TIEMPO GEOLÓGICO Y GEOLOGÍA HISTÓRICA
EL TIEMPO GEOLÓGICO Es el tiempo transcurrido desde el origen de la Tierra hasta el presente. El debate sobre la edad de la Tierra ha pasado por varias etapas: Interpretación del relato bíblico sobre la creación (Génesis) Primeros intentos científicos de estimar la edad de la Tierra. Nace la Geología. Descubrimiento de la radiactividad natural. Desarrollo de los métodos de datación radiométrica. El debate sobre cómo han ocurrido los procesos geológicos del pasado enfrentó durante casi un siglo dos formas de pensamiento opuestas: 1. El catastrofismo: defiende que los fenómenos geológicos son consecuencia de grandes catástrofes. 2. El actualismo: defiende la uniformidad en el espacio y el tiempo de las leyes que operan en la naturaleza, por lo que el pasado puede ser interpretado a la luz de lo que sucede en el presente.
LA ORDENACIÓN DE LOS ACONTECIMIENTOS GEOLÓGICOS Los principios básicos de la estratigrafía sirven para establecer el orden cronológico de las rocas que forman un terreno. - Principio de horizontalidad original: los estratos se depositan en posición horizontal en las cuencas sedimentarias y así permanecen si no actúa ninguna fuerza sobre ellos. - Principio de superposición de estratos: en una sucesión de estratos los más bajos son más antiguos y los que están encima más modernos. - Principio de continuidad lateral: un estrato tiene la misma edad a lo largo de toda su extensión. - Principio de sucesión faunística: los estratos que se depositaron en diferentes épocas geológicas contienen distintos fósiles, debido a la naturaleza continua e irreversible de la evolución biológica. Estratos que tiene los mismos fósiles tienen la misma edad.
Relaciones de corte. Sirven para ordenar cronológicamente acontecimientos que afectan a las rocas: “Un acontecimiento es posterior a las rocas que afecta y posterior a las que no afecta.” Se aplica para intrusiones ígneas (plutones, diques, etc…), estructuras tectónicas o deformaciones de las rocas (pliegues y fallas) y superficies de erosión que afectan a estratos.
¿Cuándo se producen el pliegue y la falla? ¿Cuándo se producen la intrusión magmática y la falla?
Correlación estratigráfica. La correlación es el procedimiento mediante el cual se establece la correspondencia temporal entre estratos geográficamente separados. Construcción de una columna estratigráfica general a partir de tres columnas estratigráficas regionales. A la derecha, el intervalo de presencia de las especies fósiles X, Y y Z. ¿Qué principio de la Estratigrafía se ha utilizado para hacer la correlación? ¿Qué fósiles son útiles para la correlación? Concepto de fósil-guía.
Discontinuidades estratigráficas. Una discontinuidad estratigráfica es un intervalo de tiempo que no está representado por sedimentos dentro de una sucesión estratigráfica. Tipos: Paraconformidad. Disconformidad. Discordancia angular. Inconformidad.
Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la interrupción de la sedimentación. Son concordantes.
Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la interrupción de la sedimentación. Son concordantes. Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la pérdida de estratos por erosión. Son concordantes.
Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la interrupción de la sedimentación. Son concordantes. Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la pérdida de estratos por erosión. Son concordantes. Contacto entre dos unidades estratigráficas con distinto buzamiento.
Serie estratigráfica del Gran Cañón del Colorado. Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la interrupción de la sedimentación. Son concordantes. Dos unidades estratigráficas paralelas separadas por una laguna estratigráfica debida a la pérdida de estratos por erosión. Son concordantes. Contacto entre dos unidades estratigráficas con distinto buzamiento. Contacto entre dos unidades, una superior estratificada (sedimentaria) y otra inferior no estratificada (ígnea o metamórfica). Serie estratigráfica del Gran Cañón del Colorado.
Discordancia angular
EL MÉTODO DEL ACTUALISMO Se basa en la interpretación de los acontecimientos geológicos del pasado sobre la base de nuestro conocimiento de los procesos geológicos actuales. Se utiliza para realizar reconstrucciones paleoambientales en las que se deducen las condiciones climáticas del pasado a partir de diversos indicadores. Tipos de indicadores paleoclimáticos: Paleontológicos (fósiles): Polen fósil Organismos unicelulares como los Foraminíferos. Sedimentológicos y geomorfológicos: Clima árido. Clima glaciar. Clima templado-húmedo. Isotópicos: proporción de 18O/16O en el hielo glaciar.
Los sedimentos de los lagos contienen granos de polen de la vegetación circundante que, a su vez, es reflejo del clima existente.
Los sedimentos de las llanuras abisales se acumulan de forma continua y lenta (2-6 cm/1000 años). Sedimentos abisales. Los Foraminíferos son protozoos marinos de concha calcárea.
La proporción del 18O en la nieve y el hielo es tanto menor cuanto menor es la temperatura media del aire.
Testigos de hielo de Groenlandia: testigos de climas pasados.
MÉTODOS DE DATACIÓN ABSOLUTA Sirven para medir la edad de un elemento geológico (roca, mineral, fósil). Los hay de varios tipos: Dendrocronología. Varvocronología. Capas de hielo en glaciares continentales. Métodos radiométricos.
DENDROCRONOLOGÍA: Los anillos de crecimiento de los árboles permiten calcular su edad y conocer las condiciones ambientales en las que han crecido.
Encadenando dataciones se pueden obtener secuencias de varios miles de años.
VARVOCRONOLOGÍA: En el fondo de lagos se acumulan sedimentos que tienen un patrón anual. En los lagos de frente glaciar, las varvas constan de un estrato claro (arenoso o limoso) producido en primavera y otro oscuro (arcilloso) en invierno.
La acumulación de hielo en los glaciares sigue un patrón anual reconocible.
MÉTODOS RADIOMÉTRICOS: Los isótopos radiactivos se transforman en el elemento estable a un ritmo constante, caracterizado por su vida media o periodo de semidesintegración: tiempo que tarda en reducirse a la mitad su cantidad.
Método del carbono 14.
Paleomagnetismo: método de datación por correlación. Sierra de Atapuerca (Burgos) polaridad normal Gran Dolina (4) polaridad invertida Paleomagnetismo: método de datación por correlación.
¿Qué es la tefrocronología? Las grandes erupciones explosivas emiten cenizas (tefras) que pueden alcanzar grandes extensiones en muy poco tiempo. Las cenizas de una misma erupción se podrán incorporar al registro sedimentario de muchos lugares distantes entre si.
LA ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO El tiempo geológico se ha dividido en unidades temporales en las que se sitúan los acontecimientos geológicos del pasado. Se ha construido así la Tabla Cronoestratigráfica Internacional con las distintas unidades estratigráficas ordenadas cronológicamente. Los límites entre las distintas unidades estratigráficas se definen a partir de grandes eventos biológicos (desaparición y aparición de especies) o geológicos (orogenias).
La duración relativa de las grandes divisiones del tiempo geológico.
El tiempo geológico comprimido en un año.
GEOLOGÍA HISTÓRICA Es la rama de la Geología que estudia los sucesos y las transformaciones que ha experimentado la Tierra desde su formación hasta el presente.
EÓN HÁDICO (4600-4000 m.a.) - Formación, enfriamiento y consolidación de la Tierra. - Origen de la Luna. - Primera corteza. - Primera atmósfera.
EÓN ARCAICO (4000-2500 m.a.) Origen de la vida. Procariotas. Primeros estromatolitos. Origen cianobacterias.
EÓN PROTEROZOICO (2500-541 m.a.) Enriquecimiento de la atmósfera primitiva en 02. Supercontinente Rodinia. Primera célula eucariota (Teoría endosimbionte). Primeros pluricelulares (Fauna de Ediacara).
ERA DEL PALEOZOICO (541-252 m.a.) Fragmentación de Pangea 1. Explosión biológica del Cámbrico. Primeros vertebrados en el Ordovícico, los peces acorazados. Orogenia caledoniana. Colonización del medio terrestre en el Silúrico y Devónico por los vegetales (musgos y helechos) y los animales (insectos, anfibios). La atmósfera alcanza su nivel actual de oxígeno. Aparición de las primeras coníferas y los primeros reptiles (Carbonífero). Formación de Pangea 2. Orogenia hercínica (Pérmico). Gran extinción. Desaparece el 90 % de las especies acuáticas.
Radiación o explosión cámbrica: En el Cámbrico se pasa de una biosfera Fauna de Burgess Shale (Canadá): Esponjas (5-7) Artrópodos: Trilobites (1), otros artrópodos (9-19) Especies “extravagantes”: Hallucigenia (20), Opabinia (24), Wiwaxia (26), Anomalocaris (28) Radiación o explosión cámbrica: En el Cámbrico se pasa de una biosfera predominantemente microbiana a otra poblada por casi todos los tipos actuales de animales.
Los trilobites son los fósiles característicos del paleozoico.
La vida en el Ordovícico. Peces acorazados, primeros vertebrados.
La vida en el Silúrico. Primeras plantas vasculares (helechos).
En el Devónico los vertebrados colonizan el medio terrestre con la aparición de los anfibios.
En el Carbonífero hubo grandes bosques de helechos y aparecen las primeras coníferas y los primeros reptiles.
La vida en el Carbonífero
En el Pérmico proliferan los reptiles, algunos de gran tamaño como el Dimetrodon.
Durante el Pérmico se completa la formación de Pangea 2 mediante colisiones continentales que levantan extensas cadenas de montañas (orogenia hercínica).
El Pérmico termina con la mayor extinción en masa que ha sufrido la vida. El 95 % de las especies marinas y el 70 % de las terrestres se extinguieron. Las causas propuestas son diversas y no excluyentes entre si: - impacto de un cometa - actividad volcánica extrema (trampas siberianas) - incendios generalizados - falta de oxígeno en los océanos - altas temperaturas
Pangea 2 se comienza a fragmentar. ERA DEL MESOZOICO (252-66 m.a.) Pangea 2 se comienza a fragmentar. Surgen los primeros mamíferos a partir de reptiles primitivos (Triásico). Extraordinaria diversificación de los reptiles. Aparición de las aves a partir de un grupo de dinosaurios. Extinción en masa del 70 % de las especies.
Pangea 2
La vida en el mar.
Los ammonites son los fósiles característicos del Mesozoico.
En tierra destaca la gran diversidad de reptiles, y dentro de estos el grupo de los dinosaurios.
En el mesozoico surgen los mamíferos y las aves a partir de los reptiles.
Las plumas surgen antes que el vuelo. El vuelo es primero pasivo y después activo.
Archaeopterix representa la transición entre reptiles y aves.
Archaeopterix reunía características de reptil y de ave.
En el yacimiento paleontológico de Iberomesornis romerali En el yacimiento paleontológico de Las Hoyas (Cuenca) se han encontrado fósiles de varias especies de aves primitivas únicas.
Eoalulavis hoyasi
Se acepta mayoritariamente que la extinción del final del cretácico se produjo como consecuencia del impacto de un asteroide (hipótesis de Álvarez y Álvarez).
La concentración normal de Iridio en la corteza es del orden de 0,1 partes por billón mientras que en el límite K-T la proporción es 90 veces superior a la normal.
El límite K-T en Zumaia (País Vasco).
Cráter de Chicxulub, Yucatán (Méjico).
ERA DEL CENOZOICO (66 m.a.- 0 m.a.) Se forman las grandes cordilleras actuales (orogenia alpina). Diversificación de aves y mamíferos. Aparición de los árboles caducifolios y las gramíneas. Formación de los casquetes glaciares de Groenlandia y la Antártida. Aparición de la especie humana.
La orogenia alpina forma las principales cordilleras del sur de Europa y Asia.
Radiación adaptativa de los mamíferos durante el cenozoico: la extinción de los dinosaurios deja muchos nichos ecológicos libres que van siendo ocupados por los mamíferos.
Árbol evolutivo de los primates.
Árbol evolutivo de la especie humana.
Australpithecus afarensis, “Lucy”.
Homo habilis
Homo ergaster
Homo erectus
Yacimiento paleontológico de Atapuerca (Burgos). Gran Dolina.
Fósiles de Homo antecessor encontrados en Gran Dolina.
Homo antecessor. Cráneo del chico de la Gran Dolina.
Marcas de corte sobre un hueso de Homo antecessor. Ejemplo de canibalismo “gastronómico” más antiguo conocido.
Cráneo de “Miguelón” (1992) La Sima de los Huesos en Atapuerca es el yacimiento de fósiles humanos más rico del planeta y el único en el que está representada una amplia población humana compuesta por al menos veintiocho individuos de ambos sexos y diferentes edades de muerte. Homo heidelbergensis
La pelvis de Elvis, una pelvis humana (Homo heidelbergensis) completa de hace 300.000 años, es algo mayor que la de los humanos actuales.
Homo neanderthalensis.
HOMINIDOS
¿Estamos inmersos en la sexta extinción en masa?