Palaeogeography and palaeoenvironments of northern Patagonia from the Late Cretaceous to the Miocene

Abstract

We summarize the geotectonic history of the southern (mostly Patagonian) Andean Cordillera, and its possible influence on the regional expression of global climates, biogeography, and important aspects of mammalian evolution in South America. The northern Patagonian segment of the Andes contrasts with neighbouring sections in that, during Palaeogene times, there was a transform margin stage; this influenced the Andean climate in addition to global climate changes. This segment underwent alternating subduction and transform episodes that suggest the existence of a proto-Andes and an Oligocene Andean gap for the San Carlos de Bariloche area. Coeval with this gap (and at the backarc region of this segment), the 1200-1500m uplift of the Northern Patagonian Massif took place, resulting in an altiplano (high plateau), or Northern Patagonian High Plateau (NPHP), of 100000km2, which dominated northern Patagonia during the Oligocene. It is estimated that, by these times, climate in the NPHP was humid and seasonally cool, in contrast to the seasonally more uniform, humid climates of the lower lands peripheral to it. The NPHP may have acted as a biogeographical barrier between central and southern Patagonia, on one side (as part of the Austral Biogeographical Kingdom), and the rest of South America (Holotropical Kingdom) on the other. The most important Paleogene mammalian turnover transpired at the Early Oligocene, concomitantly with the full opening of the Drake Passage and associated global cooling. The latitudinal climate gradient that began at the Eocene-Oligocene transition affected sharply the entire Patagonian region, an effect that was enhanced by the uplift of the NPHP.

Se resume la historia geotectónica del sector sur (principalmente Patagonia) de la Cordillera Andina y su posible influencia en la expresión regional de los climas globales, biogeografía e importantes aspectos de la evolución de los mamíferos en Sud América. El sector norte de los Andes Patagónicos contrasta con los sectores vecinos en que durante el Paleógeno existió un estadio de margen transformante; esto influenció el clima en los Andes en forma adicional a los cambios climáticos globales. Este segmento fue sometido a la alternancia de episodios de subducción y margen transformante, que sugieren la existencia de un proto-Andes y la existencia de un gap Oligoceno de los Andes para el área de San Carlos de Bariloche. Contemporáneo a este gap (y en la región del retroarco de este segmento) tiene lugar el levantamiento del Macizo Norpatagónico a una altura de 1200–1500 m, dando como resultado la formación de un altiplano (plateau elevado), o Plateau Elevado del Macizo Norpatagónico (NPHP), con una superficie de 100.000 km2 la cual dominaba el norte de Patagonia durante el Oligoceno. Se estima que para esos tiempos, el clima en el NPHP fue húmedo con estaciones frías, en contraste con el clima estacionalmente más uniforme y húmedo de las tierras bajas de la periferia. El NPHP pudo haber actuado como una barrera biogeográfica entre Patagonia sur y central por un lado (como parte del Reino biogeográfico Austral) y por otro, con el resto de Sud América (Reino Holotropical). El ‘turnover’ más significativo para los mamíferos ocurrió en el Oligoceno Temprano, concomitante con la apertura del Pasaje de Drake y el enfriamiento global asociado. El gradiente latitudinal del clima que se inicio en la transición Eoceno-Oligoceno afectó profundamente la región Patagónica, un efecto que fue realzado por el levantamiento del NPHP.