¿Y… CÓMO COMENZÓ TODO?

La teoría de la gran explosión o Big Bang, supone que hace unos millones de años toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona muy pequeña del espacio, a una temperatura enorme, y explotó. La materia se separó violentamente en todas las direcciones y, posteriormente, por atracciones gravitatorias, se concentró en parte formando nebulosas... Desde entonces, el Universo está en constante movimiento y evolución.

La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace unos 4570 millones de años.

En un principio la Tierra era una esfera de material fundido cuyo tamaño iba aumentando porque se iban agregando nuevos fragmentos denominados PLANETESIMALES. Los impactos de estos fragmentos aumentaban todavía más la temperatura.

Así era nuestro planeta al principio Los grandes impactos de los planetesimales cesaron hace unos 4000 millones de años. La Tierra comenzó entonces a enfriarse.

Miles de millones de años después, todavía hoy la Tierra tiene un CALOR INTERNO

La Tierra no se ha enfriado por completo por su enorme masa y porque la corteza actúa como un aislante térmico. En el Sistema Solar, los planetas y satélites más pequeños se enfriaron antes que la Tierra o Venus

Mercurio Venus Tierra Marte Luna Mercurio, Marte y la Luna se consideran “geológicamente muertos” porque se enfriaron con más rapidez

Núcleo interno Núcleo externo Manto Corteza Al irse enfriando se fueron formando capas concéntricas.

Hace unos m.a. ya existía la Tierra. Estaba muy caliente y rodeada de una primitiva atmósfera en la que comenzó un proceso químico que culminó con la aparición de la vida. En ese momento, con la disminución de choques de meteoritos, la superficie terrestre comenzó a enfriarse lo suficiente como para que se formaran los primeros océanos terrestres, apareciendo a su vez las primeras rocas de tipo ígneo.

Actividad 2 de la página 51 y leer la 50

En 1650, el arzobispo anglicano James Usher, mediante estimaciones basadas en el estudio de la Biblia dedujo que la Tierra se creó en el 4004 a.C.

En el siglo XVIII, el conde de Buffon mantenía (aprovechando una idea sugerida por Newton) que la Tierra se había formado a partir del Sol y estudiando el ritmo de enfriamiento del hierro propuso que la Tierra tenía una edad superior a los años, lo que le supuso graves problemas con la Iglesia. Un globo de hierro al rojo vivo que fuera de igual tamaño que la Tierra difícilmente se enfriaría en menos de años

En 1862, el físico escocés William Thomson (posteriormente llamado Lord Kelvin) publicó cálculos que estimaban la edad de la Tierra en una banda entre 24 millones de años y 400 millones de años. Supuso que la Tierra se habría formado como una bola de roca fundida, y calculó el tiempo que demoró el proceso de enfriamiento hasta las temperaturas actuales. Sus cálculos no incluyeron el efecto de calentamiento por decaimientos radioactivos, ya que se desconocía el fenómeno en aquella época.

Charles Darwin, en El origen de las especies, libro publicado en 1869, expone que para la evolución de los seres vivos se requieren grandes periodos de tiempo y serían necesarios más de 400 millones de años. En 1900, John Joly, físico irlandés, calculó el ritmo al cual los océanos habrían acumulado sal mediante procesos de erosión, y determinó que los océanos tendrían una edad de unos 80 a 100 millones de años.

En 1927, el geólogo británico Arthur Holmes publicó su obra sobre la edad de la Tierra según dataciones radiométricas y estableció un rango de edad entre 1600 y 3000 millones de años.

En 1953, Clair Cameron Patterson, geoquímico estadounidense, determinó con exactitud la edad de la Tierra en millones de años, con un margen de error de unos 70 millones de años. Para realizar dicha medición y dada la complejidad que suponía encontrar rocas lo suficientemente antiguas como para servir de referencia, se basó en un supuesto: las rocas encontradas en los meteoritos serían probablemente de similar longevidad a las que formaron la Tierra.

Concibió la historia geológica como una historia interrumpida bruscamente por revoluciones o catástrofes (la más reciente el diluvio universal). En tales períodos se habría modelado el relieve y producido la extinción de las especies hasta entonces existentes y su sustitución por otras. Estas nuevas especies procederían de otras regiones del planeta que se habrían salvado de la catástrofe o bien de sucesivas creaciones. George Cuvier en el siglo XVIII planteó cómo ocurrían algunos cambios en la Tierra desde una interpretación de los textos bíblicos: una interpretación fijista.

En el mismo siglo XVIII, James Hutton mantenía posturas muy alejadas de las del catastrofismo. Formuló los principios básicos de las actuales investigaciones geológicas: tiempo de millones de años, uniformismo y gradualismo. “Conocer el presente es la llave para comprender el pasado”

"Los procesos geológicos terrestres siempre han sido los mismos y siempre han actuado de la misma manera, por lo que los procesos que podemos estudiar hoy en día (magmatismo, deriva continental, sedimentación, etc.), han sucedido igual en otros momentos de la historia de la Tierra". Charles Lyell en el siglo XIX dio forma a las claves para entender los procesos ocurridos a lo largo de la historia de la Tierra:

En el siglo XX surge una nueva teoría de síntesis que reconoce el actualismo como la guía principal que permite entender los procesos geológicos, pero no excluye que fenómenos catastróficos ocasionales hayan contribuido en eventuales alteraciones localizadas en la superficie terrestre. Esta concepción busca interpretar los efectos de algunos fenómenos catastróficos, como ocurre con los impactos de meteoritos, basándose en datos geológicos. Actividades 3 y 4 de la página 51

Es difícil para el ser humano hacerse una idea de lo que es el tiempo en Geología. Lo que para nosotros puede parecer enormemente lento, como puede ser por ejemplo la separación de América del Norte y Europa, a escala geológica es un proceso muy rápido. Lo que para nuestra escala puede ser un suceso improbable, como es el choque de un meteorito grande contra la Tierra, a escala geológica se convierte en un suceso seguro, es decir, grandes meteoritos han chocado repetidamente contra la Tierra. La unidad del tiempo en geología es el millón de años.

El estudio de las rocas, la estratigrafía o estudio de la disposición de las rocas sedimentarias y el estudio de los fósiles, junto con la cronología, nos van a permitir reconstruir la historia de nuestro planeta. Para estudiar la evolución global de la Tierra, lo primero que debemos hacer es dividir los millones de años en unidades de tiempo que abarquen procesos más o menos globales y que sean susceptibles de subdividirse más para facilitar el trabajo de investigación.

Tomando como base cronológica el millón de años (m.a.), las DIVISIONES GEOCRONOLÓGICAS en que se divide la historia terrestre reciben el nombre de: EONES, que a su vez se dividen en: ERAS, divididas en: PERÍODOS, divididos en: ÉPOCAS

Precámbrica

La historia de la Tierra reducida a 24 horas

La historia de la Tierra se divide en dos partes de características claramente diferenciadas por los hechos acontecidos y, sobre todo, por el conocimiento que tenemos de esos hechos: Tiempo PrecámbricoTiempo Precámbrico. Abarca desde la formación de la Tierra hace unos ma, hasta hace unos 540 ma. Este período es el más dilatado de toda la historia de la Tierra. En él se dieron los procesos más importantes que han ocurrido nunca: la formación de la propia Tierra, la aparición de la vida, la formación de una atmósfera reductora y, hacia el final del período, la explosión de formas vivientes con la aparición, además, de los primeros vertebrados. Este tiempo se suele dividir en tres eones o divisiones temporales, que son el Hádico, el Arcaico y el Proterozoico.

EÓN HÁDICO Formación de la Tierra. Formación de la primera atmósfera (sin oxígeno). Gran bombardeo de meteoritos. Formación de la Luna. Formación de océanos primitivos. Formación de la litosfera. Formación de las primeras rocas.

EÓN ARCAICO Aparición de las primeras células anaerobias heterótrofas. Aparición de células anaerobias fotosintéticas = Cianobacterias. Primeras estructuras de origen biológico = Estromatolitos. Primeros continentes. Inicio de la tectónica de Placas. Comienza a liberarse oxígeno hacia la atmósfera. Cesa la lluvia de meteoritos.

EÓN PROTEROZOICO Los primeros continentes se unen formando Pangea I. Primeras células aerobias. Primeras células eucariotas. Comienza a formarse la capa de Ozono. Primeros seres vivos pluricelulares: algas rojas y verdes. Primeras glaciaciones. Primeros metazoos: fauna de Ediacara. Primeros hongos.

Eón FanerozoicoEón Fanerozoico. Se inicia hace unos 540 ma y llega hasta nuestro días. Aunque sólo supone el 11 % del tiempo de la Tierra, es cuando se configura el planeta tal como lo conocemos, con los continentes actuales y la gran variedad de vida existente, la cual nos incluye a nosotros mismos. Se divide en tres eras: PaleozoicoPaleozoico (= "vida antigua") Equivale a la antigua era Primaria. En ella surgirán casi todas las formas de vida animal y vegetal y se producirá la conquista de los continentes por parte de los seres vivos. MesozoicoMesozoico (= "vida media"). Es la antigua era Secundaria. Los reptiles y las gimnospermas dominan la Tierra y surgen las aves y los mamíferos en los continentes actuales. CenozoicoCenozoico ( "vida nueva") Engloba a las antiguas eras Terciaria y Cuaternaria. En estas dos eras los mamíferos y las plantas con frutos se constituyen como grupos dominantes. Culmina con la aparición del ser humano.

Se diversifican los invertebrados. Las plantas (Briofitas) y los animales (Artrópodos) salen del agua y colonizan la Tierra. La atmósfera alcanza los niveles actuales de oxígeno. Aparecen los vertebrados = peces acorazados. Los vertebrados conquistan la Tierra: peces - anfibios - reptiles. Surgen las Espermatófitas, plantas con semillas. Pangea I se reúne, formando Pangea II. Gran extinción Pérmica. Era paleozoica

Era mesozoica Aparecen los dinosaurios y otros grandes reptiles, que se extenderán por todos los mares y continentes y dominarán la Tierra. Se fragmenta Pangea II. Surgen los Mamíferos y las Aves. Aparecen las Angiospermas. Gran extinción Cretácica por el impacto de una gran meteorito.

Era cenozoica Los mamíferos se diversifican y se extienden por toda la Tierra. Continúa la expansión del Océano Atlántico. Se crean las grandes cordilleras actuales (orogenia alpina). Aparecen los Homínidos. Grandes glaciaciones y formación de los casquetes polares. Aparece la especie humana.

¿Qué criterios se han utilizado para dividir el tiempo geológico en distintas unidades geocronológicas? ¿Cuáles son los eones y las eras en la historia de la Tierra? Sitúalas cronológicamente. Para conocer el orden en que sucedieron algunos hechos y cuándo pasaron nos hace falta utilizar métodos de datación que pueden ser absolutos o relativos. Fotocopias Actividades 13 de la página 65 y 4 y 13 de la 68

La vida media o período de desintegración (T) es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una masa de isótopos radiactivos. Conforme pasa el tiempo, la muestra se empobrece en átomos padre y se enriquece en átomos hijo. Así, conociendo la cantidad de isótopos de cada tipo, se puede datar la roca.

Supongamos que el isótopo amarillo se desintegra transformándose en el violeta y que su vida media es de 5750 años. Veamos cómo pasa el tiempo geológico 5750 años años años

Los métodos de datación radiométricos presentan algunos inconvenientes: -Se aplican casi exclusivamente en rocas magmáticas. -Si las rocas ha sufrido algún tipo de transformación o algún deterioro, se alteran sus propiedades, y por tanto se alteran los valores. -Los instrumentos que se utilizan para la datación son muy costosos y complejos -Siempre hay algún mínimo de error al medir cualquier tipo de roca, aunque la precisión de los instrumentos sea buena ya que las cantidades de los isótopos medidas son muy pequeñas.

Busca conocer el momento concreto en que se formó una roca o sucedió determinado fenómeno geológico. Los métodos radiactivos son los más precisos y se basan en la desintegración de elementos radiactivos, que ocurre a una velocidad determinada para cada tipo de elemento. Se mide en una roca la cantidad de elemento radiactivo presente y de su isótopo estable y después se calcula el tiempo que ha pasado desde que la roca se formó, siendo conocido el periodo de semidesintegración de dicho elemento radiactivo. ¿Qué es el periodo de semidesintegración de un elemento radiactivo? Pon algún ejemplo.

Actividad resuelta de la página 53 Actividades 1 y 8 de la página 68 Elabora una gráfica que refleje la variación en el contenido de isótopos radiactivos ( 40 K- 40 Ar) con el tiempo.

Un estrato es más moderno que los que se encuentran debajo y más antiguo que los que se encuentran encima. El depósito o sedimentación de los estratos ocurre de forma episódica. En 1669, Nicolás Steno enunció el principio de superposición de los estratos: P r o c e s o d e s e d i m e n t a c i ó n

En esta representación de los estratos o capas de rocas sedimentarias, el más antiguo es el D y el más moderno el F Columna estratigráfica:

El principio de superposición de los estratos no es aplicable cuando se ha alterado la posición original de los estratos (por ejemplo, en pliegues tumbados). En este caso, se recurre al principio de la superposición de los acontecimientos, una generalización del anterior: Un acontecimiento es más joven que las rocas a las que afecta y más antiguo que las rocas que no han sido afectadas por él. Pliegue tumbado Un ejemplo: resulta obvio que los pliegues y fallas de este terreno son posteriores a la formación de los estratos de rocas.

Los métodos de datación relativa permiten ordenar en el tiempo materiales, fósiles o sucesos. Se basan en la estratigrafía (estudio de los estratos, capas de rocas sedimentarias) y en cuatro principios fundamentales que siguen el actualismo:  Principio de superposición de los estratos.  Principio de superposición de los fenómenos geológicos.  Principio de continuidad.  Principio de idéntidad paleontológica. Actividad resuelta de la página 67

Actividades 2 y 14 de la página 68 y 16 de la 67 Actividades fotocopiadas

Los FÓSILES se pueden definir como restos de seres vivos y de su actividad biológica. También podemos decir que son moldes de parte o de todo el ser vivo, conservados en rocas (sedimentarias y pizarras-rocas metamórficas de grado bajo-).

Los restos que se han conservado suelen ser de partes mineralizadas, tales como caparazones, conchas y huesos. No obstante, hay casos en que se mantiene el ser vivo completo, como sucede con los invertebrados conservados en ámbar, los mamuts congelados de Siberia, o animales y plantas hundidas en fondos de zonas pantanosas.

En el proceso de FOSILIZACIÓN lo normal es que se produzca una mineralización de los restos orgánicos en la que se intercambien, molécula a molécula, sus componentes orgánicos u inorgánicos por otros minerales, normalmente de sílice, carbonatos, hierro, etc.. En ocasiones se han mantenido detalles muy precisos del ser vivo, como es el caso de algunos huevos de dinosaurio mineralizados hallados, en los que se han podido estudiar embriones y fetos.

También se consideran fósiles los restos de las actividades de los seres vivos como sus huellas (ICNITAS), excrementos (COPROLITOS), piedras ingeridas para facilitar la digestión (GASTROLITOS), etc. Por ejemplo, en gran cantidad de comarcas conocemos la presencia de dinosaurios por las huellas que dejaron.

Los fósiles son el mejor medio para datar un estrato, ya que las diferentes especies han vivido en determinados momentos. Algunos seres vivos han vivido casi desde los primeros tiempos de aparición de la vida, tales como las bacterias, algunos gusanos, moluscos, erizos marinos, etc.. Otros, sin embargo, sólo vivieron en momentos muy concretos y poco extensos, como los ammonites, los trilobites, los dinosaurios, etc... Además, los fósiles ilustran, mejor que nada, el ambiente en el que vivieron y murieron, esto es, si era un fondo marino, una zona costera, de aguas cálidas o frías, la profundidad, los climas, etc... Los fósiles que vivieron sólo en períodos muy concretos son los más interesantes para datar los estratos en que se encuentran. Se les denomina FÓSILES GUÍA.

Los fósiles son restos de organismos o de su actividad conservados, fundamentalmente, en rocas sedimentarias. El proceso de fosilización incluye numerosos procesos de transformación de materia viva en mineralizada evitando la descomposición completa. Los fósiles guía son característicos de determinado momento de la historia de la Tierra y, por ello, se utilizan en datación relativa. Actividades 5 y 6 de la página 55 y 3 de la 68

tm tm