INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA

En el Programa de Educación Inicial y Primaria - 2008, en la pág. 199 encontramos 6º grado: El tiempo geológico. Las Eras geológicas. Los Fósiles.

  GEOLOGÍA

La geología puede definirse como la ciencia que estudia la composición, la estructura y la evolución de la Tierra a lo largo del tiempo geológico.

 DISCIPLINAS DE LA GEOLOGÍA

 

Fig. 1

Es una ciencia que desde su nacimiento se ha ampliado y diversificado ampliamente. Hoy en día existen muchas ramas o especializaciones dentro de la misma.

La Estratigrafia es una disciplina geológica estrechamente vinculada a la Paleontologia que estudia la forma, disposición y relaciones temporales de las capas de roca que forman la corteza terrestre . Los procesos que dan Lugar a la acumulación de dichas rocas son fenómenos complejos que se suceden a través del tiempo. Es asi que la Estratigrafia, al estudiar dichos procesos, funciona como una suerte de "reloj de arena" que mide el paso del tiempo geológico pautado por la acumulacion de las sucesivas capas sedimentarias, tal como un verdadero reloj de arena, a otra escala, lo mide por lo que dura la depositación de sus miles de diminutos granos.

La Cronoestratigrafía —del griego χpóvoϛ (hrónos: tiempo), y del la-tin stratum (estrato o capa)— estudia la sucesion de las capas de rocas de la corteza terrestre (y sus fosiles) a traves del tiempo. Reciprocamente, las cro¬nologias sucesivas de estas capas se han basado en su antiguedad relativa (Fig. 4) deducida fundamentalmente de sus fosiles.

La Bioestratigrafia —del griego βíoϛ (bios: vida)— estudia la distribución de los fósiles en las rocas y permite, muchas veces, poder asignar una edad a las mismas en base a ellos, tomando en cuenta el "grado evolutivo" de los conjuntos fosilíferos. Aquellos yacimientos paleontológicos que representan comunidades de seres más antiguos y están dispuestos en los estratos más bajos, suelen representar, a grandes rasgos, una diversidad y "complejidad" menor que los más modernos que se disponen por encima, constituyendo una sucesión faunística.

 ¿QUÉ HACE UN GEÓLOGO?

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Fig. 2

 Un geólogo al tener conocimientos sobre la composición, estructura y evolución de la Tierra, conoce la distribución de las rocas en el espacio y en el tiempo. Esta distribución de las rocas y minerales, permite al geólogo encontrar yacimientos de minerales, petróleo, gas... Además esta disposición permite conocer la geología para poder asentar edificios, autovías sin riesgo para las vidas humanas.

TIEMPO GEOLÓGICO

Fig. 3 -Diagrama de la escala de tiempo geológica

Es la escala temporal que mide la edad de la Tierra. Comienza hace unos 4.600 millones de años y dura hasta hoy.

Con los datos obtenidos por los métodos de estudio de la edad absoluta y relativa de la Tierra, se construyen tablas de tiempo geológico. 
No existe una completa unanimidad a la hora de establecer una sola tabla calibrada del tiempo geológico y unos intervalos de años completamente definidos. 
Hay cuatro tipos del tiempo geológico.
En líneas generales, el tiempo geológico del planeta se divide y distribuye en bloques de años relacionados con acontecimientos importantes que los han caracterizado. Como la edad de la Tierra es de aproximadamente 4.600 millones de años, cuando se habla de tiempo geológico la unidad base es el millón de años y siempre se relaciona como "antes del presente".
Existen varias formas de definir los límites de cada lapso en el que se divide la historia geológica del planeta. Las más usadas son las unidades geocronológicas y las unidades cronoestratigráficas.
Las unidades geocronológicas son las más conocidas y dividen el tiempo geológico, en orden descendente de jerarquía.  

 Tiempo
Figura 4 — Tabla geocronológica informal esquemática.
Se representan los principales cambios biológicos y geológicos registrados en la corteza terrestre a partir de fósiles y rocas. Se presenta también la curva de faunas evolutivas ideada por John Sepkoski, en la cual se observan las abruptas caidas de diversidad (extinciones masivas) basadas en datos de fauna marina. Ar: Arcaico; C: Carbonífero; G: Cámbrico; D: Devónico; J: Jurásico; K: Cretácico; 0: Ordovicico; P: Pérmico; Pr: Proterozoico; Q: Cuaternario; S: Silúrico; T: Terciario; Tr: Triásico. MA: Millones de años.
(Tomado de  "Fósiles de Uruguay" Daniel Perea- Editor - Cap. 2 "La vida en la Tierra"  pág. 37)

 Fig. 5

Las unidades geocronológicas son divisiones de tiempo utilizadas en geología histórica, cuyos límites se establecen a partir de dataciones absolutas. Son unidades abstractas que se corresponden una a una con las unidades cronoestratigráficas, definidas a su vez como el conjunto de los cuerpos de roca formados durante un tiempo determinado, pero establecidas con diferentes criterios: características y eventos paleobiologicos y geológicos, como los cambios de los grupos de organismos predominantes, extinciones masivas, cambios climáticos y etapas orogénicas, entre otros. El establecimiento de las unidades geocronológicas pudo hacerse gracias al desarrollo de las técnicas de datación. La disciplina que estudia las unidades geocronológicas es la Geocronología.

LAS ETAPAS DE LA HISTORIA DE LA TIERRA

Las primeras observaciones geológico-paleontológicas bien documentadas se efectuaron en Europa, por eso la tabla está delineada en sus términos generales por los registros de la corteza terrestre en ese continente.
Se considera a Steno como un precursor en este tipo de observaciones, estableciendo una serie de principios que rigen hasta el presente

 Fig.6 -Nicolás Steno

Principios de Steno.
A mediados del siglo XVII, Nicolás Steno (1638 -1686) formula estos tres principios que aún tienen vigencia:
1)    Superposición: en una sucesión de estratos no deformados; el más antiguo yace en la base, mientras que los más modernos se disponen sucesivamente hacia arriba. Este principio constituye la base de la datación relativa de los estratos y sus fósiles.
2)    Horizontalidad original: debido a que las partículas sedimentarias se asientan desde fluídos bajo influencia gravitacional, la principal estratificación es originalmente horizontal.
3)    Continuidad lateral: los estratos originalmente se extienden en todas direcciones hasta que se afinan a cero o terminan hacia los bordes de su área original o cuenca de depositación.

Fig.7- Johann Lehmann

 El sajón Johann Lehmann (1719-1767) establecio una division de las rocas en tres tipos de "Montafias": las más duras y "antiguas" surgidas en los origenes, otras estratificadas formadas en la "Gran InundaciOn" y otras "aluviales" generadas por procesos geológicos más recientes. Este esquema establecía un fuerte vinculo entre el origen de las rocas y su antigüedad, concepto que actualmente se considera erróneo).

Fig.8 - Giovanni Arduino

Posteriormente, a mediados del siglo XVIII el italiano Giovanni Arduino (1714-1795) organizó la secuencia de estratos de rocas europeas bajo un esquema primario que en sus grandes rasgos se mantiene en la actualidad, nominando a los principales grupos dentro de las edades Primaria (la mas antigua), Secundaria y Terciaria (la mas reciente), sin considerar el aspecto u origen de las rocas como un criterio de antigiledad. A partir de esta propuesta inicial surgen posteriores modificaciones y adiciones que configuran la tabla moderna.

Fig.9 - Jules Desnoyers

A principios del siglo XIX el francés Jules Desnoyers (1800-1887) reconoce una subdivisión mas reciente, el Cuaternario. Los términos Terciario (T) y Cuaternario (Q) (Fig. 4 ), aunque hoy día formalmente no se reconocen, tienen un uso muy extendido en la literatura geológica y paleontológica.

Fig. 10 - Charles Lyell

Los trabajos sucesivos de grandes geólogos y paleontólogos europeos como el escocés Charles Lyell (1797-1875), entre otros, permitieron subdividir y volver a denominar las antiguas divisiones de la tabla geocronológica llegando a la propuesta que predomina actualmente, en cuyos nombres abundan etimologías basadas en accidentes geográficos o hechos históricos del viejo continente, o en características de las mismas rocas..

Hasta el descubrimiento de la radiactividad y el estudio en profundidad de algunas propiedades físicas particulares como la termoluminiscencia y el magnetismo, no existía un "reloj" que nos permitiese medir el tiempo absoluto transcurrido desde el origen de la Tierra hasta nuestros días.
Los principales lineamientos de la tabla geocronológica se rigieron al principio por un tiempo relativo, aquel que surge de la sucesión de eventos que representan las rocas y sus fósiles. A partir del estudio de los isótopos radiactivos y otros métodos de datación absoluta, fue posible calibrar dicha tabla agregando el número muy aproximado de años para cada división.( Ver Fig 4)

Fig. 11

Se supone que la mayoría de las "marcas" que dejaron en la corteza terrestre los diferentes procesos (físicos, químicos, biológicos) que la afectaron, quedaron registradas como testimonio del tiempo pasado. Resulta claro, empero, que es muy improbable que todos esos fenomenos hayan dejado su "huella". Es asi que del tiempo real transcurrido solo se conocen ciertas evidencias relativas en las rocas y en los fósiles, existiendo muchas veces amplias "lagunas" que marcan la ausencia de informacion geologica y paleontológica. Entonces son comunes los hiatos en donde se infiere, por la brusca interrupci6n del registro de las rocas y sus fosiles, que transcurri6 el tiempo aunque no haya quedado plasmada su "marca" (Fig. 12).

Fig. 12 — Las rocas estratificadas no representan todo el tiempo transcurrido, sino que existen hiatos donde no hubo depositacion, aunque si transcurrió el tiempo.

(Tomado de  "Fósiles de Uruguay" Daniel Perea- Editor - Cap. 2 "La vida en la Tierra"  pág. 39)

En la tabla geocronológica esquemática de la Figura 4  se muestran los grandes eventos biológicos que marcan sus principales divisiones, acompañados por las características geográficas mejor conocidas para diferentes periodos (Paleogeografía).
Desde las formulaciones de Alfred Wegener y sus seguidores, se ha hecho patente que la geografía del planeta ha variado mucho a través del tiempo. Estas variaciones han tenido gran influencia en la distribución de los seres vivos y han actuado, sin duda, como factores de dispersión o barreras en los procesos de surgimiento de nuevas especies y en la extinción de otras.
Para alguno de estos últimos procesos pueden haber actuado fenómenos de vulcanismo asociados a los movimientos de las masas continentales. En la actualidad es posible establecer a grandes rasgos la configuración geográfica durante las diferentes eras y periodos, sobre todo a partir del Paleozoico (Fig. 4).

Hay un conjunto de importantes episodios de la Historia de la Vida que han sido marcados por abruptas caídas de la biodiversidad, es decir, por extinciones masivas. Las causas y consecuencias de estas han sido y son un permanente motivo de discusión. En general se manejan la caída de asteroides y cometas, las glaciaciones y consecuentes variaciones del nivel del mar, la colisión de continentes y el vulcanismo (y fenómenos asociados) como probables motivos de las principales extinciones masivas. Se reconocen muchas pero se distinguen seis principales que marcan importantes divisiones en la tabla geocronológica: el fin de los Periodos Cámbrico (C), Ordovícico (0), Devónico (D), Pérmico (P), Triásico (Tr) y Cretácico (K) (Fig. 4).

Fig. 13

Fig. 14

Precámbrico
Los primeros casi 4.000 millones de años de la historia de la Tierra, conocidos en forma genérica como Precámbrico, son los menos conocidos. La evidencia paleontológica indica que la vida en la Tierra tiene mas de 3.500 millones de años.
En efecto, los fósiles mas antiguos tienen aproxi-madamente esa antigüedad y se interpretan como organismos procariotas (con células pequeñas y carentes de membrana nuclear). La explicación científica más aceptada para el origen de la vida es la llamada hipótesis bioquímica, en la cual se propone el surgimiento de los primeros seres vivos a partir de sustancia orgánica inanimada ("caldo primigenio") en la atmósfera terráquea antigua reductora hace unos 4.000 millones de años.
Se han efectuado experiencias recreando las primitivas condiciones y sometiendo a las mismas los elementos químicos esenciales de la vida (carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno), pero sólo se logró obtener moléculas orgánicas complejas. Según esta hipótesis, los primeros seres vivos debieron de ser heterótrofos —del griego (eteró: distinto) y (trofos: alimento)—, es decir que necesitaban de sustancia orgánica elaborada o compleja, aquella que componía el "caldo primigenio". A partir de alguno de estos deberían haber surgido, por mecanismos evolutivos, los autótrofos —del griego  (autós: solo, por si mismo)—, organismos que se adaptaron a elaborar su propia sustancia orgánica a partir de sustancia inorgánica, utilizando la energía disponible de alguna reacción química (quimiosíntesis), o de la luz del sol (fotosíntesis).

Fig. 15 - trilobites

Fig. 16

 Paleozoico 

El inicio del Paleozoico (Fig. 4), sería equiparable a grandes rasgos con la antigua Era Primaria, sobreviene con el desarrollo generalizado del esqueleto en los animales y la gran diversificacion de faunas acuáticas. Está caracterizado por fósiles de muchos tipos de animales extintos. Los invertebrados marinos más característicos fueron los trilobites, braquiopodos, briozoos, graptolites, corales y equinodermos. Los peces aparecen tempranamente, ya en el Cámbrico, mientras los anfibios y reptiles se desarrollan en los últimos períodos del Paleozoico, cuando también se hace abundante la flora terrestre. Al principio de esta era comienza a configurarse el gran continente austral de Gondwana, mientras al Norte, diversas masas continentales aisladas convergen en el continente de Laurasia. Sobre fines de esta era los citados supercontinentes colisionan y forman uno solo, denominado Pangea. El fin del Paleozoico está marcado por la mayor extinción masiva conocida que habría afectado a más del 90% de las especies.

Fig. 17

Fig. 18

Mesozoico

El Mesozoico (Fig. 4), más o menos equivalente a la original Era Secundaria, se caracteriza por fósiles que incluyen tipos de animales tanto modernos como extintos. Los invertebrados marinos dominantes fueron bivalvos, gasterópodos y amonites (un grupo extinto de moluscos cefalópodos).
Aparecen las variedades modernas de corales y equinodermos. Se desarrollaron grandes reptiles marinos como plesiosaurios e ictiosaurios y los dinosaurios no avianos dominaron la tierra, donde tambien surgieron los mamíferos y las aves, conjuntamente con otros reptiles voladores, los pterosaurios. Las floras terrestres incluyen cícadas, coníferas y las primeras angiospermas o plantas con fibras. Durante el Mesozoico la Pangea se fragmenta en las dos grandes masas originales, Gondwana y Laurasia. Esta fragmentación continua afectando también a dichos supercontinentes. Sobre finales de esta era comienzan a vislumbrarse los actuales continentes y a formarse el Océano Atlántico.
El fin del Mesozoico está caracterizado por una extinción masiva en la cual muchas formas de vida desaparecieron, en especial los dinosaurios (exceptuando las aves) y los amonites.

Fig.19

Fig. 20

 Cenozoico

El Cenozoico (Fig. 4) que incluye el presente, está caracterizado por fósiles similares a los seres actuales. Tipos modernos de moluscos, equinodermos, corales y artrópodos, son los invertebrados dominantes en los mares actuales, y los grandes reptiles marinos son sustituídos por las ballenas y delfines. Las faunas terrestres están dominadas por mamíferos y aves, y las floras por las angiospermas. Surgen las praderas y los animales pastadores. En esta era los continentes adquieren su configuración actual terminándose de separar todos los que conformaban Gondwana (Australia de Antártida y esta de Sud-América). Aproximadamente el último millón y medio de años, conocido como Periodo Cuaternario, registra un enfriamiento climático global y varios grandes episodios de glaciación. Sobre fines del Cuaternario surgen los primeros representantes del hombre moderno. 

 Fig.- 21

FUENTES:
Fósiles de Uruguay- Daniel Perea Editor - DIRAC 2008
http://naturaxiz.wordpress.com
http://es.wikipedia.org