Historia de la Geología

Las sacudidas periódicas que soportaban los habitantes de la Tierra, sobre todo el movimiento sísmico de Lisboa de 1755, que conmovió creencias y generó curiosas teorías, estimuló el interés por conocer el interior del planeta. Además, los avances en este terreno influyeron de manera decisiva en otros ámbitos del pensamiento pues vinieron a arrojar dudas sobre la edad que la Biblia le otorgaba.

La polémica sobre los orígenes de las rocas va a centrar los trabajos del siglo XVIII, existiendo dos teorías: neptunista, creada por Werner (1749-1817), y vulcanista, fundada por Hutton (1726-1797). Para el neptunismo, cuyo sistema se basaba más en hipótesis que en comprobaciones, la Tierra fue en su origen un núcleo sólido cubierto por un océano que actuó como verdadero agente del cambio geológico. Distingue cinco tipos de formaciones diferentes: primitiva, de transición, sedimentaria, derivativa y volcánica, la de constitución más reciente y accidental. El vulcanismo, o plutonismo, mantiene tesis distinta, aunque no llega a negar del todo el papel del agua en esta materia, admitiendo que la mayoría de las rocas parecen haberse formado como sedimentos marinos. Ahora bien, su consolidación había sido posible por la acción del calor subterráneo al introducirse materia fundida dentro de ellas. Más tarde, los agentes climatológicos desintegran las rocas; la lluvia y los ríos depositan sus trozos en el mar, donde constituyen nuevos estratos que emergerán otra vez para ser erosionados. En opinión de Hutton, la historia de la Tierra debe interpretarse como procesos naturales aún operativos o de reciente actividad. "Ningún poder -afirmaba- será empleado que no sea natural al globo, ni será admitida ninguna acción, excepto aquellas de las que conocemos el principio".

Aparte de esta polémica, durante la primera mitad de siglo se intentó determinar las secuencias temporales de los principales tipos de estratos de la corteza terrestre sin gran éxito en ese momento. Será durante la segunda, cuando Lehmann (1767) y Füchsel (1722-1773) establecieron la sucesión geológica de las rocas para el Harz y Turingia, respectivamente, sentando las bases de la estratigrafía científica.

Los plutonistas triunfaron sobre los neptunistas y el fuego, confuso y de estirpe romántica, que estallaba en los volcanes y levantaba la corteza fabricando montañas y cordilleras le ganó la batalla a la bella teoría del océano en retirada.

De pronto quedó al descubierto el “tiempo profundo”, el enorme tiempo geológico, que transcurre por debajo de nuestro tiempo cotidiano que medimos en días y años.

Pero no sin consecuencias: el océano primordial se adaptaba, aunque con dificultades a la cronología corta del relato bíblico, pero al desaparecer dejó al descubierto un océano nuevo, esta vez de tiempo. Porque pensar, como sostenían Hutton y los plutonistas, que la superficie de la Tierra había sido moldeada a lo largo del pasado por las mismas fuerzas que la modificaban ahora

(la erosión, la sedimentación, la lluvia, el viento, la elevación de la corteza, volcanes y terremotos) y al mismo ritmo –esto es, el uniformismo– tenía una sola consecuencia posible: ese pasado debía, forzosamente, ser inmenso.

De pronto quedó al descubierto el “tiempo profundo”, el enorme tiempo geológico, que transcurre por debajo de nuestro tiempo cotidiano que medimos en días y años, por debajo del tiempo histórico que contabilizamos en siglos; las fuerzas que modifican la superficie de la Tierra actúan en forma lenta, increíblemente lenta: los ríos cavan sus cañadones a través de los siglos, las rocas son moldeadas por la lluvia a través de los milenios, las montañas se elevan con paciencia exasperante; por acción del material fundido que está debajo, la corteza asciende sin que nadie lo note, y una cordillera puede tardar millones de años en formarse.

La gente, que estaba acostumbrada a pensar en un mundo recientemente creado, en una breve historia de seis mil años a lo sumo, recibía un terrible golpe conceptual: descubrían que su tiempo, el tiempo de sus vidas, prácticamente no contaba en la inmensidad de los tiempos geológicos, descubrían que los ríos y los océanos, las montañas y los volcanes, eran mucho más importantes y más antiguos que ellos, que sus culturas y civilizaciones. Pero no un poco más antiguos, mucho, pero mucho más antiguos; tanto, que resultaba difícil de creer.

Pero, ¿cuán antiguo? ¿Cuánto se extendía esa especie de eternidad hacia atrás? Ya en 1778, Buffon, partiendo de la idea de que la Tierra era un fragmento desprendido del Sol que se había enfriado lentamente, estimó esa eternidad en 74 mil años; la cifra causó escalofríos, y nadie la creyó, aunque en realidad no era nada, nada de nada; cuando Lyell publicó en 1930 su Geología de 1830, que más tarde inspiraría a Darwin la teoría de la evolución, se hablaba ya de millones de años; a mediados del siglo XIX, Lord Kelvin calculó la edad de la Tierra en cien millones de años, nada menos: casi mil quinientas veces más que la cifra alocada de Buffon. Pero a fines del siglo, el número había trepado a mil quinientos millones de años, y más tarde, cuando se pudieron datar las rocas con elementos radiactivos, Arthur Holmes arrojó, para el pasado de la Tierra, la cifra de cuatro mil quinientos millones de años, que es la que aceptamos actualmente.

Cuatro mil quinientos millones de años: es muchísimo. Si la comprimiéramos en un año, la vida humana media duraría apenas ocho décimas de segundo. Tropezar con una roca es tropezar con el tiempo; cuando se nos cure la lastimadura, la roca todavía estará ahí, y cuando nazcan los taranietos de los nietos de quienes están leyendo esto, la roca seguirá estando allí, casi sin cambios. Quizá por eso los geólogos, dicen, son gente melancólica y escéptica, y no usan reloj.

Esta ciencia se fundamenta en la consideración de que todas las transformaciones de la corteza terrestre han obedecido a causas que todavía, con mayor o menor intensidad, actúan en ella y que, por tanto, la Tierra está en continua transformación (en contraposición a las antiguas ideas de

grandes catástrofes que no han tenido repetición). Posteriormente a Lyell, en la segunda mitad del siglo XIX, la geología experimenta un gran desarrollo gracias a la aparición de nuevas técnicas, métodos y teorías (A. Heim, 1878, con la teoría de los mantos de corrimiento; E. Suess, 1897, con la explicación de transgresiones y regresiones por isostasia, etc.). Suess publicó una vasta síntesis de todo el saber geológico del siglo XIX. El siglo XX aporta la teoría de la deriva de los continentes (Taylor, 1910; Alfred Wegener, 1912), estudio de materiales con el uso de los rayos X (Bragg, 1920), etc. En la década de 1950 se inicia la exploración submarina de los océanos, y a partir de 1969 la geología tiene la ocasión de realizar sus primeros estudios sobre rocas lunares y del planeta Marte.

Parte 1

Algunas Reseñas históricas acerca de la geología.

La naturaleza de nuestro planeta (sus materiales y procesos) ha sido objeto de estudio durante siglos. Los escritos sobre temas como los fósiles, las gemas, los terremotos y los volcanes se remontan a los griegos, hace más de 2.300 años.

Sin duda, el filósofo griego más influyente fue Aristóteles. Por desgracia, las explicaciones de Aristóteles sobre la naturaleza del mundo no se basaron en observaciones y experimentos sagaces. Antes bien, fueron opiniones arbitrarias. Aristóteles creía que las rocas habían sido creadas bajo la de las estrellas y que los terremotos se producían cuando el aire entraba con fuerza en la tierra, se calentaba por los fuegos centrales y escapaba de manera explosiva. Cuando se enfrentaba a un pez fósil, explicaba que . Aunque las explicaciones de Aristóteles pudieran ser adecuadas para su época, por desgracia se las siguió aceptando durante muchos siglos, impidiendo así la elaboración de explicaciones más racionales. Frank D. Adams afirma en The Bird and Development of the Geological Sciences (Nueva York: Dover, 1938) ( El nacimiento y desarrollo de las Ciencias Geologicas) que .

Catastrofismo A mediados del siglo XVI, James Ussher, arzobispo anglicano de Armagh, primado de Irlanda, publico un importante trabajo que tuvo influencias inmediatas y profundas. Afamado estudioso de la Biblia, Ussher construyó una cronología de la historía humana y de la tierra en la que determinó que la Tierra tenía solo unos pocos miles de años, ya que había sido creada en el 4004 a.C. EL tratado de Ussher consiguió aceptación generalizada entre los líderes científicos y religiosos de Europa, y su cronología acabo figurando impresa en los márgenes de la misma Biblia.

Durante los siglos XVII y XVIII la doctrina del catastrofismo influyó con gran fuerza en el pensamiento sobre la dinámica de la tierra. Dicho brevemente, los catastrofistas creían que los paisajes de la Tierra habían sido formados inicialmente por grandes catástrofes. Por ejemplo, las montañas o los cañones, cuya formación hoy sabemos que requiere mucho tiempo , se explicaban como si fueran el resultado de desastres súbitos y a menudo a escala planetaria, producidos por causas desconocidas que ya no actúan. Esta filosofía era un intento por encajar la velocidad de los procesos terrestres con las ideas entonces reinantes sobre la antigüedad de la tierra.

La relación entre el catastrofismo y la edad de la tierra se puede resumir como sigue:

Que la tierra había sufrido grandes y extraordinarios cambios durante su oscuro pasado era claramente evidente para cualquier ojo inquisitivo; pero concentrar esos cambios en unos pocos y breves milenios precisaba una filosofía hecha a medida, una filosofía cuya base era el cambio súbito y violento.

Nacimiento de la Geología moderna. La geología moderna se inicia en los años finales del siglo XVIII, cuando James Hutton, médico y terratenientes escocés, publicó su Theory of the Herat (Teoría de La Tierra). En su trabajo, Hutton estableció un principio que constituye el pilar de la geología actual: el Uniformismo. Establece simplemente que las leyes físicas , químicas y biologicas que actúan hoy, lo han hecho también en el pasado geológico. Esto significa que las fuerzas y los procesos que en la actualidad observamos que dan forma a nuestro planeta actuaron también en el pasado. Por tanto, para comprender las rocas antiguas, debemos entender primero los procesos petrogenéticos y sus resultados en la actualidad. Esta idea suele expresarse decidiendo que

Antes de la Theory of the Earth de Hutton, nadie había demostrado de manera eficaz que los procesos geológicos se producían a lo largo de período extremadamente largos. Sin embargo Hutton sostuvo con persuasión que fuerzas que parecen pequeñas producen, a lo largo de lapsos prolongados de tiempo, efectos exactamente igual de grandes que los derivados de acontecimientos catastroficos súbitos. A diferencia de predecesores, Hutton citó con sumo cuidado observaciones verificables para apoyar sus ideas.

Por ejemplo, cuando sostenía que las montañas eran esculpidas y, en última instancia, destruidas por la meteorización y la acción de las aguas superficiales, y que sus restos eran llevados a los océanos por procesos observables, Hutton dice: ; y además: . Pasó a continuación a resumir este pensamiento planteando una pregunta y proporcionando inmediatamente la respuesta.

En nuestros días, los principios básicos del uniformismo son tan viables como en época de Hutton. De Hecho, nos damos cuenta con más fuerza que nunca de que el presente nos permite una percepción del pasado y que las leyes físicas, químicas y biológicas que gobiernan los procesos geológicos se mantienen invariables a lo largo del tiempo. Sin embargo, también entendemos que esta doctrina no debería tomarse demasiado al pie de la letra. Cuando se dice que en el pasado los procesos geológicos fueron los mismos que los que operan en la actualidad no se pretende sugerir que tuvieran siempre la misma importancia relativa o que actuaran precisamente a la misma velocidad. Además algunos procesos geológicos importantes no pueden observarse en la actualidad, pero hay pruebas fehacientes de que suceden. Por ejemplo, sabemos que la tierra ha sufridos impactos de grandes meteoritos aunque no haya testigos humanos. Acontecimientos como estos alteraron la corteza de la tierra , modificaron su clima e influyeron enormemente en la vida sobre el planeta.

La aceptación del Uniformismo significó la aceptación de una historia muy larga para la tierra. Aunque la intensidad de los procesos terrestres varía, estos siguen tardando mucho en crear y destruir los principales accidentes geograficos del paisaje.

Por ejemplo los geólogos han llegado a la conclusión de que en el pasado existieron montañas en zonas de las actuales Minnesota, Wisconsin y Michigan. En la actualidad, la región consiste en colinas bajas y llanuras. La erosión (proceso que desgasta la tierra) destruyó de forma gradual esos picos. Los cálculos indican que el continente norteamericano está siendo rebajado a un ritmo de unos 3 centímetros cada 1000 años. A este ritmo, el agua, el viento y el hielo tardarían 100 millones de años en rebajar una montaña cuya altitud fuera de 3000 metros.

Pero incluso este lapso de tiempo es relativamente pequeño en la escala temporal de la historia de la Tierra; el registro rocoso contiene pruebas de que la tierra ha experimentado muchos ciclos de formación y erosión de montañas. En lo referente a la Naturaleza en continuo cambio de la Tierra a través de grandes períodos de tiempo, Hutton hizo una afirmación que se convertiría en una cita clásica. En la conclusión de su famoso artículo publicado en 1788 en las Transactions of the Royal Society of Edinburgh , afirmó : . Una cita de William L. Stokes resume la importancia del concepto básico de Hutton:

En el sentido de que el Uniformismo requiere la actuación de leyes o principios intemporales e invariables, podemos decir que nada de nuestro conocimiento, incompleto, pero extenso, discrepa de él .

Lo modifican. Es importante recordar que, si bien muchos rasgos de los paisajes de nuestro entorno parecen no cambiar durante los decenios que nosotros los observamos, sin embargo, si estan cambiando , pero a escalas temporales del orden de los centenares, millares o incluso muchos millones de años.

Aunque Hutton y otros reconocieron que el tiempo geológico es extremadamente, no tuvieron métodos para determinar con precisión la edad de la tierra. Sin embargo, en 1896 se descubrió la radiactividad. La utilización de la radiactividad para datación se intentó por primera vez en 1905 y se ha perfeccionado desde entonces. Los geólogos pueden ahora asignar fechas bastante exactas a acontecimientos de la historia de la tierra. Por ejemplo sabemos que los dinosaurios se extinguieron hace alrededor de 65 millones de años. En la actualidad se sitúa la edad de la tierra en unos 4500 millones de años