28.2.12

La increíble historia de la teoría de Wegener en vídeo musical

Acaba de llegar a mis manos virtuales este divertido vídeo sobre la teoría de Wegener:



Eso sí, si vuestro dominio del inglés (a pesar del bilingüismo imperante) es tan escaso como el mío, activad los subtítulos.

24.2.12

¿Cómo se divide el tiempo geológico?

Ya en el siglo XVIII los naturalistas de la época habían organizado divisiones del terreno (primarios, secundarios y terciarios) que, aunque esencialmente litológicas, solían tener un cierto sentido temporal.
En las primeras décadas del s. XIX, los naturalistas europeos comenzaron a aplicar los principios definidos por Steno a las series sedimentarias, organizando sucesiones locales de rocas que pronto se intentaron correlacionar a la escala de continente. Las divisiones básicas se IIamaron eras y se dividían en sistemas y series. Los criterios para el establecimiento de divisiones fueron tectónicos (presencia de discordancias o disconformidades), sedimentológicos (cambio en el régimen de depósito) y paleontológicos (relevo importante de faunas fósiles).

El gigantesco trabajo de los estratígrafos del s. XIX resultó en una proliferación de escalas que en general sólo tenían un valor regional. Aunque pronto se decretó la meta de conseguir una escala universal, hacia el final del siglo comenzó a abundar la evidencia de que no había ningún acontecimiento geológico que sucediese en todo el mundo al mismo tiempo.

De esta forma fueron creciendo en paralelo dos escalas de la historia de la Tierra: una estratigráfica, para las rocas y su fauna asociada, y otra cronológica, para el paso de un tiempo que no se sabía cómo medir. Las unidades cronoestratigráficas se refieren a los estratos que se han depositado durante un tiempo determinado, por lo que son unidades materiales (estratos), mientras que las unidades geocronológicas son divisiones puramente temporales, intangibles (tiempo), aunque estén relacionadas con las primeras. La equivalencia entre las divisiones estratigráficas y las cronológicas es la siguiente:

Divisiones
Cronoestratigráficas
Divisiones
Geocronológicas
Eontema
Eón
Eratema
Era
Sistema
Período
Serie
Época
Piso
Edad
Cronozona
Zona

Si muchas de estas divisiones no son universales, ¿cómo se ha podido llegar a una escala cronoestratigráfica única? La respuesta es que la moderna escala de tiempos geológicos es una suma generalizada de acontecimientos geológicos planetarios (los menos), continentales (algunos) y regionales (la mayoría).

La política de la Unión Internacional de Sociedades Geológicas (IUGS) es la de establecer los llamados Estratotipos Globales de Límites, como concreciones materiales del paso de unas unidades estratigráficas a otras. Sin duda los límites son reales sólo en determinados puntos de la Tierra, en el resto, sólo son una fecha que no coincide con ningún acontecimiento geológico específico. (ver escala del 2009 en pdf)


De este modo, la historia geológica de la Tierra se ha dividido en distintas unidades. Normalmente el uso de unas u otras dependerá del tipo de investigación y los objetivos a alcanzar. Lo más normal es usar las unidades geocronológicas, para las grandes divisiones, que ordenadas de mayor a menor son: eones, eras, períodos, épocas, y las estratigráficas para las divisiones de menor rango, que de mayor a menor son: series, pisos, zonas.
·        El eón es la unidad geocronológica de mayor intervalo en la escala de tiempo geológico. Se distinguen tres eones: Arcaico, abarca desde hace unos 3.850 m.a. hasta 2.500 m.a.; Proterozoico, desde 2.500 m.a. hasta 540 m.a. y Fanerozoico, que se extiende desde hace 540 m.a. hasta la actualidad. Eontema es la unidad superior cronoestratigráfica, aunque no se suele utilizar, pues debido a su magnitud no es útil como división de estratos.
·    Los eones, a su vez, se dividen en eras (u.g.) o eratemas (u.c.), definidas a partir de grandes discordancias que señalan el inicio de distintos ciclos orogénicos. Así, el Fanerozoico lo integran tres eras geológicas que son: Paleozoica, desde 540-245 m.a; Mesozoica, desde 245-65 m.a.; Cenozoica, desde 65 m.a. hasta la actualidad.
·         Las eras del Fanerozoico, a su vez, se dividen en períodos (u.g.) o sistemas (u.c). Están basados en estratos que afloran en diversos países europeos y en EE.UU., dónde se desarrolló el trabajo estratigráfico de clasificación. Los nombres se refieren a su origen geográfico y en algún caso, a características específicas de los estratos, como la litología. En castellano, se utiliza la terminación –ico para los sistemas (Jurásico, Ordovícico, Cretácico, etc.). Por otro lado, el sistema llamado Terciario engloba a los sistemas Paleógeno y Neógeno de la escala actual.
·       Las series desde un punto de vista estratigráfico, se traducen como inferior, medio y superior, aunque desde un punto de vista meramente cronológico (épocas) sería preferible traducir como inicial, medio y final.
·   El piso es la unidad fundamental en cronoestratigrafía. Consiste en un conjunto de rocas estratificadas que se han formado durante un intervalo de tiempo determinado. Ha de estar muy bien definido, por lo que es imprescindible que esté referido a una sección tipo. No obstante, el problema principal estriba en la determinación de sus límites, por lo que se tiende a definir los estratotipos de los límites del piso. En la terminología en castellano se suele utilizar la terminación -ense para los pisos (Cenomaniense, Turonense, etc.). Normalmente se denomina con el nombre geográfico donde está establecido el estratotipo. La unidad geocronológica correspondientes es la edad y su denominación es la misma que la del piso equivalente.
·       La cronozona son los estratos depositados durante el tiempo de existencia de un taxón determinado, aunque no esté presente de forma física. La denominación de esta unidad se realiza añadiendo a la palabra cronozona, el nombre de la especie que lo caracteriza. La unidad geocronológica correspondiente, la zona, se denomina de la misma forma.

21.2.12

Los métodos de datación absoluta

Este método cronológico consiste en fijar fechas lo más exactas posibles para los momentos en que se produjeron determinados acontecimientos geológicos. Los métodos cronológicos absolutos más usados son:

1.- Los ritmos biológicos, como por ejemplo los anillos de crecimiento de los árboles: dendrocronología. Cada anillo está compuesto por una parte clara y otra oscura, y cuyo grosor depende del clima durante el periodo de crecimiento. Contando los anillos de un tronco vivo a partir de su corteza se llega a conocer su edad con bastante precisión. Los anillos internos (más antiguos) de un árbol sirven para datar anillos exteriores de otros árboles más viejos. Encadenando las dataciones, se ha llegado a obtener una secuencia continua de más de 7.000 años. Además de proporcionar un calendario, los anillos de los árboles son indicadores climáticos, ya que permiten registrar las variaciones de pluviosidad.

Otros fenómenos periódicos (biológicos y geológicos) que permiten realizar dataciones absolutas son los anillos de crecimiento en corales y el análisis de varvas glaciares: pares de estratos producidos anualmente, sobre todo en lagos de frente glaciar, que constan de un estrato claro (arenoso o limoso) producido en primavera y otro oscuro (arcilloso) en invierno.

Varvas glaciares. Fuente: prehistoria.foroactivo.net
 
2.- Métodos radiométricos, que se basan en la desintegración de elementos radiactivos inestables en las rocas, y su transformación en otros elementos estables. Dicha transformación se produce por la emisión de rayos alfa  (núcleos de He), rayos beta (electrones) o rayos gamma (radiación electromagnética). Esta transformación es constante e independiente de otras variables físico-químicas de la Naturaleza.

Se conoce como período de semidesintegración o vida media (t1/2) al tiempo que tarda en reducirse a la mitad, por desintegración, el elemento radiactivo que existía originariamente en la roca. Por tanto, si podemos medir la cantidad del elemento o elementos estables formados a partir del anterior, podemos calcular el tiempo transcurrido desde que se formó la roca y comenzó el proceso.
Método Potasio 40-Argón 40. Fuente: geovirtual.cl

El principal problema de este método es que lógicamente sólo se puede utilizar en rocas con isótopos radiactivos, los cuales se forman en su mayoría en rocas ígneas, siendo muy escasos en rocas sedimentarias. Además, estos métodos requieren instrumentos especiales, en general muy sofisticados, para medir cantidades muy pequeñas de átomos radiactivos.

Para que un elemento radiogénico sea utilizable en datación hacen falta tres condiciones:

a) Que se trate de un elemento relativamente común.

b) Que su vida media no sea demasiado grande ni demasiado pequeña respecto al intervalo de tiempo que queremos medir. Por regla general, el alcance máximo de un método es de 10 veces la vida media del elemento padre.

c) Que el elemento hijo se pueda distinguir de las eventuales cantidades del mismo isótopo ya presente en el mineral desde su formación. Idealmente, el mineral no debería contener elemento hijo al formarse, pero esto sólo sucede para el argón, que es muy móvil. Por ello hay que encontrar la forma de conocer cuántos de estos isótopos existían antes de iniciarse la acumulación radiactiva. Es decir, debe de conocerse la llamada relación isotópica primordial (RIP), o sea, la abundancia primitiva de cada isótopo en la nebulosa solar, aún sin alterar por procesos radiactivos. No se han podido determinar edades radiogénicas hasta conocer la RIP para todos los elementos hijos, que han podido medirse en minerales muy antiguos total o casi totalmente desprovistos de elementos padres: en el caso del uranio se emplean sideritos o galenas muy antiguas.


Veamos en forma de tabla los principales métodos radiométricos:


Elemento padre
Elemento hijo
Vida media
Observaciones
Samario 147
Neodimio 143
106.000 Ma
El mejor método en rocas metamórficas muy antiguas
Rubidio 87
Estroncio 87
47.000 Ma
Se utiliza en cualquier tipo de roca
Uranio 238
Plomo 206
4.510 Ma
El método más preciso
Potasio 40
Argón 40
1.300 Ma
El método más común
Uranio 235
Plomo 207
713 Ma
Igual que el U238/Pb206
Berilio 10
Boro 10
1,5 Ma
Muy útil en rocas sedimentarias
Torio 230
Radio 226
75.000 años
Útiles en sedimentos marinos de menos de un millón de años
Protactinio 231
Actinio 227
34.300 años
Ídem que el anterior
Carbono 14
Nitrógeno 14
5.730 años
Útil en materiales 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

 Finalmente, es importante conocer la "historia" del mineral a emplear, ya que pueden existir ganancias de elementos radiactivos después de la cristalización (por ejemplo por metasomatismo), o bien pérdidas de elementos hijos por procesos metamórficos, por lo que para mayor seguridad se emplean conjuntamente determinaciones sobre varios minerales, y sobre distintos elementos radiactivos.

9.2.12

Otra posible explicación de algunas glaciaciones

Aprovechando la clase de hoy sobre las hipótesis para explicar el origen de las glaciaciones, os pongo este artículo sobre el papel regulador del clima ejercido por las plantas:

En un registro de fósiles del Ordovícico (Ordoviciano), se demostró que en esa época se produjo una gran invasión de musgos hace 475 millones de años atrás. Era una planta similar a una variedad existente ahora. Producto de ello, el clima habría cambiado drásticamente provocando una edad de hielo en la historia de la Tierra.

Esta glaciación del periodo Ordovícico era un misterio, señalan investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad de Exeter, además agregaron que las plantas no vasculares, es decir los musgos, aumentan en gran medida las tasas de silicato en la intemperie, provocando la llamada meteorización de los silicatos.

Ilustración de cómo se habría producido la invasión de las primeras plantas en el período Ordovícico antes de la era glacial entre 400 y 475 millones de años atrás.
Crédito Universidad de Oxford - Ryan Somma, Alto Mateo, Víctor & Jones.

Se conoce que una manera de eliminar el dióxido de carbono es a través de la meteorización de los silicatos, reacción química entre los minerales de silicato de las rocas y el dióxido de carbono de la atmósfera.

“Hemos probado la hipótesis de que las plantas no vasculares [musgos] aumentan las tasas de silicato de la intemperie”. “Para nuestra sorpresa encontramos que estas simples plantas han hecho aumentar la meteorización de los minerales de silicato”,señalan los investigadores.

Con estos datos, los investigadores introdujeron estas medidas de silicatos y de las tasas de erosión en los modelos informáticos del clima en el Período Ordovícico y se reveló una dramática disminución del dióxido de carbono en la atmósfera, que luego dio lugar al enfriamiento del clima y contribuyó a la iniciación de la edad del hielo al final del periodo Ordovícico.

Liam Dolan, del Departamento de la Universidad de Oxford de Ciencias Vegetales, describe el rol fundamental de las plantas en dos aspectos:

1) Realizan la fotosíntesis y convierten el dióxido de carbono en biomasa de las plantas almacenando el carbono.

2) Las plantas aumentan las tasas de silicato de meteorización, la creación química que descompone las rocas y al hacerlo elimina el dióxido de carbono de la atmósfera.

No son muchos los períodos glaciares importantes conocidos. Otra era glacial, mencionada en la Universidad de Oxford, ocurrió entre los 350 y 250 millones de años atrás (glaciación permo-carbonífera), como resultado de la evolución de unas plantas de gran tamaño, con grandes raíces que causaron estos dos procesos.

“Nuestro descubrimiento subraya que las plantas tienen un papel regulador central en el control del clima, ya que lo hicieron ayer, lo hacen hoy en día y, sin duda, lo harán en el futuro”.

El Doctor Liam Dolan advierte que “si seguimos destruyendo la vegetación de la Tierra, por la tala de los bosques y el drenaje de tierras húmedas, se sufrirá un drástico cambio climático, lo contrario a una edad de hielo. Eso se llama calentamiento global”.

Fuente del texto y de la imagen: Natura-Medio Ambiental

2.2.12

Fósiles de interés para ordenar cronológicamente los estratos

Vamos a utilizar los siguientes taxones fósiles para la interpretación de los cortes geológicos que se darán en clase:
ARQUEOCIATOS. Fósiles-guía del Cámbrico


 CNIDARIOS: corales rugosos, como Calceola sandalina (del Devónico)



BRAQUIÓPODOS, como los géneros Paraspirifer (del Devónico) y Pygope (del Jurásico).

Paraspirifer

Pygope
MOLUSCOS RUDISTAS: Hippurites (género perteneciente al Cretácico)


MOLUSCOS CEFALÓPODOS:
  • Orthoceras (del Ordovícico)
  • Goniatites (del Devónico al Carbonífero)
 

  • El género Ceratites (del Triásico)

  • Y el género Hildoceras (del Jurásico)


Del fílum ARTRÓPODOS, hay que destacar a los TRILOBITES que existieron durante el Paleozoico, desde el Cámbrico al Pérmico.









Entre los FORAMINÍFEROS (protistas) destacan los siguientes géneros:
  • Fusulina (del Carbonífero al Pérmico)

  • Nummulites (del Paleógeno)
  • Orbitolina (del Cretácico)
Y los misteriosos GRAPTOLITOS, como el género Didymograptus (del Ordovícico-Silúrico?)


Por supuesto, a esta lista hay que añadir los famosísimos dinosaurios, vertebrados que existieron (y dominaron) durante el mesozoico, desde el Triásico hasta el Cretácico, y al género Equus (del Pleistoceno a la actualidad).





Calamites

Del reino de las PLANTAS destacan por su interés como fósiles-guía, los géneros Calamites (del Carbonífero al Pérmico) y Quercus (desde el Eoceno hasta la actualidad).


Quercus hispanica
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