El tiempo geológico.

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1 El tiempo geológico

2 Velocidad de los procesos geológicos
Movimientos epirogénicos Elevaciones orogénicas Movimientos epirogénicos: ascenso y hundimiento de la corteza terrestre, no debido a ajustes isostáticos. Se han medido velocidades de 1m/1000años. Movimientos isostáticos: son movimientos rápidos para la geología. En el golfo d Botnia se han medido velocidades de 1cm/1año. Cordillera del Himalaya: desde el nivel del mar hasta los 8848 m. se ha levantado a una velocidad de 4-12 cm/1000 años. esta misma velocidad se ha medido en las montañas de California, Japón y Golfo de Persia.

3 Procesos erosivos 2cm/1000años en la cuenca de río Congo (20m/1m.a). 3cm/1000años en la cuenca del Amazonas (30m(1m.a.). 10cm/1000años en Inglaterra (100m/1m.a.). En los cursos altos de los ríos, donde las pendientes son mayores, se han medido tasas de erosión de 1-1,5cm/1000años. Transporte y sedimentación Alrededor del contiente antártico se depositan fragmentos rocosos procedentes de lo icebergs a la razón de 135Tm/1año. Las corrientes litorales norteamericanas transportan hacia el sur m3/año.

4 Duración del ciclo geológico (ciclo de Davis)
Supongamos: Las velocidades arriba indicadas. Una cordillera que se eleva a 6000m por encima del nivel del mar. Sufre un desgaste de 1m./1000años. La recuperación isostática es de 4/5 partes de la altura perdida (800 m). Se produce: Un desgaste neto de 200 m/ años. Para que la altitud de la cordillera se redujera a la mitad se necesitan años. A 3000 m de altitud, la tasa de erosión se reduce a la mitad, y junto con la recuperación isostática daría un desgaste neto de 100 m/ años. Por lo que llegaríamos a los 1500 m de altitud pasados otros 15 m.a. Con este razonamiento, la cordillera alcanzaría el estado de penillanura en unos años.

5 Objetivo: Datar una formación geológica. Datar un acontecimiento geológico. Secuenciar los diferentes acontecimientos geológicos. ¿Cómo lo hacemos? Métodos de datación absolutos: Se indica la edad de un acontecimiento en años. Métodos de datación relativos: Se indica una escala comparativa entre acontecimientos, definiendo “un antes y un después”.

6 Datación relativa

7 Lo primero que debemos conocer
La datación relativa se basa en el concepto de estrato. En todo estrato se diferencian varias partes: Techo Muro Espesor Secuenciación y disposición geométrica de los estratos.

8 Estrato Cada una de las capas constituida por un mismo material y que se separa de otra por una superficie claramente definida y separada de la anterior por una clara zona de unión o diastema. En un estrato se encuentras las siguientes partes: Techo: la parte más moderna de él estrato. Generalmente dispuesta en la parte superior del mismo, siempre que la tectónica no haya modificado su posición. Muro: parte más antigua del estrato. Dispuesta en la parte inferior del mismo, siempre que la tectónica no haya modificado su posición. Espesor: distancia que va del techo al muro.

9 Métodos de datación relativa
Criterio estructural Criterio estratigráfico Principio de sucesión de fenómenos geológicos Principio de superposición Criterio biológico Principio de continuidad lateral Principio de horizontalidad Sucesión fósil Principio de identidad paleontológica: biozona Principio de inclusión Criterio físico y geoquímico Paleomagnetismo

10 Principio de superposición
Más antiguo Más moderno Steno, 1669 En una sucesión de materiales estratificados que no han sido sometidos a deformaciones posteriores, un estrato es posterior en su formación al que tiene debajo y anterior al que tiene encima Más moderno Más antiguo

11 Principio de horizontalidad
Los materiales se sedimentan en capas horizontales y paralelas entre sí. La modificación de esta disposición implica la existencia de una deformación (pliegue o falla) Derivado del principio de superposición Más moderno Más antiguo Más antiguo Disposición normal Plegamiento

12 Principio de continuidad lateral
Diferente espesor de los estratos en su desarrollo horizontal pero tiene la misma edad en todo momento. Principio de continuidad lateral Las capas se sedimentan extendiéndose en todas las direcciones hasta que se adelgaza y desaparece. Esto implica que un estrato tiene la misma edad a lo largo de toda su disposición horizontal.

13 Principio intersección o de sucesión de fenómenos geológicos
Viaje por la biología Deriva del principio de superposición Cualquier fenómeno geológico (plegamiento, falla o intrusión) es posterior a los materiales o fenómenos a los que afecta y anterior a aquellos por los que está afectado. Los estratos 3, 1 y 2 están plegados. Conclusión: El plegamiento es posterior a ellos. cnice La falla afecta a las capas D, C y B. No afecta a la capa A Conclusión: La falla es posterior a D, C y B; y anterior a la capa A

14 La falla es posterior a 5 y 4 La falla es anterior a 2 y 1
IES Marqués de Santillana La intrusión (material 3) es posterior a 5, 4 y 2. También llamado principio de inclusión La falla es posterior a 5 y 4 La falla es anterior a 2 y 1 El plegamiento es posterior a 5 y 4.

15 Sucesión fósil Derivada del principio de superposición En una serie de estratos que no han sufrido deformaciones que modifiquen su secuencia sedimentaria, los fósiles que se encuentran en las capas superiores son más modernos que los que se encuentran en las capas inferiores. Fósil más moderno Fósil más antiguo

16 Principio de identidad paleontológica: biozona
Los estratos que presentan el mismo contenido paleontológico tienen la misma edad. La historia geológica nos ha mostrado que los seres vivos evolucionan hacia formas diferentes, sin volver a formas anteriores. Por lo tanto, dos estratos situados en lugares distintos y distanciados, si presentan el mismo contenido paleontológico, tienen la misma edad. Más moderno Más antiguo Misma edad Más antiguo

17 Datación absoluta

18 Varva glaciar Depósito rítmico anual glaciar que se produce en los lagos que se forman en los frentes de los glaciares al fundirse éstos. Cada varva consta de dos capas: Banda clara o banda de verano: se produce entre primavera y otoño. Consta de limos o arena fina de color claro. Bando oscura o banda de invierno: se produce en los depósitos de invierno, formada por arcillas oscuras que generan una banda oscura. Las varvas glaciares constituyen una sedimentación anual de 0.5 a 1.0 cm de Espesor.

19 Banda oscura = depósito de invierno
Un año Banda clara = depósito de verano

20 Banda oscura = depósito de invierno
Un año Banda clara = depósito de verano

21 Dendrocronología Se basa en el estudio de los anillos de crecimiento de los árboles. Cada año corresponde a dos anillos: uno claro o anillo de primavera-verano. uno oscuro o anillo de otoño-invierno. El anillo del primer año se encuentra en el centro del tronco y el del último año se encuentra junto a la corteza. Los árboles crecen a lo largo de toda la vida pero de manera discontinua. Durante la primavera el árbol construye células grandes que producen un crecimiento en grosor del tronco. Con la llegada del verano el agua empieza a escasear, el árbol sigue creciendo pero construye células más pequeñas. A lo largo del otoño y el invierno el crecimiento se detiene y las células mueren. El contraste entre estas células más pequeñas y las células nuevas y grandes que comienzan a crecer al año siguiente es el que nos permite diferenciar los anillos y hacen posible su recuento.

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23 Anillos de crecimiento en corales
Durante su crecimiento, los corales van depositando capas de aragonito formando bandas como los anillos de crecimiento de los árboles. Porites masivo y sus anillos de cremiento

24 Método radiométrico Generalidades sobre los tipos de radiación Radiactividad natural: Los núcleos atómicos emiten espontáneamente diferentes tipos de radiación y los convierten en otros núcleos atómicos diferentes. Este proceso fue descrito en 189 por el físico Henry Becquerel. La radiación emitida puede ser: α o núcleo de helio β o electrones Radiación ϒ La radiactividad no es un fenómeno cíclico.

25 Radiación β: Radiación α: Radiación ϒ:
Corresponden a átomos de helio doblemente ionizados(tienen dos cargas positivas por perder 2 electrones). Es decir, se emite un núcleo formado por dos neutrones y dos protones. Por su gran masa tienen poca penetrabilidad, pudiendo ser frenados por una lámina de aluminio de 0,1 mm de espesor o por una hoja de papel. Radiación β: Típica de átomos con un exceso de neutrones. Un neutrón se transforma en un protón y un electrón que emite casi a la velocidad de la luz. Radiación ϒ: Radiaciones electromagnéticas. Tienen una gran penetrabilidad en los cuerpos. Las frena un pared de plomo o de hormigón de 1 m. de espesor.

26 estable inestable Método radiométrico
Los elementos radiactivos son inestables por lo que se pueden descomponer. Son los llamados elementos primarios o padres. Éstos se transforman en elementos secundarios más estables, son los elementos hijos o radiogénicos. Desprendiendo partículas α (núcleo de helio) o partículas β (electrones) o radiación ϒ . Todas las rocas están formadas por minerales que están formados por átomos que se disponen formando redes cristalinas. Entre su composición tienen elementos que radiactivos como el uranio, el plomo, el carbono, etc. α o núcleo de helio β o electrones Radiación ϒ elemento primario inestable elemento radiogénico estable

27 Período de semidesintegración (t1/2):
Tiempo que tarda en convertirse la mitad del contenido de un elemento primario, presente en una roca, en un elemento radiogénico. La desintegración es un proceso exponencial. Es decir que tarda mucho tiempo en que se lleve a cabo el proceso de transformación del elemento radiactivo al elemente estable (radiogénico o no radiactivo). t1/2 Imagen tomada de Juan Manuel Velasco et al. Geología. 2º Bto. Ed. EDITEX. 2001

28 La radiactividad no es un fenómeno cíclico.
λ: es la constante de semidesintegración. Es la probabilidad de que un átomo de un elemento padre se trnasmute en un tiempo determinado No : número de átomos del elemento padre. Si tenemos un millón de átomos radiactivos y el periodo de semidesintegración es un año, tardarán un año en convertirse en Pero transcurrido otro año aún quedarán , y en otro más quedarán Cada vez se desintegran menos átomos en un mismo tiempo. No átomos iniciales tardan T1/2 en ser No/2.

29 Un elemento radiogénico es útil en datación si cumple tres condiciones
El elemento radiogénico se debe diferenciar fácilmente de los isótopos iguales ya existentes en la muestra de roca. Debe ser un elemento abundante en la naturaleza. Su vida media no sea ni muy grande ni muy pequeña en relación al intervalo de tiempo que queremos medir. En general se dice que el alcance máximo de un método es de 10 veces la vida media del elemento padre.

30 Métodos radiométricos de datación
Elemento padre Elemento hijo Vida media Observaciones Samario 147 Neodimio 143 Ma El mejor método en rocas metamórficas muy antiguas, más de mil millones años. Rubidio 87 Estroncio 87 Ma Se utiliza en cualquier tipo de roca. Buen método para rocas ígneas precámbricas. Uranio 238 Plomo 206 4.510 Ma El método más preciso. Se usa en rocas ígneas y metamórficas. Uranio 235 Plomo 207 713 Ma Igual que el U238/Pb206 Potasio 40 Argón 40 1.300 Ma El método más común. Se usa en rocas de cualquier edad. Berilio 10 Boro 10 1,5 Ma Muy útil en rocas sedimentarias de edad inferior a los 15 m.a. Torio 230 Radio 226 años Útiles en sedimentos marinos de menos de un millón de años. Protactinio 231 Actinio 227 años Carbono 14 Nitrógeno 14 5.730 años Útil en materiales cuaternarios de origen biológico. Argón 39 Potasio 39 269 años Para agua o hielo de menos de mil años. Tritio Helio 3 12,43 años Para agua o hielo muy recientes. Tomado de Juan Manuel Velasco et al. Geología. 2º Bto. Ed. EDITEX. 2001

31 Método del carbono-14 En las capas altas de la atmósfera, los rayos de sol actúan sobre el N14, formándose C14 (inestable). El C14 se une al oxígeno formando CO2 . La vida media del c14 es de 5730 años. La relación C12/C14 es constante en la atmósfera. El carbono pasa a los tejidos vegetales y animales en esa proporción. A los vegetales pasa durante la fotosíntesis cuando se coge el CO2 del aire; y a los animales mediante la cadena alimenticia. Cuando un ser vivo muere deja de incorporar carbono por lo que el C14 empieza a transmutarse en N14 perdiendo 1 electron. Es decir la proporción C12/C14 va en aumento en ese resto de ser vivo. El método del C14 sólo sirve para medir edades de hasta años.

32 Método del C14: Incorporación del carbono en los seres vivos
C12= isótopo estable. C14= isótopo inestable. C12/C14 = constante en atmósfera y seres vivos Neutrones de alta energía procedentes del sol 12C + O CO2 14C + O CO2 N14 C14 Absorción de CO2 para la fotosínteis 12CO2 14CO2 12CO2 14CO2 Por la alimentación a través de la cadena alimenticia

33 Método del C14: pérdida de C14 en los seres muertos
Ser vivo muerto No absorbe carbono El C14 inestable se transmuta a N14, perdiendo un electrón. C14 N14 β C12/C14 = aumenta Tiempo de semidesintegración del carbono: 5730 años. Útil para materia orgánica del cuaternario. Edades no superiores a los años.

34 Escala geológica La historia de la Tierra se estableció en una escala de tiempo universal en 1878 en el primer congreso de Geología internacional. La historia de la Tierra se organizó en unidades variables: Eón: espacios de tiempo muy amplios y marcados por acontecimientos muy grandes en la historia de la Tierra. Eón arcaico: Desde que se formó la Tierra hasta hace 2500 m.a., momento en el que aparece el oxígeno en libre en la atmósfera. Eón proterozoico: desde el final del eón Arcaico (2500 m.a.) hasta que aparecen los primeros fósiles de animales con estructuras rígidas (570 m.a.) Eón fanerozoico: desde los 570 m.a. hasta la actualidad. Eras: se definen por las grandes discordancias que indican el inicio de los distintos ciclos orogénicos. Arcaica Proterozoica Paleozoica Mesozoica Cenozoica Sistemas o períodos: Suelen reflejar cambios mayores en las biotas de cada era o aspectos mayores de condiciones climáticas y geológicas. Serie o épocas: conjunto de rocas que tienen una edad determinada dentro de un período.

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