EL TIEMPO GEOLÓGICO

El tiempo es una abstracción que sólo se puede concretar llenándola de acontecimientos. La mejor demostración de ello es que la unidad usual de medida del tiempo a la escala humana (el año), es un acontecimiento determinado: el tiempo de traslación terrestre alrededor del Sol.

La Geología se encarga de estudiar los cambios que ha experimentado la Tierra a lo largo del tiempo, pero éstos son tan lentos que normalmente no son observables en la escala del tiempo humana y aunque existen ciertos fenómenos geológicos muy rápidos (sismos, erupciones volcánicas, desprendimientos, etc.), prácticamente carecen de importancia desde el punto de vista global. Una comparación común es imaginar la edad de la Tierra como un día cosmológico: los dinosaurios aparecen muy tarde, al anochecer (a las 22:42 horas), el ser humano, un minuto y medio antes de media noche y la civilización, apenas menos de un segundo después. La escala de tiempo geológico fragmenta estos desiertos de eternidades en unidades un poco más manejables.

Los cambios geológicos muy importantes, como la formación de cordilleras o los desplazamientos continentales, se producen a un ritmo mucho más lento que se mide en crones o millones de años. El crón (106 años) es la unidad de tiempo utilizada en Geología Histórica. Para poder usar con precisión esta unidad, tendríamos que saber si el período de traslación terrestre ha cambiado significativamente desde el origen del Sistema Solar. Afortunadamente, parece que el año no ha variado más de 3 ó 4 minutos durante el tiempo geológico.

GRANDES UNIDADES TEMPORALES

Se divide la gran extensión de tiempo desde la formación de la Tierra en tres grandes épocas o eones:

LA TIERRA ARCAICA. Edad de los Procariontes

Este período de tiempo representa el 45% de la historia de la Tierra, unos 2.000 millones de años, sin embargo los afloramientos ocupan tan sólo el 3% de la superficie terrestre y están constituidos esencialmente por rocas metamórficas.

Los materiales arcaicos presentan una deformación intensa, los microcontinentes que comienzan a formarse presentan intensa deformación en toda su masa, los orógenos son elípticos. Era un sistema muy energético, aunque con pulsaciones, con un máximo muy acusado al final del Arcaico cuando la Tierra tiene ya grandes continentes surgiendo de una hidrosfera tibia colonizada desde hace más de 1.000 m.a. por cianobacterias fotosintéticas, aunque se caracteriza por un ausencia casi total de fósiles.

La vida aparece en la Tierra poco después de su formación. Durante este período está representada por organismos procariotas (Reino Moneras - bacterias), si bien las últimas investigaciones indican que hace unos 2.500 millones años, los seres eucariotas (Reino Protoctista - algas y protozoos esencialmente) ya estaban presentes.

LA TIERRA PROTEROZOICA. Edad de los experimentos multicelulares

Representa algo más del 45% de la historia de la Tierra, unos 1.930 millones de años y sus afloramientos en la superficie terrestre son mucho más abundantes, constituyendo principalmente el núcleo de los grandes continentes, representandos por rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias.

Se conjugan una dinámica muy activa del manto (con grandes volúmenes de rocas magmáticas, metamórficas y deformación intensa) con una litosfera con extensas zonas rígidas. Los continentes proterozoicos presentan deformación dúctil en sus bordes, pero grandes fracturas ocupadas por sedimentos (aulacógenos) o por enjambres de diques o batolitos en su interior. Alrededor de estos continentes se desarrollan grandes plataformas continentales,

donde se depositaron gran cantidad de materiales, algunos de los cuales han llegado hasta nuestros días sin sufrir grandes modificaciones.

En los cinturones móviles, que parecen ser las raíces de los orógenos modernos, continua el rápido crecimiento continental de finales del Arcaico, proceso en el que se recicla gran parte de la corteza arcaica. Además existe un intenso magmatismo no orogénico. Los orógenos son lineales.

Las conquistas evolutivas básicas de la biosfera se dan en este eón, hacia cuyo final, dicha biosfera parece estar creciendo de forma explosiva, con representantes de todos los reinos (moneras, protoctistas, hongos, plantas y animales).

El clima presenta alternancia de períodos fríos y cálidos de forma muy irregular, siendo el extremo climático frío mucho más intenso que los del Fanerozoico.

LA TIERRA FANEROZOICA. Edad de la diversificación multicelular compleja

PALEOZOICO

Al empezar el Fanerozoico el Pangea I se está fragmentando activamente, para volver a unirse unos 300 Ma después para formar Pangea II, aunque no totalmente.

Desde el punto de vista orogénico, el reagrupamiento de Pangea II dio lugar a una serie de cadenas de colisión: Caledónides, Hercínides, Urales, etc.

Climáticamente, es un período simétrico, enmarcado entre dos grandes glaciaciones (cámbrica y permocarbonífera) y con una glaciación menor en el centro (ordovíco-silúrica). Los climas intermedios son cálidos.

En la biosfera, a favor de una diversidad climática y geográfica, se produce una evolución espectacular.

MESOZOICO Y CENOZOICO

Durante el llamado ciclo alpino, el Pangea II se dispersa (la dispersión dura unos 140 Ma.), lo que produce importantes acontecimientos orogénicos, unos por colisión de litoferaclastos (Cordillera Americana), otros por choque de microplacas (Alpes), otros por colisiones bicontinentales (Himalaya) y otros por subducción (Andes).

El clima alpino comienza con una regresión marina extrema y un clima muy árido, que evoluciona a tropical-húmedo con la mayor transgresión marina conocida, terminando en una regresión y la mayor glaciación del Fanerozoico.

La biosfera se diversifica al ritmo de la dispersión de los continentes y sufre renovación drástica al final Paleozoico del Mesozoico (extinción pérmica y finicretácica).

UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS

A partir de las correlaciones entre varias series o secuencias estratigráficas, se pueden definir diversas unidades que sirvan para encuadrar en ellas las conclusiones e interpretaciones conseguidas. Según que se atienda preferentemente al carácter litológico, paleontológico o temporal, se establecen las unidades litoestratigráficas, bioestratigráficas y cronoestratigráficas respectivamente. Además, relacionadas con éstas últimas, aunque sin

referirse a las series estratigráficas, se utilizan también las unidades geocronológicas, que sólo tienen en cuenta el tiempo absoluto.

Unidades litoestratigráficas. Son unidades establecidas a partir de los caracteres litológicos de la sucesión estratigráfica. Son las más utilizadas ya que muestran una gran objetividad. La principal limitación que presentan, es su relativa extensión lateral en el caso de correlaciones a grandes distancias. Como estas unidades están condicionadas por los ambientes sedimentarios, al variar éstos lateralmente, en un mismo período de tiempo, hacen que varíen las características litológicas y por ello, la extensión que abarca una misma unidad litoestratigráfica está siempre limitada en el espacio. De menor a mayor categoría estas unidades se denominan: capa, miembro, formación –unidad básica- y grupo, comprendiendo cada una de ellas a las anteriores.

Unidades bioestratigráficas. Son unidades establecidas a partir de las características paleontológicas que presentan las rocas estratificadas. Son bastante objetivas, pues se fundamentan en la presencia física de los diferentes taxones. Las ventajas que ofrecen están ligadas a los parámetros tiempo y espacio, pues al basarse en la evolución, no son repetitivas y cubren un espacio que puede llegar a ser la totalidad de la superficie de la Tierra. La principal limitación consiste en que están subordinadas a la presencia de fósiles por lo que cubren bien sólo el Fanerozoico y aún así, existen materiales azoicos en los que no es posible realizar ninguna división bioestratigráfica. El término fundamental es la zona o biozona, pudiendo presentarse varios tipos como acrozona, cenozona, etc.

Unidades cronoestratigráficas. Las unidades cronoestratigráficas dividen la Columna Estratigráfica basándose en el tiempo y se refieren a los estratos que se han depositado durante un tiempo determinado, son por lo tanto unidades materiales y tangibles (estratos). Es muy difícil en su descripción separarlas de las unidades geocronológicas; sin embargo éstas no se consideran unidades estratigráficas propiamente dichas y son divisiones intangibles puramente temporales. Ambas unidades son inferidas, ya que se deducen de observaciones previas realizadas. Son las unidades fundamentales, ya que a través de ellas se llega a la finalidad del trabajo puramente estratigráfico, es decir, al encaramiento de las observaciones dentro de la columna estratigráfica general y por lo tanto correlacionable en todo el mundo. Son las usadas para el establecimiento de la escala de tiempo geológico.

UNIDADES GEOCRONOLÓGICAS Y UNIDADES CRONOESTRATIGRÁFICAS

Ya en el siglo XVIII los naturalistas de la época habían organizado divisiones del terreno (primarios, secundarios y terciarios) que, aunque esencialmente litológicas, solían tener un cierto sentido temporal.

En las primeras décadas del s. XIX, los naturalistas europeos comenzaron a aplicar los principios definidos por Steno a las series sedimentarias, organizando sucesiones locales de rocas que pronto se intentaron correlacionar a la escala de continente. Las divisiones básicas se IIamaron eras y se dividían en sistemas y series. Los criterios para el establecimiento de divisiones fueron tectónicos (presencia de discordancias o disconformidades), sedimentológicos (cambio en el régimen de depósito) y paleontológicos (relevo importante de faunas fósiles).

El gigantesco trabajo de los estratígrafos del s. XIX resultó en una proliferación de escalas que en general sólo tenían un valor regional. Aunque pronto se decretó la meta de conseguir una escala universal, hacia el final del siglo comenzó a abundar la evidencia de que no había ningún acontecimiento geológico que sucediese en todo el mundo al mismo tiempo.

De esta forma fueron creciendo en paralelo dos escalas de la historia de la Tierra: una estratigráfica, para las rocas y su fauna asociada, y otra cronológica, para el paso de un tiempo que no se sabía como medir. Las unidades cronoestratigráficas se refieren a los estratos que se han depositado durante un tiempo determinado, por lo que son

unidades materiales (estratos), mientras que las unidades geocronológicas son divisiones puramente temporales, intangibles (tiempo), aunque estén relacionadas con las primeras. La equivalencia entre las divisiones estratigráficas y las cronológicas es la siguiente:

Divisiones

Cronoestratigráficas Divisiones

Geocronológicas

Eontema Eón

Eratema Era

Sistema Período

SerieÉpoca

Piso Edad

Cronozona Zona

Si muchas de estas divisiones no son universales, ¿cómo se ha podido llegar a una escala cronoestratigráfica única?. La respuesta es que la moderna escala de tiempos geológicos es una suma generalizada de acontecimientos geológicos planetarios (los menos), continentales (algunos) y regionales (la mayoría).

La política de la Unión Internacional de Sociedades Geológicas (IUGS) es la de establecer los llamados Estratotipos Globales de Límites, como concreciones materiales del paso de unas unidades estratigráficas a otras. Sin duda los límites son reales sólo en determinados puntos de la Tierra, en el resto, sólo son una fecha que no coincide con ningún acontecimiento geológico específico.

De este modo, la historia geológica de la Tierra se ha dividido en distintas unidades. Normalmente el uso de unas u otras dependerá del tipo de investigación y los objetivos a alcanzar. Lo más normal es usar las unidades geocronológicas, para las grandes divisiones, que ordenadas de mayor a menor son: eones, eras, períodos, épocas, y la estratigráficas para las divisiones de menor rango, que de mayor a menor son: series, pisos, zonas.

• El eón es la unidad geocronológica de mayor intervalo en la escala de tiempo geológico. Se distinguen tres eones: Arcaico, abarca desde hace unos 3.800 m.a. hasta 2.500 m.a.; Proterozoico, desde 2.500 m.a. hasta 570 m.a. y Fanerozoico, que se extiende desde hace 570 m.a. hasta la actualidad. Eontema es la unidad superior cronoestratigráfica, aunque no se suele utilizar, pues debido a su magnitud no es útil como división de estratos.

• Los eones, a su vez, se dividen en eras (u.g.) o eratemas (u.c.), definidas a partir de grandes discordancias que señalan el inicio de distintos ciclos orogénicos. Así, el Fanerozoico lo integran tres eras geológicas que son: Paleozoica, desde 570-245 m.a; Mesozoica, desde 245-65 m.a.; Cenozoica, desde 65 m.a. hasta la actualidad.

• Las eras del Fanerozoico, a su vez, se dividen en períodos (u.g.) o sistemas (u.c). Están basados en estratos que afloran en diversos países europeos y en EE.UU., dónde se desarrolló el trabajo estratigráfico de clasificación. Los nombres se refieren a su origen geográfico y en algún caso, a características específicas de los estratos, como la litología.En castellano, se utiliza la terminación –ico para los sistemas (Jurásico, Ordovícico, Cretácico, etc.). Por otro lado, el sistema llamado Terciario engloba a los sistemas Paleógeno y Neógeno de la escala actual.

• Las series desde un punto de vista estratigráfico, se traducen como inferior, medio y superior, aunque desde un punto de vista meramente cronológico (épocas) sería preferible traducir como inicial, medio y final.

• El piso es la unidad fundamental en cronoestratigrafía. Consiste en un conjunto de rocas estratificadas que se han formado durante un intervalo de tiempo determinado. Ha de estar muy bien definido, por lo que es imprescindible que esté referido a una sección tipo. No obstante, el problema principal estriba en la determinación de sus límites, por lo que se tiende a definir los estratotipos de los límites del piso. En la terminología en castellano se suele utilizar la terminación -ense para los pisos (Cenomaniense, Turonense, etc.). Normalmente se denomina con el nombre geográfico donde está establecido el estratotipo. La unidad geocronológica correspondientes es la edad y su denominación es la misma que la del piso equivalente.

• La cronozona son los estratos depositados durante el tiempo de existencia de una taxón determinado, aunque no esté presente de forma física. La denominación de esta unidad se realiza añadiendo a la palabra cronozona, el nombre de la especie que lo caracteriza. La unidad geocronológica correspondiente, la crono, se denomina de la misma forma

Prehistoria Geologica

COMO Y CUANDO APARECE LAS NOVELAS DE CABALLERIA

Las primeras novelas de caballería surgieron en Francia inspiradas en las historias bretonas cuyos protagonistas vivieron hasta la época del Quijote. A mencionar Tristan e Iseo, Merlín, el rey Artus, los caballeros del Santo Grial, los de la Tabla Redonda, Lanzarote, etc....Las primeras novelas francesas se caracterizaban como romans courtois, (novelas cortesanas), donde los ideales se formaban por la lírica del amor por una dama, el heroísmo y el honor que forman el triangulo de valores que alimentan el caballero en esas narrativas. Las Cruzadas al Oriente Medio, en el s. XIII; introdujeron muchos elementos con relación al caballerismo. En ese periodo, se puede mencionar el Libro del cavallero Zifar. Pero la obra de mayor maestría en ese genero, que ha superado el propio modelo francés, fue por antonomasia el Amadis de Gaula que hasta poco muchos tenían la duda en su origen español, escrito al principio del s. XII

La poesía épica

es un género literario en el cual el autor presenta de forma objetiva hechos legendarios o ficticios desarrollados en un tiempo y espacio determinados. El autor usa como forma de expresión habitual la narración, aunque pueden darse también la descripción y el diálogo. En algunos casos, la épica no es escrita, sino más bien contada oralmente por los rapsodas.

Esta alternancia de discursos tiene como origen la observación aristotélica de la diferencia entre mímesis y diégesis, es decir, entre narración y descripción.

Homero

es el literato más famoso de la época arcaica, de la llamada Edad Oscura.

Poco se sabe de su vida, incluso si era un poeta o varios, pero los griegos en mayoría lo consideraban un solo poeta, y aunque no se sabía dónde había vivido, la isla de Quíos se atribuye el haber sido cuna de este legendario vate.

Los poemas épicos homéricos son La Ilíada y La Odisea, las dos grandes epopeyas de la antigüedad griega, poemas en que aparece una sociedad de reyes y de...

Leyes fundamentales de la Geología.

Cuando definimos a la Geología como Ciencia, dijimos ya que se trata de un cuerpo ordenado de conocimientos, y como tal, no puede menos que tener postulados fundamentales que es menester conocer a fondo para poder interpretar los acontecimientos que han jalonado la historia de la tierra, y que siguen teniendo lugar ante nuestros ojos, aunque muchas veces sólo son percibidos por quienes tienen el entrenamiento adecuado.

Muchas de las leyes básicas son compartidas con otras ciencias, como es el caso de la Ley de la Gravitación Universal, las de Kepler o la de Titius Bode. Por eso algunas serán motivo de análisis más adelante, al adentrarnos, por ejemplo, en el universo y sus influencias y relaciones con los fenómenos geológicos.

Pero otras, en cambio, son el pan cotidiano de los geólogos, y a ellas quiero comenzar a referirme a partir de este momento. Son muchas, y ameritan varios posts para comprenderlas cabalmente, por eso, en esta ocasión, sólo pretendo enumerarlas, y profundizar exclusivamente en la primera de ellas. Las demás serán temas de futuros encuentros.

¿Cuáles son las leyes fundamentales de la Geología?

La ley del actualismo.

Las leyes de Stenon (para estratigrafía y para mineralogía)

Las leyes de equifinalidad y de convergencia de causas.

Además de éstas, ya mencioné más arriba algunas que aparecerán de la mano de temas específicos, que incluyen también las de la Paleontología, de la Geomorfología, etc.

Hoy comencemos por la más básica entre todas: la Ley del Actualismo.

¿Qué expresa la ley del Actualismo?

Conocida también como Ley de las Causas Actuales, suele expresarse con un postulado que para los geòlogos es casi áureo, que dice que el presente es la clave del pasado.

En efecto, lo que allì se implica es que los procesos que actuaron en el pasado son esencialmente semejantes a los que tienen lugar en el presente, de tal manera que comprendiendo estos últimos, se puede mejor interpretar la historia de la Tierra.

Por otra parte, esta misma premisa, permite extender el conocimiento hacia el futuro, ya que puede asumirse que también regirán las mismas leyes físicas en el tiempo por venir.

Como puede verse, es un postulado de un enorme valor interpretativo y predictivo.

Un ejemplo muy claro de la aplicación de esta ley sería una erupción piroclástica como la de Islandia, que acumuló un sedimento característico sobre los suelos actuales. Encontrar en secuencias sedimentarias antiguas, depósitos similares sobre suelos preexistentes, permite deducir que allì también tuvo lugar una efusión de ese tipo.

¿Cómo surge el principio del Actualismo?

Si bien, existen antecedentes, en autores como Toulmin, por ejemplo, es James Hutton (1726-1797) quien la explicita por primera vez, en franca oposición a la idea catastrofista por entonces imperante, y de la cual nos deberemos ocupar en otro momento.

¿Cómo evoluciona en el tiempo?

La formulación original de la teoría del actualismo, que hiciera Hutton, se vio desfavorecida por el lenguaje oscuro y de difícil lectura que utilizó dicho autor, y que conspiró contra su difusión por largo tiempo.

Hacia 1830, Charles Lyell, seguidor de sus ideas, la pone por escrito de manera amena y atractiva, con lo que consigue ponerla en el centro de la escena.

No obstante, su entusiasmo por el postulado, le lleva a “hipertrofiarlo”, generando lo que luego se conoce como Teoría del Uniformismo o Uniformitarismo, que todavía muchos autores consideran un sinónimo de Actualismo, al no prestar atención a ciertos matices que en un sentido estricto la diferencian de ella de manera sustancial.

En efecto, Lyell expresa que los procesos que actuaron en el pasado son los mismos que actúan en el presente (hasta aquí, es actualismo), a la misma escala y con aproximadamente la misma intensidad.

Lo que he escrito en itálica es la “hipertrofia” de que hablaba, ya que no se tienen en cuenta allí la multiplicidad de factores que hace que en los sistemas complejos, cada situación sea prácticamente irrepetible.

Lo que el Actualismo gana en rigidez a manos de Lyell, lo pierde en veracidad, razón por la cual, a la vuelta de los años, se retoma la teoría oiriginal sin los agregados de Lyell.

¿La Ley del actualismo geológico tiene objeciones o excepciones?

Pues claro, al avanzar el conocimiento, pudo reconocerse que la teoría actualista es aplicable para intervalos acotados del tiempo geològico, y no para toda la historia de la Tierra.

Esto es así porque si nos alejamos hacia atrás, las condiciones se vuelvan cada vez más ajenas a las que hoy se conocen, y los factores inetrvinientes en los procesos no eran necesariamente los mismos.

Por ejemplo, si nos alejamos tanto como cuatro mil millones de años, de existir vida ella era incipiente, y su ingerencia en los procesos era muy distinta a la que hoy tiene.

Otro tanto sucede para tiempos en los que la atmòsfera tenía una composición diferente de la actual, y sin oxígeno libre, por ejemplo, que hoy interviene en numerosos procesos de meteorización y pedogenéticos.

En definitiva, el postulado del actualismo disminuye gradualmente su vigencia a medida que nos internamos en tiempos distantes miles de millones de años.

¿Y su valor predictivo?

Para su uso a futuro puede parafrasearse que el presente es también la clave del futuro. Pero créanme que eso ya es motivo de otros posts porque es más que apasionante.

Sección estratigráfica de una roca del jurásico que ha quedado expuesta en makhtesh Gadol, Israel. Puesto que no hay inversión de estratos, la roca inferior es más antigua que la superior por el principio de superposición.

La ley de superposición de estratos o principio de superposición de estratos es un axioma clave basado en observaciones de la historia natural, y el principio fundacional de la estratigrafía sedimentaria y por lo mismo de otras ciencias naturales dependientes de la geología:

Las capas de sedimento se depositan en una secuencia temporal, en el que las más antiguas se encuentran en posición inferior a las más recientes.

El principio fue propuesto inicialmente en el siglo XI por el geólogo persa Avicena (Ibn Sina), y fue posteriormente reformulada de forma más clara en el siglo XVII por el científico danés Nicolás Steno.

Discutiendo el origen de las montañas, Avicena destacó primeramente el principio de superposición de estratos del siguiente modo:

También es posible que haya sucedido que el mar se haya formado fluyendo poco a poco sobre la tierra que tenía tanto llanuras como montañas, y posteriormente se hubiera refluido del... Es posible que cada vez que la tierra fuera expuesta por el reflujo del mar se haya depositado una capa, ya que vemos que algunas montañas parecen haber sido apiladas capa por capa y por ello es probable que la arcilla de la que están formadas estuviera en algún momento ordenada por capas. Una capa se forma al principio. Posteriormente, en otro periodo se forma una nueva y se apila sobre la primera, y así sucesivamente. Sobre cada capa se extiende una sustancia de un material diferente, lo que forma una partición entre capas sucesivas, pero cuando tuvo lugar la petrificación sucedió algo en la partición que provocó su ruptura y desintegración entre las capas (posiblemente se refiere a la disconformidad de estratos) ... Si procede del primer mar, su arcilla es sedimentaria o primitiva, siendo la última no sedimentaria. Es probable que la arcilla sedimentaria se hubiera formado por la desintegración de los estratos de las montañas. De ese modo se formaron las montañas.

Asumiendo que todas las rocas y minerales fueron en algún momento fluidos, Nicolás Steno razonaba que los estratos rocosos se formaron cuando las partículas presentes en un fluido como el agua se depositaban en el fondo. Este proceso formaría capas horizontales. De ese modo el principio de originalidad horizontal de Steno establece que las capas de roca se forman en posición horizontal, y que cualquier desviación de esta disposición se debe a perturbaciones posteriores.

Se dan excepciones a este caso porque los sedimentos se deben depositar en laderas o gradientes. Estas pueden tener una pendiente que localmente alcance varios grados. No obstante lo dicho, el principio es esencialmente verdadero. Steno estableció otro principio más general que dice lo siguiente:

Cuando un cuerpo sólido es rodeado por todos sus lados por otro cuerpo sólido, de los dos cuerpos que al final se convierten en uno por el mutuo contacto, la superficie de uno expresa las propiedades de la superficie del otro.

Nicolás Steno

En otros términos: un objeto sólido hará que cualquier sólido que se forme a su alrededor se conforme con su propia forma.

Steno fue capaz de mostrar mediante este razonamiento que los fósiles y los cristales se debían haber solidificado antes de que la roca hospedadora que los contiene se hubiera formado. Los filones y muchos cristales se han formado después de que la roca se solidificara, porque frecuentemente muestran irregularidades de forma debidos a que han tenido que conformarse con la roca circundante.

Finalmente, en el caso de los estratos, las capas superiores de una serie de estratos conforman con la forma de los inferiores, y por lo mismo, en un conjunto de estratos, los niveles más recientes deben ser los superiores, mientras que los más antiguos serán los inferiores. Ya que los más antiguos fueron depositados primero están en el fondo y viceversa.

A partir de la observación de Steno de que los estratos rocosos se forman cuando las partículas se depositan a partir de una suspensión en un fluido, se sigue que el estrato más reciente está en la parte superior de la secuencia. No obstante, este principio también se aplica a otros tipos de rocas que no se forman en el agua, como las rocas volcánicas que se vierten en coladas.

Steno se dio cuenta de que otros procesos geológicos podía crear excepciones aparentes para su ley de la superposición y la horizontalidad. Razonó que la formación de cuevas podía eliminar parte de las capas inferiores, y el colapso de la cueva podría transportar grandes piezas de las capas superiores hacia abajo. Reconoció que las rocas podían elevarse por fuerzas subterráneas. Los geólogos reconocen ahora que las inclinaciones, plegamientos y fallas también pueden complicar el análisis de la secuencia estratigráfica. El magma puede abrirse paso a través de las rocas circundantes y se puede intruir entre rocas antiguas, constituyendo una excepción a la ley de Steno. No obstante tales anomalías dejan evidencias físicas en las rocas perturbadas, por ejemplo, las capas de roca falladas pueden resquebrajarse, romperse o metamorfizarse a lo largo de las líneas de falla.

La ley de Steno asigna tiempos relativos, no absolutos: dos capas de roca, en principio, se han podido formar con diferencias de millones de años o días.

El principio de superposición se complementa con otros dos: principio de la horizontalidad inicial y el principio de la continuidad lateral de los estratos, según los cuales los estratos se depositan horizontalmente y tienen la misma edad en todos sus puntos. Los principios enunciados anteriormente tienen ciertas excepciones:

a) En las series formadas en zonas de subducción el apilamiento se produce en la base y no en el techo de la serie, pero ello es debido a la fuerte deformación, aunque ésta ocurre a la vez que el depósito sedimentario.

b) El principio de horizontalidad no se cumple en los bordes de cuenca sedimentaria con pendientes acusadas, como por ejemplo los taludes continentales.

c) El principio de continuidad lateral no tiene en cuenta el hecho de que con frecuencia el medio sedimentario en el que se está formando un depósito se desplaza lateralmente, como en las transgresiones marinas o en la progradación de los deltas (ley de Walther). Por ello, muchas superficies sincrónicas cortan diferentes unidades sedimentarias.

Aplicaciones de la ley de superposición

El propio Steno no veía ninguna dificultad en atribuir la formación de muchas rocas al diluvio universal mencionado en la Biblia. No obstante se dio cuenta de que de los dos tipos principales de rocas en los Apeninos cerca de Florencia, Italia, las capas inferiores no tenían fósiles. Sugirió que las capas superiores se habían formado en el diluvio, tras la creación de la vida, mientras que las inferiores se habían formado antes de que la vida surgiera. Este fue el primer uso de la geología para intentar distinguir diferentes períodos en la historia de la tierra – un enfoque que se desarrollaría espectacularmente en el trabajo de los científicos posteriores.

Las fallas inversas o de compresión eran desconocidas para Steno y sus contemporáneos y no fueron descritas hasta finales del siglo XIX por Peach and Horne en Knockan Crag, Escocia, en la falla invertida de Moine. Las fallas inversas pueden provocar confusión con la ley de superposición porque se pueden dar paralelas al lecho y pueden ser difíciles de detectar, de ese modo se dan situaciones donde, paradójicamente, los estratos más antiguos pueden situarse por encima de los más recientes (cabalgamientos).

Cuando se combina con el principio de sucesión faunística, la ley de superposición proporciona una herramienta muy potente para datar la geología de las rocas y los estratos.

EL ACTUALISMO COMO METODO DE TRABAJO Y LOS FOSILES — Presentation Transcript

• 1. EL ACTUALISMO COMO MÈTODO DE TRABAJO Y LOS FÒSILES

• 2. EL ACTUALISMO El actualismo es un método de trabajo mediante el cual los geologos pueden averiguar a partir de yacimientos encontrados en la actualidad como podrían ser estos en la antigüedad. El geólogo ingles Lyell, Sir Charles

• 3. La anatomía comparada permite reconstruir el aspecto y algunos hábitos de los animales extinguidos, estudiando sus restos fósiles. En 1976 George Cuvier, comparó por primera vez las estructuras de formas fósiles con formas actuales e identificó un sucesión existente entre los organismos extintos y los actuales. Formuló la "Ley de correlación" en la cual se establecía que todas las estructuras del cuerpo de un animal son dependientes entre sí y la modificación de una de la partes produce el cambio en el resto del organismo. Cuvier escribía: "...No existe prácticamente ningún hueso, en sus facetas , curvas y protuberancias, sin que los otros sufran variaciones proporcionales; del examen de un hueso es posible deducir, con ciertos límites, la estructura del esqueleto entero... "

• 4. ACTUALISMO APLICADO A LOS FÓSILES. LA TAFONOMÍA. La tafonomía es la ciencia que analiza los fósiles para averiguar los procesos ocurridos desde que se origina un resto hasta que se transforma en fósil.

• 5. LOS FOSILES Los fósiles es cualquier resto de un ser vivo o de su actividad que queda conservado en las rocas. La fosilización es un proceso de mineralización. Durante la tranformación del sedimento en roca sedimentaria ocurren diversos procesos que forman parte de la fosilizacion.

• 6. *Precipitación en espacios que ya existían, como el interior de una concha. *Precipitación de minerales en los hueco os dejados por la materia orgánica al descomponerse. *Relleno de cavidades con sedimento que luego queda cementado.

• 7. *Sustitución de unos minerales por otros; al disolverse los primeros. Cambios en la estructura cristalina de los minerales que forman los restos. Como resultado se forman los diferentes tipos de fósiles.

Estudio de los fósiles

Otra forma de determinar la edad del planeta Tierra, es través del estudio de los fósiles. Los fósiles son restos, huellas o impresiones dejadas por los organismos que vivieron en otras épocas y que se han conservado en diferentes formaciones geológicas, su estudio está a cargo de la Paleontología. Aquellos animales o plantas cubiertos por capas sedimentarias, se convierten en fósiles, preservando así la morfología que posteriormente permitirá su identificación. Para que el fenómeno de fosilización sea posible, los restos de los animales son recubiertos por varias sustancias minerales como los carbonatos, la sílice y sulfuro de hidrógeno que complementan la petrificación.

La recolección y observación de fósiles en una cantera de Inglaterra en 1794 por el topógrafo William Smith, permitió establecer el principio de repetición sucesional de restos orgánicos, de diferentes estratos del Jurásico, que llamó fósiles guía, sus ideas no tardaron en difundirse por toda Europa, y de una manera especial en Francia, donde fue objeto de estudios científicos por parte de los sabios franceses como Lamarck, Cuvier y Brogniart. Esto generó la siguiente ley: “La edad de las rocas en todas partes puede deducirse de su contenido fósil”.

Los Graptolitos aparecen desde el Cambriano y adquieren gran importancia en el Silúrico, donde aparecen como fósiles guías. Los Graptolitos son colonias formadas por i ndividuos muy pequeños. Cada individuo vivía dentro de una cubierta quitinosa y tubular (la teca o hidroteca ). Las tecas estaban dispuestas formando una vara que recibe el nombre de rabdosoma . Los rabdosomas, estaban distribuidos radialmente y unidos a un flotador o neumatóforo. Las colonias flotaban a la deriva en todas direcciones y otros permanecían fijos sobre algas flotantes.

Las Balemnitas son fósiles extinguidos de la clase de cefalópodos que sirven como fósiles guías de la Era Mesozaica.

Fósiles Guía: como su nombre lo indica, sirven de ayuda o guía en la determinación de la edad relativa (paleontológica) de una formación. De manera general, todos los fósiles son guías muy valiosas en la identificación de las secuencias estratigráficas, pero, un verdadero fósil guía, para que se le considere como tal, debe tener amplia distribución geográfica, así como también, deben tomarse en cuenta las características estructurales que le permitieron evolucionar en el tiempo geológico. Por ejemplo, los trilobites (artrópodos) se han tomado como fósiles guías en toda la Era Paleozoica , por su amplia distribución geográfica: representa el 60% de la fauna cámbrica, donde hacen su aparición, representados por muchos géneros y especies, que sirven para identificar determinadas formaciones como fósiles característicos, como Olenus, Paradoxides y Olenellus.

Trilobites: Estos pequeños artrópodos, invertebrados de patas articuladas y cuerpo segmentado, de origen marino, de dimensiones hasta de 60 centímetros tenían el cuerpo ovalado y dividido en tres partes. Son animales exclusivamente fósiles guías de la Era Paleozoica.

Las amonitas: también son fósiles guía de la Era Mesozoica, donde alcanzan un desarrollo extraordinario. Aparece desde el Devónico. Estos moluscos marinos de clase cefalópodos, debido a su rápida evolución y gran reaparición geográfica tienen gran importancia paleontológica. El diámetro de la concha alcanza desde varios centímetros hasta 2.50 metros.

Muchos fósiles pertenecen a especies extinguidas, es decir, que no tienen representantes en la época actual; pero la mayoría, son el origen de representantes actuales de la fauna y flora que han experimentado la evolución a través de los tiempos. Los fósiles que son la clave del pasado, guardan estrecha relación con el medio físico en que vivieron. Entre los fósiles animales desaparecidos (trilobites y amonites), también se pueden citar otros como el Terodáctilo, el primer reptil volador que se extinguió en el Cretáceo. El Mamut, por ejemplo, es una especie desaparecida del género Elefante, que vivió en Siberia y Alaska.

Fósiles molde: Son la reproducción exacta de la forma exterior del animal o planta en una sustancia mineral, cuyo esqueleto ha sido disuelto por la acción química y se ha reproducido al solidificarse. Cuando los fósiles son ejemplares raros, para usarlos en los laboratorios, pueden ser obtenidos artificialmente en un molde de yeso.

Fósiles huella: Son aquellos organismos que no han dejado petrificación completa, sino parte de ella o simplemente las impresiones, como las partes de hojas, tallos de las plantas, huellas o pisadas de ciertos animales, alas, espinas, plumas, dientes, vértebras, y otros, en sedimentos pizarrosos, carboníferos o de otra naturaleza.

Escala de tiempo geológico

Para el estudio de los acontecimientos del pasado, la historia ha sido divida en tiempos geológicos, donde se describen las Eras Geológicas: Primaria, Secundaria, Terciaria y Cuaternaria, estos nombres fueron sustituidos por: Primaria = Paleozoica, Secundaria = Mesozoica, Terciaria = Cenozoica. La denominación cuaternaria, aún es de uso frecuente aunque algunos autores la denominan Psicozoica (Antropozoica) para identificar la aparición del ser humano o era de la inteligencia, llamada también Neozoica. Estas divisiones han sido logradas mediante los estudios realizados por las técnicas ya mencionadas: estatigrafía, Ley de sucesión faunal u floral, entre otras.

Debido a que los procesos geológicos y morfogenéticos, normalmente, ocurren tan lentamente que exceden las posibilidades de observación humana, los geólogos han ido desarrollando desde el siglo pasado una escala de tiempo, basada en eventos geológicos y biológicos globales, que se utiliza como marco de referencia temporal absoluta . Se toma como inicio la época de formación de la Tierra , aunque se cuenta hacia atrás en millones de años. Los lapsos se establecen con criterios geológicos (estratigráficos) y biológicos. Los grandes períodos tienen alcance planetario y son fundamentales para establecer el tiempo geológico.

Las unidades litoestratigráficas se han establecido a partir de los caracteres litológicos de la sucesión estratigráfica . Son las más utilizadas, ya que muestran una gran objetividad. La principal limitación es, que están condicionadas por los ambientes sedimentarios.

Las unidades bioestratigráficas son establecidas a partir de las características paleontológicas fósiles que presentan las rocas estratificadas. Son consideradas bastante objetivas pues al basarse en la evolución , no son repetitivas y cubren un espacio que puede llegar a ser la totalidad de la superficie de la Tierra. La principal limitación consiste en que están subordinadas a la presencia de fósiles.

Los geólogos y los biólogos fueron estableciendo, simultáneamente, dos escalas de la historia de la Tierra : una estratigráfica , para las rocas y su fauna asociada (cronoestratigráficas), y otra cronológica , para el paso de un tiempo que no se sabía como medir (geocronológicas).

La equivalencia entre las divisiones estratigráficas y las cronológicas es la siguiente:

Divisiones cronoestratigráficas Divisiones geocronológicas

Eontema Eratema Sistema Serie Piso Cronozona Eón Era Período

Época Edad Zona

La historia geológica de la Tierra se ha dividido en distintas unidades . Lo más normal es usar las unidades geocronológicas, para las grandes divisiones, que ordenadas de mayor a menor son: eones, eras, períodos, épocas, y las estratigráficas para las divisiones de menor rango, que de mayor a menor son: series, pisos, zonas. Para fines de este tema usaremos : eón, eras, período, época y piso.

Tabla del tiempo geológico

El eón es la unidad geocronológica de mayor intervalo en la escala de tiempo geológico. Se distinguen tres eones:

• Arcaico, abarca desde hace unos 3 . 800 millones de años (m.a.) hasta 2.500 m.a.;

• Proterozoico, desde 2.500 m.a. hasta 590 m.a. y

• Fanerozoico, que se extiende desde hace 590 m.a. hasta la actualidad.

En la tabla aparece el Precámbrico como eón, ya que abarca el Arcaico y el Proterozoico. Además, la geocronología anglosajona añade el Hadeico , evocando al hades infernal que se supone desde los comienzos de la formación del planeta hace unos 4 . 500 m .a. hasta el comienzo del Arcaico hace unos 3.800 m.a. El período anterior al Proterozoico también se denomina Azoico, que en la tabla se hace sinónimo de Arcaico, aunque incluye el Hadeico. A pesar de que en la tabla aparece como la división que menos ocupa, la Precámbrica abarca más del 80% del tiempo geológico.

Los eones se dividen en eras, definidas a partir de grandes discordancias que señalan el inicio de distintos ciclos orogénicos. Así, el Fanerozoico lo integran tres eras geológicas que son:

• Paleozoica, desde 590 - 245 m.a;

• Mesozoica, desde 245 - 65 m.a. y

• Cenozoica, desde 65 m.a. hasta la actualidad.

Antiguamente al Paleozoico se le llamaba Primario y al Mesozoico Secundario, pero esas denominaciones, hoy han caído en desuso a favor de denominaciones zoológicas, en realidad biológicas, que coinciden con el carácter de los fósiles encontrados en los estratos. El Cámbrico es la era en la que comienzan a encontrarse fósiles de forma masiva, principalmente invertebrados y las primeras plantas terrestres. El Precámbrico, en realidad, sería una era.

Las eras del Fanerozoico, no las del Precámbrico, se dividen en períodos . Están basados en estratos que afloran en diversos países europeos y en Estados Unidos. En español, se utiliza la terminación –ico para los períodos (Jurásico, Ordovícico, Cretácico, etc.).

Los períodos se dividen en épocas, y se traducen como inferior, medio y superior, o inicial, medio y final. En la tabla se muestran como inferior, medio y superior. En el Jurásico y el Cretácico tradicionalmente las épocas tienen un nombre diferente, que también se señalan.

Las épocas se dividen en pisos. Aquí pasamos de la nomenclatura geocronológica a la estratigráfica, ya que los períodos se establecen por series estratigráficas. El piso es la unidad fundamental de la cronoestratigrafía . Consiste en un conjunto homogéneo de rocas estratificadas, que se han formado durante un intervalo de tiempo determinado. En

la terminología en español se suele utilizar la terminación -iense para los pisos (Pontiense, Villafranquiense,...). Normalmente se denomina con el nombre geográfico donde está establecido. El problema es, que la mayoría de los pisos tienen un alcance regional, no global como las anteriores divisiones y es posible encontrar pisos muy diferentes según la zona que se examine. No obstante, en la tabla se han incluido los pisos más reconocidos. Para lo cual se emplea la tabla de las Sociedad Geológica Americana, que es de la más detallada.

El piso se divide en cronozonas. Se trata de los estratos depositados durante el tiempo de existencia de un taxón determinado.

Los trilobites (Trilobita, del latín, "tres lóbulos") son una clase de artrópodos extintos, dentro del subfilo Trilobitomorpha. Son los fósiles más característicos de la Era Paleozoica (Era Primaria). Se han descrito casi 4.000 especies.

Aparecieron en el período Cámbrico (al inicio del Paleozoico, hace unos 540 millones de años), y empezaron a diversificarse ya en el Cámbrico inferior. Tras la extinción masiva de finales del Cámbrico sólo sobrevivieron las formas que habitaban ambientes pelágicos, de aguas profundas. Durante el Ordovícico alcanzaron su máxima diversidad y ocuparon casi todos los nichos ecológicos marinos. A partir del Silúrico presentaron pocos cambios, hasta que en las crisis del Devónico medio y superior sufrieron una importante reducción, extinguiéndose todos los órdenes excepto Proetida. Durante el Carbonífero los representantes del grupo son escasos y restringidos a ambientes de arrecife. Los últimos trilobites, ya sólo habitantes de aguas someras, desaparecieron durante la crisis del límite Permo-Triásico (hace unos 250 millones de años). Por tanto, su presencia en la Tierra se prolongó durante todo el Paleozoico, más de 300 millones de años. Los trilobites son tan abundantes y han sido tan profundamente estudiados, que probablemente sean el grupo de animales fósiles más conocidos.

Inicialmente se consideraron antepasados de los crustáceos (en especial la cochinilla de humedad terrestre, que comparte ciertas características en común) o incluso de todos los artrópodos (ya que fueron los primeros en aparecer en el registro fósil). Hoy se les considera como un grupo independiente, separados de mandibulados y quelicerados.

Morfología

Los trilobites tienen el cuerpo aplanado y liso, más o menos oval y dividido en tres tagmas, céfalon (cefalón), tórax y pigidio; tórax y pigidio forman el tronco. Presentan dos surcos longitudinales que dividen el cuerpo en tres lóbulos claramente delimitados (de donde deriva su nombre): uno central (llamado glabela en el céfalon y raquis en el tronco) y dos laterales (denominados genas o mejillas en el céfalon y pleuras en el tronco). El tegumento dorsal era una gruesa cutícula impregnada de carbonato cálcico, lo que ha facilitado su fosilización. Su tamaño varía desde unos pocos milímetros a más 60 cm en algunas especies gigantes.3

El céfalon ("cabeza") es el resultado de la fusión total de diversos segmentos, y no muestra restos externos de metamerización. Las genas se prolongan por los lados y por detrás por dos puntas genales; las genas están divididas en dos partes por una sutura: una gena fija interna (fixigena) y una gena móvil externa (librigena). La estructura formada por la glabela y las fixigenas se denomina cranidio ("cranidium"). En la cara ventral se localiza el hipostoma, una placa suspendida bajo la glabela que protegía la boca.

Sobre las genas hay un par de grandes ojos compuestos sorprendentemente evolucionados (en algunas especies situados sobre pedúnculos), análogos a los de parientes actuales como los crustáceos e insectos. De hecho, los trilobites fueron los primeros animales en desarrollar ojos complejos, lo que probablemente influyó en su éxito evolutivo. En la parte ventral del céfalon se insertan las antenas unirrámeas, largas y multiarticuladas, y se abre la

boca, tras la cual hay tres pares de patas muy similares entre sí. Las antenas son equivalentes, por su posición preoral, a las de los insectos y miriápodos y al primer par de los crustáceos.

Tórax

El tórax lo formaban entre 2 y 40 metámeros3 bien diferenciados; están articulados entre sí permitiendo el encabalgamiento de segmentos contiguos con lo que el animal podía enrollarse en forma de bola. Ventralmente, cada metámero lleva un par de patas parecidos entre sí y a las del céfalon.

Pigidio

El pigidio forma la parte final del cuerpo y consta de un número variable de metámeros fusionados que forman una estructura compacta. Cada segmento lleva un par de patas similares a las del céfalon y del tórax; a veces, hay un par de cercos apicales multiarticulados.

Apéndices

Las patas de los trilobites muestran una sorprendente uniformidad. Usualmente se consideran apéndices birrámeos, que comienzan en una precoxa, de la cual parte un exopodio multiarticulado y con expansiones foliáceas y que probablemente tuviera función branquial y nadadora, y una coxa de la que parte el endopodio, compuesto seis artejos y una uña terminal. Las extremidades estaban protegidas por unas expansiones laterales llamadas lóbulos pleurales, que se extendían hacia afuera desde el lóbulo axial central.

Este tipo de apéndices no son homologables con los apéndices de otros grupos de artrópodos. En los crustáceos que también tienen apéndices birrámeos, la rama externa (exopodio) se inserta en la coxa. Tampoco tienen relación directa con los apéndices de los Merostomados.

Paleobiología

El desarrollo de los trilobites comportaba una serie de estadios larvales. Las especies más primitivas presentaban un desarrollo larvario completo mientras que en las posteriores el proceso se simplificaba.

El primer estadio larval se conoce como protaspis, formado básicamente por el céfalon. A éste seguía el estadio meraspis en el que se diferenciaban ya algunos segmentos del tórax y el pigidio. El tercer período u holaspis comprende las larvas que ya han adquirido la metamerización completa, pero son aun mucho más pequeñas que un adulto, al que se llegaba después de una serie de mudas.

Paleoecología

Exclusivamente marinos, estaban totalmente ausentes de ambientes de agua dulce y salobre; por su forma aplanada, ojos en posición dorsal y dureza de la cara dorsal se deduce que la mayoría eran animales bentónicos. Seguramente eran micrófagos, filtrando el barro del fondo en que vivían para obtener el alimento, ya que carecían de apéndices excavadores o prénsiles, así como de piezas bucales trituradoras. Algunas especies se hicieron secundariamente pelágicas y desarrollaron expansiones espinosas para favorecer la flotabilidad. Estas espinas también estaban presentes en las larvas protaspis, que son, por tanto, consideradas formas pelágicas con un gran potencial colonizador.

La reducción y pérdida de los ojos experimentada por diversas especies está relacionada seguramente con una adaptación a la zona afótica y la colonización de aguas profundas.

Tafonomía

Como consecuencia de las mudas es muy frecuente el hallazgo de exuvias desarticuladas en el registro fósil, sobre todo cefalones —o cranidios y mejillas librígenas por separado— y pigidios (un mismo individuo puede producir indicios múltiples de su existencia).

Contramolde de Cruziana sp. de Extremadura (España).

A la actividad de los trilobites se atribuyen, principalmente, los icnofósiles Cruziana y Rusophycus. Normalmente se encuentran como contramoldes, en relieve invertido, en la base (cara inferior) de capas de arenisca o cuarcita.

Cruziana se interpreta como pistas fósiles debidas a la locomoción de trilobites, e incluye, dada la gran diversidad de Trilobita, numerosas paraespecies. Son pistas longitudinales formadas por dos surcos que dejan una cresta central, en ocasiones con otros dos surcos más pequeños laterales, y con finas estriaciones oblícuas en forma de "V" —que indican el sentido contrario al del avance—. También han recibido el nombre informal de "Bilobites", actualmente en desuso.

Rusophycus se interpreta como huellas de reposo. Se presentan como dos surcos, cortos y estriados, y más profundos que Cruciana.

Profesora: Participantes:

Dora Piñate Alexis Carrasquel

Jhondri Requena

Richard Silva

Juan Alvarado

Leonel Rico

San Fernando, Junio 2012

Ciencia de la Tierra

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación

Liceo Bolivariano «Ezequiel Zamora»5to Año Sección «C»