Calcular la posición de un fósil a lo largo de la historia geológica es un proceso bastante complejo. En paleontología y otras disciplinas, determinar una ubicación en el pasado es un reto que exige herramientas computacionales refinadas para procesar grandes volúmenes de datos. Ahora, el Grupo de Investigación BIOST3 de la Universidad de Barcelona ha diseñado una interfaz web de acceso abierto a todo el público que simplifica este proceso y facilita el acceso a reconstrucciones paleogeográficas de alta calidad. Esta herramienta innovadora, el Paleocoordinates Calculator (PACA), ayudará a superar la barrera tecnológica para facilitar el acceso a reconstrucciones paleogeográficas de alta calidad.

Esta potente y accesible herramienta para la investigación y la educación paleogeográfica se presenta ahora en un artículo en la revista Scientific Reports. Los autores son los expertos Noa Scholz-Murcia, Alejandro Rodríguez-Mena, Víctor Madarnás-Gómez y Antonio Monleón-Getino, del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Facultad de Biología de la UB.

Ciencia abierta y reproducible

La ambición de cartografiar y comprender la geografía de la Tierra ha impulsado grandes revoluciones tecnológicas que han permitido la actual precisión de la cartografía. El software tradicional de reconstrucción tectónica suele requerir habilidades de programación o manejo de programas complejos.

PACA ayuda a descubrir la geografía antigua de la Tierra y transforma las posiciones actuales en paleocoordenadas, mediante el uso de modelos de vanguardia de tectónica de placas.

«Esta interfaz innovadora elimina las barreras metodológicas: basta con subir un archivo CSV con las coordenadas actuales y la edad geológica del hallazgo para obtener las paleocoordenadas exactas en segundos», detalla el profesor Antonio Monleón-Getino, jefe del Grupo de Investigación BIOST3 y miembro de la plataforma Bioinformatics Barcelona (BIB).

En línea con los principios de la ciencia abierta, tanto el código fuente de PACA como los scripts de conversión 3D están disponibles de forma pública en el repositorio Zenodo. La nueva propuesta de BIOST3 ofrece una herramienta eficiente para procesar grandes volúmenes de datos y, además, promueve activamente la transparencia y reproducibilidad en ciencias de la tierra. Mediante PACA, cualquier investigador o usuario, sin importar su formación en computación, podrá viajar con precisión en el tiempo geológico.

Un puente entre código y visualización 3D

El corazón matemático de PACA se basa en el paquete de R palaeoverse, que se conecta directamente con el servicio web de GPlates. «La herramienta permite a los usuarios cruzar sus datos simultáneamente con hasta cinco modelos globales de placas (GPM) de referencia para la comunidad científica: PALEOMAP, GOLONKA, MERDITH2021, TorsvikCocks2017 y MATTHEWS2016_pmag_ref», explica Noa Scholz-Murcia, primera autora del artículo y miembro del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la UB.

De las paleocoordenadas al visor interactivo

Además de ofrecer las paleocoordenadas reconstruidas, PACA calcula automáticamente la variabilidad entre modelos. Ofrece métricas como el rango paleolatitudinal y la distancia geográfica máxima en kilómetros entre las predicciones de los distintos modelos. Esto permite a los investigadores evaluar de inmediato el grado de incertidumbre tectónica de la zona de estudio.

La interfaz es capaz de exportar las tablas optimizadas para análisis estadísticos, y dispone de un visor interactivo en 3D desarrollado con React y Blender. Este módulo proyecta los puntos calculados directamente sobre los mapas paleogeográficos del prestigioso Proyecto PALEOMAP, del geógrafo Christopher Scotese, adaptados según la tabla cronoestratigráfica internacional.

Máxima precisión sin exigencias de instalación

Ahora bien, ¿sustituir el software de escritorio afecta a la precisión? «Rotundamente no», puntualiza el equipo de BIOST3, que hizo una validación cruzada con 142 reconstrucciones distribuidas globalmente.

Los resultados demostraron una equivalencia matemática casi perfecta con el flujo de trabajo tradicional de GPlates: un error espacial medio inferior a diecisiete metros, una distancia insignificante a escala planetaria, un coeficiente de correlación de concordancia (CCC) de 1,000 en todos los modelos y una ausencia total de sesgos sistemáticos en el procesamiento automatizado.

El diseño y la puesta en marcha de la interfaz PACA se ha realizado en el marco del proyecto de investigación «Intervalo Cretácico de Resina. Causas abióticas y bióticas y sus implicaciones paleoecológicas (CREI)», financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y coordinado por los expertos Antonio Monleón-Getino y Xavier Delclòs, de la Facultad de Ciencias de la Tierra y el IRBio. El CREI estudia la producción masiva de resina durante un periodo del Cretácico que permitió la formación de muchos depósitos de resina fósil conocidos hoy como ámbar.