especímenes (haciendo un clic en un especimen resaltado, Fig. 9). Las muestras listadas en la sección medida conducen de regreso a la lista de especímenes y a los especímenes perfilados. Los conodontos se organizan en especímenes ilustrados a partir de una muestra dada.

Search of 1:100,000 scale maps of Kansas

Figura 4. Búsqueda en mapas a escala 1:100,000 de Kansas, en este caso resaltando la zona del cuadrángulo de Manhattan.

Manhattan, KS 1:100,000 Quadrangle Fossil Localities and examples of Locality Information Tables for two sites
Figura 5. Manhattan, Kansas, escala 1: 100,000 Ubicaciones de Fósiles en el Cuadrángulo y ejemplos de Cuadros de Información de Localidades para dos sitios.

Fossil Specimen List for USGS Locality 13511 Figura 6. Lista de especímenes de fósiles para la Localidad 13511 del USGS.

Figured Specimens of Brachiopods from the Manhattan 1:100,000 Quadarangle
Figura 7. Especímenes perfilados de braquiópodos de la zona del cuadrángulo de Manhattan escala 1:100,000 con número de la Localidad del USGS y del Depósito del Museo Nacional de Estados Unidos (en inglés: Unites States National Museum) (de Mudge y de Yochelson, 1962).

Fossil Specimen List for Sample 8-7.58 Figura 8. Lista de especímenes de fósiles para las Muestras 8-7.58, cama 27, 7.58 m sobre la base de la sección medida BMW-08 de Boardman y otros (1998). Los conodontos son un subgrupo fósil de vertebrados.

Columnar Section of measured section BMW-08
Figura 9. El sector en columnas de la sección medida BMW-08 exhibe muestras y especímenes perfilados de conodontos de la muestra BMW-08-7.58 con los Números del Depósito del USNM.

ENLACES CON LAS BASES DE DATOS RELACIONALES DEL USGS

Tanto el Geolex del NGMDB� (el Léxico de Términos Geológicos en línea) y el Catálogo de Cartografía Geológica estarán accesibles a través de Paleodata. Geolex puede ser accesado a través de la página de internet de Cartografía Geológica Nacional o el usuario podrá ir directamente a la página de búsqueda de Geolex desde cualquier término estratigráfico o sector de columnas en Paleodata (véanse Figs. 10-12). En el ejemplo aquí usado, se selecciona la piedra caliza Red Eagle, que contiene el límite del Pennsylvaniense-Pérmico. El catálogo del mapa es accesado haciendo un click de regreso en la página de la Cartografía Geológica Nacional y después buscando los mapas geológicos disponibles (en este caso, según condados en Kansas, Fig. 13-15).

Figura 10. La página principal de Geolex.

Geolex Quick Search page
Figura 11. Página de Geolex de búsqueda rápida. Una página de amplia búsqueda también está disponible. La unidad geológica seleccionada para búsqueda es "Red Eagle".

Geolex Search Results
Figura 12. Resultados de la búsqueda en Geolex del Término de la Unidad Geológica: Red Eagle.

Map Catalog Search Page
Figura 13. La Página de Búsqueda del Catálogo Cartográfico. El estado de "Kansas" es seleccionado (obsérvese resaltado en el mapa de los Estados Unidos) y el condado de "Riley" es seleccionado de un menú desplegable de los condados de Kansas.

Available geologic map data
Figura 14. Datos disponibles de mapas geológicos incluyendo la cartografía geológica digital en línea del condado de Riley.

eologic Map of Riley County available from the Kansas Geological Survey
Figura 15. Mapa Geológico del Condado de Riley disponible en la Agencia Geológica de Kansas que incluye sector de columnas con piedra caliza "Red Eagle". La representación litológica y su distribución cartográfica pueden determinarse del mapa.

UN MAPA DE TEXAS

La zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak a escala 1: 100,000 fue examinada en el desarrollo de Paleodata porque contiene una abundancia de datos fósiles de una variedad de publicaciones y de expedientes informales. También, fue instrumental para el desarrollo de una secuencia estratigráfica y porque contiene un parque nacional. Los parques nacionales plantean un problema delicado en educación y preservación, porque la recolección de fósiles es rigurosamente controlada. Como indicado con anterioridad, los encargados a nivel federal del manejo de tierras desean controlar la información del lugar con vertebrados fósiles. Para dar cabida a esta preocupación, separamos grandes sitios con fósiles de vertebrados y los identificamos solamente en zonas de cuadrángulo, escala 1: 100,000 y al usuario lo referimos para mayor información con el encargado local del manejo de tierras. Afortunadamente, en la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak, los únicos fósiles comunes de vertebrados son los conodontos y los otros vestigios de peces (escalas y piezas dentales), que todavía son tratados en gran medida como fósiles invertebrados. Las Figuras 16 y 17 muestran la zona del cuadrángulo y los cuadros con información representativa. Las Figuras 18 a la 20 muestran una visión breve de algunos datos gráficos disponibles de fósiles. Los braquiópodos (véase Fig. 21) son particularmente diversos en el Pérmico (el período al que pertenecen la mayoría de las rocas en la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak) y que muestran numerosas morfologías que incluyen formas de parecido al coral y a las ostras. El Parque Nacional de las Montañas de Guadalupe es el primer parque de los Estados Unidos que ha establecido delimitaciones internacionales de estratotipos y tomamos como desafío ofrecer esta información junto con otros datos de fósiles (véase Fig. 22).

Guadalupe Peak 1:100.000 Quadrangle Fossil Localities

Figura 16. Lugares con fósiles en la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak, escala 1:100,000.

Examples of Fossil Locality Information Tables and Specimen Information Tables for the Guadalupe Peak Quadrangle
Figura 17. Ejemplos de cuadros con información de ubicaciones de fósiles y de cuadros de información de especímenes para la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak.

Figura 18. (Gráfica superior) microfotografía de la especie fusulínidos en la base de datos (de Wilde, 1986).

Microphotographs of Radiolarian species holotypes Figura 19. (Gráficas inferiores) microfotografías de holotipos de la especie Radiolarios de la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak (de Ormiston y Babcock, 1979).

Specimens of ammonoids Figura 20. Los especímenes de los ammonoideos recogidos originalmente por Girty a principios de 1900 y descritos por Miller y Furnish (1940).

Photographs of holotypes and topotypes of Brachiopod species
Figura 21. Fotografías de holotipos y topotipos de las especies de Braquiópodos del abundante material descrito por Cooper y Grant (1972-1977). Varios cientos de especímenes de la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak se ilustran en esas publicaciones. Solamente un espécimen representativo (generalmente el holotipo) de cada especie nombrada del material de la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak será ofrecido digitalmente en Paleodata.

Base of the Guadalupian defined in a section in Stratotype Canyon by the first appearance of specimens retaining the characters of Jinogondolella nankingensis in adult forms
Figura 22. El Parque Nacional de las Montañas de Guadalupe (dentro de la zona del cuadrángulo de Guadalupe Peak a escala 1:100,000) contiene el Punto Estratigráfico y Estratotipo Global (Global Stratotype and Stratigraphic Point, GSSP) para el internacionalmente reconocido Pérmico Medio (Guadalupian y sus etapas constituyentes, Roadian, Wordian, y Capitanian). Esta información junto con los rangos delimitantes de conodontos también se incluye en Paleodata. Aquí, la base del periodo Guadalupian es definida en una sección en el cañón estratotipo por la primera resemblanza de los especímenes que conservan los caracteres del Jinogondolella nankingensis en formas adultas.

REFERENCIAS

Boardman, D.R., II, Nestell, M.K., and Wardlaw, B.R., 1998, Uppermost Carboniferous and lowermost Permian deposition and conodont biostratigraphy of Kansas, USA, in Jin, Yugan, Wardlaw, B.R., and Wang, Yue, eds., Permian Stratigraphy, Environments and Resources, Volume 2: Stratigraphy and Environments: Palaeoworld 9, p. 19-32.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1972, Permian brachiopods of West Texas, I: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 14, p. 1-232.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1974, Permian brachiopods of West Texas, II: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 15, p. 233-794.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1975, Permian brachiopods of West Texas, III: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 19, p. 795-1922.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1976, Permian brachiopods of West Texas, IV: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 21, p. 1923-2608.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1976, Permian brachiopods of West Texas, V: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 24, p. 2609-3160.

Cooper, G.A., and Grant, R.E., 1977, Permian brachiopods of West Texas, VI: Smithsonian Contributions to Paleobiology, no. 32, p. 3161-3370.

Miller, A.K., and Furnish, W.M., 1940, Permian ammonoids of the Guadalupe Mountain region and adjacent areas: Geological Society of America Special Papers, no. 26, 242 p.

Mudge, M.R., and Yochelson, E.L., 1962, Stratigraphy and paleontology of the uppermost Pennsylvanian and lowermost Pemian rocks in Kansas: U.S. Geological Survey Professional Paper 323, 213 p.

Ormiston, A., and Babcock, L., 1979, Follicucullus, new radiolarian genus from the Guadalupian (Permian) Lamar Limestone of the Delaware basin: Journal of Paleontology, v. 53, no. 2, p. 328-334.

Remane, J., 2000, International Stratigraphic Chart: Geneva, Switzerland, Division of Earth Sciences, UNESCO and International Union of Geological Sciences.

Wilde, G.L., 1986, An important occurrence of early Guadalupian (Roadian) fusulinids from the Cutoff Formation, western Guadalupe Mountains, Texas, in Moore, G.E., and Wilde, G.L., eds., Lower and Middle Guadalupian Facies, Stratigraphy, and Reservoir Geometries, San Andres/Grayburg Formations, Guadalupe Mountains, New Mexico and Texas: Permian Basin Section SEPM Publication no. 86-25, p. 65-68.

U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey
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Ultima actualización: Octubre 21 del 2003

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