26404 FUNDAMENTOS DE GEOLOGÍA Y CARTOGRAFÍA

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1 26404 FUNDAMENTOS DE GEOLOGÍA Y CARTOGRAFÍA El tiempo en Geología Geología Regional 11 Geología Histórica

2 TEMA 11: INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA HISTÓRICA 1. EL MÉTODO DEL ACTUALISMO 2. EL PRECÁMBRICO 3. EL PALEOZOICO 4. EL MESOZOICO 5. EL CENOZOICO 6. SÍNTESIS

3 Los geólogos tratamos de reconstruir la historia del Planeta Tierra a partir del estudio de la litosfera terrestre... Los estratos son páginas del libro donde está escrita parte de la historia de la Tierra. Como en la Historia de las civilizaciones, el registro de los acontecimientos se hace progresimante más escaso y fragmentario conforme retrocedemos en el tiempo...

4 El estudio y ordenación temporal de los fenómenos acontecidos en la evolución de la Tierra, registrados en sus rocas expuestas en superficie o accesibles mediante técnicas de exploración del subsuelo, es el objetivo de la Geología Histórica Implica el conocimiento detallado de la naturaleza de las rocas, geometría y disposición tridimensional, así como su contenido fósil, de manera que a partir de ello se pueda deducir su génesis

5 El estudio de la evolución de la Tierra en el tiempo y en el espacio involucra diversas disciplinas... La Estratigrafía estudia las sucesiones rocosas, las ordena en el tiempo y las correlaciona (tambíen a partir del estudio de los fósiles: biostratigrafía) La Sedimentología se dedica sobre todo a la interpretación de los procesos y los ambientes sedimentarios en que se formaron y con los fósiles: paleoecología) La Paleogeografía recopila y presenta los resultados en forma de mapas coherentes que integran la información y la interpretan para un momento dado de la Historia de la Tierra La Geología Histórica presenta la evolución temporal y sintetiza los datos anteriores en un armazón en el que el tiempo ocupa un lugar central

6 RETO: DESCIFRAR LA INFORMACIÓN... Lyell ( ), autor del libro Principles of Geology (1830) Desarrolla las ideas de Hutton del uniformismo y actualismo (el presente es la clave del pasado), hasta su aceptación por parte de la comunidad científica, propiciando el desarrollo espectacular de la Geología...

7 Actualismo: método de análisis o investigación, generalizado por Hutton (1788): el presente es la clave del pasado - los fenómenos que actúan hoy en día son los mismos que han actuado en el pasado y producen los mismos efectos que en el pasado - podemos reconstruir el pasado analizando las causas que intervienen en la actualidad

8 El Principio del uniformismo Los procesos geológicos ocurridos en el pasado son los mismos que operan en la actualidad y han actuado con el mismo grado y energía que lo hacen hoy Postulado de la permanencia en el tiempo de las Leyes Físicas, formulado por Poincare en 1913: nada podemos saber del pasado si no es con la condición de admitir que las leyes físicas no han cambiado Ejemplo: un río que lleva aportes a una cuenca marina, sigue la ley de la gravedad...

9 El uniformismo no puede considerarse como las leyes o principios que rigen otras ciencias (ej. Física y Química), dado que la intensidad y número de los factores que controlan los fenómenos geológicos son variables en el tiempo: LA GEOLOGÍA SE CONSIDERA, DE ALGÚN MODO, COMO UNA CIENCIA HISTÓRICA... Por ejemplo: Los procesos reconocidos en arrecifes de coral actuales deben aplicarse con ciertas restricciones a bioconstrucciones fósiles promovidas por otros organismos extinguidos...

10 Actualismo & uniformismo podemos reconstruir el pasado analizando las causas que intervienen en la actualidad... pero con ciertas precauciones, especialmente si hay organismos involucrados...

11 Tema 11: Introducción a la Geología Histórica 1. El método del actualismo 2. El Precámbrico 3. El Paleozoico 4. El Mesozoico 5. El Cenozoico 6. Síntesis

12 EL PRECÁMBRICO abarca Ma de Historia de la Tierra, y cubre tres de sus cuatro EONES: - El HÁDICO (Hades), hasta Ma... formación de la primera corteza estable - El ARCAICO (archaios= antiguo), hasta Ma... inicio de la tectónica de placas - El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545 Ma Conocimiento parcial a partir de escasos datos: 1. Antes del Cámbrico apenas hay registro fósil (algas, bacterias, hongos, gusanos... sin partes duras favorables para su conservación): difícultad de correlación... excepto por métodos radiométricos 2. Rocas muy antiguas, sujetas a intensos cambios... dominan las rocas metamórficas muy deformadas, en las que se han destruido las señales primarias originales (que son las que permiten conocer los ambientes sedimentarios)

13 HÁDICO ( Ma) Hades= mundo subterraneo mitológico donde habitaban los espíritus de los muertos: el infierno de la Tierra... rocas superficiales basálticas acribilladas desde el espacio por meteoritos y planetoides... Por definición, no puede haber huellas de esas rocas... los circones más antiguos se han datado como de edades comprendidas en torno a Ma (cratón Australia Occidental) Durante sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra está sacudida por eventos catastróficos: - impactos meteoríticos, - hundimiento de metáles densos (se origina el núcleo férrico) - flotación de materiales menos densos (originan una corteza incipiente que se destruye y recicla) - escape de gases (originarán la atmósfera y la hidrosfera primitivas)

14 ARCAICO ( Ma) Hace Ma... Corteza sólida, océanos y una atmósfera densa y rica en CO2, pero aún con una intensa convección del manto, que originaba intensa actividad volcánica... Flujo térmico del interior de la Tierra 3-4,5 veces mayor que el actual Campo magnético dipolar desde hace al menos Ma; incremento del campo hace Ma relacionada con solidificación del núcleo interno (y convección en núcleo externo)

15 ARCAICO ( Ma) Temperatura global media más cálida: 30-50% menos de radiación solar pero mucho más CO2 = elevado efecto invernadero...

16 ARCAICO ( Ma) En este ambiente hostil, hace unos Ma... surgió la vida en las zonas someras de los mares (plataformas continentales) o lagunas costeras (primeras evidencias como cianobacterias y estromatolitos): zona fótica Durante Ma se límitó a las bacterias: primeras extensiones abundantes de estromatolitos registradas en rocas a partir de Fotosíntesis de las bacterias (respiración anaerobia, posteriormente aerobia): causante de la acumulación progresiva de oxígeno, primero en los océanos, despues en la atmósfera... hace Ma el mundo era ya oxidante...

17 Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron formations: BIF s): son rocas ferruginosas con máximo desarrollo entre y Ma Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor reserva de Fe a escala global La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas (mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno (reduce los valores de Eh) y más CO 2... Su precipitación en las zonas someras es el resultado de la producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor oxidación en las zonas de mayor proliferación de la vida) ARCAICO PROTEROZOICO

18 Acontecimientos clave en la Tierra Arcaica 3900 Ma Últimos grandes cráteres en la Luna y Marte Final del Gran Bombardeo Meteóritico (fin del Hádico) 3760 Ma Cuarcitas y formaciones de hierro bandeadas Primeros sulfatos Primera evidencia de hidrosfera y actividad orgánica Atmosfera no reductora? 3500 Ma Primeros microfósiles y estromatolitos Colonización biológica de la zona fótica marina 2780 Ma Primera evidencia de rift continental 2800 Ma Primeros estromatolitos abundantes Ma Abundantísimos granitos derivados del manto Crecimiento explosivo de la corteza continental 2700 Ma Primeras ofiolitas Rift continentales comunes Tectónica de Placas incipiente 2600 Ma Primeras formaciones de hierro bandeado abundantes Océanos oxidantes Ma Abundantes sedimentos derivados de la erosión de los cratones Formación de grandes cratones

19 PROTEROZOICO ( Ma) Desaparecen progresivamente los restos de actividad primordial de la Tierra y empiezan a ser legibles nuevos registros (paleogeografía, clima) que permiten una interpretación según el método actualista Continentes con corteza granítica y corteza oceánica basáltica... tectónica de placas incipiente... Formación de cratones estables: Mientras los microcontinentes arcaicos se deformaban intensamente en toda su masa... los proterozoicos presentan deformación dúctil en sus bordes (cinturones orogénicos)pero...masas cratónicas estables con grandes fracturas en su interior

20 PROTEROZOICO ( Ma) Hace unos Ma el mundo era ya oxidante... y aparece la primera célula eucariota con capacidad de metabolizar el oxígeno (agrupación bajo una membrana común de bacterias que se han transformado en sus orgánulos) Hace Ma: célula nucleada y reproducción sexual Hace Ma formas variadas: organismos planctónicos con apendices variados, formas coloniales... es posible que aparecieran los primeros seres pluricelulares heterótrofos, los animales... posibles evidencias de huellas atribuibles quizá a gusanos...

21 PROTEROZOICO ( Ma) Hace unos Ma la temperatura del manto desciende lo suficiente para crear una convección más tránquila La corteza está engrosada y se forma la litosfera, que se desplaza lateralmente por los movimientos convectivos del manto... la tectónica de placas opera de forma similar a la actualidad Hace 600 Ma se forma un supercontinente por colisión de las placas (PANGEA I o PALEOPANGEA o RODINIA), con importantes relieves... orogenia Panafricana y Cadómica, que levanta relieves en lo que es ahora Africa y Europa...

22 PROTEROZOICO ( Ma) Ma: evidencias de grandes glaciaciones, a escala global: con temperaturas medias de 50 bajo cero: snow-ball Earth - Formación de Pangea I y disminución de la circulación oceánica? - Explosión demográfica del plancton calcáreo y efecto anti-invernadero (descenso CO2)?

23 Snow-ball Earth y producción orgánica... Sucesivos ciclos de glaciación/fusión debido a los cambios de la cantidad del CO2 atmosférico?

24 PROTEROZOICO ( Ma) Primer registro claro de animales en la Historia de la Tierra: la FAUNA DE EDIACARA: Organismos marinos enigmáticos, sin equivalentes actuales o fósiles... Declive y extinción masiva de la fauna de Ediacara: glaciaciónes, clima hostil... Océanos cubiertos de una capa de hielo, sin intercambio de oxígeno con la atmósfera Dickinsonia sp ( un anélido?)

25 PROTEROZOICO ( Ma) Hace unos 600 Ma PANGEA I empieza a fracturarse: Laurentia (Norteamerica, Groenlandia), Báltica (norte de Europa), Siberia... y al sur Gondwana... además de otras pequeñas placas Mientras deriva al Sur, Gondwana se empieza a fragmentar... se desprende Avalonia, que deriva hacia el Norte, dando origen al nuevo Océano Reico... bajo sus aguas se encuentra gran parte de Iberia Ma 750 Ma L S B

26 Acontecimientos clave en la Tierra Proterozoica 2500 Ma Primeras cuencas de Rift Litosfera rígida generalizada 2300 Ma Tillitas en Gondwana Primera glaciación confirmada 2000 Ma Fósiles de organismos celulares Capacidad de metabolizar el oxígeno 1800 Ma Primeras capas rojas abundantes Atmósfera oxidante? 1500 Ma Primeras secuencias bien definidas en sedimentos marinos someros Desarrollo de plataformas continentales 1400 Ma Primeras células con núcleo Desarrollo simbiótico de la célula eucarionte 800 Ma Ma Primeros eucariontes heterotrofos Materia orgánica muy abundante Glaciares de casquete en todas las latitudes Independencia de la biosfera respecto a la fotosítesis Desarrollo explosivo de la biosfera El periodo más frio de la Historia de la Tierra 670 Ma Fauna de Ediacara Primeros metazoos 650 Ma 600 Ma Datos paleomagnéticos de todos los continentes Formación de grandes rifts en todos los continentes Formación de Pangea I Fragmentación de Pangea I