Master de Profesor en Educación Secundaria

Master de Profesor en
Educación Secundaria
Ángel Carmelo Prieto Colorado
Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía.
Facultad de Ciencias.
Universidad de Valladolid.
Complementos de Geología
Tema 2
Principios fundamentales de la Geología
©A. del Valle y A.C. Prieto
Consideraciones:
✴
✴
✴
El tiempo geológico se mide en 106 años.
Los fenómenos geológicos son lentos respecto a la vida
de los seres humanos.
La tierra es un planeta dinámico.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Hasta principios del s.XX ningún método de terminación de la edad de
las rocas de la Tierra demostró ser fiable. Lo que los científicos
buscaban era una fecha numérica que especificará el número real de
años que han pasado desde que un acontecimiento ha ocurrido.
En la actualidad, nuestro conocimiento de la radiactividad nos permite
determinar con exactitud las fechas numéricas para las rocas que
representan acontecimientos importantes en el pasado lejano de la
Tierra.
Pero antes del descubrimiento de la radiactividad, los geólogos no
tenían método fiable de datación numérica y tenían que depender
únicamente de la datación relativa.
©A. del Valle y A.C. Prieto
La datación relativa significa que las rocas se colocan en una secuencia
de formación adecuada: cuál se formó en primer lugar, en segundo, en
tercero y así sucesivamente. No puede decimos cuánto hace que
sucedió algo, sólo qué ocurrió después de un acontecimiento y antes
que otro. Las técnicas de datación relativa que se desarrollaron son
válidas y continúan siendo muy utilizadas todavía hoy.
Los métodos de datación numérica no sustituyeron esas técnicas;
simplemente las complementaron. Para establecer una escala de tiempo
relativo, hubo que descubrir unos pocos principios o reglas básicos y
aplicarlos.
Hoy pueden parecernos obvios pero, en su época
constituyeron avances importantes del pensamiento, y su
descubrimiento fue un logro científico importante.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Conceptos Geológicos básicos
Contactos: Interfase entre dos superficies con cuerpo y composición
de rocas distintas.
Discordancias y planos de estratificación: son los dos contactos
existentes en cada capa con cuerpo homogéneo de rocas.
Estrato: Capa individual.
Estratos: Grupo de capas.
Estratigrafía: Estudio de los estratos.
Formación: Cuerpo de roca con litología distintivo que está limitada
por los contactos. Debe ser lo suficientemente gruesa como para
poder cartografiar (> 6 m de espesor).
Afloramiento: Exposición donde las rocas están expuestas en la
superficie de la tierra.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Contacto entre dos
formaciones geológicas:
Capa de Caliza
Harrodsburg (blanca) se
superpone a la capa de
Limonita Borden (marrón).
©A. del Valle y A.C. Prieto
Estrato
Estratos
Afloramiento con exposición de estratos geológicos
©A. del Valle y A.C. Prieto
Los principios fundamentales de la Geología estan
referidos a la unidad fundamental en Geología: el
suceso geológico, el cual queda definido por cinco
variables, que permiten efectuar una datación relativa
1. Localización y alcance temporal del suceso,
atendiendo al tiempo transcurrido entre la
producción y la observación del suceso.
2. Energía puesta en juego durante el suceso.
3. Variación de energía por unidad de tiempo.
4. Conjunto de sucesos simultáneos y próximos.
5. Localización y alcance espacial del suceso, (xyz).
©A. del Valle y A.C. Prieto
Los pilares básicos de la Geología son los Principios
Fundamentales que, aunque pueden presentar
excepciones, son válidos para comprender los
mecanismos que rigen el funcionamiento de la Tierra.
©A. del Valle y A.C. Prieto
1. Principio de la Superposición de los Estratos
(Nicolás Steno, 1669)
Los terrenos están dispuestos en capas sucesivas,
denominadas estratos, dando lugar a secuencias de
rocas, siendo las superiores las mas recientes.
Steno (Niels Stensen) nace en Copenhague en 1638, allí
estudió medicina, siendo sus primeros aportes a la ciencia en el
campo de la anatomía. Más adelante viaja a Francia e Italia, y
ahí es donde nace su interés por la geología (y por la religión
católica).
En 1666, estudiando una cabeza de tiburón, observa que sus
dientes se parecen mucho a unos objetos que se encontraban
en las rocas y que se conocían como “piedras
lengua” (glossopetrae). Como Robert Hooke o John Ray,
supone que los fósiles provienen de organismos vivos antiguos.
Pero también observa que la composición de los dientes de
tiburón no es igual a la de los fósiles, lo que le hace
preguntarse cómo un objeto sólido pasa a estar contenido por
otro objeto sólido. Así acaba publicando ”De solido intra
solidum naturaliter contento dissertationis prodromus”.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Más recientes
Principio de la Superposición de los Estratos
©A. del Valle y A.C. Prieto
2. Principio de la Horizontalidad Original
Las rocas sedimentarias tienden a depositarse en
estratos horizontales . En una sucesión de estratos,
no deformados, los más jóvenes se asientan sobre los
más viejos.
3. Principio de la Continuidad Lateral Original
En el momento de su formación un estrato
sedimentario tiende a formar un manto continuo que
se extiende en todas las direcciones.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Principio de la Horizontalidad Original
Por la gravedad las partículas sedimentarias forman capas horizontales
-o casi horizontales- denominadas estratos. Por tanto, los estratos
inclinados abruptamente, es que se han movido de su posición original.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Horizontalidad Original
Las rocas sedimentarias son
horizontales debido a que
los sedimentos originales
eran horizontales
©A. del Valle y A.C. Prieto
Estas capas fueron una vez horizontal.
¿Por qué están ahora inclinadas?
©A. del Valle y A.C. Prieto
Los estratos originalmente se extendía en todas direcciones hasta que
su espesor tiende a cero en los bordes de deposición. Por lo tanto, los
estratos que afloran en lados opuestos de un valle se correlacionan.
Principio de la Continuidad Lateral Original
©A. del Valle y A.C. Prieto
Principio de la Uniformidad
(James Hutton, 1788)
Las Leyes y Procesos que rigen el
Universo han permanecido uniformes
a lo largo del tiempo.
Principio del Actualismo
(Charles Lyell, 1832)
Los fenómenos Geológicos han
ocurrido en el pasado de la misma
forma que se desarrollan en la
actualidad. Por consiguiente se puede
aplicar la experiencia actual para la
reconstrucción del pasado y
reproducción del futuro.
©A. del Valle y A.C. Prieto
“Ambos principios deben aplicarse con precaución dado
que rocas y minerales con aspecto semejante, pueden
tener orígenes muy diversos”
4. Principio de la Uniformidad y Actualismo
El presente es la clave del pasado
5. Principio de la Intersección
Una intrusión ígnea o una falla es más reciente que
las rocas en las que intruye o fractura.
6. Principio de Inclusión
Las inclusiones o fragmentos de una roca dentro de
una capa de otra, son más antiguos que la misma
capa de roca.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Diques de rocas ígneas (negro) en granito (rosa)
Invadir una roca ígnea es siempre más joven que la
roca que entromete. Es un indicador de la edad relativa.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Escala temporal relativa por dique de intrusión
©A. del Valle y A.C. Prieto
Fallas atravesando estratos sedimentarios
Las fallas son más jóvenes que las rocas que atraviesan. Las
fallas mayores se ven compensados por otras menores.
Es el Principio de Intrusión o de Relaciones Transversales.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Las inclusiones son
rocas que están
contenidas dentro de
otra capa de rocas
diferentes.
El estrato contiguo al
que contiene la
inclusión, debe ser
quien proporciona
los fragmentos de
roca.
Por lo tanto, el estrato que contiene las inclusiones es más
joven de el estrato contiguo que aporto las inclusiones.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Las discordancias indican un largo período durante el cual
se detuvo la deposición. La erosión elimina rocas
previamente formadas, y posteriormente se reanuda la
deposición. Son relevantes para interpretar y datar rocas.
✴
✴
✴
✴
Discordancia angular: Son rocas sedimentarias
inclinadas o deformadas por debajo de las rocas
sedimentarias planas que sustentan.
Discordancia paralela: dos capas de rocas sedimentarias
paralelas están separados por una superficie de erosión.
Paraconformidad: Discordancia paralela entre rocas
sedimentarias sin presencia de superficie de erosión.
Inconformidad: la superficie de erosión separa rocas
ígneas o metamórficas viejas de rocas sedimentarias
más jóvenes.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Paraconformidad
Discordancia
Discordancia Angular
Inc
onf
or
mid
ad
Estructuras geológicas del Gran Cañón del Colorado
©A. del Valle y A.C. Prieto
Siccar, Escocia (UK). Punto donde
Hutton descubre el significado de las
discordancias geológicas.
Discordancia
angular
Lecho con suave
pendiente de
arenisca roja una
arenisca roja
devónica (325 Ma)
sobre estratos
verticales de
grauvaca silúrica
(425 Ma)
©A. del Valle y A.C. Prieto
7. Principio de la Correlación Orgánica o de la
Sucesión Biótica (Georges Cuvier, 1812)
Los fósiles que se encuentran en capas superiores
son más modernos que los que se encuentran en
capas inferiores.
“Los vacíos estratigráficos en el registro
fósil, que no permitían deducir una
continuidad de las formas orgánicas, se
explican mediante teorías catastrofistas:
se produce la extinción de las especies y
su sustitución por otras. Las nuevas
especies procederían de regiones del
planeta no afectadas por la catástrofe.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Plantas con Flores
Dinosaurios
Trilobites
Los fósiles no están distribuidos al azar, si no, con un orden
vertical único, capa a capa, que permite correlacionar la
edad entre rocas que están en estratos muy separados.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Trilobites fósil del Periodo Cambrico y sucesión
cronológica de trilobites fósiles.
©A. del Valle y A.C. Prieto
8. Principio de Equilibrio o de Adaptación al Medio
Ambiente
Todo material tiende a alcanzar las condiciones de
equilibrio del medio ambiente en que se encuentra
siempre que sean diferentes a las que dieron lugar a
su origen.
Granito: Afloramiento y alteración.
Arena: con la profundidad se transforma en arenisca.
Carbón: origen en acumulaciones vegetales.
Pirita: procesos de oxidación.
Olivinos: Evolución estructural en función de P y T.
©A. del Valle y A.C. Prieto
©A. del Valle y A.C. Prieto
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE ESTRATOS (Steno, 1638-1686). La capa/estrato más
antiguo está en la parte inferior. La más reciente en la superior.
PRINCIPIO DE HORIZONTALIDAD ORIGINAL (Steno). Los sedimentos se depositan en capas
horizontales.
PRINCIPIO DE CONTINUIDAD LATERAL ORIGINAL (Steno). Una capa de sedimentos, cuando
se deposita, se extiende lateralmente en todas las direcciones, hasta que termina contra el borde
de la cuenca de sedimentación.
PRINCIPIO DE ACTUALISMO O DE UNIFORMISMO (Hutton; Lyell en “Principios de Geología,
1830). Los procesos geológicos actuales han estado operando a lo largo de toda la historia de la
Tierra.
PRINCIPIO DE INTERSECCIÓN (Hutton, 1726-1797). Una intrusión ígnea o una falla es más
reciente que las rocas en las que intruye o fractura.
PRINCIPIO DE INCLUSIÓN. Las inclusiones o fragmentos de una roca dentro de una capa de otra,
son más antiguos que la misma capa de roca.
PRINCIPIO DE LA SUCESIÓN DE FÓSILES (o Principio de la Sucesión Faunística y Floral)
(Smith, 1796-1839). Los fósiles de la parte inferior de una secuencia de estratos son más antiguos
que aquellos situados en la parte superior de la secuencia.
PRINCIPIO DEL EQUILIBRIO MEDIOAMBIENTAL Los materiales tienden a alcanzar las
condiciones de equilibrio del medio ambiente en que se encuentra, siempre que sean diferentes a
las que dieron lugar a su origen.
©A. del Valle y A.C. Prieto
Ángel Carmelo Prieto Colorado
Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía.
Facultad de Ciencias.
Universidad de Valladolid.