UNIDAD 15. LA HISTORIA DE LA TIERRA

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1 UNIDAD 15. LA HISTORIA DE LA TIERRA CONTENIDOS (ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE): Biología y Geología 1º Bachillerato - Sabe diferenciar una datación absoluta de otra relativa y conoce algunos de los métodos utilizados en cada una. - Tiene una idea clara sobre el origen de los fósiles y la información que suministran. - Identifica en cortes geológicos diversos sucesos geológicos y sabe reconstruir la secuencia temporal de su formación. CUADERNO: Todos los contenidos de esta unidad están recogidos en las fichas siguientes. 1

2 1. La medida del tiempo en geología UNIDAD 15: LA HISTORIA DE LA TIERRA Biología y Geología 1º Bachillerato Un objetivo de la geología es reconstruir el pasado de la Tierra. Desde que se originó, la Tierra ha sufrido gran cantidad de cambios (resultado de la interacción entre la atmósfera, la hidrosfera, la biosfera y la geosfera). El planeta que hoy conocemos es el reflejo de todos esos cambios. Si esos cambios han quedado registrados, el hombre puede conocerlos y ordenarlos. Esa ordenación de rocas o fenómenos geológicos se establece mediante los métodos de datación. Tradicionalmente, los métodos de datación se clasifican según cómo ordenan los acontecimientos. Así tenemos: Métodos de datación absoluta: fijan fechas o edades lo más exactas posible, sin compararlo con otros hechos (por ejemplo: los dinosaurios se extinguieron hace 65 m.a.). Métodos de datación relativa: establecen el orden relativo de los sucesos, del más lejano al más cercano. Si nos fijamos en qué tipo de procesos se fundamentan, los métodos de datación se pueden clasificar en: Estratigráficos: son de datación relativa. Ordenan cronológicamente una serie de estratos. Incluyen los principios básicos de la estratigrafía y las discontinuidades estratigráficas. Estructurales: son de datación relativa. Datan una roca con referencia a algún acontecimiento (intrusión, metamorfismo, deformación ). Incluyen las relaciones intrusivas y de intersección (principio de las relaciones de corte o principio de intersección) y las inclusiones. Biológicos: utilizan procesos que ocurren en los seres vivos y dejan huella en el registro geológico. El más extendido es el que hace uso del registro fósil. En función del registro fósil usado, la datación puede ser absoluta o relativa. Físicos: utilizan la huella de procesos físicos que acumula una roca y que pueden ser medidos. El más importante es la datación radiométrica, que es de datación absoluta. 1-1/ Métodos de datación estratigráficos -Tipo de datación: relativa / Principios básicos de la estratigrafía Estrato: cada una de las capas en las que pueden dividirse las rocas debido al proceso de sedimentación Estratigrafía: rama de la geología que estudia e interpreta, fundamentalmente, las rocas sedimentarias. El límite o superficie superior de un estrato se denomina techo, y el límite o superficie inferior, muro. El espesor de un estrato es su potencia. Estos principios fueros fijados por el médico danés Nicolas Steno en el siglo XVII. Principio de la horizontalidad original: Los estratos se depositan originalmente de forma horizontal en las cuencas sedimentarias. Principio de la superposición de los estratos: Los terrenos están dispuestos en capas (estratos) sucesivas y las superiores son más recientes que las que se encuentran abajo. Principio de la continuidad lateral de los estratos: un estrato, o bien se halla limitado por sus lados, o bien cubre todo el globo de la Tierra. Los estratos continúan lateralmente hasta el borde de cuenca en la que se depositan. Si, por ejemplo, encontramos niveles equivalentes a los dos lados de un valle, sabremos que originalmente eran un mismo estrato. 2

3 1-1-2/ Discontinuidades estratigráficas Son cicatrices en la secuencia estratigráfica. Se deben a interrupciones en la sedimentación que ha durado un determinado tiempo y en el que puede producirse erosión con pérdida de estratos (laguna estratigráfica). Tipos de discontinuidades estratigráficas (unconformity en inglés). Disconformidad (disconformity) Estratos paralelos, con signos de erosión entre ellos. Ausencia de plegamiento durante la laguna estratigráfica. Tiene que haber transcurrido un tiempo entre la sedimentación de ambos grupos de estratos. Paraconformidad (paraconformity) Estratos paralelos. Faltan estratos (laguna estratigráfica), pero no hay signos de erosión entre ellos. Discordancia (angular unconformity) Estratos no paralelos, con signos de erosión entre ellos. Plegamiento durante la laguna estratigráfica. La secuencia sería: sedimentación, plegamiento, erosión, sedimentación. Inconformidad (nonconformity) Entran en contacto rocas sedimentarias (estratos) con otras no estratificadas (generalmente rocas ígneas contacto intrusivo, o metamórficas contacto metamórfico). 1-2/ Métodos estructurales Tipo de datación: relativa. Se basan en los principios enunciados en el punto y además en: -Principio de las relaciones de corte o de intersección: Cuando un fenómeno geológico (falla, intrusión ) afecta a una serie de estratos, el fenómeno es más joven que las rocas o estratos a los que afecta y anterior a todos los que no se ven afectados por él. -Inclusiones: Cualquier fragmento de roca que esté incluido dentro de otra demuestra que las inclusiones corresponden a rocas más antiguas que los materiales que las contienen. 3

4 1-3/ Métodos biológicos 1-3-1/ Los fósiles Es el método biológico más extendido. Fósil: cualquier resto de un organismo del pasado o de su actividad (pisadas, galerías, excrementos) que se han conservado hasta nuestros días. Registro fósil: conjunto de todos los fósiles y su ubicación en formaciones rocosas y estratos sedimentarios. Fosilización: conjunto de procesos que conducen a la conservación en los sedimentos de organismos, alguna parte de ellos o restos de su actividad. a) Tipo de información que aportan La vida en el pasado. Son las únicas evidencias de los organismos que poblaron la Tierra en el pasado. Permiten conocer su anatomía, modo de vida, ambiente en el que vivieron, distribución geográfica El medio en que se formó la roca que lo contiene. Habitualmente, el sedimento que enterró al organismo se transformó en la roca que hoy contiene al fósil. Por ello, al conocer el hábitat del organismo conocemos el medio en que se formó la roca. La edad de la roca que lo contiene. Si conocemos cuándo vivió una determinada especie podremos saber la edad de la roca en la que fosilizó. No todos los fósiles son igualmente útiles para datar una roca, es decir, para determinar su edad. A veces, comparando los intervalos de tiempo en los que aparecen los fósiles, se pueden hacer dataciones relativas aplicando el principio de sucesión biótica: los fósiles de animales y plantas no se distribuyen fortuitamente en los estratos, sino que se suceden unos a otros en el tiempo y en un orden predecible. Por tanto, cada estrato o grupo de ellos se puede reconocer por su contenido fósil, independientemente del tipo de roca. De esta manera, examinando los fósiles de dos estratos, se puede comparar su antigüedad (página 245). Los mejores fósiles para datar reciben el nombre de fósiles guía, permiten dataciones absolutas y deben reunir tres características: -Proceso evolutivo muy rápido: han vivido en un período de tiempo muy corto (facilita una datación más precisa). -Gran dispersión geográfica, para que su interés no sea solo local. -Son abundantes en las rocas sedimentarias, para que se hallen con frecuencia. Algunos ejemplos son: Trilobites: fósil guía del Paleozoico (era primaria). Ammonites: fósil guía del Mesozoico (era secudaria). Estas dataciones permiten establecer correlaciones de estratos cuando estos no tienen continuidad física, ya que dos estratos que tienen el mismo tipo de fósiles son de la misma edad, aunque se localicen en regiones de la Tierra muy alejadas. b) Principio del actualismo De acuerdo con este principio, conocer los procesos que ocurren en la actualidad es clave para interpretar lo que sucedió en el pasado. El análisis de un fósil permite deducir características del organismo vivo: peso, modo de desplazamiento, alimentación Para ello se utiliza el conocimiento de organismos actuales, para comparar y establecer semejanzas y diferencias. Este principio no solo se utiliza para interpretar los fósiles, sino que constituye un método fundamental en cualquier estudio geológico. 4

5 1-3-2/ Dendrocronología Biología y Geología 1º Bachillerato -Ciencia que estudia los anillos de crecimiento anual de los árboles. -Como método de datación, se utiliza concatenando árboles vivos con árboles fósiles (correlación estratigráfica). 1-4/ Métodos físicos (datación radiométrica) Tipo de cronología: absoluta (siendo el método más preciso). Se basa en que cada isótopo radiactivo (que son inestables y se desintegran transformándose en un átomo diferente) tarda un tiempo fijo en hacerlo completamente, independientemente de las condiciones ambientales o físicas. Como unidad temporal se emplea la vida media o periodo de semidesintegración de ese elemento: tiempo que tarda un conjunto de elementos radiactivos en reducirse a la mitad. Para datar una muestra, hay que determinar la cantidad de elemento padre y la de elemento hijo para saber el tiempo que lleva produciéndose la transformación. Principales isótopos radiactivos utilizados en datación Elemento padre Elemento hijo Vida media Utilización Potasio-40 ( 40 K) Argón-40 ( 40 Ar) 1300 Ma Es el método más usado. Uranio-235 ( 235 U) Plomo-207 ( 207 Pb) 704 Ma Es el método más preciso. Carbono-14 ( 14 C) Nitrógeno-14 ( 14 N) 5730 años Para materia orgánica de menos de años. -Si el período de semidesintegración del carbono-14 es de 5730 años, qué cantidad de carbono-14 habrá en una muestra de una edad aproximada de años? -Si en una muestra nos encontramos 1/32 del elemento padre (C-14), qué edad tendrá la muestra? -Si en una muestra queda un 0,781% de elemento padre (C-14), qué edad tendrá la muestra? -La relación de berilio-10 ( 10 Be) a boro-10 ( 10 B) en un sedimento es de 1/7. Teniendo en cuenta que el período de semidesintegración del 10Be es de 1,5 millones de años, cuál es la edad del sedimento? 5

6 1-5/ Cortes geológicos y bloques diagrama 1/ Ordena los estratos de más antiguo a más moderno. 2/ Identifica en el corte geológico las discontinuidades que observes y reconstruye la historia de la zona. 3/ Reconstruye la historia geológica representada en esta figura. 4/ Reconstruye los acontecimientos que han sucedido en el corte que se muestra en el dibujo (las líneas onduladas de B indican plegamiento). 6

7 5/ Establece la secuencia de sucesos que han ocurrido en la región representada en la figura. Las características de algunos materiales geológicos son: F, G: serie sedimentaria de unos 490 millones de años. H, I: serie sedimentaria de unos 510 millones de años. W: basaltos de edad absoluta de 445 millones de años. X: intrusión magmática de edad absoluta 460 millones de años. Y: dique de edad 350 millones de años. 6/ Reconstruye la historia geológica representada en esta figura. 7

8 2. Los grandes cambios ocurridos en la Tierra. La escala de tiempo geológico Supereón Eón Era Edad (Ma) Fanerozoico (11%) Cenozoico (1,4%) Mesozoico (4%) Paleozoico (6%) 541 Extinción dinosaurios Formación Pangea Extinción en masa Pannotia se fragmenta Explosión de vida Proterozoico (43%) Precámbrico (89%) 2500 Aparición O 2 libre Arcaico (33%) 4000 Rocas más antiguas Hadeico (13%) 4600 Formación de la Tierra 8

9 Eón Era Período Ma Cambios Cenozoico Cuaternario Neógeno Paleógeno Cretácico 2, Se producen varios periodos glaciares. Aparece el Homo sapiens. -Aparecen los homínidos. -Los mamíferos se diversificaron rápidamente. -Orogenia Alpina (se forman los Alpes y el Himalaya). -El final de este período coincide con una gran extinción de especies. -Aparecen las plantas angiospermas. Orogenia Andina (se forman los Andes y las Rocosas). Fanerozoico Proterozoico Mesozoico Paleozoico Jurásico Triásico Pérmico Carbonífero Devónico Silúrico Ordovícico Cámbrico Primeras aves. -Pangea comienza a fracturarse. -Primeros mamíferos. -Gran desarrollo de los reptiles. Aparecen los dinosaurios. -El final de este período coincide con la mayor extinción de la historia de la Tierra. -Se forma el supercontinente Pangea. -Primeros reptiles. -Grandes bosques de helechos. -Primeras plantas con semillas (gimnospermas). Primeros anfibios. -Plantas terrestres. Orogenia Caledónica (montañas en Inglaterra, Escocia, Irlanda y Noruega). -Primeros vertebrados (peces sin mandíbulas). -Se diversifican los invertebrados. -Aparecen los cordados. -Explosión del Cámbrico: durante este período aparecen casi todos los grandes grupos de animales conocidos. -Primeros organismos pluricelulares: la fauna de Ediacara (desaparece al final del proterozoico). -Formación del supercontinente Pannotia (se fragmenta al final del proterozoico). -Primeros organismos eucariotas. Precámbrico Arcaico Acumulación de oxígeno en la atmósfera por la acción de las cianobacterias, lo que originó la desaparición de muchos organismos (eran anaerobios). -Aparecen las cianobacterias (unicelulares fotosintetizadores). -Primeros seres unicelulares, las arqueobacterias (procariotas anaerobios). Hadeico Rocas más antiguas. -Formación de la Tierra 9