Tema 11: Introducción a la Geología Histórica 1

Tema 11: Introducción a la Geología Histórica
1. El método del actualismo
2. El Precámbrico
3. El Paleozoico
4. El Mesozoico
5. El Cenozoico
6. Síntesis
Los geólogos tratamos de reconstruir la
historia del Planeta Tierra a partir del
estudio de la litosfera.
Los estratos son como páginas del libro
donde está escrita la historia de la Tierra...
aunque es un registro incompleto, a veces
con caracteres emborronados...
Como en la Historia de las civilizaciones, el
registro de los acontecimientos se hace
progresimante más escaso y fragmentario
conforme retrocedemos en el tiempo...
El estudio y ordenación temporal de los
fenómenos acontecidos en la evolución
de la Tierra, registrados en sus rocas
expuestas en superficie o accesibles
mediante técnicas de exploración del
subsuelo, es el objetivo de la Geología
Histórica
Implica el conocimiento detallado de la
naturaleza de las rocas, geometría y
disposición tridimensional, así como su
contenido fósil, de manera que a partir de
ello se pueda deducir su génesis
El estudio de la evolución de la Tierra en el
tiempo y en el espacio involucra diversas
disciplinas...
La Estratigrafía estudia las sucesiones
rocosas, las ordena en el tiempo y las
correlaciona (tambíen a partir del estudio de
los fósiles: biostratigrafía)
La Sedimentología se dedica sobre todo a
la interpretación de los procesos y los
ambientes sedimentarios en que se formaron
(con ayuda de los fósiles: paleoecología)
La Paleogeografía recopila y presenta los
resultados en forma de mapas coherentes
que integran la información y la interpretan
para un momento dado de la Historia de la
Tierra
La Geología Histórica, presenta la
evolución temporal y sintetiza los datos
anteriores en un armazón en el que el tiempo
ocupa un lugar central
RETO: DESCIFRAR LA INFORMACIÓN...
Lyell (1797-1875), autor del libro Principles
of Geology (1830)
Desarrolla las ideas de Hutton del
uniformismo y actualismo (el presente es la
clave del pasado), hasta su aceptación por
parte de la comunidad científica,
propiciando el desarrollo espectacular de la
Geología...
• Actualismo: método de análisis o investigación,
generalizado por Hutton (1788): “el presente es la
clave del pasado”
- los fenómenos que actúan hoy en día son los
mismos que han actuado en el pasado y producen los
mismos efectos que en el pasado
- podemos reconstruir el pasado analizando las
causas que intervienen en la actualidad
• El Principio del uniformismo
Los procesos geológicos
ocurridos en el pasado son los
mismos que operan en la
actualidad y han actuado con el
mismo grado y energía que lo
hacen hoy
• Postulado de la permanencia
en el tiempo de las Leyes
Físicas, formulado por Poincare
en 1913:
“ nada podemos saber del
pasado si no es con la condición
de admitir que las leyes físicas
no han cambiado”
Ejemplo: un río que lleva aportes
a una cuenca marina, sigue la
ley de la gravedad...
El uniformismo no puede considerarse como
las leyes o principios que rigen otras ciencias
(ej. Física y Química), dado que la intensidad
y número de los factores que controlan los
fenómenos geológicos son variables en el
tiempo: LA GEOLOGÍA SE CONSIDERA, DE
ALGÚN MODO, COMO UNA CIENCIA
HISTÓRICA...
• Por ejemplo: Los procesos reconocidos en
arrecifes de coral actuales deben aplicarse
con ciertas restricciones a bioconstrucciones
fósiles de organismos extinguidos
Actualismo & uniformismo
podemos reconstruir el pasado
analizando las causas que
intervienen en la actualidad,
siempre analizando los ≠ factores
Tema 11: Introducción a la Geología
Histórica
1. El método del actualismo
2. El Precámbrico
3. El Paleozoico
4. El Mesozoico
5. El Cenozoico
6. Síntesis
EL PRECÁMBRICO abarca 4.000 Ma de Historia de
la Tierra, y cubre tres de sus cuatro eones:
- El HÁDICO (Hades), hasta 3.800 Ma.... formación
de la primera corteza estable
- El ARCAICO (archaios= antiguo), hasta 2.500
Ma... inicio de la tectónica de placas
- El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545
Ma
Conocimiento parcial a partir de escasos datos:
1. Antes del Cámbrico apenas hay registro fósil
(algas, bacterias, hongos, gusanos... sin partes
duras favorables para su conservación): difícultad
de correlación... excepto por métodos
radiométricos
2. Rocas muy antiguas, sujetas a intensos
cambios... dominan las rocas metamórficas muy
deformadas, en las que se han destruido las
señales primarias originales (que son las que
permiten conocer los ambientes sedimentarios)
HÁDICO (4.550- 3.800 Ma)
Hades= mundo subterraneo mitológico donde
habitaban los espíritus de los muertos: el infierno de
la Tierra... rocas superficiales basálticas acribilladas
desde el espacio por meteoritos y planetoides...
Es el período de tiempo antes de la formación de las
rocas. Los circones más antiguos se han datado en
torno a 4.000 Ma (cratón Australia Occidental)
Durante sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra
está sacudida por eventos catastróficos:
- impactos meteoríticos, un gran planetoide impacta
con la Tierra y desgaja la luna
- hundimiento de metáles densos (se origina el
núcleo férrico)
- flotación de materiales menos densos (originan una
corteza incipiente que se destruye y recicla)
- escape de gases (originarán la atmósfera y la
hidrosfera primitivas)
- No hay vida, aparecen los componentes químicos
orgánicos que son la materia prima de la vida
como los aminoácidos
http://www.corzakinteractive.com/earth-life-history/1_hadean.htm
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
Hace 3.800 Ma... Corteza sólida, océanos y una atmósfera densa y rica en CO2, pero aún con una intensa
convección del manto, que originaba intensa actividad volcánica...
Flujo térmico del interior de la Tierra 3-4,5 veces mayor que el actual
Campo magnético dipolar desde hace al menos 3.500 Ma; incremento del campo hace 2.700 Ma relacionada con
solidificación del núcleo interno (y convección en núcleo externo)
Primeros signos de vida:
bacterias que vivían en medios
férricos, sulfurosos, metano y
amoníaco con alta Tª y P
http://www.corzakinteractive.com/earth-life-history/2_archean.htm
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
Temperatura global media más cálida: 30-50% menos de radiación solar pero mucho más CO2 =
elevado efecto invernadero...
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
En este ambiente hostil, hace unos 3.500 Ma... surgió la vida en las zonas
someras de los mares (plataformas continentales) o lagunas costeras
(primeras evidencias como cianobacterias y estromatolitos): zona fótica
Durante 1.500 Ma se límitó a las bacterias: primeras extensiones abundantes
de estromatolitos registradas en rocas a partir de 2.800-2.600
Fotosíntesis de las bacterias (respiración anaerobia, posteriormente aerobia):
causante de la acumulación progresiva de oxígeno, primero en los océanos,
despues en la atmósfera... hace 2.000 Ma el mundo era ya oxidante....
• Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron
formations: BIF´s): son rocas ferruginosas con máximo
desarrollo entre 3.000 y 2.000 Ma
• Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos
de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor
reserva de Fe a escala global
La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas
(mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno
(reduce los valores de Eh) y más CO2 ...
ARCAICO
Su precipitación en las zonas someras es el resultado de la
producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor oxidación
en las zonas de mayor proliferación de la vida)
PROTEROZOICO
Acontecimientos clave en la Tierra Arcaica
3900 Ma
Últimos grandes cráteres en la Luna y Marte
Final del Gran Bombardeo Meteóritico
(fin del Hádico)
3760 Ma
Cuarcitas y formaciones de hierro bandeadas
Primeros sulfatos
Primera evidencia de hidrosfera y actividad orgánica
¿Atmosfera no reductora?
3500 Ma
Primeros microfósiles y estromatolitos
Colonización biológica de la zona fótica marina
2780 Ma
Primera evidencia de rift continental
2800 Ma
Primeros estromatolitos abundantes
28002500 Ma
Abundantísimos granitos derivados del manto
Crecimiento explosivo de la corteza continental
2700 Ma
Primeras ofiolitas
Rift continentales comunes
Tectónica de Placas incipiente
2600 Ma
Primeras formaciones de hierro bandeado
abundantes
Océanos oxidantes...
2500 Ma
Abundantes sedimentos derivados de la erosión
de los cratones
Formación de grandes cratones
PROTEROZOICO
(2.500-545 Ma)
Desaparecen progresivamente los restos
de actividad de la Tierra primordial y
empiezan a ser legibles nuevos registros
(paleogeografía, clima) que permiten una
interpretación según el método actualista
Continentes con corteza granítica y
corteza oceánica basáltica... tectónica de
placas incipiente...
Formación de cratones estables: Mientras
los microcontinentes arcaicos se
deformaban intensamente en toda su
masa...
los proterozoicos presentan deformación
dúctil en sus bordes (cinturones
orogénicos)pero...masas cratónicas
estables con grandes fracturas en su
interior
PROTEROZOICO (2.500-545
Ma)
Hace unos 2.000 Ma el mundo era ya
oxidante. Encontramos los fósiles de
las primeras célula eucariota con
capacidad de metabolizar el oxígeno
(agrupación bajo una membrana
común de bacterias que se han
transformado en sus orgánulos)
Hace 1.400 Ma: célula nucleada y
reproducción sexual
Hace 1.000 Ma formas variadas:
organismos planctónicos con
apendices variados, formas
coloniales. Es posible que
aparecieran los primeros seres
pluricelulares, los metazoos. Hay
evidencias de huellas o pistas de
animales
PROTEROZOICO (2.500-545
Ma)
Hace unos 1.000 Ma la temperatura del
manto desciende lo suficiente para
crear una convección más lenta
La corteza está engrosada y se forma la
litosfera, que se desplaza lateralmente
por los movimientos convectivos del
manto.
La tectónica de placas opera de forma
similar a la actualidad
Hace 600 Ma se forma un
supercontinente por colisión de las
placas (PANGEA I o PALEOPANGEA o
RODINIA), con importantes relieves...
orogenia Panafricana y Cadómica, que
levanta relieves en lo que es ahora
Africa y Europa...
PROTEROZOICO (2.500-545 Ma)
640-580 Ma: evidencias de grandes glaciaciones, a
escala global: con temperaturas medias de 50 bajo cero:
“snow-ball Earth”
- ¿Formación de Pangea I y disminución de la
circulación oceánica?
-¿Explosión demográfica del plancton calcáreo y efecto
anti-invernadero (descenso CO2)?
“Snow-ball Earth” y producción orgánica...
¿Sucesivos ciclos de glaciación/fusión debido a los
cambios de la cantidad del CO2 atmosférico?