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MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 1

Historia geológica de la Tierra

Mª PILAR GARCIA MADRUGA

(Huellas de Dinosaurios halladas en México)


EDAD DE LA TIERRA

Hasta el s. XVIII se suponía que la Tierra tenía aproximadamente 6000 años (interpretación bíblica literal)

En 2010 se publicó el último cálculo sobre la edad de la tierra: 4550(-83) m.a.

4.467.000.000 años

¿Cómo se sabe?

La respuesta está en las rocas



La unidad del tiempo en geología es el m. a. muydifícil de imaginar para la escala de tiempohumana

Para saber ¿qué ha ocurrido?

Se estudian los procesos geológicos siguiendo elprincipio del Actualismo: analizar los sucesosque ocurren en la actualidad para interpretar loque ha ocurrido en el pasado: un volcán generarocas volcánicas, un glaciar morrenas, los vallesfluviales tienen forma de V y los pliegues seforman por contactos entre placas. Se trata de losmismos procesos que llevan ocurriendo muchotiempo


UNIFORMISMO O ACTUALISMO

Ya conocemos el origen de la tierra (haceunos 13700 m.a. del Big bang, hace unos4600 m. a. del nacimiento del sol y haceunos 4550 (-83)m. a. del nacimiento de laTierra)

¿Cómo ha evolucionado?

¿Cuál es su historia?


Para responder necesitamos aplicar distintosmétodos de estudio que tengan en cuenta lasdificultades del estudio geológico: la escalaya que es imposible experimentar con unacordillera y el tiempo es imposible observar elpasado, además el tiempo geológico es muyamplio, m. a.


El concepto de tiempo geológico fue introducido porHutton en 1770 quien propuso el Principio deUniformismo que dice que las leyes de la naturaleza nocambian con el tiempo

Él interpretaba que las rocas y estructuras que seobservan en un afloramiento eran el resultado dedistintos procesos geológicos que se habían sucedido alo largo de la Historia geológica de la Tierra y no de unúnico acontecimiento catastrófico (Uniformismo vsCatastrofismo)

Charles Lyell también fue un claro defensor deluniformismo frente a Cuvier defensor del catastrofismo


James Hutton Charles Lyell


Esto no significa que no ocurranacontecimientos paroxísmicos (de granmagnitud y en muy poco tiempo) sino que losprocesos geológicos pasados y presentes seexplican mediante las leyes físicas, químicasy biológicas que actualmente se aceptancomo válidas


Para reconstruir el pasado tendremos encuenta las huellas de las rocas y relievesactuales, a partir de las que deduciremos loocurrido, comparando dichas huellas conacontecimientos actuales (Uniformismo oActualismo): el presente es la clave delpasado

Además habrá que tener en cuenta queestas huellas se pueden encontrarsuperpuestas y que pueden estarincompletas


DATACIÓN

Para saber ¿cuándo ha ocurrido? Y reconstruir la historia de la Tierra

En geología se usan técnicas de Datación:proceso que permite la ordenación de los acontecimientos geológicos en una escala de tiempo o calendario

Hay dos tipos principales de datación DATACIÓN ABSOLUTA

DATACIÓN RELATIVA


DATACIÓN ABSOLUTA

Permitió establecer la edad de la Tierrautilizando el análisis del proceso dedesintegración de elementos radioactivos. Selleva a cabo analizando la cantidad de isótoposradioactivos que quedan en las rocas, o en losfósiles y comparándola con la cantidad relativaque sabemos que existe entre los distintosisótopos

Un isótopo es un átomo de un elemento quecontiene distinto número de neutrones



Ciclo de producción de 14C radiactivo en la atmósfera y asimilación por los seres vivos quienes al morir entierran el 14C que decae a 14N con una vida media de 5730 años




El período de desintegración o vida media de unisótopo es el tiempo que tarda en transformarse la mitadde dicho isótopo (para el carbono 14 es de más de 5500años). Así se pueden utilizar distintos isótopos enfunción de las edades que se quieren medir





Sideral: Anillos de los árboles o Decrocronología, Láminas de sedimentos o Varvocronología o mediante Capas de hieloRadiogénicos: Luminiscencia ópticamente estimuladaQuímicos y biológicos: Racemización de aaPor correlación: Paleomagnetismo, Tefrocronología o estudio cenizas volcánicas, Paleontología mediante fósiles guía o mediante Isótopos estables


DATACIÓN RELATIVA

Establece qué ocurrió antes y qué ocurrió después sindar fechas numéricas

Se realiza mediante el estudio de los estratos y delos fósiles que contienen

La estratigrafía es la parte de la geología que estudialos estratos, es decir el registro sedimentario. Lo primeroque hay que saber es como se forman los estratos:originalmente se disponen de forma horizontal y se vansuperponiendo unos sobre otros de tal forma que el queesté debajo será el más antiguo



Si los estratos se pliegan pueden aparecer inclinados oincluso verticales

¿Cómo sabemos cuál es más antiguo? Podemosobservar cómo son esos estratos; nos permite saber enqué ambiente se formó y qué procesos geológicosocurrieron antes


Además de describir las características de los estratos hay que establecer si existe continuidad temporal, analizando la superficie de separación entre ellos

Según esto podemos definir

SECUENCIA ESTRATIGRÁFICA: Sucesión de dos o más estratos separados sólo por planos de estratificación


SERIE ESTRATIGRÁFICA: Sucesión de dos o más secuencias separadas por una discontinuidad


DISCONTINUIDAD ESTRATIGRÁFICA: Ausencia de registro en la zona de contacto de dos secuencias de una serie o bien por falta de sedimentación o por erosión

TIPOS:



Para establecer la datación relativa y la historia geológica de unazona hay que aplicar una serie de principios (no son leyes deaplicación general pero son muy útiles en la mayor parte de loscasos)


Otros

Continuidad lateral: la edad y el tipo de rocas es igualen todo el estrato

Sucesión de acontecimientos geológicos o derelaciones cruzadas: todo acontecimiento geológico esposterior a las rocas o a cualquier otro proceso afectadopor él

A veces puede ocurrir, si se estudian zonas muy extensasque varíen las características de las rocas dándosecambios laterales de facies: grano, textura, color,estructura sedimentaria (la continuidad lateral no siempreestá garantizada)

FACIES: palabra de origen latino que significa cara oforma, se refiere al aspecto general, composición yestructura de una unidad rocosa


Si aparecen fósiles podemos averiguar qué tipo defósiles son y establecer cuál es el más antiguo

Los fósiles son restos de un ser vivo o de su actividadbiológica (huellas, excrementos) que han quedadopreservados en las rocas (generalmente sedimentariasya que las metamórficas y magmáticas se forman encondiciones de Pr y T que transforman la materiamineral), petrificados, al quedar sepultados, la materiaorgánica es sustituida por materia mineral: fosilización


Nos informan a cerca de cómo era la Tierra en elpasado, de cómo era el ambiente de formación de laroca en la que se encuentra (si es un animal marino o setrata de una planta terrestre) y de cuándo se formó dicharoca


Los fósiles guía son aquellos fósiles típicosde una determinada edad o característicos,se usan para establecer un orden en ladeposición de los estratos. Por ejemplo: Trilobites del Paleozoico

Ammonites del Mesozoico

Nummulites del Cenozoico

Los fósiles de facies son típicos de un ambiente sedimentario determinado. Por ejemplo: Corales de aguas marinas limpias y poco

profundas



La escala del tiempo geológico o escala geocronológicaEs dual


La tabla del tiempo geológico aprobada porla Comisión Internacional de Estratigrafía(CIS) es la Tabla CronoestratigráficaInternacional



La historia de la Tierra se divide en dos grandesperíodos o eones subdivididos a su vez en eras (Laseras a su vez se subdividen en períodos y series)

EON O EONOTEMA ERA O ERATEMA SISTEMA O PERÍODO m.a.

FANEROZOICO CENOZOICO CUATERNARIO 2,58-Actualidad

NEÓGENO 23-2,58

PALEÓGENO 66-23

MESOZOICO CRETÁCICO 145-66

JURÁSICO 201-145

TRIÁSICO 252-201

PALEOZOICO PÉRMICO 299-252

CARBONÍFERO 359-299

DEVÓNICO 419-359

SILÚRICO 443,8-419

ORDOVÍCICO 485-443,8

CÁMBRICO 541-485

PROTEROZOICO 2500-541

ARCAICO 4000-2500

HÁDICO 4600-4000


PRECÁMBRICO (desde hace 4550 (-83) m. a. hasta hace 541 m. a.)

Comprende tres eones HÁDICO ARCAICO Y PROTEROZOICO

Representa el 85% de la historia de la Tierra, pero a pesar de esto esla más desconocida. Las formación rocosa más antigua que se hadatado tiene entre 3000 y 4000 m. a.

(el ejemplar más antiguo es un mineral de circón de 4400 m. a.)

En el Hádico se forma la Tierra y la Luna

También se constituyó la atmósfera primitiva y la hidrosfera

En el Arcaico las condiciones físico-químicas de la superficie delplaneta propiciaron la aparición de los primeros seres vivos

Se formaron varios supercontinentes, como Rodinia hace unos 1100m.a., en el Proterozoico


EON ERA AÑOS m.a. ACONTECIMIENTOS BIOLÓGICOS

OROGENIAS FÓSILES

HÁDICO

13700 ¿Origen del Universo?

Estromatolitos

4550 Formación de la Tierra por colisión de planetesimalesformados cuando nació nuestra estrella el sol

ARCAICO 4000 Formación en los mares de las primeras moléculas orgánicasOrigen de la vida

PROTEROZOICO 2500 Primeros organismos fotosintéticos que formanel O2 atmosféricoPrimeros organismos pluricelulares marinosAl menos una granextinción dos glaciacionesy varios Pangeas


ROCAS DE ORTEGAL (las más antiguas de la Península Ibérica, tienen más de 1000 m. a.)


ESTROMATOLITO CÁMBRICO-ACTUALIDAD


ESTROMATOLITOS EN MARIVENT (MALLORCA)


ESTROMATOLITOS BAHÍA DE SHARK EN AUSTRALIA


RODINIA


PALEOZOICO (desde hace 541 m. a. hasta hace 252 m. a.)

Esta era que duró unos 300 m.a. nos ha dejado numerosas formaciones de rocassedimentarias y abundante registro fósil que nos han permitido reconstruir su historia

Se fragmenta Rodinia en cuatro continentes (Gondwana, Laurentia, Siberia y Báltica)y se produce la orogenia caledoniana (de cuyas cordilleras quedan restos enNoruega, Las Islas Británicas, Groenlandia y Norteamérica)

Se formó el Pangea y se produjo la orogenia hercínica o varisca (el Macizo Ibéricoque ocupa la mitad occidental de nuestra península es uno de los restos que quedan,también los Urales y los Apalaches)

Una atmósfera similar a la actual y abundantes mares poco profundos propiciaronuna gran explosión de vida marina cuya evolución posterior permitió la colonizacióndel medio terrestre (explosión cámbrica)

En el Carbonífero proliferaron bosques de helechos leñosos cuyos restos originaronmuchos de los actuales yacimientos de carbón

Al final del Paleozoico se produjo la mayor extinción de especies de toda la historiadel planeta (desaparecieron el 90% de todas las especies marinas y el 70% de todaslas especies terrestres), las causas aún se desconocen, quizás debido a grandeserupciones volcánicas en Siberia y China que modificaron la composiciónatmosférica y el clima (a lo largo de todo el período se produjeron dos extincionesmasivas más una al final del Ordovícico y otra al final del Devónico)


ERA PERIODO AÑOS m.a.

ACONTECIMIENTOS BIOLÓGICOS

OROGENIAS FÓSILES

PA

LEO

ZO

ICO

O P

RIM

AR

IA

CÁMBRICO 541 Primeros invertebrados marinos

Fenestella, Arqueociátidos, Trilobites (de todo el paleozoico)

Didymograptus

Orthoceras

Calceola,

Cupresocrinus

Spiryfer, Goniaties,

Calamites

ORDOVÍCICO 485 Aparición de Algas y CefalópodosPrimeros fósiles de vertebrados (peces) Glaciación

Caledoniana(Silúrico y Devónico)

SILÚRICO 443,8 Primeras plantas y primeros invertebrados terrestres. Dominio de peces primitivos

DEVÓNICO 419 Extensión de vegetales terrestres. Primeros bosques. Peces de agua dulce. Primeros anfibios

CARBONÍFERO 359 Grandes bosques de helechos y pantanos. Dominio de insectos y anfibios. Primeros reptiles. Glaciación

Hercínica(finales

Devónico hasta

mediados Pérmico)PÉRMICO 299 Aparición insectos

modernos. Extinción de peces e invertebrados primitivos. Último Pangea


CALCEOLA CORAL DEVÓNICO


FENESTELLA BRIOZOO ORDOVÍCIO-PÉRMICO


SPIRIFER BRAQUIÓPODO CARBONÍFERO


NAUTILUS CEFALÓPODO SILÚRICO


ORTHOCERAS CEFALÓPODO SILÚRICO


GONIATITES CEFALÓPODO CARBONÍFERO


TRILOBITES ARTRÓPODO MARINO DEVÓNICO


TRILOBITES ARTRÓPODO DEVÓNICO


CRUZIANA HUELLA ORDOVÍCICO


CUPRESOCRINUS DEVÓNICO


EQUISETO CARBONÍFERO


HELECHO CARBONÍFERO


CALAMITES CARBONÍFERO


GRAPTOLITO SILÚRICO


GRAPTOLITO SILÚRICO


DIDYMOGRAPTUS ORDOVÍCICO


SEPARACIÓN RODINIA


OROGENIA CALEDONIANA


ÚLTIMO PANGEA OROGENIA HERCÍNICA


MESOZOICO (desde hace 252 m. a. hasta hace 66 m. a.)

Esta era que duró unos 200 m.a. es la que más curiosidad despierta ya que es laera de los dinosaurios. También tenemos abundante registro fósil como parareconstruir su historia

Se fragmentó el último Pangea y la apertura de nuevos continentes suavizó mucholas temperaturas y aumentó la humedad lo cual propició la aparición deecosistemas de tipo tropical en los que habitaron los dinosaurios

Se formaron inmensas cuencas sedimentarias que luego fueron parte de lascadenas montañosas que se formarán en la orogenia alpina del cenozoico

Al final del mesozoico se produjo una gran extinción en masa que hizo desapareceren un corto espacio de tiempo un alto porcentaje de las especies que habitaban laTierra (durante el Mesozoico se produjeron tres extinciones masivas dos en elTriásico y la más importante entre el Cretácico y el Paleógeno). De las causashipotéticas de esta gran extinción destacan dos: o bien una gran erupción emitióuna enorme cantidad de cenizas que provocó un cambio climático o el cambioclimático fue provocado por el impacto de un gran asteroide sobre el planeta


ERA PERIODO AÑOS m.a.


OROGENIAS FÓSILES

ME

SO

ZO

ICO

O S

EC

UN

DA

RIA

TRIÁSICO 252 Aparición de los primeros mamíferos y Coníferas. Primeros dinosaurios

Comienzo del proceso de rifting que abrió el Océano Atlántico

Fase previa de la orogenia

Alpina

Ceratites

Rynchonella, Amonites, Belemnites, Dinosaurios

Orbitolina (también del terciario)

Hippurites, Micraster

JURÁSICO 201 Dominio de dinosaurios y de las gimnospermasAparición de aves

CRETÁCICO 145 Extinción de los grandes reptiles. Aparecen las plantas con flores o angiospermas


ORBITOLINA FORAMINÍFERO CRETÁCICO-MIOCENO


PLACOSMILIA CORAL CRETÁCICO


RYNCHONELLA BRAQUIÓPODO JURÁSICO


PHOLADOMYA PROETI BIVALVO JURÁSICO


PSEUDOPECTEN BIVALVO JURÁSICO


HIPPURITES MOLUSCO CRETÁCICO


AMMONITES CEFALÓPODO JURÁSICO


HILDOCERAS CEFALÓPODO JURÁSICO


CERATITES CEFALÓPODO TRIÁSICO


BELEMNITES CEFALÓPODO JURÁSICO


MICRASTER CRETÁCICO


DIPLODOCUS JURÁSICO


TRICERATOPS CRETÁCICO


TIRANOSAURUS REX JURÁSICO


ARCHAEOPTERIX


TURIASAURIO DE RIODEVA


CONCAVENATOR “PEPITO”


HUELLAS DINOSAURIO JURÁSICO AREN HUESCA


XILÓPALO MADERA FÓSIL CRETÁCICO


SEPARACIÓN DE LOS ACTUALES CONTINENTES Y COMIENZO DE LA OROGENIA ALPINA


EXTINCIÓN CRETÁCICA



CENOZOICO (desde hace 66 m.a. hasta la actualidad)

Esta era es la más corta 66 m.a. aunque es la mejor conocida, debido a sucercanía respecto de la época actual y a la mejor conservación de lasestructuras geológicas y de los abundantísimos fósiles

Durante el terciario se produce la orogenia alpina y se levantan lascordilleras de los Alpes, los Pirineos o las Béticas

El cuaternario se caracteriza por la alternancia de episodios glaciales conépocas interglaciales, el origen de estas glaciaciones no está aun claro secree que puede deberse a variaciones en la órbita terrestre queprovocarían estos cambios climáticos

En el cuaternario apareció la especie humana. Diversas especies delgénero Homo se suceden e incluso conviven en el Cuaternario. Nuestroantepasado más cercano Homo antecessor vivió hace 800.000 años decuyos restos se han encontrado abundantes fósiles en el yaciemiento deAtapuerca (Burgos)


ERA PERIODO AÑOS(m.a)


OROGENIAS FÓSILES

CE

NO

ZO

ICO

(TERCARIO)PALEÓGENO (66-23 m.a.)NEÓGENO

(23-2,58 m.a)

66 Evolución de plantas y mamíferos superioresDiversificación de los primates

Alpina Orbitolina

Nummulites, Turritella, Rana Pueyoi, Quercus, Terebrátula, CarcharodonCUATERNARIO 2,58 Glaciaciones

Aparición del ser humano


NUMMULITES FORAMINÍFERO PALEOCENO-OLIGOCENO


TEREBRÁTULA BRAQUIÓPODO MIOCENO-PLIOCENO


TURRITELLA GASTERÓPODO MIOCENO


DÍPTERO EN ÁMBAR OLIGOCENO


DÍPTERO EOCENO


CARCHARODON DIENTE TIBURÓN BLANCO NEOGENO


RANA PUEYOI MIOCENO


MANDÍBULA FÉLIDO MIOCENO


CONÍFERA MIOCENO


HOJA HAYA HOLOCENO


QUERCUS NEOGÉNO


HOMO ANTECESSOR


GRAN DOLINA DE ATAPUERCA


FÓSIL IDA DE 47 m. a. (entre lemur y humano ¿el eslabón perdido?)


ÚLTIMA “ICE AGE”


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