El tiempo geológico y principios fundamentales de geología I. El origen de la Tierra El origen de la Tierra, de la vida y de todos los procesos geológicos que han tenido lugar desde que se creó el planeta tierra, son cuestiones que los científicos de todos los tiempos tratan de ordenar según la escala del tiempo. En un principio cuando la cultura y la ciencia no estaban muy evolucionadas y la base del conocimiento era la religión, en el siglo XVII, se dató la edad de la Tierra según la suma de las edades de los patriarcas que aparecían en la Biblia, con esto la Tierra tenía 4004 años a.c. Esta teoría fue discutida en el S. XVIII por Hutton y Werner, geólogos que argumentaban que 4000 años no era tiempo suficiente para la formación de montañas, sedimentación y creación de cuencas. En el S. XIX, la teoría de la evolución de las especias reforzaba la incoherencia de la teoría inicial basada en la Biblia, pues 4000 años no era tiempo suficiente para la evolución de las especie tampoco. Pero no fue hasta principios del S. XX, con el descubrimiento de la radiactividad por Marie Curie y colaboradores, que con sus estudios en los periodos de desintegración de los elementos contenidos en minerales y rocas pudieron establecer una herramienta capaz de estimar la edad de la Tierra, que se estimó que eran muchos más de los que se pensaba hasta entonces. Idea compatible con el proceso evolutivo de Darwin y las ideas geológicas de Hutton y Werner, aunque estas últimas las modificó ligeramente.
Actualmente, gracias a los estudios de radiactividad se piensa que la Tierra tiene unos 4500 millones de años. II. Métodos de datación Las pruebas o evidencias de existencia de un suceso geológico, biológico y sus características, quedan registrados de diferentes maneras en los materiales (rocas, minerales y fósiles), por lo que del estudio de estos materiales se puede deducir los datos para interpretar la historia de la Tierra. Los métodos de datación o de reconstrucción de la historia del planeta donde vivimos, pueden ser métodos relativos o métodos absolutos. 1. La datación relativa También conocida como la datación por cronología relativa, ordena los acontecimientos unos respectos los otros, sin conocer el momento exacto en que se producen. Estos métodos se basan en : a) Principio de superposición o estratificación: Estudios sobre rocas sedimentarias, establece los principios básicos de esta teoría, que dice que toda capa sedimentaria es más reciente que la que recubre, con lo cual las capas más profundas serán las más antiguas.
Figura 1: Principio de superposición o estratificación Fuente: http://bioloxiaparatodos4.weebly.com/superposicioacuten-de-estratos-e-actualismo.html Esta teoría está unida al principio de Horizontalidad, según el cual los sedimentos se depositan en las cuencas horizontalmente. Pero estos sedimentos depositados horizontalmente pueden sufrir la acción del movimiento de placas el cual puede variar la secuencia normal de superposición y horizontalidad. Es por eso que para poder saber el orden correcto de estratificación ha de recurrirse a otras técnicas, como la Estratificación Cruzada, que permite establecer un orden en la estratificación, esta entiende que toda lámina que es cortada por otra es más antigua que la primera. La granoclasificación, este es otro criterio de polaridad que nos permite averiguar la posición normal y ordenada de los estratos. Con esta se entiende que los materiales de mayor diámetro son depositados antes que los de menor diámetro, por eso los cantos y las gravas serán depositadas antes que las arenas, limos y arcillas. Con estos métodos de polaridad que se han descrito para poder averiguar el orden normal de los sedimentos, se ha supuesto que el proceso de sedimentación ha sido continuo, sin considerar que ninguna de estas capas ha sufrido erosión en sí mismas. Cuando esto pasa, que el proceso de deposición de sedimentos se interrumpe en alguna capa, para iniciar la erosión de la misma, se produce lo que se denomina como Discordancia. La discordancia es una superficie de erosión o de no-deposición que separa rocas más modernas (arriba) de rocas más antiguas (abajo). Existen varios tipos de discordancia: (i) disconformidad es una superficie de
discontinuidad entre dos familias de estratos paralelos; (ii) discordancia angular, se diferencia por la existencia de un plano de separación que evidencia las distintas orientaciones angulares; (iii) disconformidad es una superficie discontinua entre dos familias de estratos paralelas; (iv) hiato sedimentarios o paraconformidad corresponden a superficies que evidencian un periodo de nosedimentación en ausencia aparente de erosión. Las discordancias pueden ir desde pequeñas interrupciones visibles a muy marcadas diferencias angulares entre los estratos. Ver figura 2 y figura 2a. Figura 2a: Principales tipos de discordancia. (a) Discordancia angular; (b) disconformidad; (c) paraconformidad; (d) discordancia heterolítica. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2ª Ed.;John Wiley & Sons, 208
Figura 2a: Discordancia angular Fuente: http://caminos.udc.es/info/asignaturas/obras_publicas/106/pdfs/gmt%2008%20notas%20iv.pdf b) Los fósiles. Son restos de seres vivos que han dejado huella en rocas. Muchos de los seres vivos que han vivido en el pasado han dejado huella, debido a que cuando han muerto han quedado protegidos de alguna manera de los agentes erosivos externos. Y con el paso del tiempo se ha ido acumulando estratos de sedimentos encima, que han podido sufrir los efectos de los agentes internos. Por lo que no es raro encontrar un fósil de un pez en una zona donde en la actualidad no hay masas de agua. Los fósiles pueden utilizarse para datar los distintas etapas por la que ha pasado la tierra o las distintas eras geológicas. La ciencia encarga del estudio de los fósiles es la paleontología. A partir de un fósil se puede obtener información paleoclimática, paleogeográfica y paleogeológica. Esquema 1: Principales técnicas de datación relativa Fuente: Creación propia
2. La datación absoluta Son los métodos capaces de reconstruir el tiempo pasado y cuantificar en tiempo debido al estudio de las propiedades de minerales, rocas y fósiles. Los principales métodos usados son los debidos a los cambios estacionales y sedimentos glaciolacustres, los anillos de crecimiento de los seres vivos y la radiocronología. Esquema 1: Principales técnicas de datación relativa Fuente: Creación propia Varvas glaciolacustres: se llama así a los sedimentos generados en los lagos glaciares, estos se depositan por fase, una fase en la época cálida y otra fase en la época más fría. Así en la estación cálida cuando se funde el hielo, el lago recibe aportes de sedimentos arrastrados por el hielo fundido, mientras que en invierno, solo se produce la sedimentación de las partículas pequeñas que contenga el lago. Ver figura 1. Con esto, cada dos bandas, se puede contabilizar un año. Con este método se han datado lagos del norte de Suecia con más de 8.800 años.
Figura: Formación de varvas glaciares Fuente: Libro Métodos y técnicas de investigación histórica I. Autor: María Jesus Pérex Gorreta La misma ciencia de datación tiene los sedimentos continentales y marinos, que presentan sedimentos varvados según estaciones del año. Anillos de crecimiento en los seres vivos: aquí se engloba el estudio de los corales, conchas de bivalvos y los anillos de los árboles pues ambos tienen capas diferenciadas por año. Los árboles crecen al ritmo de un anillo por año. Las conchas de bivalvos de agua dulce presentan anillos de crecimiento alternando el color claro con el oscuro, que se corresponden con las estaciones frias y cálidas. Las escamas de los peces es otra manera de datar, pues algunos peces marcan su crecimiento anual mediante sus escamas. La Radiocronología, en este método de datación se emplea las características físicas de los elementos. Este método está basado en la desintegración atómica. Las rocas contienen átomos inestables, llamados isótopos radiactivos, que se desintegran y se transforman en otros. Cada elemento radiactivo tiene una constante de desintegración. Se conocen los tiempos de semidesintegración de cada elemento, que es el tiempo que tarda un elemento en convertirse en otro. Así por ejemplo el tiempo que tarda en
convertirse el isotopo radiactivo de carbono en nitrógeno es de 5730 años. Este método del carbono se utiliza en arqueología. El Potasio, tarda en transformarse por semidesintegración en Argón unos 1300 m.a, este método se emplea para calcular la edad de las rocas magmáticas. Ver tabla 1 donde se muestran los elementos más usados en cada caso. Elemento padre Samario 147 Elemento hijo Neodimio 143 Vida media Observaciones 106.000 Ma El mejor método en rocas metamórficas muy antiguas Rubidio 87 Estroncio 87 47.000 Ma Se utiliza en cualquier tipo de roca Uranio 238 Plomo 206 4.510 Ma El método más preciso Potasio 40 Argón 40 1.300 Ma El método más común Uranio 235 Plomo 207 713 Ma Igual que el U238/Pb206 Berilio 10 Boro 10 1,5 Ma Muy útil en rocas sedimentarias Torio 230 Radio 226 75.000 años Útiles en sedimentos marinos de menos de un millón de años Protactinio 231 Actinio 227 34.300 años Ídem que el anterior Carbono 14 Nitrógeno 5.730 años Útil en materiales de origen biológico 14 Argón 39 Potasio 39 269 años Para agua o hielo de menos de mil años Tritio Helio 3 12,43 años Para agua o hielo muy recientes Tabla 1: Radiactividad más usada y casos de uso Fuente: http://morato1a.blogspot.com.es/2012/02/los-metodos-de-datacion-absoluta.html III. El tiempo geológicos y su división El tiempo en geología se suele dividir según criterios paleontológicos y litológicos, según estos se delimitan las distintas eras. Las eras delimitadas según criterios paleontológicos, se dividen en cuatro eras, empezando por los organismos más básicos para terminar con la aparición del hombre. Así la Era primaria empieza con los primeros restos de organismos; la Era Secundaria se caracteriza por la aparición de nuevos organismos más desarrollados, la Era Terciaria abarca el desarrollo de los mamíferos y plantas con flores y la Era Cuaternaria se delimita para enmarcar
la aparición del hombre. Las delimitaciones según criterios litológicos o ciclos orogénicos dividen el tiempo en periodos. Test 1. En el siglo XVII se piensa que la tierra tenía una antigüedad de : a) 4004 años b) 4*10 6 años c) 4500*10 6 años d) Todas son falsas 2. El descubrimiento de la radiactividad fue un gran avance en : a) La datación relativa b) Datación absoluta 3. El saber si un sedimento se ha creado antes es: a) Una técnica de datación absoluta b) No es ninguna técnica c) Es una técnica de datación relativa d) Todas son falsas 4. Los sedimentos siempre aparecen estratificados horizontalmente a) Falso b) Verdadero 5. Un hiato es: a) Una interrupción en la sedimentación b) Un intervalo de tiempo en el que no se produjo depósito c) Un discordancia d) Todas son ciertas
6. Si nos encontramos un fósil marino en una montaña: a) Es que alguien lo ha puesto ahí para falsear la realidad b) Significa que ese terreno es el resultado de un afloramiento del fondo marino debido a agentes internos c) No tiene sentido encontrar un fósil marino en una montaña d) Todas son falsas 7. El estudio de fósiles da información: a) paleoclimática b) Paleogeográfica c) Paleogeológica d) Todas son ciertas 8. Los varvados son sedimentos que se depositan pro fase, dos capas al año: a) verdadero b) Falso 9. El método de la radiocronología usando el C 14, se emplea para. a) Dataciones relativamente recientes, 40000-50000 años b) Dataciones de materia orgánica c) Para rocas metamórficas y muy antiguas d) a y b son correctas 10. El Berilio 10, es el método más utilizado para la datación absoluta de rocas sedimentarias a) Verdadero b) falso Respuestas : 1 a / 2 b / 3 c / 4 a / 5 d / 6 b / 7 d / 8 a / 9 d / 10 a