Principios de la geología

Seguimos en esta segunda publicación, con los principios de la geología:

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Tiempo geológico

Este concepto es realmente la escala del tiempo geológico, que abarca toda la historia de la Tierra. El tiempo geológico del planeta se divide y distribuye en intervalos de tiempo caracterizados por acontecimientos importantes de la historia de la Tierra y de la vida, por tanto, asociado a fósiles de fauna y flora. Se encuentra enmarcada a lo largo de aproximadamente 4.567 millones de años o 4600 millones de años. En este tiempo se dataron los primeros materiales acrecionados del sistema solar, dando la edad de la tierra. Al final de la escala, se toma el día presente incluido en el Cuaternario el Holoceno.

Cuando se habla de tiempo geológico, lo normal es que se exprese casi siempre en millones de años y siempre referidos a «antes del presente». De modo que, las unidades usadas para dividir el tiempo geológico son de dos tipos: las referidas a tiempo relativo (unidades geocronológicas), que ordenan cronológicamente los acontecimientos geológicos, y las referidas a tiempo absoluto (unidades geocronométricas), expresadas en valores absolutos, en millones de años.

Por ello, debemos hablar de la escala temporal geológica, escala de tiempo geológico o tabla cronoestratigráfica internacional, es el marco de referencia para representar los eventos de la historia de la Tierra y de la vida ordenados cronológicamente. Esta ordenación, se establece divisiones y subdivisiones de las rocas según su edad relativa y del tiempo absoluto transcurrido desde la formación de la Tierra hasta la actualidad. Por ello, se estudia en una doble dimensión: estratigráfica (superposición de rocas) y cronológica (transcurso del tiempo). Así, estas divisiones están basadas principalmente en los cambios faunísticos observables en el registro fósil y han podido ser datadas con cierta precisión por métodos radiométricos. Así la escala compila y unifica los resultados del trabajo sobre geología histórica realizado durante varios siglos por naturalistas, geólogos, paleontólogos y otros muchos especialistas. Desde 1974 la elaboración formal de la escala se realiza por la Comisión Internacional de Estratigrafía de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas y los cambios, tras algunos años de estudios y deliberaciones por subcomisiones específicas, han de ser ratificados en congresos mundiales.

Hitos importantes

· 4600 millones de años: Formación del Sistema Solar.

· 4.54 Ga: Formación de la Tierra.

· c. 4 Ga: Fin del Bombardeo intenso tardío, primeras evidencias de vida.

· c. 3.5 Ga: Inicio de la Fotosíntesis.

· c. 2.3 Ga: Atmósfera oxigenada, primera Glaciación global⁸* 730–635 Ma: segunda Glaciación global.

· 542± 0.3 Ma: Explosión cámbrica – Gran multiplicación de organismos vivos; primer registro fósil en abundancia; inicio del Paleozoico.

· c. 380 Ma: Primeros vertebrados terrestres.

· 250 Ma: Extinción masiva del Pérmico-Triásico– Al menos el 90 % de todos los animales en tierra mueren; fin del Paleozoico y comienzo del Mesozoico.

· 65 Ma: Extinción masiva del Cretácico-Terciario – Desaparecen los dinosaurios; fin del Mesozoico y comienzo del Cenozoico.

· c. 7 Ma: Aparición de los homínidos.

· 3.9 Ma: Aparición del Australopithecus, ancestro directo del Homo sapiens.

· 200 ka: Aparición del primer Homo sapiens moderno en el Este de África.

Métodos de datación

Para hablar de datación tenemos que explicarlo por las dos formas que se encuentran de datar o identificar las edades geológicas.

Datación relativa

Los métodos para la datación relativa, se desarrollaron cuando la geología surgió por primera vez como ciencia natural. Los geólogos todavía utilizan los siguientes principios en la actualidad como un medio para proporcionar información sobre la historia geológica y el momento de los eventos geológicos:

· El principio del uniformismo este principio establece que los procesos geológicos observados en funcionamiento y que modifican la corteza terrestre en la actualidad han funcionado de manera muy parecida a lo largo del tiempo geológico. Un principio fundamental de la geología propuesto por el médico y geólogo escocés del siglo XVIII James Hutton es que «el presente es la clave del pasado».

· El principio de las relaciones intrusivas se refiere a las intrusiones transversales. En geología, cuando una intrusión ígnea atraviesa una formación de roca sedimentaria, se puede determinar que la intrusión ígnea es más joven que la roca sedimentaria. Los diferentes tipos de intrusiones incluyen cepas, lacolitos, batolitos, umbrales y diques.

· El principio de relaciones transversales es el que se refiere a la formación de fallas y la antigüedad de las secuencias por las que cortan. Las fallas son más jóvenes que las rocas que cortan; en consecuencia, si se encuentra una falla que penetra algunas formaciones, pero no las que están encima de ella, entonces las formaciones que se cortaron son más antiguas que la falla, y las que no se cortan deben ser más jóvenes que la falla. De modo que, encontrar la plataforma clave en estas situaciones puede ayudar a determinar si la falla es una falla normal o una falla de empuje.

· El principio de inclusiones y componentes establece que, con rocas sedimentarias, si se encuentran inclusiones o clastos, en una formación, entonces las inclusiones deben ser más antiguas que la formación que las contiene. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, es común que la grava de una formación más antigua se rompa y se incluya en una capa más nueva. Una situación similar con las rocas ígneas ocurre cuando se encuentran xenolitos.

· El principio de horizontalidad original este es un principio que se establece de la deposición de sedimentos ocurre como lechos esencialmente horizontales. La observación de sedimentos marinos y no marinos modernos en una amplia variedad de entornos apoya esta generalización (aunque los estratos cruzados están inclinados, la orientación general de las unidades con estratos cruzados es horizontal).

· El principio de superposición establece que una capa de roca sedimentaria en una secuencia tectónicamente inalterada es más joven que la que está debajo y más vieja que la que está encima. Lógicamente, una capa más joven no puede deslizarse debajo de una capa previamente depositada. Este principio permite que las capas sedimentarias se vean como una forma de la línea de tiempo vertical, un registro parcial o completo del tiempo transcurrido desde la deposición de la capa más baja hasta la deposición del lecho más alto.

· El principio de sucesión faunística se basa en la aparición de fósiles en rocas sedimentarias. Como los organismos existen durante el mismo período en todo el mundo, su presencia o (a veces) ausencia proporciona una edad relativa de las formaciones donde aparecen. Basado en principios que William Smith estableció casi cien años antes de la publicación de la teoría de la evolución de Charles Darwin, los principios de sucesión se desarrollaron independientemente del pensamiento evolutivo. El principio se vuelve bastante complejo, sin embargo, dadas las incertidumbres de la fosilización, la localización de los tipos de fósiles debido a los cambios laterales en el hábitat (cambio de facies en los estratos sedimentarios) y que no todos los fósiles se formaron globalmente al mismo tiempo.

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Datación absoluta

Los geólogos también usan métodos para determinar la edad absoluta de muestras de rocas y eventos geológicos. Estas fechas son útiles por sí solas y también pueden usarse junto con métodos de datación relativa o para calibrar métodos relativos.

A principios del siglo XX, el avance de la ciencia geológica se vio facilitado por la capacidad de obtener fechas absolutas precisas de los eventos geológicos utilizando isótopos radiactivos y otros métodos. Esto cambió la comprensión del tiempo geológico. Anteriormente, los geólogos solo podían usar fósiles y correlación estratigráfica para fechar secciones de roca entre sí. Con las fechas isotópicas, fue posible asignar edades absolutas a las unidades de roca, y estas fechas absolutas podrían aplicarse a secuencias fósiles en las que había material datable, convirtiendo las edades relativas antiguas en nuevas edades absolutas.

Para muchas aplicaciones geológicas, las proporciones de isótopos de elementos radiactivos se miden en minerales que dan la cantidad de tiempo que ha pasado desde que una roca pasó por su temperatura de cierre particular, el punto en el que los diferentes isótopos radiométricos dejan de difundirse dentro y fuera de la red cristalina. Estos se utilizan en estudios geocronológicos y termocronológicos. Los métodos comunes incluyen la datación por uranio-plomo, datación por potasio-argón, datación por argón-argón y datación por uranio-torio. Estos métodos se utilizan para una variedad de aplicaciones. Dataciones de las capas de lava y cenizas volcánicas que se encuentran dentro de una secuencia estratigráfica pueden proporcionar datos de edad absoluta para las unidades de rocas sedimentarias que no contienen isótopos radiactivos y calibran las técnicas de datación relativa. Estos métodos también se pueden utilizar para determinar las edades de emplazamiento de plutones. Se pueden utilizar técnicas termoquímicas para determinar los perfiles de temperatura dentro de la corteza, la elevación de las cadenas montañosas y la paleo-topografía.

El fraccionamiento de los elementos de la serie de lantánidos se utiliza para calcular las edades desde que se eliminaron las rocas del manto.

Conclusión

Se utilizan otros métodos para eventos más recientes. La luminiscencia estimulada ópticamente y la datación por radionúclidos cosmogénicos se utilizan para datar superficies y/ o tasas de erosión. La dendrocronología también se puede utilizar para la datación de paisajes. La datación por radiocarbono se utiliza para materiales geológicamente jóvenes que contienen carbono orgánico.

Podéis aprender mucho más en el Glosario de geología y de los científicos destacados de la misma.

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Artículo escrito por Ana María Morón Usero.

Gracias por leer. Que la ciencia y la fuerza os acompañen