El tiempo geológico

GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
I
EL TIEMPO GEOLÓGICO
INTRODUCCIÓN
El tiempo es el parámetro más complejo de nuestro entorno. Es intangible; no es
acumulativo. Su paso se detecta por las modificaciones que sufren los cuerpos con su
transcurso crecimiento árboles, deterioro de construcciones, acumulación de
sedimentos, etc. El Tiempo es uno de los tres parámetros principales de la Geología.
La Geología es la ciencia que trata de la forma exterior e interior del globo
terrestre; de la naturaleza de las materias que lo componen y de su formación; de los
cambios o alteraciones que éstas han experimentado desde su origen y de la colocación
que tienen en su actual estado. El control del tiempo es imprescindible para la Geología
La Geología es una ciencia natural, territorial e histórica. No hay Geología sin un
conocimiento de cuándo ocurrieron las cosas. Desde los orígenes de la Geología, la
identificación del tiempo ha sido uno de sus grandes problemas Se han usado muchos y
diversos tipos de razonamientos, métodos y técnicas para su identificación y medida.
GEOCRONOLOGÍA RELATIVA
Ordenar los acontecimientos en el tiempo
Se trata de establecer la relación temporal entre diferentes cuerpos o sucesos
(más antiguo, contemporáneo o sincrónico, más moderno).
El Principio de Superposición de los Estratos, es uno de los tres pilares
básicos de la geocronología junto con la Bioestratigrafía y las Dataciones
Radiométricas. Según éste, los estratos se depositan horizontales y unos sobre otros, de
manera que todo estrato superpuesto a otro que es más moderno que aquél y a la inversa
(Niels Stensen (1669) [difundido por James Hutton 1778]).
o Principio de Superposición (horizontalidad original): Cuanto más
distante está un cuerpo de roca de la posición original horizontal, se
tiende a asignarle una edad más antigua. No siempre es cierto, pero
tiene una aplicación cotidiana a nivel regional y local; utilizado como
criterio de correlación a nivel europeo.
o Principio de Superposición (continuidad lateral): Los "estratos"
(entendidos como cuerpos de roca) son originalmente continuos. No
siempre es cierto, pero tiene una aplicación cotidiana, a nivel regional y
local.
o Principio de Superposición (relaciones de cruce): Un cuerpo o
superficie geológica es más antigua que la superficie o cuerpo que la
corta. Es siempre cierto. Es de aplicación cotidiana.
o Principio de Superposición (fragmentos incluidos): Los fragmentos de
una roca incluidos en otra, son más antiguos que esta última. Es siempre
cierto.
o Principio de Superposición (montaña invertida): Cuanto más variados
y antiguos son los cantos de un conglomerado, éste es más moderno. No
siempre es cierto, pero tiene una aplicación cotidiana a nivel local y
regional.
o Principio de Superposición (de efectos): Cuanto más diferente es una
roca de los sedimentos actuales, se tiende a asignarle una edad más
antigua. No siempre es cierto, pero tiene una aplicación cotidiana a
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
II
nivel local y regional. Fue utilizado para realizar las primeras
clasificaciones cronoestratigráficas.
Todos estos principios, permiten reconstruir una historia geológica local o
regional sin escala temporal cuantitativa, elaborar el mapa geológico y reconocer la
estructura tectónica, aunque pueden quedar problemas pendientes.
James Hutton (1788) identificó por primera vez el contenido temporal de las
discontinuidades en Siccar Point (Escocia) entre las pizarras del Ordovícico y las
areniscas del Devónico.
Relacionar acontecimientos sincrónicos
Tiene un amplio rango de utilización: Cotidianamente a nivel local o regional,
sin pretensiones taxonómicas ni evolutivas (capas de ostreidos, nivel de Natica, etc.);
también, utilizada en un contexto taxonómico – evolutivo y en relación con las
sucesiones de grupos de fósiles en otras áreas de la Tierra. William “Strata” Smith
publicó “El mapa que cambió el mundo”.
Los eventos, ciclos, episodios, cambios, …, son acontecimientos climáticos
excepcionales, o alteraciones en el campo magnético. Pueden ser orgánicos (anillos de
crecimiento de los árboles, …), o inorgánicos (varvas glaciares, bandas magnéticas, …).
o Anillos de crecimiento de los árboles: (Dendrocronología, del griego
dendros [árbol] + cronos [tiempo]). Utilizado principalmente en
Historia, Selvicultura, Arqueología, etc, y en Geología solo para
formaciones superficiales recientes. En Irlanda se dispone de curvas
para el roble de más de 10.000 años. Los árboles vivos más antiguos son
los Pinus longaeva de las Montañas Blancas al este de California,
datados en 1957 como de 4.350 años. Es un método ya en desuso por la
generalización de los métodos radioactivos (aumento de la precisión y
economía).
o Varvas glaciares: El Barón Gerard de Geer, padre del término
"Geocronología", estudia un lago desecado en Raguda (Suecia) y
encuentra en 1940 una varva especialmente gruesa, a la que denominó
“Varva 0”, por interpretar que representaba el avance máximo de los
hielos (?). Posteriormente se ha contrastado con la varvas actuales y se
ha identificado el año -6.839 a.Jc. Hay una escala para Norteamérica
que llega a los – 20.000 años y una escala escandinava que alcanza
hasta los – 15.000 años. Es un método en desuso por la generalización
de los métodos radioactivos (aumento de la precisión y economía).
o Magnetoestratigrafía: En los fondos oceánicos hay bandas con
polaridad magnética muy intensa (actual y remanente con el mismo
sentido) que alternan con bandas de polaridad magnética muy débil
(actual y remanente con sentidos opuestos). Se interpretan como
alternancias en la orientación del campo magnético terrestre, registradas
en la orientaciones de los minerales ricos en Fe y Ti de las rocas de los
fondos oceánicos. Hay variaciones de intensidad mayor o menor; hay
variaciones de larga o corta duración ("excursiones"). Puede construirse
una escala global con la correlación de todos los datos, mientras se
disponga de una corteza oceánica abundante, pero es muy escasa la
corteza oceánica que se conserva anterior al Jurásico superior (-170
Ma). Hay una Zona de Calma Magnética Cretácica (n) entre -80 y -108
ma. La polaridad normal se representa en negro (n) y la inversa en
blanco (r). Es una herramienta que puede ser muy útil para grandes
objetivos (correlación entre series continentales y marinas, calibrado de
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
o
o
o
o
III
otras escalas, etc), pero es problemática su aplicación fuera de los
fondos oceánicos; No es de uso cotidiano. Existe una escala
magnetoestratigráfica global precisa para los últimos 5 Ma. La
nomenclatura es confusa y equívoca: los nombres propios lo son de
geofísicos ilustres, lo cual, no tiene ningún sentido. Hay crones con
nombre propio y otros sin nombre. [r = reversed]. La nomenclatura se
basa en los crones “n” por encima de la Zona de Calma Magnética
Cretácica, y en los crones “r” por debajo de ella. Las escalas magnetoestratigráficas "definitivas", son el resultado de la correlación e
interpretación de escalas locales, que no coinciden exactamente, y que
presentan tramos con dificultades para su lectura. Hay problemas con el
registro sedimentario, por fracturas, por tramos no visibles, etc.
También, con el magnetismo, por ser débil, haber superposiciones, etc.
Titrio (H3): Se trata de un isótopo radiactivo natural del hidrógeno, con
un núcleo compuesto de un protón y dos neutrones, y que tiene un
periodo de semidesintegración de 12,3 años. La primera bomba de
Hidrógeno se hizo estallar en el atolón Eniwetok (Islas Marshall), el 1
de marzo de 1954. Durante unos pocos segundos se alcanzaron
temperaturas de 15 millones de grados, como en en el núcleo del Sol. La
isla fue vaporizada y su impacto dejó huellas indelebles en los
ecosistemas de la región. El viento y la lluvia extendieron las partículas
radioactivas por toda la Tierra, subiendo su concentración en todas las
aguas, incluidos los acuíferos abiertos (no los fósiles). Algunos
productos naturales alardean de su calidad por no contener Tritio.
Discordancias (fases tectónicas): Es tradicional y cotidiano su uso
como criterio de correlación. Se suponen sincrónicas las
discontinuidades (al menos contienen una isocrona). Durante 2/3 del s.
XX se las creyó isocronas y globales; Se les dio nombre propio (Fase
Tacónica, Asíntica, Cimmerica, etc.). Hay una tabla que recoge su
nombre y posición estratigráfica. La Tectónica de Placas las sitúa en
sus magnitudes regionales y locales originales. Se continúan usando
como criterio de trabajo, con sus limitaciones Se siguen utilizando
algunos de sus nombres a escala de orogenias y de erógenos.
Ciclos sedimentarios: En una cuenca sedimentaria, la distribución
vertical y lateral de facies es equivalente, de forma que la sucesión y
orden de yuxtaposición (en la horizontal) es la misma que la de
superposición (horizontal). Es la aplicación de la Ley de Walther del
ordenamiento de las facies (1884). No siempre se cumple, y no siempre
en su totalidad, por la tectónica sinsedimentaria y las variaciones
eustáticas. Se utiliza a nivel local o regional (en algún caso a niveles
más amplios).
Ciclos eustáticos: Entre 1977 y 1988 el Equipo EXXON propone una
nueva concepción de la estructura y génesis de los apilamientos
sedimentarios de los márgenes continentales distensivos. Identifican
variaciones absolutas del nivel del mar, principalmente provocadas por
la aceleración-retardo en la expansión de los fondos oceánicos y su
correspondiente elevación-hundimiento. En los apilamientos
sedimentarios esto se refleja en la presencia de episodios de
acumulación de sedimentos (secuencias deposicionales ) en los
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
o
IV
momentos que el nivel de los mares es alto, separados por
discontinuidades sedimentarias generadas cuando este nivel es bajo.
Bioestratigrafía: Es la consecuencia del desarrollo del Principio de la
Sucesión Faunística: "Los grupos de organismos fósiles se suceden en
un orden definido y determinado, de manera que cada periodo puede
reconocerse por sus fósiles correspondientes”. Se precisan especialistas
buenos conocedores de los fósiles, criterios taxónómicos concretos,
recolección de los fósiles in situ y localizados en columnas, etc.
Problemas de aplicación: fósiles de facies, provincialismo, biotopos,
barreras geográficas para los fósiles continentales, inversiones por
ambientes a pequeña escala, tramos y sucesiones azoicas, etc.
GEOCRONOLOGÍA ABSOLUTA
Métodos no radiactivos. Edad de la Tierra
o Cronología bíblica literal: En 1650, el obispo James Usher en su obra
Annales veteris testamenti, a prima mundi origine deducti, calcula que
la Tierra fue creada el 26 de octubre del año 4004 a.C. a las 9:00 a.m.
o Salinidad de los mares: Métodos propuestos a favor de la química en
los s. XVIII y XIX. Basados en comparar la cantidad de sales que hay
actualmente en los mares, con los aportes anuales de sales al mar. El
aporte actual de Na de los ríos no tiene por qué ser representativo; el
proceso no tiene por qué ser lineal ni continuo; el ciclo del Na es muy
complejo. Se empezaban a barajar cifras de cientos de Ma, e incluso de
miles de Ma.
o Velocidad de erosión: En 1889 Croll estima que hacen falta 20.000
años para erosionar 1m de relieve, lo que le conduce a estimar en 72 Ma
la edad de la Tierra (ya había estimaciones de cientos y de más de un
millar de Ma). La erosión es un proceso muy variable en el tiempo y en
el espacio. Los procesos más efectivos tienen, con frecuencia,
magnitudes suprahistóricas; aún hoy no disponemos de datos fiables de
magnitud geológica.
o Velocidad de sedimentación: En el s. XV Leonardo da Vinci observa
la velocidad de sedimentación fluvial del Po y establece la edad del
Planeta en unos 200.000 años. En el s. XIX Darwin, calculando la
velocidad de sedimentación en una zona del suroeste de Inglaterra,
establece un mínimo de 300 millones de años para la edad de la Tierra
(necesitaba tiempo para la "Evolución de las Especies”). Es muy difícil
de medir, de elegir el intervalo de tiempo válido, el sistema
sedimentario oportuno, etc. A finales del s. XIX y principios del s. XX
algunos autores consideraron los espesores máximos de cada sistema, y
aumentó la cifra de edad de la Tierra mejorando la proporción entre las
duraciones de los Periodos. John Phillips (sobrino de William Smith),
en 1860, estima la edad de la Tierra en 96 Ma; Propone además, los
nombres Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico.
o Pérdida de calor de la Tierra: Georges Louis Leclerc, Conde de
Buffon (1779), habla de 75000 años; calculó el tiempo que tardaría una
esfera fundida del radio de la Tierra en enfriarse hasta su temperatura
actual. Se basó en la velocidad de enfriamiento de bolas de hierro y
escalando el proceso al tamaño de la Tierra.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
o
Métodos no
o
o
o
o
o
o
V
Ciclos astronómicos: El matemático (astrónomo y meteorólogo)
yugoslavo M. Milankovich formuló en 1941 la teoría de los ciclos
climáticos y de su relación con las constantes orbitales de la Tierra. En
algunas sucesiones estratigráficas se reconocen ciclos con relaciones
1/4, 1/5 y 1/6, cuyas estimaciones de edad se aproximan a los Ciclos de
Milankovich. El problema, era identificar el número de transgresiones y
multiplicar por la duración de los ciclos.
radiactivos. Edad de los procesos
Relojes moleculares de proteínas: Al comparar la secuencia de una
misma proteína de diferentes especies, Pauling y Zuckerkandl (1962)
constataron que había una relación lineal entre la cantidad de
sustituciones aminoacídicas en la hemoglobina entre las parejas de
especies y su tiempo de divergencia.
Anillos de crecimiento de animales: En los corales solitarios
campaniformes, se pueden reconocer discontinuidades en las etapas mas
frías (supuesto crecimiento anual); entre ellas, líneas muy finas
(supuesto crecimiento diario): relaciones entre año / días y días / horas.
En pelecípodos y gasterópodos, se reconocen vidas más cortas y por ello
menos anillos y datos, crecimiento anual y diario menos evidente (¿solo
años y días excepcionales?): datos de la historia ambiental y ecológica.
Nautiloideos con cámaras: Los actuales tienen 30 líneas de
crecimiento (una por día) entre septos mayores; el mes lunar actual es
29,53 días. Los antiguos progresivamente menos, lo que indica que la
Luna estaba más cerca de la Tierra y giraba más rápido; la Tierra rotaba
más deprisa sobre su eje. Los primeros nautiloideos (- 420 Ma) tienen
solo 9 líneas de crecimiento entre septos; ¿la Luna daba una vuelta a la
Tierra cada 9 días? Tierra y Luna se han frenado mutuamente; las
rotaciones (más la Luna que es más pequeña, y menos la Tierra que es
más grande). A principios del Fanerozoico, un día de solo 21 horas, una
Luna enorme en el cielo (a menos de la mitad de distancia) y
apareciendo Nueva cada 9 días.
Racemización de los aminoácidos: Las proteínas de los tejidos
esqueléticos animales y la madera vegetal basan su estructura primaria
en los aminoácidos. La racemización es la conversión progresiva de los
aminoácidos libres, todos levógiros, a dextrógiros. Se aplica sobre
huesos y dientes. Permite estimaciones de edades desde unos pocos
miles a algunos millones de años. La racemización es una reacción
química y su velocidad varía mucho con la temperatura. Puede aportar
fechas muy equivocadas. Se ha aplicado a los restos humanos de
Norteamérica, obteniéndose edades de -48.000 y -70.000 años; fueron
atribuidos a -11.000 y -8.000 por U-Pb, a -3.600 y 4.800 por 14C. Y
probablemente sus edades sean todavía menores.
Cerco de hidratación de la obsidiana: El espesor de la obsidiana
hidratada aumenta con el tiempo en los bordes de los fragmentos de esta
roca. Su medida permite valorar edades desde unos pocos años hasta
algunos millones de años. Por este método se ha obtenido una
estratigrafía del yacimiento Prospect Farm de Kenia, desde los -2.500 a
-120.00 años, con errores inferiores a 100 años.
Distancia a las dorsales: Se supone constante la velocidad de
expansión del fondo oceánico. La edad de una colada volcánica o de un
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
VI
sedimento es una función matemática; no es propiamente un método de
datación absoluta. La velocidad de expansión es sólo relativamente
constante; los fondos oceánicos están articulados por fracturas. Es un
método de primera correlación en este campo de trabajo.
Métodos radioactivos. Minerales y secuencias de elementos
En 1896 Becquerel descubre la descomposición del Uranio. Su descubrimiento
le hace merecedor del premio Nobel, compartido con Pierre y Marie Curie, que son los
que estudian los fenómenos de radiación descubiertos por Becquerel y les dan nombre:
radioactividad. En 1907 Rutheford indica la posibilidad de datar minerales [elementos
primarios / elementos radiogénicos]. En 1907 Bertram Boltwood hace las primeras
dataciones; publica sus resultados en una prestigiosa revista geológica, pero los
geólogos no le hacen mucho caso y acaba por dedicarse a otras cosas.
Arthur Holmes propone una edad para la Tierra de 1600 Ma, en 1913. 30 años
más tarde, se dirá que la Tierra tiene 4000 Ma.
Para ser geológicamente útiles, los átomos radioactivos tienen que tener vidas
medias muy largas.
Además, no debe haber pérdidas de nucleidos padres ni de nucleidos hijos desde
el momento de formación del material que se está datando (sistema cerrado); tienen que
conocerse con precisión las constantes de desintegración de cada elemento (vida
media); la relación entre el intervalo temporal de formación del mineral y la edad de la
roca ha de ser pequeña; los métodos de medición de la proporción padre/hijo tienen que
ser precisos; o no hay hijos en el mineral original o se puede determinar con precisión
su proporción original. El mineral ideal, es el que, cuando se forma, contiene gran
cantidad de isótopos padre pero no contiene isótopos hijos; ha de ser química y
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
VII
físicamente resistente, para que no pierda isótopos padres o hijos; ha de ser un mineral
relativamente frecuente.
En la Naturaleza se pueden encontrar tres isótopos del Carbono. El C12 y el C13
son estables, mientras que el C14 se desintegra a N14 con una vida media de unos 5.730
+/- 40 años. Se forma en las capas altas de la atmósfera por bombardeo de partículas
cósmicas (14N + n 14C + p); se desintegra 14C 14N + β (electrón) (0.0000000001%) solo
hasta 70.000 años.
Métodos radioactivos. Total de la roca
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
VIII
Métodos radioactivos. Otros métodos
o Huellas de fisión: Se producen cuando un átomo (el 99% de las veces
U-238) se desintegra emitiendo una partícula α (núcleo de He). Esta
partícula α causa un daño estructural masivo en los cristales, que es
visible al microscopio tras atacar con ácido. El número de huellas en un
área dada es proporcional a la edad del mineral. Sobre minerales con U
(apatito, esfena circón), cuanto más U es posible medir edades menores.
o Termoluminiscencia: Es la radiación en forma de luz que emiten
algunos cuerpos al ser excitados térmicamente. Se debe a la presencia
de elementos radiactivos en materiales con estructura cristalina. Los
elementos radiactivos se desintegran con el tiempo, liberando electrones
que quedan entre las grietas y distorsiones de la malla cristalina. Cuando
se calienta el material de forma brusca a más de 500º C, se liberan los
electrones produciendo un haz lumínico; la intensidad de esta radiación
varía con la antigüedad del material excitado. Es un método válido para
edades de 1.000 a 500.000 años).
o Resonancia del espín electrónico: Es una variante del método por
termoluminiscencia. Se mide la luz emitida pero sin calentar la muestra.
Permite valoraciones de cientos a algunos millones de años. Se aplica a
estalactitas, huesos y esmalte de dientes (hidroxiapatito): cuando se
forma una estalactita por precipitación del CaCO3 disuelto en el agua,
también se incorpora a la roca el uranio radioactivo que iba disuelto en
el agua. La edad del fósil = paleodosis / dosis anual La técnica de ESR
aplicada a dientes estriba en el origen de la radiación interna que ha
recibido el fósil, producida por la desintegración de un isótopo
radioactivo del uranio. Los mamíferos vivos no tienen uranio
radioactivo en sus tejidos, sus restos fosilizados lo tienen por haberlo
incorporado una vez muertos y ya enterrados. Las dataciones trabajan
sobre diversos modelos simples de adquisición del uranio después de la
muerte del animal. No puede hablarse cuando se trabaja directamente
con fósiles de datación absoluta o exacta, sino sólo de datación
radiométrica, cuya fiabilidad depende de que la realidad se parezca al
modelo. Últimamente se combinan las dataciones por Series de Uranio
y ESR para obtener cronologías más fiables a partir de tejidos animales
fósiles.
CARTA ESTRATIGRÁFICA
INTRODUCCIÓN
Todo conocimiento humano lleva implícito un ordenamiento de sus contenidos
(objetos, procesos, espacios, tiempos, nomenclaturas, leyes, etc,) El conocimiento de la
historia de la humanidad se ordena en etapas, épocas, edades, etc. (Paleolítico,
Neolítico, Edad del Hierro, Edad del Bronce, Prehistoria, Edad Antigua, Edad Media, s.
XIX, etc.). Estas subdivisiones están ordenadas y jerarquizadas por lo que tienen
múltiplos / submúltiplos: Edad de Piedra + Edad de los Metales = Prehistoria; Edad de
los Metales = Edad del Bronce + Edad del Hierro. Estas subdivisiones de la Historia
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
IX
representan un intervalo de tiempo más o menos concreto, tienden a representar un
estadio evolutivo característico, se buscan sus límites en truncaciones y/o sustituciones
en la evolución, cambios en la dirección o aceleración de los procesos, prioridades o
jerarquía. Estas subdivisiones se han establecido convencionalmente y a posteriori: los
protagonistas nunca tuvieron conciencia de la época en que vivían ni conocimiento de la
transcendencia de los acontecimientos. La historia no es exactamente lo que pasó, sino
una aproximación a lo que pasó; es lo que creemos que pasó desde la perspectiva de
hoy.
El tiempo de estas subdivisiones históricas queda recogido en los objetos que
permiten su identificación (dólmenes, circos, iglesias románicas, legajos, etc). No todas
estas edades representan la misma evolución en todos los lugares; no son exactamente
sincrónicas en el mundo; no tienen límites concretos fácilmente identificables.
ORGANIZACIÓN DE LA NATURALEZA
Carl Linné (Carolus Linnaeus) 1707 – 1778. Médico y botánico sueco, profesor
de la Universidad de Upsala. Tuvo y formó a muchos y buenos alumnos. Su simplicidad
y racionalidad para denominar y ordenar los seres naturales debieron tener mucha
influencia sobre la Geología. Así, se considera el padre de la taxonomía jerárquica e
inventor de la nomenclatura binomial. Su “Systema Nature” empezó siendo un panfleto
y acabó siendo una obra de varios volúmenes. Son suyos los nombres de plantas y
animales más antiguos todavía en uso. Establecía el orden, pero sin buscar una causa.
“El siglo dieciocho fue una época de sistematización científico-natural. Después
de que el sueco Linneo comenzara en 1736 a elaborar su sistema de la naturaleza, los
naturalistas se esforzaron en todos los terrenos por hacer un inventario general de la
naturaleza. Se llegó a la convicción de que los botánicos, zoólogos, geólogos,
mineralogistas y paleontólogos no pisaban en firme en tanto que su objeto de
investigación respectivo no cumpliera el requisito previo de estar ordenado
sistemáticamente. Más tarde, tan pronto como la ciencia ha creado un orden tal, se
apresura a preguntarse a sí misma el porqué la naturaleza está organizada de esta forma
y no de otra. Y también se pregunta cómo ha surgido este orden. Sólo en virtud de estas
viejas interrogaciones de los investigadores preocupados por el origen y el sentido de
los fenómenos naturales pudo surgir de aquella rígida sistematización una ciencia llena
de vida. Una vez ordenada la naturaleza, se investiga cuál ha sido su evolución.”
Georges Luis Leclerc, Conde de Buffon (1707-1788). Miembro de la Academia de
Ciencias de Francia (27años); Guardián de las Jardines Reales (32 años), que convierte
en un centro de estudio e investigación (Jardines de las Plantas tras la Revolución de
1789). Padre de la Paleontología (buscando las causas): “Podremos también decir que
el hombre y mono, como caballo y asno, tienen un origen común; que en toda familia,
tanto animal como vegetal hay un único tronco, e incluso que todos los animales
proceden de uno solo que con el paso del tiempo, al ir perfeccionándose o degenerando,
ha dado origen a todas las demás razas animales”.
“¡Pero no! Por la revelación sabemos con certeza que todos los animales son
igualmente consecuencia del acto de creación; que la primera pareja de cada género y de
todos los géneros salió en su total perfección de las manos del creador. Y debemos creer
que entonces eran casi iguales a como se nos presentan hoy en día en sus
descendientes”.
Jean-Baptiste Louis Rome de l’Isle (1736-1790). Secretario de Artillería en
Indochina, preso por 3 años de Inglaterra. Uno de los fundadores de la cristalografía, al
ser de los primeros en hablar de “leyes de cristalización” (“Ley de la constancia de los
ángulos”) y el primero en utilizar los términos de “cristalografía” y “diedro”.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
X
“Cristalografía o descripción de las formas propias a todos los cuerpos del reino
mineral” (1772), en cuatro tomos, con dibujos y cuadros sinópticos de todos los cristales
conocidos. Ya se empezaba a hablar de leyes (organización + causas).
En la Geología ha sido mucho más largo el proceso de identificar, clasificar y
denominar los cuerpos y conjuntos de rocas: Por su gran tamaño, no son trasladables al
laboratorio (desde el s. XX la fotografía, la fotografía aérea, las imágenes de satélite,
etc. han ayudado un poco); Pueden tener una gran heterogeneidad composicional, lo que
dificulta su individualización; Su situación espacial y morfología original aparecen
frecuentemente modificadas por la tectónica y los procesos erosivos; Por la estructura
tectónica, el recubrimiento de otros cuerpos y conjuntos de rocas, la erosión y la
vegetación, su observación está más limitada que la de otros elementos geológicos Y si
además, pretendemos seleccionar algunos de ellos para que representen, del modo más
continuo posible, todo el tiempo de la Historia de la Tierra, pues …
LAS PRIMERAS SUBDIVISIONES ESTRATIGRÁFICAS
Anton Lazzaro Moro San Vito al Tagliamento (1687 - 1764). Se le atribuye la
primera escala estratigráfica Observa en Santorini el nacimiento de un nuevo islote
volcánico, y aplicando el actualismo (mucho antes que Hutton) deduce que “todas las
montañas tienen origen volcánico”.
Giovanni Arduino (1713-1795). Director de Minas de la Toscaza. Profesor de
Mineralogía y de Química metalúrgica de la Universidad de Papua. Superintendente
Público de Asuntos Agrarios del Estado de Venecia. Habló de Aluvión / Volcánico,
unas tierras y rocas, caídas por las montañas y llevadas por las corrientes, que descansan
sobre cualquiera las otras tres (las llanuras del río Po). También hablo de Montañas
Terciarias, poco elevadas y con muchos fósiles, mayoritariamente formadas por arcillas,
arenas y gravas, con algunas rocas volcánicas asociadas (Bajos Alpes Subalpinos). De
Montañas Secundarias, terrenos estratificados muy compactos, con algunos fósiles pero
sin yacimientos metálicos (Bajos Alpes). De Montañas Primitivas Cristalinas, terrenos
sin fósiles pero con yacimientos metálicos (Altos Alpes) [1735]. Es por tanto, el origen
de las Eras Primaria, Secundaria y Terciaria de la escala estratigráfica.
Johann Gottlob Lehmann (1719-1767) y George Fuchsel (1723-1773), dicen
que las rocas aparecen en paquetes individualizados (concepto de formación), elaboran
uno de los primeros mapas geológicos, relacionan los conjuntos de rocas con intervalos
de tiempo; esos conjuntos permiten reconstruir la historia de una región; esbozan el
Principio del Actualismo; indican que los estratos se forman horizontalmente en el mar,
y por esfuerzos y oscilaciones posteriores, se inclinan y pliegan; descripciones
detalladas de sucesiones estratigráficas con litologías y fósiles; subdividen las montañas
en tres unidades, a las que llaman “Series”. Surgen términos, como
Angeschwemmtgebirge (rocas aluviales) y montañas volcánicas; Flözgebirge (rocas
estratificadas procedentes de sedimentos laminados depositados debajo del mar (El
Diluvio); Ganggebirge (rocas estratificadas no horizontales, formadas cuando el mundo
fue creado).
Abraham Gottlob Werner (1749-1817). Minerálogo silesiano que estudió leyes,
minería y mineralogía en Leipzig y Figburgo. Profesor de la Academia Minería de
Friburgo 1775, primer Profesor de Universidad de Geología, con fama mundial, muchos
discípulos y creador de la primera escuela. Autor de un lenguaje preciso para la
descripción de las propiedades de los minerales. Denominó “Aragonito” a las
“torrecillas” descritas por Bowles en Molina de Aragón. Introduce en la nomenclatura
geológica los términos de los canteros alemanes (Muschelkalk, Zeichstein, grauvaca,
gneis, etc.). Habla de Formación como conjunto de rocas estratificadas caracterizada por
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XI
la litología y con extensión global . Propone la Teoría Neptunista, según la cual, todas
las rocas se han formado en el mar, por precipitación.
DESDE LOS ORÍGENES DE LA CONSTRUCCIÓN HASTA LA
CAÍDA DEL SISTEMA
Cada vez hay mas “geólogos” trabajando; se estudia más territorio; se
individualizan más unidades de roca diferentes; hay más diferencias entre las historias
geológicas regionales. El avance de la geología permite reconocer que la realidad es
muy compleja. Cesan las propuestas individuales de “Columnas estratigráficas patrón”
sobre datos regionales pero con pretensiones globales; comienzan las propuestas de
elementos – unidades para la construcción de la historia – columna estratigráfica de la
región y del mundo.
1789 Revolución Francesa.
1799 Inicio del Imperio Napoleónico.
1799 Lias (William Smith), vocablo de canteros ingleses derivado de “layer” que
significa piedra lisa.
1801 Cretácico (Werner, 1815 Smith, 1822 Omalius d’Halloy) terrenos de la craie,
chalk, kreide de la Cuenca de París (Fr, GB, B).
1807 Coal Measures (luego Carbonífero).
1812-1814 Constitución de Cádiz.
1815 Fin del Imperio Napoleónico y celebración del Congreso de Viena.
1822 Carbonífero (W.D. Conybeare), portador o contenedor de carbón.
1829 Cuaternario (J. Desnoyers) para sustituir al Diluvium siguiendo la
nomenclatura de Arduino.
1830 “Principios de Geología” de Charles Lyell.
1830 Jurásico (A. von Humboldt) fm. Calcárea masiva del Jura suizo (A. Boué y A
Brogniart la reubican en su posición estratigráfica correcta).
1834 Triásico (F. von Alberti), tres grandes unidades en Alemania (Buntsandstein,
Muschelkalk y Keuper).
1835 Cámbrico (Adam Sedgwick), Cymry es un caballero rural que lucha contra los
sajones, Cambria o Cumbria es su latinización, territorio del País de Gales, hoy en
Inglaterra.
1835 Silúrico (R.I. Murchison), los Silures eran una tribu galesa del Welsh
Borderland.
1839 Devónico (A. Sedgwick y R.I. Murchison), Devonshire, Inglaterra.
1840 Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico (Phillips) del gr antigua, media y
moderna vida animal.
1841 Pérmico (R.I. Murchison), antiguo reino de Permia y ciudad de Perm en los
Urales.
1845? Precámbrico (R.I. Murchison?) materiales anteriores al Cámbrico.
1853 Paleógeno y Neógeno (Hörnes) del gr. origen nuevo y origen antiguo.
1859 Darwin “El origen de las especies”.
1871 Darwin “El origen del hombre”.
1872 Proterozoico (Dana) del gr. vida animal antigua.
1873 – 1874 Primera República Española.
1876 Arcaico (Dana) del gr. muy antiguo.
1878 I Congreso Geológico Internacional de París, promotor de la Carta Geológica
del Mundo y del Léxico Estratigráfico Internacional.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XII
1879 Ordovícico (Charles Lapworth), los Ordovices fueron la última tribu galesa en
rendirse a los romanos.
1907 Primeras dataciones radiactivas.
1914 - 1918 Primera Guerra Mundial.
1926 XIV Congreso Geológico Internacional en Madrid.
1930 Fanerozoico (Chadwick) del gr. vida animal visible.
1936 – 1939 Guerra Civil Española.
1939 – 1945 Segunda Guerra Mundial Petróleo.
1949 - 1961 Código de Nomenclatura Estratigráfica, Am Co St No, AAPG.
1961 IUGS The International Union of Geological Sciences.
1972 Paleo, Meso y Neoproterozoico (Salop 1972) del gr. antigua, media y
moderna vida animal antigua.
1976 Hádico (Cloud) de gr. Infierno.
1977 Comienza el establecimiento de los Estratotipos de Límite.
IUGS
La IUGS (International Union of Geological Sciences) fue fundada con retraso
en 1961 con la colaboración de la UNESCO. Con 117 miembros nacionales, sus
objetivos son: promover el desarrollo de la geología a través de la ayuda de los estudios
científicos relevantes a nivel global y con amplia base, aplicar los resultados de éstos y
de otros estudios a preservar el ambiente natural de la Tierra, a utilizar todos estos
recursos naturales sabiamente y a mejorar la prosperidad de las naciones y la calidad de
la vida de las personas y para consolidar la conciencia pública de la Geología y avanzar
en la educación geológica en el sentido más amplio, establecer y publicar una Escala
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XIII
Standard Global del Tiempo Geológico, y preparar y publicar cartas de correlación
global, con notas explicativas, recopilar y mantener un centro base de datos
estratigráficos para las Ciencias de la Tierra a nivel global, unificar la nomenclatura
cronoestratigráfica global para organizar y documentar unidades estratigráficas en una
base de datos global, promover la educación en los métodos estratigráficos y extender el
conocimiento estratigráfico, evaluar los nuevos métodos estratigráficos e integrarlos
dentro de una estratigrafía multidisciplinar, definir los principios de la clasificación
estratigráfica, terminología y procedimientos, y publicarlos en guías y glosarios.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XIV
PUNTO Y SECCIÓN DE ESTRATOTIPO DE LÍMITE GLOBAL
(CLAVOS DE ORO)
Se trata de secciones estratigráficas internacionalmente aceptadas como
referencia de un límite particular en la escala del tiempo geológico. Los trabajos para la
definición de un GSSP son dirigidos por la Comisión Internacional de Estratigrafía de la
Union Internacional de Ciencias Geológicas. La mayoría de los GSSP se basan en
cambios paleontológicos, generalmente establecidos en un límite entre diferentes etapas
de la evolución de un tipo de fauna. Su definición comenzó en 1977. En el 2004 habían
sido aceptados 45 GSSP de los 96 propuestos.
Un GSSP debe ser accesible por tránsito público desde un aeropuerto
importante, estar accesible a la investigación, ser bastante extenso para asegurar su
accesibilidad en el futuro, correlacionarse fácilmente con otros afloramientos del
mundo, contener en el límite un sustrato radiométricamente datable, contener
marcadores bien definidos del límite de la etapa que se puedan aplicar por todo el
mundo.
CARTA ESTRATIGRÁFICA GLOBAL
Se trata de un documento inacabado en evolución permanente, en elaboración
desde hace más de dos siglos y medio; utiliza todos los datos geológicos significativos;
emplea todas las metodologías y técnicas posibles; es la referencia para ordenar en el
tiempo objetos y procesos; aporta un lenguaje imprescindible para la geología; todo
geólogo debe conocer sus elementos fundamentales Hay que saber (nombres, orden y
subdivisiones de eonotemas, eratemas y sistemas; edades absolutas de los límites de los
eonotemas y eratemas; edades aproximadas de los límites entre los sistemas; En menor
medida también deben conocerse algunos datos complementarios de los eonotemas,
eratemas y sistemas, y a qué sistema pertenecen los pisos).
HÁDICO
INTRODUCCIÓN
Al comienzo sólo había una singularidad: no había espacio ni tiempo, las leyes
de la física actual no funcionaban. Entonces, hace unos 12 a 20 mil millones de años, el
Universo, a partir de un punto, comenzó a expandirse rápidamente. Inicialmente sólo
había hidrógeno; éste se condensó para formar miles de millones de bolas superdensas.
Empezaron a producirse reacciones de fusión en las que se formaba helio: habían nacido
las estrellas. En estas estrellas se formaron otros elementos hasta la masa atómica del
hierro.
Hace unos 5-6 mil millones de años una de estas estrellas empezó a quedarse sin
combustible de hidrógeno. Se expandió hasta formar una gigante roja y después colapsó
sobre sí misma y explosionó formando una supernova. En esta supernova, como en
otras muchas que se han generado en nuestro Universo, se generaron todos los demás
elementos del hierro en adelante. En nuestra región del espacio queda una nube de
polvo y gas enriquecida en elementos pesados. El Sol se formó dentro de esta nube,
colapsando sobre sí mismo por compactación gravitacional hasta que se desencadenó la
fusión nuclear y empezó a emitir luz y calor. El hecho de que nuestro sistema solar se
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XV
haya formado a partir de desechos de otras estrellas ha hecho posible la existencia de los
planetas rocosos, cuyos materiales (silicio, hierro, magnesio, etc.) se formaron en
grandes estrellas. Nosotros mismos no podríamos existir si no fuese porque en algún
momento una estrella anterior emitió al espacio los elementos esenciales para la vida.
Los átomos de nuestros cuerpos y los de los objetos que nos rodean son más antiguos
que el propio planeta.
EL EÓN HÁDICO (4570 – 4000 Ma)
De Hades (Dios de los Infiernos): Término acuñado por el geólogo Preston
Cloud para la sucesión geológica que no sobrevivió en la Tierra pero que se ha
conservado en otros cuerpos del Sistema Solar. Hace unos 4500 Ma, al aumentar la
masa de la Tierra también aumenta su fuerza gravitacional. La Tierra empieza a
comprimirse, forma un cuerpo más pequeño y más denso. La compresión calienta el
interior de la Tierra. También hay calor procedente de la descomposición radioactiva y
calor aportado por las colisiones de las planetesimales. Se pudieron alcanzar
temperaturas de hasta 2000º. Los estudios de la superficie de la Luna, Mercurio y de
otros cuerpos planetarios revelan que durante varios cientos de millones de años tras la
formación del sistema solar los planetas fueron continuamente bombardeados por restos
meteoríticos. Por tanto, la superficie de la Tierra fue, muy probablemente, impactada
repetidamente y quizás refundida por los impactos de grandes asteroides. El interior de
la Tierra empezó a fundirse. Como el hierro es el elemento común más pesado de los
que componen la Tierra, las gotas de hierro fundido empezaron a hundirse hacia el
centro, donde se condensaron. Esta diferenciación se produjo lentamente y, según
algunos autores, se aceleró hasta adquirir proporciones catastróficas. La “catástrofe del
hierro” estableció la estructura interna de la Tierra.
En algún momento se formó la Luna; No se sabe si era un planeta capturado por
la gravedad de la Tierra, si fue arrancada de la Tierra por el impacto de un planeta tan
grande como Marte, o si se formó por acreción, a la vez que la Tierra. Hoy en día tiene
más adeptos la teoría del impacto, ya que explica algunos detalles curiosos, pero
importantes, de la composición química de la Tierra y de la Luna.
Tras la acreción, la Tierra es un planeta caliente, que rota a gran velocidad;
estéril y sin agua líquida; bombardeado por meteoritos y cometas; sin continentes;
sometido a una intensa radiación cósmica; con un vulcanismo generalizado.
Podemos encontrar pruebas de los primeros 500 Ma en los meteoritos (las
condritas constituyen el tipo de meteorito más abundante; tienen edades de unos 4.570 4.530 Ma.; los cóndrulos que contienen son cuerpos esféricos solidificados en el espacio
a partir de gotas fundidas lanzadas al espacio por impactos producidos durante la
formación del Sistema Solar; se deduce, por tanto, que el Sistema Solar y la Tierra se
formaron hace unos 4.530 - 4.570 Ma.), la Luna (comparada con la Tierra, la Luna es
un mundo geológicamente muerto en el que apenas se han creado o destruido nuevas
rocas en miles de millones de años; las rocas más antiguas datadas en la Luna tienen
edades comprendidas entre los 4.400 y los 4.500 Ma, lo que proporciona una edad
mínima para su formación; el sistema Solar primitivo era todavía un lugar bastante
caótico en el que los impactos meteoríticos fueron muy frecuentes entre los 4.500 y los
3.900 Ma; se calcula que un 1% - 5% de la masa total de la Tierra fue añadido mediante
este proceso; estos impactos pudieron aportar volátiles), circones detríticos
(encontrados en el W de Australia (Mt Narryer y Jack Hills), como componentes
detríticos de una roca de 3.000 Ma; son los únicos supervivientes conocidos en la Tierra
de los primeros 500 Ma) y Acasta (4030 Ma).
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XVI
CORTEZA HÁDICA
Predominio de silicatos de hierro y de magnesio. Si la Tierra estaba parcialmente
fundida pudo haber estado cubierta por un extenso océano de magma, que se enfrió para
formar komatiitas, es decir, rocas ultramáficas (esencialmente olivino y piroxeno) que
se forman a temperaturas superiores a las de los basaltos. Éstas pudieron constituir la
corteza hádica.
ATMÓSFERA HÁDICA
1ª Atmósfera (si existió): Formada por los gases procedentes de la nebulosa
original (esencialmente H2 y He). Estos debieron perderse rápidamente ya que el
campo gravitacional de la Tierra fue incapaz de retenerla; además, la Tierra no tenía
todavía un núcleo diferenciado, que es lo que generaría su campo magnético; sin
éste los vientos solares barrerían los gases atmosféricos. (Hádico).
2ª Atmósfera: Formada por los gases retenidos de la atmósfera inicial más los
obtenidos por la desgasificación y los aportados por los impactos de cometas. Se
considera que es posterior a la formación de la Luna. Se produce desgasificación del
interior de la Tierra (¿Big Burp?) y desgasificación por impactos de meteoritos y
cometas; Se desconoce la importancia relativa de estos procesos. Se supone que los
gases liberados desde el interior de la Tierra tendrían una composición similar a la
de los gases volcánicos actuales: esencialmente H2O (50-60%) y CO2 (24%); otros
gases liberados hoy por los volcanes: SO2 (13%), N2 (5,7%), NH3, S2, Cl2 (0,1%),
CH4, H2 y CO; sin oxígeno libre. (Hádico - Arcaico - Proterozoico).
3ª Atmósfera: Debida a la adición de oxígeno gracias a la evolución de la vida.
(Proterozoico – Actual).
HIDROSFERA EN EL HÁDICO
La desgasificación no solo originó la atmósfera sino también las aguas
superficiales que constituyen la hidrosfera (97% en los océanos).Probablemente en
algún momento del Hádico la Tierra se habría enfriado lo suficiente como para que el
abundante vapor de agua se condensara y empezara a acumularse en superficie. A
comienzos del Arcaico ya había océanos (primeros sedimentos marinos a los 3.800 Ma).
ARCAICO
INTRODUCCIÓN
El Eón Arcaico se extiende desde los 4.000 hasta los 2.500 Ma; A lo largo de
este espacio de tiempo la Tierra sufrió importantes cambios en la cantidad de luz solar,
calor interno, tectónica y vulcanismo. Supuestamente antes del Arcaico no había
ninguna posibilidad de que hubiera vida en el planeta. Hacia el final del Eón la Tierra
tiene una atmósfera, gases con efecto de invernadero, tectónica de placas y vida.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XVII
Para este tiempo la corteza de la Tierra ya se había enfriado lo suficiente como
para que se formaran placas; ésto lo demuestra el hecho de que las rocas más antiguas
que existen sobre los continentes terrestres sean de esta edad. Los planetas grandes,
como la Tierra, son capaces de mantener el calor interno durante mucho más tiempo que
los pequeños; Es este calor el que va a modelar y a cambiar al planeta. Durante el
Arcaico surgen los primeros volcanes en las zonas donde las placas se mueven y rozan
unas contra otras.
FORMACIÓN DE LA PRIMERA CORTEZA CONTINENTAL
Sólo había una corteza oceánica, muy delgada, formada por komatiitas y
basaltos (máfica y ultramáfica). Se puede llegar a tener corteza continental por
fraccionamientos progresivos originados por fusión parcial de rocas.
Los primeros continentes, crecerían según las siguientes etapas:
1. El magmatismo de las zonas de subducción genera engrosamientos.
2. Las colisiones continente – continente originan continentes mayores, aunque en al
Arcaico no son muy grandes todavía. La tectónica era demasiado rápida.
3. Los arcos islas y otros “terrenos” (terranes) se van acrecionando a medida que la
corteza oceánica subduce. Apenas e conserva corteza oceánica arcaica, casi toda ha
subducido.
4. Los sedimentos extienden los continentes hacia el mar.
Las rocas en el Arcaico
Metamorfismo intenso y origen ígneo: Gneises granulíticos. La mayoría procede
del metamorfismo de rocas plutónicas (tonalitas, granodioritas, granitos y gabros).
Los Ortogneises de la Fm. Acasta, en Canadá, son las rocas más antiguas datadas
hasta el momento (4.030 Ma).
Metamorfismo ligero y origen volcánico y sedimentario: Cinturones de rocas
verdes: rocas volcánicas (Arcaico o Proterozoico) ultramáficas (komatiitas: rocas
ultramáficas, con más de 18% en peso de óxido magnésico; forman coladas
volcánicas y sills intrusivos (menos comunes)), máficas (basaltos), intermedias
(andesitas) y félsicas (riolitas), con pillow lavas, intercaladas con sedimentos
metamorfizados. Transición secuencial. Unos 20 millones de Km2. Las rocas
verdes son por lo general de grado metamórfico bajo a moderado (facies
metamórficas esquistos verdes / anfibolita). En Isua (Groenlandia), encontramos las
rocas sedimentarias más antiguas, que pertenecen a un cinturón de rocas verdes,
3.800 Ma; son sedimentos marinos.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XVIII
Texturas spinifex: Textura caracterizada por fenocristales aciculares de olivino
(hasta 1 m de longitud), que se interpretan como el resultado de la cristalización debida
a un enfriamiento muy rápido, o descompresión, en una lava superfluida. El nombre
procede de una planta común en Sudáfrica y en Australia.
Periodo de cratonización
Hacia el final del Arcaico, en un intervalo de pocos cientos de millones de años,
entre los 2.800 y los 2.500 Ma se producen gigantescas intrusiones graníticas en las que
se genera una enorme cantidad de corteza continental. Este período de cratonización
generalizada es único en la historia de la Tierra y los geólogos no saben por qué se
produjo. Se refieren a él como orogenia, orógeno térmico, evento tectonotérmico,
evento tectonomagmático… etc. El porcentaje de corteza continental creada en este
período oscila, según los autores, entre un 40% y un 85% del volumen total de corteza
continental actual. Durante este período los cratones formados por acreción de terranes
granito/rocas verdes empezaron a soldarse para formar continentes mayores.
Escudo Canadiense: Kenoran Orogeny (2.600-2.500 Ma) y Slave Craton (2.6202.615Ma).
USA: Montana y Wyoming (2.740Ma); Intrusión masiva del Granito Long Lake
Algoman orogeny.
Cratón de Zimbawe Wedza y Chilimanzi suites: (2.600-2.400 Ma).
Emplazamiento de grandes volúmenes de material monzogranítico y granodiorítico.
Escudo Escandinavo (península de Kola), sienogranitos y granitos peralcalinos
(2613 Ma - 2682 Ma).
Cratón Siberiano: Granitoides del complejo Kitoi (2532 ± 12 Ma).
Cratón Ylgarn (Australia): Orógeno Kalgoorlie (2.655 -2.625 Ma).
LA VIDA EN EL ARCAICO
Fósiles químicos
Isótopos de carbono: Las relaciones isotópicas del carbono (δ13C) se han usado
para intentar averiguar cuando aparecen los primeros organismos en la Tierra. Los
dos tipos principales de acumulaciones sedimentarias de carbono son los carbonatos
(δ13C = 0 0/00 de media) y los restos orgánicos (δ13C = -25 0/00 de media). Esta
diferencia característica en la relación isotópica entre los dos tipos de carbono se ha
observado en muchos sedimentos ricos en materia orgánica de distintas edades y se
debe a los procesos metabólicos de los organismos autótrofos, que son irreversibles.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XIX
Aun así, hay procesos metamórficos que pueden cambiar la relación isotópica
original de las rocas (Ej.: intercambio isotópico con carbonatos o con fluidos ricos
en CO2 y reacciones de devolatilización). Estos procesos alteran el δ13C del material
de origen orgánico y lo hacen isotópicamente indiferenciable del C inorgánico, por
ejemplo del grafito que se forma abiogénicamente durante el metamorfismo.
Isla de Akilia, Groenlandia (3.850 Ma): Se trata de un afloramiento muy pequeño,
de solo 5 m, considerado como una formación de hierro bandeado. Inclusiones
dentro de apatitos de grafito rico en átomos ligeros de C. Se duda todo, edad, origen
(algunos dicen que no es una roca sedimentaria, sino metasomática), edad de los
apatitos que contienen el C (algunos dicen que son más modernos que la roca
madre).
Isua, Groenlandia (3.850 Ma): Datos isotópicos del carbono en inclusiones de
grafito. Muchas dudas, alguna publicación demostrando que el grafito de origen
claramente inorgánico tiene la misma relación isotópica.
Barberton, Sudáfrica (3.500-3.200 Ma): Mejor conservado (metamorfismo menor,
en facies de esquistos verdes). La relación isotópica apunta a que se trata de
carbono de origen orgánico. Posiblemente la primera prueba química (poco
alterada) de la existencia de vida. Aparecen asociados con posibles microfósiles.
Apex Chert: Tantas dudas como Isua. Se ha sugerido-demostrado que los
microfósiles (cuerpos segmentados, como anélidos) no están en la roca sedimentaria
propiamente dicha, sino que se han formado por procesos abiogénicos en un dique
hidrotermal. Artículo reciente demostrando que pueden ser los restos de carbono
adosados a esférulas de chert formadas en el dique.
Estromatolitos: Células que se agrupaban en colonias formando rocas
sedimentarias. Las células fosilizadas más numerosas se encontraron en tales rocas
formadas al borde de mares cálidos. Al examinarlos en corte, al microscopio, se
distinguen muchas capas superpuestas, como finas láminas apiladas unas sobre
otras. Estas rocas se formaron muy lentamente, capa sobre capa, y son el resultado
de la unión de minúsculos seres unicelulares, unas bacterias que vivían en mares
cálidos y en aguas poco profundas.
LA ATMÓSFERA EN EL ARCAICO
Para estudiar la atmósfera arcaica, analizaremos los tipos de rocas sedimentarias
comunes en el Arcaico (por lo general oscuras, debido a la presencia de carbono, que se
habría oxidado si hubiera oxígeno en la atmósfera; abundan los cherts, debido muy
posiblemente a la existencia de una atmósfera ácida, rica en CO2; No hay rocas
carbonáticas: el CO2 y el agua se combinan para formar ácido carbónico; en ese
ambiente ácido no se forman rocas alcalinas, como las calizas); la presencia de
minerales sin oxidar: pirita (FeS2) y uraninita (UO2) detríticas; la formación de
minerales ricos en Fe que incorporan oxígeno en su estructura: magnetita (Fe3O4) y
hematites (Fe2O3); la lentitud de los
organismos
fotosintéticos
para
producir oxígeno; muchos modelos
del origen de la vida requieren de la
ausencia de oxígeno para evitar la
descomposición temprana de los
compuestos orgánicos; modelos
basados en la composición de las
erupciones volcánicas actuales: CO,
CO2, SO4, …
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XX
Formaciones de hierro bandeado
Las Formaciones de hierro bandeado (BIF's) son depósitos sedimentarios
exclusivos del Precámbrico; la primera aparece a los 3.800 Ma (Isua); son muy comunes
entre los 2.800-2.000 Ma; alcanzan un máximo hacia los 2.500 Ma; casi total ausencia a
partir de 2.000 Ma; desaparecen del registro a unos 1.800 Ma, con una recurrencia entre
los 800-600 Sudan Iron Fm. Ma. Su origen es uno de los temas más polémicos de la
Geología. Puede que necesitaran para su formación niveles muy bajos de O2. Lo que
hoy parece claro es que no se pueden formar con niveles altos. BIF’s arcaicas: Isua,
Escudo de Guayana, Escudo Liberiano, Escudo de Kapvaal, Minnesota, Ontario y
Australia. Indican que los “sumideros” de oxígeno de la Tierra no se habían llenado
todavía para que pudiera acumularse en la atmósfera. El O2 reaccionaría con los
materiales terrestres antes de acumularse en la atmósfera.
Pirita y uraninita detríticas
En las rocas sedimentarias arcaicas son comunes las acumulaciones de uraninita
(UO2) y pirita (FeS2) detríticas. Se trata de minerales reducidos, inestables a presiones y
temperaturas superficiales en presencia de O2. Desaparecen a partir de 2.300 Ma. Son
también índices de que los “sumideros” de oxígeno de la Tierra no se habían llenado
todavía.
Paleosuelos
Con deficiencia en hierro hasta los 2.200 Ma. Removilizado por lasaguas
subterráneas (soluble como Fe2+).
Desarrollo de una atmósfera rica en oxígeno
Puede deberse a la disociación fotoquímica del agua originada por la radiación
ultravioleta (poco importante, aprox. un 2%). Es la responsable de la capa de ozono, o a
la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas producen oxígeno (muy importante).
HIDROSFERA ARCAICA
A medida que la Tierra se enfriaba, el agua producido por la desgasificación
pudo existir en forma líquida. Originalmente eran de agua dulce de lluvia. Podrían haber
sido ácidos por el CO2 y los gases sulfurosos disueltos. Lenta acumulación de sales
procedentes de la alteración. Hoy, salinidad relativamente constante porque el excedente
de sales es precipitado más o menos a la misma velocidad que el aporte. No podemos
conocer el volumen y la extensión geográfica de los océanos arcaicos; aún así, podemos
imaginarnos una Tierra primitiva caliente, con un vulcanismo considerable que produjo
una rápida acumulación de aguas superficiales. Los volcanes liberan todavía vapor de
agua, aunque en menores cantidades, ya que la cantidad de calor para generar magmas
ha disminuido.
La paradoja del “Sol débil”
El Sol es una estrella bastante común (de la secuencia principal) y su ciclo vital
y propiedades se conocen bastante bien. Empezó como una estrella más fría y se ha ido
calentando progresivamente. Hace 4.000 Ma el Sol primitivo era probablemente un 25 –
30% más débil de lo que es hoy. Calculando matemáticamente las condiciones en la
Tierra si la energía procedente del So, fuera un 30% menor, tendremos una Tierra
cubierta de hielo, con temperaturas superficiales muy por debajo del punto de
congelación, pero no hay ninguna evidencia geológica de la existencia de hielo en el
Arcaico inferior. Existen varias teorías:
Tierra más caliente. Posiblemente había un flujo geotérmico mayor, aunque se
considera que no sería suficiente.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXI
Menor albedo. El albedo actual de la Tierra es de 0,3. Para compensar un descenso
del 30% en la energía solar, el albedo tendría que haber sido de casi 0, lo que no
parece muy probable.
Efecto de invernadero. Parece la solución más probable. En 1970, Carl Sagan y
George Mullen, de la Universidad de Cornell, sugirieron que dos gases, el metano y
el amoníaco, son muy efectivos en el atrapamiento de la radiación infrarroja en la
parte baja de la atmósfera terrestre, y que éstos deben de haber abundado en el
Arcaico para compensar el déficit de radiación solar y mantener una clima
templado. No hay ninguna prueba de que la atmósfera terrestre tuviera altas
concentraciones de estos gases: el amoníaco se descompone rápidamente con la luz
solar, y el CO2 es un candidato más probable; sabemos que la Tierra produce mucho
y que durante el Arcaico no era retirado de la atmósfera.
RIQUEZA MINERAL EN EL ARCAICO
Las rocas arcaicas contienen importantes recursos minerales, sobre todo en los
cinturones de rocas verdes, muchos de los cuales han contribuido a potenciar la
economía de los países que los contienen. En los depósitos sedimentarios del techo de la
secuencia, se pueden encontrar concentraciones de manganeso, barita y hierro (BIF).
Las areniscas y los conglomerados pueden contener placeres de oro (Witwatersrand:
más de la mitad del oro mundial). En los volcánicos máficos y félsicos se encuentran
yacimientos de oro, plata, cobre y zinc. En la base ultramáfica de las secuencias de
rocas verdes se encuentran yacimientos de cromita, níquel y asbesto.
Producción radiogénica de calor
Con una Tierra más caliente, las placas se mueven más deprisa, hay más
actividad volcánica, y la producción de rocas ultramáficas es más fácil. Hacia el final
del Arcaico, con la Tierra más fría, es mas fácil mantener la corteza, más fácil generar
granitos y mantenerlos; deja de haber rocas volcánicas ultramáficas.
EL ARCAICO EN ESPAÑA
En España, no hay rocas arcaicas; tan sólo circones detríticos de más de 2.500
Ma en los materiales terrígenos del Proterozoico y Paleozoico.
PROTEROZOICO
INTRODUCCIÓN
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXII
El Eón Proterozoico, con sus 1.955 Ma de duración
supone el 42,5% de todo el tiempo geológico. El límite
Arcaico – Proterozoico se sitúa de forma convencional en los
2.500 Ma, que marcan, aproximadamente, el cambio en el
estilo de evolución cortical.
EVOLUCIÓN DE LOS CONTINENTES
Los cratones arcaicos se formaron por colisiones de
arcos islas y pequeños continentes. Constituyen los núcleos sobre los que se va a
acrecionar la corteza proterozoica, formándose masas continentales mucho mayores; la
acreción proterozoica se produce en los márgenes de los cratones y fue posiblemente
mucho más rápida de lo que es hoy, ya que la Tierra todavía tenía más calor interno; el
proceso continúa hoy en día.
Formación de Laurentia
Entre los 2500 y los 1800 Ma, se origina el núcleo de Laurentia (Norteamérica,
Groenlandia, parte del NW de Escocia y, quizás, algo del Escudo Báltico) por colisiones
que suturan diferentes placas de corteza Arcaica. En las zonas de sutura se forman
erógenos (cinturones de deformación lineales o arqueados) en losque muchas de sus
rocas han sufrido metamorfismo e intrusiones magmáticas. En la orogenia Thelon se
sueldan los cratones Slave y Rae. En la orogenia Trans-Hudson se sueldan los cratones
de Wyoming, Hearne y superior. Laurentia continuará su crecimiento por acreción en su
margen sur (orogenias Yapavai y Mazatzal). El último episodio de acreción
Proterozoica lo constituye la orogenia Grenville (cierre de una cuenca oceánica). Entre
1.200 y 1.000 Ma se genera una amplia zona de rift dentro de Laurentia. Fracturación
de la corteza e intrusión de grandes cantidades de lavas máficas. Por razones
desconocidas este episodio fue abortado y no dividió Laurentia en dos placas
independientes. Al final del Proterozoico el 75% de lo que hoy es Norteamérica está ya
constituido y no volverá a separarse. El 25% restante se acrecionará durante el
Fanerozoico, esencialmente en sus bordes E y W.
El Erógeno Wopmay
Es el primero que tiene todas las características de un orógeno moderno. En él se
puede apreciar que el estilo actual de la tectónica de placas, que implica la apertura y
cierre de una cuenca oceánica, estaba ya establecido en el Proterozoico inferior.
El Ciclo de Wilson
Un Ciclo de Wilson completo requiere:
→ Fragmentación de un continente (fase de rift).
→ Dispersión de los elementos continentales (fase de drift). Predominio de la
tectónica distensiva.
→ Reensamblaje del continente (fase de colisión). Predominio de la tectónica
compresiva.
→ Apertura y cierre de una cuenca oceánica.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXIII
Mid-Continent rift
El desarrollo de una pluma del manto bajo la cuenca que hoy ocupa el Lago
Superior originó el abombamiento térmico de Laurentia, el adelgazamiento de la corteza
y el consiguiente rifting. El rift fue abortado (no se sabe por qué) pero dejó grandes
cantidades de intrusiones máficas (gabros) y de rocas volcánicas máficas (basaltos), que
rellenaron gran parte de la cuenca el resto se rellenó con depósitos siliciclásticos. La
carga producida por el gran peso de las lavas acumuladas (30 km de espesor) hizo que
más tarde la corteza se hundiera y se generó la cuenca que hoy ocupa el Lago superior.
Asociada a este Rift hay una importante mineralización de cobre de origen
hidrotermal. La caracteristica única del cobre de Keweenaw es que se encuentra en
estado nativo, mientras que el resto de las explotaciones de cobre del mundo lo
obtienen, en un porcentaje alto, a partir de compuestos. Es importante también el
contenido en plata nativa. Además hay depósitos de cinc, oro, paladio y platino.
El Escudo Báltico
Ofiolitas
La ofiolita (corteza oceánica conservada en áreas de colisión continental) más
antigua conocida, que es la prueba de un antiguo margen convergente de placas, es el
Complejo máfico/ultramáfico de Jormua, en Finlandia. Tiene 1.960 Ma y es similar a
complejos ofiolíticos más modernos.
Supercontinentes del Proterozoico
El primer supercontinente que reconocen los geólogos con una cierta seguridad
(pudo haber otros antes) es Rodinia. Ensamblado hace unos 1.300-1.000 Ma. Parece
que Laurentia formaba el núcleo del supercontinente. La orogenia de Grenville se
relaciona con la formación de Rodinia. Rodinia se parte en dos mitades hace unos 750
Ma, cuando se abre el océano Panthalássico (Panthalassa). Entre las dos mitades de
Rodinia queda un tercer continente: el cratón del Congo, constituido por gran parte de
lo que es hoy África N y central. Las piezas de Rodinia volvieron a juntarse hace unos
600 Ma para formar otro supercontinente, conocido como Pannotia. El cratón del Congo
quedaría atrapado en la colisión entre las dos grandes mitades de Rodinia. La orogenia
generada por esta colisión se conoce como orogenia Panafricana. Hacia el final del
Proterozoico, hace unos 550 Ma, Pannotia empieza a fragmentarse y se delinea la
configuración continental que marca el comienzo del Eón Fanerozoico.
ATMÓSFERA EN EL PROTEROZOICO
Uraninita y pirita detríticas
En las rocas sedimentarias arcaicas son comunes las acumulaciones de uraninita
(UO2) y pirita (FeS2) detríticas. Se trata de minerales reducidos, inestables a presiones y
temperaturas superficiales en presencia de O2. Desaparecen a partir de 2.300 Ma. Son
también índices de que los “sumideros” de oxígeno de la Tierra no se habían llenado
todavía.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXIV
Paleosuelos
Con deficiencia en hierro hasta los 2.200 Ma. Removilizado por las aguas
subterráneas (soluble como Fe++).
Formaciones de hierro bandeado
Las formaciones de hierro bandeado están constituidas por rocas sedimentarias
precipitadas químicamente en ambientes oceánicos. Presentan láminas alternas de chert
rojo, amarillo o crema, con láminas negras o grises oscuras de óxidos de hierro
(magnetita, hematites y siderita) y/o láminas de carbonatos de hierro (siderita). El
comprender cómo se originaron las BIF's proporciona mucha información acerca de las
condiciones dominantes en la litosfera, hidrosfera y atmósfera primitivas. Las BIF's son
muy útiles debido a su íntima relación con la concentración de oxígeno y a su posible
relación con la evolución de la biosfera. Los investigadores se han beneficiado mucho
de los estrechos nichos (temporales, deposicionales y tectónicos) ocupados por las BIF's
en el registro geológico.
Su hierro se encuentra en forma de óxidos, esencialmente Hematites (Fe2O3) y
Magnetita (Fe3O4). En una atmósfera oxidante el hierro se combina con el oxígeno para
formar óxidos, que son insolubles en agua, y si la atmósfera carece de oxígeno el hierro
se disuelve fácilmente en agua. La atmósfera primitiva terrestre no tenía oxígeno libre
(o muy poco) que pudiera reaccionar con el hierro, lo que permitió una alta
concentración de Fe en las aguas oceánicas.
Aunque no hubiera oxígeno libre en la atmósfera sí que había el suficiente
disuelto en los océanos como para que el hierro se combinara para formar óxidos y
precipitar. Casi todos los autores consideran que la presencia de oxígeno libre en los
océanos se debe, al menos en parte, a la proliferación de los organismos fotosintéticos,
que lo liberaban en los océanos como un producto de desecho metabólico. Además el
hierro es utilizado como agente metabólico por numerosos microorganismos. Algunos
de estos (incluyendo algunas especies de fotoautótrofos y quimioferrótrofos oxigénicos
y anoxigénicos) dan credibilidad a la teoría de que la sedimentación de las BIF's puede
estar relacionada con procesos microbianos.
Para algunos autores, el hierro procede de la actividad magmática submarina o
hidrotermal (surgencias marinas profundas distales asociadas a puntos calientes o a
dorsales oceánicas); Para otros, la ausencia de oxígeno en la atmósfera arcaica y
proterozoica permitiría la existencia de Fe2+, que es soluble en agua: sería lavado de los
continentes y acumulado en los océanos. Las mismas procedencias (vulcanismo
submarino o alteración continental) se han sugerido también para la sílice, aunque
algunos trabajos recientes de geoquímica parecen apuntar a un aporte de sílice
continental.
Modelo biológico: En una atmósfera con muy bajo contenido en oxígeno se
podrían acumular grandes cantidades de hierro disuelto en las aguas oceánicas. La
proliferación de organismos fotosintéticos libera O2 en los océanos como un
producto de desecho metabólico. El hierro se combina con el oxígeno y precipita.
Con la subsecuente recuperación de las cianobacterias, y una renovada producción
de oxígeno, la precipitación de hierro volvería a producirse. Las repeticiones de este
ciclo originarían la sedimentación de láminas alternantes ricas en hierro y en sílice
y/o carbonato.
Modelos oceánicos: Océano con una capa superior oxigenada, el resto anóxico, con
Fe2+ y sílice disueltos. Las corrientes de upwelling llevan las aguas ricas en hierro y
sílice hacia la superficie y se produce la precipitación.
Modelos climáticos (snowball Earth): Océano anóxico con una capa superior de
hielo; Aportes de oxígeno en la ventilación de las aguas, al fundirse el hielo.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXV
El crecimiento fibroso de cuarzo y minerales como la crocidolita (un anfíbol
conocido también como riebeckita asbestiforme) es común en las BIF's y se produce
durante la deformación debido a la dilatación entre capas, sobre todo en las charnelas de
los pliegues. El reemplazamiento de la crocidolita por sílice produce brillantes capas
marrones, amarillas y naranjas que se conocen como ojo de tigre, utilizado para
ornamentos y en joyería.
Las cinco Formaciones de Hierro Bandeado principales (90% hierro bandeado del
mundo) se localizan en Hamersley Range (Australia), Minas Gerais (Brasil), Krivoy
Rog-KMA (Rusia), y en Transvaal-Griquatown (Sudáfrica).
Red Beds
Rocas sedimentarias de color rojo y origen continental, esencialmente arcillas,
areniscas y conglomerados. El color se debe a su contenido en óxidos de hierro, sobre
todo hematites. Resultado de la alteración del hierro en una atmósfera oxidante. Los
primeros red beds aparecen en el registro hacia los 2.000 – 1,800 Ma, coincidiendo
aproximadamente con la desaparición de las Formaciones de Hierro Bandeado. A lo
largo del Proterozoico se van haciendo cada vez más abundantes. En el Fanerozoico son
muy comunes.
La aparición de los red beds se interpreta como una prueba evidente de que la
atmósfera proterozoica estaba evolucionando para pasar de reductora a oxidante. Puede
que el nivel de oxígeno no fuera todavía el actual, pero aún no se había formado la capa
de ozono, con lo que la radiación ultravioleta atacaría al O2 transformándolo en O y O3,
mucho más agresivos a la hora de oxidar.
Calizas
Las rocas carbonáticas (calizas y dolomías) empiezan a ser abundantes en el
registro estratigráfico aproximadamente al mismo tiempo que los red beds. Hoy gran
parte del CO2 de la atmósfera primitiva está almacenado en las rocas carbonáticas y en
la materia orgánica (viva y fósil).
EL CLIMA EN EL PROTEROZOICO
Tras la transición Arcaico – Proterozoico se produce unaglaciación bastante
generalizada (Sur de Canadá, Fm Gowganda, 2.300 Ma; Makganyene, Sudáfrica
~2.200Ma; Witwatersrand, Sudáfrica, ~2.300Ma).
Entre los 750 y los 570 Ma se producen varias glaciaciones que dejan depósitos
en todos los continentes actuales (salvo en la Antártida), incluso en regiones
ecuatoriales
750/700 Ma: Sturtian (Rasthof, Namibia; Rapitan, Canadá; Sturt, Australia;
Changan y Tiesiao, China; Macaubas, Sudamérica.
665/635 Ma: Varangian/Marinoan glaciation (Ghaub, Namibia; Elatina
Australia; Ice Brook, Canadá; Port Askaig, Escocia; Nantuo, China;
Smalfjord, Noruega).
635/542 Ma: Loch na Cille, Escocia; Gaskiers, Terranova; Vilchitsy,
Bielorrusia.
Snowball Earth
La rotura de Rodinia (~770 Ma) deja pequeños continentes esparcidos, rodeados
por océanos. Estas masas continentales se encuentran concentradas, de forma inusual,
en latitudes medias a bajas (una situación que no se ha vuelto a repetir en la historia de
la Tierra). Durante la era Neoproterozoica, hace entre 750 y 580 millones de años, la
Tierra estaba envuelta en una espesísima capa de hielo. La que se formó tras cuatro
glaciaciones consecutivas, cada una de ellas de entre tres y doce millones de años de
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXVI
duración. Durante los años de las glaciaciones, en los que la Tierra era literalmente una
gigantesca bola de nieve, el planeta era bombardeado por el polvo interplanetario con
gran contenido de iridio. El metal se acumuló sobre las capas de hielo que no sólo
cubrían los continentes sino también los mares y océanos, incluyendo Zambia, el este
del Congo y las proximidades de la línea ecuatorial. Aunque los científicos presumen
que hubo cuatro glaciaciones, en realidad sólo
han podido demostrar la existencia de dos. Esas
glaciaciones del Neoproterozoico terminaron
bruscamente cuando comenzó a tomar forma un
calentamiento global que produjo el rápido
deshielo debido a lo que calificaron como "un
efecto superinvernadero". Las concentraciones
de ese tipo de iridio encontradas cerca del
África ecuatorial son las que han permitido
ajustar el cálculo de los períodos de glaciación,
que hasta ahora iban de varios centenares de
miles de años a 30 millones.
LA VIDA EN EL PROTEROZOICO
Al comienzo del Proterozoico “la vida sigue igual”. Las formas de vida
dominantes hace 2.000 Ma son las arqueobacterias y eubacterias, como las del Arcaico.
Las eubacterias forman estromatolitos, que son cada vez más frecuentes a medida que se
van formando plataformas someras en los márgenes de los continentes. Serán
dominantes hasta los 600 Ma, después declinan.
Microfósiles
Gunflint: Los microfósiles del Gunflint Chert (~1.900-2.100Ma BIF, Canadá)
fueron los primeros fósiles encontrados en el Precámbrico. Muy probablemente los
organismos de Gunflint eran fotosintéticos, ya que las rocas que los contienen
presentan compuestos que se producen en la descomposición de la clorofila.
Bitter Spings: 850 Ma.
Aparición de los eucariotas
Durante el Proterozoico aparecen los primeros organismos eucariotas (células
grandes con núcleo y orgánulos). Se originan probablemente gracias a una relación
endosimbiótica entre dos o más procariotas. La aparición de los eucariotas abre el
camino para la evolución de formas de vida más complejas, coloniales y pluricelulares.
Endobiosis
Los orgánulos tienen el tamaño de las eubacterias. Están separados de la célula
que los contiene por membranas, así que, en cierto sentido, están “fuera” de ellas. Sus
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXVII
membranas internas tienen enzimas y sistemas de transporte similares a los de las
membranas procariotas. Los orgánulos tienen su propio ADN y se reproducen por fisión
simple. Las células que los contienen no pueden fabricarlos. El ADN de los orgánulos
esta más relacionado con el de algunos tipos de bacterias que con el del núcleo de las
células en las que están contenidos. Los cloroplastos tienen ribosomas más parecidos
(en tamaño, características bioquímicas...etc.) a los ribosomas procariotas que a los
eucariotas. La secuencia básica del ARN de los cloroplastos es más parecida a la del
ARN de algunas bacterias fotosintéticas que al del citoplasma eucariota. La misma
presencia de ADN y ARN en los orgánulos de las células eucariotas sugiere que en
tiempos fueron rganismos independientes.
Aparición de las eucariotas
A los 2100 Ma, encontramos la primera prueba de vida megascópica (no se sabe
si una alga pluricelular). Todavía sin confirmar que se tratara de una eucariota, aunque
su tamaño sería único para un procariota. Aparece en la Fm. Negaunee, Michigan. Los
acritarcos son otros organismos que son eucariotas casi con toda seguridad. Se
consideran, en su mayor parte, formas enquistadas de dinoflagelados. Aparecen por
primera vez en el Paleoproterozoico, hace unos 1.800 Ma., y son muy comunes en el
Meso y Neoproterozoico.
El origen de las eucariotas, se puede deber a la división de organismos
unicelulares, que forman un grupo de células no dispersas, sino que permanecen juntas
formando una colonia; as células de las colonias se especializan; sto puede haber
originado organismos pluricelulares simples como las esponjas, que están formadas por
células especializadas en reproducción, respiración y nutrición; finalmente estos tipos
de células acaban formando los órganos de animales más complejos.
Las ventajas de los eurcariotas, son evitar el problema que tienen las células
únicas, que no pueden crecer mucho debido a la relación área superficial/ volumen; Son
grandes (menos predadores, se puede comer a los organismos más pequeños,
monopolizan recursos y tienen más capacidad de amortiguar los cambios ambientales);
Viven más, ya que las células individuales puede ser reemplazadas; La especialización
de las funciones celulares aumenta la eficiencia a la hora de realizar una tarea concreta;
Las células se pueden especializar en reproducción respiración, nutrición, …;Tienen
más descendencia gracias a la presencia de células especializadas en realizar esta
función.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXVIII
La fauna de Ediacara
En 1947, un geólogo australiano, R.C. Sprigg, descubrió las huellas de animales
de cuerpo blando en la Cuarcita de Rawnsley (Pound Subgroup, Neoproterozoico),
situada en las colinas de Ediacara, Flinders Ranges, en el sur de Australia. Otros
descubrimientos posteriores en la misma zona mostraban también impresiones de lo que
parecían ser algas y animales. En su mayoría no se parecen a ningún organismo
existente actualmente.
La Cyclomedusa sp. es uno de los fósiles más comunes de la fauna de Ediacara.
Al principio se creía que era una medusa fósil. Sin embargo era muy difícil explicar por
qué se conservaban tantas medusas en un sedimento arenoso, cuando son normalmente
organismos que viven flotando y no enterrados o fijados en el fondo. Hoy se cree que se
trata de fijaciones de anclaje de octocorales coloniales blandos. Esto explica su
abundancia en el registro fósil, ya que estaban enterrados.
El Mawsonites sp. también se pensó inicialmente que era un tipo de medusa,
pero hoy se tiende más a pensar que es otro ejemplo de anclaje fosilizado.
La Dickinsonia sp. parece tener el grado de organización de un anélido. Posee
una cabeza incipiente, segmentación y un intestino en forma de tubo rectilíneo.
La Spriggina sp. parece ser un anélido errante. Posee una cabeza bien
desarrollada y una boca. Además presenta una clara segmentación e intestino. Debió de
tener un cuerpo relativamente resistente, ya que se conserva siempre como un molde
cóncavo.
Tribrachidium sp. es probablemente un lofoforado extinguido. Los lofoforados
(grupo que incluye a los braquiópodos y a los briozoos) están caracterizados por tener
lofóforo, una corona de tentáculos ciliados que funciona como órgano respiratorio y
para la captura de alimento. Tribrachidium es único, ya que posee simetría trilateral, con
tres lofóforos curvos que sujetan unos filamentos fuertes como cerdas. Tenía un
diámetro aproximado de 5 centímetros.
Medusinites es una de las formas más simples de las faunas de Ediacara.
¿Protista grande? ¿Alga? ¿Anémona de mar? Lo único que se sabe es que era gregario.
Charniodiscus arboreus podría ser un cnidario, posiblemente un pennatuláceo
(pluma de mar).
Charnia masoni tenía un cuerpo plano, en forma de hoja adosado a un pie de
fijación que le sujetaba al fondo. Al principio se pensó que era un alga, pero hoy casi
todos los autores piensan que es un cnidario colonial, próximo a las plumas de mar.
Desgraciadamente los ejemplares completos son raros.
Pteridinium es un fósil común en el Ediacárico de Rusia y se ha encontrado
también en Australia, Namibia, y Carolina del N (USA). No se sabe lo que era ni como
vivía. Las últimas investigaciones parecen colocarle entre los cnidarios, aunque, si lo
era, no está relacionado con los actuales. Puede pertenecer a un phylum extinguido.
Posteriormente se han ido encontrando en todos los continentes, salvo en la
Antártida, y se les denomina colectivamente como fauna de Ediacara o fauna
ediacariense. No son muy abundantes en el registro, ya que todos ellos carecían de
esqueleto. Las localidades típicas de esta fauna son:
→ 610 - 600 Ma: Fm. Twitya, McKenzie Mountains, NW Canadá.
→ 575 Ma: Fm. Drook, Portugal Cove, SE Terranova, Canadá.
→ 570 Ma: Fm. Doushantuo Weng'An, Guizhou, China.
→ 565 Ma: Mistaken Point, Península de Avalón, E Terranova, Canadá.
→ 559 Ma: Charnian Supergroup, Charnwood Forest, Leicestershire, Inglaterra.
→ 555 Ma: Fm. Ust-Pinega, Zimnie Gory, White Sea, Rusia.
→ 555 Ma: Fm. Rawnsley, Ediacara Hills, Flinders Ranges, Australia.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXIX
→ 549 to 543 Ma: Grupo Nama, S Namibia.
Cuerpos blandos
Todos los organismos proterozoicos eran de cuerpo blando, aunque hay algunos
indicios de que los primeros estadios en el origen de los esqueletos estaban en camino.
Algunos animales de Ediacara pudieron haber tenido un caparazón quitinoso y otros
parecen tener áreas con carbonato cálcico.
Kimberella, del Proterozoico terminal de Rusia parece tener una cubierta
resistente similar a la de otros invertebrados marinos actuales. Podría ser un molusco
primitivo.
Parvancorina (¿antecedente de los trilobites?): Los dos tienen forma ovoide, un
lóbulo axial bien delineado y lóbulos laterales en los dos lados del cuerpo. Parvancorina
es el mejor candidato para ser considerado un artrópodo primitivo.
Phyla actuales en Ediacara
Cuatro phyla actuales pueden estar representados en la fauna de Ediacara:
Phylum Cnidaria (medusas y plumas de mar); Phylum Annelida (gusanos
segmentados); Phylum Arthropoda (formas muy primitivas); Phylum Mollusca
(formas primitivas); Parvancorina (Antepasado de los Trilobites???); Tribrachidium
(Miembro primitivo de los Equinodermos??? Lofoforado?).
Algunos científicos piensan que las faunas de Ediacara constituyen un grupo
evolutivo primitivo que no tiene descendientes entre los invertebrados actuales.
Las huellas fósiles más antiguas se encuentran en el Neoproterozoico y no tienen
más de 555 Ma.; son pistas y burrows horizontales y sin ramificar, hechas cerca de la
superficie del sedimento.
Esqueleto
Cloudina es el primer metazoo conocido que segrega un esqueleto mineralizado.
Es un organismo pequeño, cónico, con una concha de carbonato cálcico típico del
Neoproterozoico terminal. Continúa hasta el Cámbrico. Namibia, California, China,
Brasil, Sicilia, Cerdeña, Túnez, Omán.
RESUMEN
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXX
PALEOZOICO INFERIOR
INTRODUCCIÓN
Paleozoico inferior es una subdivisión principalmente utilizada en Europa, sobre
todo central y septentrional; es el conjunto de materiales que aparecen discordantes
sobre el Precámbrico y bajo la discordancia sobre la que descansa el Devónico.
Comprende el Cámbrico, Ordovícico y Silúrico; los tres Sistemas tienen sus
definiciones y regiones tipo originales en Gran Bretaña meridional; en USA puede
comprender sólo el Cámbrico y Ordovícico. Abarca actualmente desde los - 542 Ma a
los - 416 Ma. Supone un total de 126 Ma; es menos tiempo que el Mesozoico, 183 Ma;
viene a tener una duración de 1/3 de un Ciclo de Wilson completo, que vienen a ser
unos 400 Ma. Su límite inferior tiene un rango histórico muy importante y de valor
global; es netamente paleontológico-bioestratigráfico; en la base del Cámbrico hay una
crisis faunística a la que sucede un eclosión de fósiles (eclosión de: biomasa?, formas?,
estructuras resistentes?); es también frecuente la presencia de una discordancia seguida
de una transgresión. Su límite superior tiene una entidad histórica menor; en Europa el
Paleozoico superior suele estar discordante sobre el yacente; se concreta hacia el límite
Silúrico – Devónico; refleja la colisión de PaleoNorteamérica y PaleoEuropa; hay
también una crisis faunística global pero es menos perceptible para los no especialistas.
Hubo una disputa de 40 años entre Sedgwick y Murchison por fijar el límite
Cámbrico – Silúrico, que zanja Lapworth definiendo el Ordovícico.
El límite Precámbrico-Cámbrico
Macrofósiles para correlaciones
Los macrofósiles más importantes para la estratigrafía del Paleozoico inferior
son los Graptolites y Trilobites, seguidos de los Arqueociatos, pero conocidos desde el
Paleoproterozoico hasta la actualidad.), Nautiloideos y Braquiópodos.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXI
Microfósiles para correlaciones
Los microfósiles más importantes para la estratigrafía del Paleozoico inferior
son los Acritarcos (Histricosféridos; son en su mayor parte cistos (quistes quitinosos
latentes) de algas plantónicas, fitosintéticas, unicelulares y microscópicas, de tipo
dinoflagelados; constituyentes fundamentales del microplacton Paleozoico, debieron ser
la base alimenticia de los invertebrados cámbricos; principalmente paleozoicos
(Cámbrico a Devónico), Conodontos (son restos denticulados de hasta 3 milímetros;
ocasionalmente en grupos y asociados a restos de Procordados que recuerdan al
Amphioxus (Carbonífero, Montana, USA); formados por fosfato de calcio del grupo del
apatito; sólo en sedimentos marinos; se encuentran desde el Cámbrico hasta el Triásico),
Escolecodontos (bucales de gusanos marinos poliquetos; se encuentran desde el
Ordovícico inferior a la actualidad, pero su mayor diversidad es desde el Ordovícico
superior al Devónico), y Quitinosos (parecen ser huevos de metazoos marinos
desaparecidos; hay más de 500 especies conocidas; sólo en sedimentos marinos; su
apogeo y abundancia coinciden con las de los Graptolitos, con los que se sugerido
alguna relación, incluso genético; se encuentran desde el Ordovíco basal al Carbonífero
basal; muy interesantes en estudios estratigráficos detallados).
PALEOZOICO INFERIOR: CÁMBRICO
El Sistema Cámbrico lo propone Sedgwick en 1835 para designar los materiales
anteriores al Sistema Silúrico, propuesto por Murchison ese mismo año un poco antes.
La definición original de Sedgwick era muy defectuosa, pues solapaba ampliamente con
el Silúrico de Murchison (Ordovícico incluido). Actualmente se sigue el concepto de
Cámbrico de Lapworth (1879) que comprende aproximadamente la mitad inferior del
Cámbrico inicial de Sedgwick (1835). El Cámbrico actual se extiende entre los -540 Ma
y los -488 Ma, lo que supone una duración de 54 Ma, valor comparativamente grande
en los Periodos del Paleozoico inferior.
Cambria es una comarca británica, antes del País de Gales, y que ahora
pertenece a Inglaterra. Cambria procede del latín Cumbria, que en el fondo, es una
latinización de Cymru, que es el nombre celta de Gales. Cymru, a su vez, es una
territorialización del vocablo Cymry que significa “paisanos del compañero”, y que
implica comportarse como un caballero rural, luchando contra los germanos, Angliis y
Saxones); Los anglosajones llamaron a los celtas de esta región “wealas”, q significa
extranjero en celta.
Correlaciones
Las correlaciones, se basan en los trilobites, pero hay un acusado
provincialismo: hay algunas regiones privilegiadas con faunas mixtas, como Siberia y
Marruecos; este acusado provincialismo de los trilobites, es la causa principal de que
todavía no haya una propuesta aceptada por la ICS (IUGS) para la subdivisión en pisos
del Cámbrico. La propuesta original en Gales comprendía las series de Comley, SaintDavid’s, Merioneth y Tremadoc, pero esta sucesión estratigráfica contiene
discontinuidades importantes. Hay una antigua propuesta norteamericana, que
distingue: Georgiense (Calizas de Georgia, Vermont, USA); Acadiense (Areniscas y
esquistos de La Acadia, Canadá) y Postdamiense (Areniscas de Postdam, New York,
USA). Hay otras propuestas diferentes en Escandinavia, Siberia, Australia, ChinaCorea, Norteamérica, ... Recientemente hay también una propuesta basada en el Macizo
Hespérico: para el Cámbrico Inferior, en Cordubiense (Córdoba), Ovetiense (Oviedo),
Marianiense (Sierra Morena), Bilbiliense (Calatayud); para el Cámbrico Medio en
Leoniense (León), Caesaragustiense (Zaragoza), y Languedociense (Languedoc,
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXII
Francia). Las únicas subdivisiones aceptadas son el Furongiense como equivalente de
Cámbrico Superior, y dentro de este el Paibiense para la parte inferior.
El Cámbrico en la península Ibérica
En la Península Ibérica el Cámbrico aflora principalmente en el Macizo Ibérico.
Presenta extensos y desforestados afloramientos, pero afectados por una estructura
tectónica importante. Son la base para una de las propuestas a la IUGS de Pisos. Ha sido
estudiado con detalle desde principios del s.XIX (Lotze, de 1929 a 1961, uno de los
geólogos alemanes que vinieron a investigar a España entre las dos Guerras Mundiales,
tras la asistencia de Stille al Congreso Geológico Internacional de Madrid en 1926).
Afloramientos cámbricos famosos
→ Los Pilares del Lena, sobre el río Lena, 140 km aguas arriba de Yakust, la ciudad
más importante de Liberia nororiental.
→ Parque Nacional de Banff, Canadá.
→ Parque Nacional Grand Teton, Wyoming, USA.
PALEOZOICO INFERIOR: ORDOVÍCICO
El Sistema Ordovícico lo propone Lapworth en 1879 para zanjar una disputa que
duraba ya más de 40 años entre Adam Sedgwick y Murchison sobre la extensión
vertical del Cámbrico y la del Silúrico. El concepto actual de Ordovícico equivale a
parte del Cambriano superior inicial de Sedgwick o/y a parte del Silúrico inferior inicial
de Murchison. El Ordovícico actual se extiende entre los -488 Ma y los -444 Ma, lo que
supone una duración de 44 Ma, que es un valor intermedio entre los Periodos del
Paleozoico inferior.
Los Ordovices son la última tribu galesa en rendirse a las legiones romanas en el
47 d.C. No hay duda que la elección de Lapwort de esté termino para denominar a un
Periodo geológico en 1879, hay que enmarcarlo dentro del espíritu colectivo surgido en
Europa tras la caída del Imperio Napoleónico. Tras el Congreso de Viena de 1814-1815,
celebrado en un ambiente de libertad y europeísta, se desprestigia el concepto de
imperio y salen muy reforzados los ideales nacionalistas. La elección de los términos de
Cámbrico y Silúrico, también deben enmarcarse en el mismo contexto social e histórico.
El Ordovícico como el Cámbrico, es uno de los Sistemas / Periodos del
Paleozoico cuya Estratigrafía está en revisión, ya que las correlaciones globales del
Ordovícico sólo son posibles con los Graptolitos y los Conodontos. En las áreas
históricas hay tres tipos de problemas para esas correlaciones: 1) facies con faunas de
difícil correlación; 2) importantes intercalaciones volcánicas azoicas, algunas de hasta
3600 m de espesor; 3) estratotipos de pisos en distintos dominios paleogeográficos con
importantes diferencias en sus faunas.
Fauna
Ashgil: buena sucesión con abundantes braquiópodos y trilobites.
Caradoc: sucesión compuesta con problemas de correlación.
Llandeilo: algunos conodontos y graptolites permiten su correlación.
Llanvirn: contiene una fauna que se correlaciona con dificultad.
Arenig: tramos azoicos arenosos y volcano sedimentarios (en algunos puntos hasta
3.600 m de espesor).
Tremadoc: pocos graptolitos pero con carácter global.
El Ordovícico en la Península Ibérica
En la Península Ibérica, el Ordovícico aflora ampliamente en el Macizo Ibérico,
principalmente en sus áreas centrales. Predominan las sucesiones de unidades
cuarcíticas (litorales) y pizarrosas (marinas, someras a profundas, mas o menos
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXIII
distales). Las sucesiones sedimentarias presentan variaciones importantes de espesor y
sucesión de facies de unas áreas a otras.
Afloramientos ordovícicos famosos
→ Montaña Negra, Francia.
→ Parque Natural de Monfragüe, Cáceres.
→ Despeñaperros, Jaén.
PALEOZOICO INFERIOR: SILÚRICO
El Sistema Silúrico lo propone Murchison en 1835, poco antes de que Sedgwick
propusiera el Cámbrico en el mismo año. El concepto actual de Silúrico equivale a parte
del Cambrico superior inicial de Sedgwick y a poco más de la mitad del Silúrico
propuesto inicialmente por Murchison. El Silúrico actual se extiende entre los -444 Ma
y los -416 Ma, lo que supone una duración de 28 Ma, valor comparativamente muy
pequeño en los Periodos del Fanerozoico, solo comparable a la duración del Neógeno.
Los Silures fueron una aguerrida tribu galesa. Su nombre es una latinización de
un término galés que significa “pueblo de las rocas”, en alusión a lo montañoso de la
región donde ellos vivieron. En el año 50 dC los Silures encabezaron una sublevación
contra los romanos, en la que llegaron a conquistar Londinium (Londres), masacrando a
miles de romanos, celtas y “continentales simpatizantes”. En el año 59 dC Roma inicia
la contraofensiva, originándoles sucesivas derrotas militares, el suicidio de su reina
Búdica, la destrucción de sus lugares de culto, la aniquilación de los Druidas, … Los
galeses utilizan todavía el término “silurist” como adjetivo para referirse a las
circunstancias de ese periodo histórico.
El Silúrico es uno de los Sistemas / Periodos del Paleozoico revisados en los
últimos años. Las correlaciones globales del Silúrico se realizan con las biozonas de los
Graptolitos. En las áreas históricas hay un importante problema de límites, pues la base
y el techo de las sucesiones silúricas no tienen graptolitos Por ello se ha establecido un
piso inicial en las tierras altas de Escocia (Rhuddaniense) y un piso final en la región de
Prídoli de la República Checa (Pridoliense) [primer GSSP].
En el Silúrico hay una mayor abundancia de facies profundas y distales. Es
frecuente la presencia de unidades con un gran contenido en materia orgánica. Los
graptolitos tienen un menor provincialismo y su estratigrafía tiene un carácter más
global. Además, sus depósitos son generalmente extensivos sobre los depósitos
infrayacentes más antiguos. Por todo ello se considera que el nivel del mar durante el
Silúrico alcanzó uno de los dos valores más altos del Fanerozoico, junto con el episodio
Cretácico. A favor de estas condiciones, se ha podido subdividir el Silúrico en pisos de
solo unos 3-4 Ma, que viene a ser la mitad de tiempo que un piso medio del Mesozoico.
Afloramientos silúricos famosos
→ Cataratas del Niágara.
OROGENIA CALEDÓNICA
Se entiende por Ciclo Caledónico, el intervalo temporal (Periodos) cuyos
materiales (Sistemas) yacen discordantes sobre el “Precámbrico s.l.” y son plegados
hacia el límite Silúrico -Devónico. Son el Cámbrico, Ordovícico y Silúrico. En algún
caso comprende también algunos materiales infrayacentes sobre los que el Cámbrico
descansa concordante (Ediacárico final). También se entiende por Ciclo Caledónico, el
conjunto de procesos, principalmente tectónicos y sedimentarios, que acontecieron
durante dicho intervalo de tiempo.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXIV
En América del Norte hay un proceso orogénico importante hacia el límite
Ordovícico - Silúrico (Orogenia Tacónica). Por ello para algunos autores el Paleozoico
inferior lo constituyen el Cámbrico y el Ordovícico, y el Silúrico junto con el Devónico
lo agrupan en el Paleozoico Medio. Por otro lado, la fragmentación de Gondwana da
lugar en algunas áreas a movimientos tectónicos, que hacen descansar al Ordovícico en
discordancia sobre el Cámbrico (Discordancia Sárdica).
El lago Assynt (distrito de Sutherland en Escocia, UK), da nombre a la
discordancia Assíntica. Los afloramientos de Assynt hoy están en "Europa", antes
estuvieron en Avalonia, y en tiempos de la discordancia estaban en Gondwana. Por
tanto, han cruzado dos veces los océanos que los separan de Norteamérica.
Caen (antiguo Cadomus), ciudad de Normandía, en el Norte de Francia, da
nombre a la discordancia Cadómica).
El término de Discordancia Sárdica deriva del nombre genuino de Cerdeña en
sardo, Sardigna, y en italiano, Sardegna.
La actividad de las dorsales durante el Precambrico terminal y el Paleozoico
basal, rompen el supercontinente Pannotia, centrado sobre el polo sur. El
supercontinente es ahora Gonwana, y le acompañan los grandes continentes escindidos
de Laurentia, Baltica y Siberia que derivan hacia el Norte. Respecto a su posición
actual, Laurentía y Báltica están giradas 90º a derechas, y Siberia lo está 135º a
izquierdas. Las nuevas disposiciones continentales configuran los nuevos Océanos de
Iapetus y Protothetys. Se generan los arcos insulares de Kazajstan y Tacónico sobre
nuevas zonas de subducción. Se origina el Arco Insular de Mongolia sobre un sector de
la gran banda de subducción que limitaba el océano Panthalassa y el supercontinente
Pannotia.
Laurentia es la aplicación geológica del término territorial “The Laurentians”
(inglés) “Les Laurentides” (francés) “Las Lorencianas” (español). Son la región y
montañas del Canadá francófono en la ribera nororiental del Río San Lorenzo. Están
constituidas por rocas del Arcaico, y forman parte del Cratón Superior del Escudo
Canadiense. Son el núcleo de la Placa Norteamericana.
Laurentia, Siberia y Báltica prosiguen su desplazamiento hacia el norte.
Laurentia y Siberia alcanzan su máxima separación El Arco Tacónico se aproxima a
Laurentia por el sur (hoy sería el este) Aparece una zona subducción en el margen NW
de Baltica, que así inicia su aproximación a Laurentia.
Tethys es un concepto elegido por Eduard Suess para denominar en 1893 el mar
que separó durante el Mesozoico y Terciario a Eurasia de África, y que en cierto modo
aún lo sigue haciendo en algunas áreas. Es un conjunto de sucesivos elementos
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXV
océanicos, que se abren y cierran sobre el “mismo espacio paleogeográfico”, y que
sucesivamente se denominan proto-Tethys (desde el Cámbrico), Paleo-Tethys (desde el
Devónico), Tethys (desde el Pérmico) y Mediterráneo (desde el Neógeno).
Aparecen dos dorsales oceánicas, una en el límite de Gondwana frente al Oceáno
Iapetus, y otra frente al límite norte de Laurentia, Siberia y Gonwana. Cesan las
actividades en las dorsales del Océano Iapetus, y entre Liberia y Báltica, lo que
posibilita su aproximación. Baltica gira a su orientación actual. En el Ciclo de Wilson
Panotia-Pangea, termina la 1ª fase de dispersión, y comienza una 2ª fase de dispersión y
convergencia continentales simultáneas. El fragmento cortical de Avalonia, desgajado
de Gondwana, posteriormente atrapado en la Pangea, y actualmente repartido por
Norteamérica, Europa y África, recibe su nombre de la Península de Avalon en
Terranova, Canadá.
Estas nuevas configuraciones de dorsales y subducciones, entre Laurentia,
Siberia y Báltica, y entre estas tres y Gondawana, inician el camino hacia una
paleogeografía con dos grandes masa continentales, Gondwana mas grande, y la suma
de Laurentia, Siberia y Báltica, de menores dimensiones. Se desgaja Avalonia (Yucatán
MEX, Piedmont-N Carolina USA, Nueva Escocia y media Terranova CAN, S de
Irlanda y ½S de GB, Z Sudportuguesa) de Gondwana e inicia su migración también
hacia el Norte, siguiendo la pauta de anteriores escisiones e iniciando la apertura del
Océano Rheico. El Arco Tacónico se aproxima a Laurentia y los Arcos Mongol y
Kazjastano se aproximan a Siberia. Baltica y Siberia inician su aproximación a
Laurentia desde el SE y E (hoy respectivamente noreste y norte), por la prolongación
hacia el norte de la subducción del Arco Tacónico, y por la ya mencionada nueva línea
de subducción del W y NW de Báltica.
El arco Tacónico colisiona con Laurentia y da lugar a la Orogenia Tacónica. Se
unen las líneas de subducción del N de Avalonia y del W de Báltica, y su tramo N
desaparece bajo Báltica. Laurentia gira a una orientación intermedia. Avalonia contacta
por el SW con Báltica y se aproximan Siberia y Laurentia. En el S, Europa merdidional
(Z. Ossa-Morena, Armórica) se escinde Gondwana y también migra hacia el N.
Laurentia, Siberia y Baltica se ven más rodeadas por zonas de subducción.
El Orógeno Tacónico alcanza su máximo desarrollo en el SE (hoy E) de
Laurentia. Avalonia colisiona con Báltica y da lugar a una "réplica europea" casi
sincrónica de la Orogenia Tacónica. Baltica colisiona con Laurentia por su extremo NW
e inicia el Erógeno Caledónico (¿en tiempos de la Orogenia Tacónica?). (¿Se inicia la
Orogenia Ellesmérica por el Este, al Norte de Groendlandia?).
Una nueva dorsal en el NE de Godwana propicia la escisión de varios
microcontinentes, (más tarde acabarán formado China y parte del SE de Asia). Siberia
se coloca en las inmediaciones de Laurentia y muy proxima a Baltica. Laurentia, Siberia
y Baltica aparecen casi totalmente rodeadas por zonas de subducción. Aparece el Arco
de Antler, que mas tarde iniciará la génesis de las Montañas Rocosas (USA). Báltica y
Avalonia cierran en tijera de N a S el Oceáno Iapetus, colisionan con Laurentia dando
lugar a la Orogenia Caledónica (O. Acádica en USA). Es el continente de Laurrusia
(Laurentia + Báltica) o "Old Red Continent". Plegamientos en el S de Avalonia y
Báltica, por influencia de la O Caledónica y la actividad de la zona de subducción
meridional. Europa del Sur contacta con Avalonia y Báltica.
La Orogenia Ellesmérica debe su nombre a la Isla de Ellsmere, la más
septentrional y más grande del Canada Ártico (con osos) y la décima mas grande del
mundo. En ella se ubica el asentamiento humano permanente más septentrional del
globo (solo unos cuantos «inuit» o esquimales y el personal de las bases de
investigación canadienses y estadounidenses de Eureka y Alert). Su cabo Columbia es
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXVI
el punto más septentrional de Canadá, a “sólo” 756 km del Polo Norte. De allí partió
Robert Peary para conquistar el Polo en 1909.
Gondwana y los otros continentes se aproximan, y se reducen los Océanos
Rheico y Paleotethys. Los Arcos Insulares de Mongolia y Kazjhastan se aproximan con
Siberia. Las masas continentales se estrechan y el Océano Panthalasa crece. Se
aproxima el final de un ciclo de Wilson.
Continua el ensamblaje de Báltica y Avalonia (¿solo Avalonia NE?) con
Laurentia, en el marco de la Orogenia Caledónica – Acádica (¿Orogenia Caledónica
s.e.?). Europa S (Armórica + Iberia) colisiona con Báltica y Laurentia en un frente
meridional de la Orogenia Caledónica (¿Orogenia Acádica s.e.?) Se inicia la Orogenia
Ellsmérica en el N de Laurentia.
En España
CLIMA EN EL PALEOZOICO INFERIOR
Arrecifes
Situados sobre la franja intertropical (salvo algunos casos). La mayor
abundancia se da en Norteamérica, Europa y Siberia, que puede ser el efecto de una
mayor exploración. En el Cámbrico, son muy simples, Arqueociátidos y cianobacterias
calcáreas (estromatolitos) y algas en menor medida. En el Ordovícico y Silúrico,
complejos, estromatopóridos y la asociación "algasesponjas-corales".
Glaciares
Todos situados en Gondwana Todos en la mitad superior del Ordovícico y el
Silúrico. Se dan glaciares alpinos, glaciares continentales, dropstones en algunos bordes
y entornos de Gondwana (Ej.: Península Ibérica).
Plataformas carbonatadas
Desarrolladas en la franja intertropical.
Evaporitas y red beds
Aparecen en todos los continentes. Capas rojas. Las áreas desérticas son siempre
difíciles de conservar y de reconocer. Por ahora sólo en Australia.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXVII
VIDA EN EL PALEOZOICO INFERIOR
Se da un incremento importantísimo de la presencia de fósiles en los comienzos
de Cámbrico. Aparición de todos los tipos de invertebrados actuales (Phylum / Phyla)
en el Cámbrico y Ordovícico. Aparición de los peces (vertebrados) en el Cámbrico
final. Restos de posibles urocordados o tunicados ya hay en el Precámbrico (Yarmenia),
y de posibles cefalocordados o acranios en el Cámbrico inferior y medio (Cathaymyrus,
535 Ma y Pikaia en Burgess Shale). Comienza la conquista del medio subaéreo –
terrestre por los vegetales en el Silúrico.
Eclosión del Cámbrico
→ Incremento importante de la presencia de fósiles. "Aparecen" las conchas duras
calcáreas y qutiniosas. Posible incremento notable de la biomasa.
→ Fósiles diferentes a los del Proterozoico. Posible crisis faunística. Registro pobre
y ocasional del Proterozoico.
→ Aparecen los fósiles de organismos con caparazón. Necesidad de un armazón para
el desarrollo evolutivo (artrópodos). Protección de los ultravioletas de los
organismos con concha calcárea (braquiópodos).
→ Aumento muy importante en la tipología de los fósiles. Quizás la mayor
diversificación biológica conocida. Registro fosilífero menos incompleto. Burgess
Shale, el “lagerstätten” más importante del Fanerozoico.
→ Bioturbaciones diferentes, abundantes y complejas. Aumento la biomasa de la
Tierra. Organismos más grandes y complejos más actividad, alimento y
desperdicios. Mayor eficacia en el uso de los fondo. Mejor registro de huellas
→ Registro fosilífero discontinuo y excepcional. Cuanto más se estudia y se conoce
parece ser más gradual.
Las conchas calcáreas
Aparecen a finales del Proterozoico / comienzos del Cámbrico y es uno de los
misterios de la Geología:
La radiación ultravioleta, muy intensa por la debilidad de la atmósfera y de la capa
de ozono, hace de factor selectivo a favor de los organismos que la desarrollan
(¿eran tan fuertes?).
Disminuye la acidez de los mares proterozoicos, que impedía a los invertebrados
retirar CaCO3 para construir sus conchas (¿y los estromatolitos calcáreos?).
Factor selectivo a favor de los organismos que tienen una mayor protección ante
la depredación.
Disponibilidad de CaCO3 por la bajada de su solubilidad en los mares, debida a la
subida de temperaturas tras las glaciaciones del Proterozoico (¿no fue mucho
antes?).
Vegetales marinos
En el Cámbrico no hay novedades; siguen desde el Proterozoico Bacterias,
Cianofíceas y Acritarcos. En el Ordovícico aparecen Clorofíceas (algas verdes) y
Rodofíceas (algas rojas). En el Silúrico tampoco hay novedades.
Los vegetales inician en el Silúrico la conquista del medio subaéreo; los musgos
en el Silúrico inferior; Baragwanathia y Cooksonia en el Silúrico terminal “formas
esparragoides muy primitivas” posiblemente relacionadas con las hepáticas actuales.
Los restos más antiguos de vegetales subaéreos fueron encontrados en testigos
de sondeos en Omán; son del Ordovícico medio (-475 Ma) “Arenig”; sacos de esporas
tetradas y diadas; quizás relacionadas con Hepáticas (Briofitas).
Vegetales terrestres
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXVIII
El paisaje ordovícico debía de ser desolador; sólo había elementos litológicos,
canchales, graveras, arenales y llanuras arcillosas; quizás algún musgo. En las
proximidades de las desembocaduras de los ríos, zonas casi permanentemente mojadas,
se pueden dar algunas algas y pequeñas arañas. Es posible que hubiera algo más de
vida; rastros de escorpiones grandes en Australia.
Invertebrados marinos
De los 9 grandes grupos de invertebrados marinos actuales, 8 aparecen en el
Cámbrico (¿4 Ediacara?), y 1 aparece en el Ordovícico.
Anatolepis (primer pez en el Cámbrico), del Cámbrico medio de Queensland
(Australia), del Cámbrico tardío de Wyoming (USA) y del Ordovícico inferior de
Escandinavia. Son fragmentos de placas óseas, con nodosidades en la superficie que
podrían ser algún tipo de escama. Dado que estas placas óseas contienen dentina, que es
exclusiva de los Vertebrados, se considera ahora que son restos de un pez, menor de 8
cm.
Están claros los Agnatos, esto es, peces sin mandíbula, ni escamas, ni vejiga
natatoria, ni estómago, ni aletas pares, con esqueleto cartilaginoso, un ojo pineal
sensible a la luz, etc. Hoy solo quedan las lampreas y los mixinos. Los hallazgos de
otros grupos son con frecuencia escasos y/o discutidos.
Los Arandáspidos y los Astráspidos son peces del Ordovícico. Aunque hay muy
pocos yacimientos y ejemplares (Australia, Argentina, Bolivia y Colorado USA), pero
se pueden identificar claramente como “peces agnatos” (lampreas y mixinos).
Los peces en el Silúrico, tienen formas más reconocibles de peces, pero siguen
siendo Agnatos, los más primitivos de los “peces acorazados”, que son los primeros
“peces”. Hoy hay 60 especies, probablemente es un “cajón de sastre” de formas
primitivas supervivientes.
En los peces del Paleozoico Inferior, hay sin duda una complejidad importante
de los organismos; parece haber una diversificación muy rápida de los tipos; aunque
sean cuestionadas algunas interpretaciones de los hallazgos, se nos presenta una
diversidad y disparidad de formas importantes; podemos deducir unas complejas
relaciones ecológicas.
Animales subaéreos en el Silúrico
Pneumodesmus newmani es el nombre dado a un artrópodo de 1 cm de longitud
hallado en el 2003 en la localidad escocesa de Stonehaven (cerca de Aberdeen). Su edad
se valora en - 428 Ma (Silúrico superior), y posee espiráculos (orificios) en el cuerpo
que prueban su capacidad de respirar aire a través de un sistema de tráqueas, por lo que
se le considera el animal subaéreo más antiguo conocido.
Crisis faunísticas
Botomian Event: desaparecen los trilobites primitivos y casi desaparecen los
arqueociatos (Cámbrico Inferior - Medio).
Dresbachian Event: afecta a los trilobites, braquiópodos y conodontos (Cámbrico
Medio - Superior).
Límite Cámbrico – Ordovícico: Es el más importante de los tres. Afecta a
trilobites, braquiópodos, moluscos, equinodermos y acaba con "el último
arqueociato".
Burgess Shale
Es el yacimiento fosilífero más importante para la historia de la vida sobre la
Tierra. Burgess Shale se halla en Canadá, en las Montañas Rocosas, dentro del Parque
Nacional de Yoho, y está valorado internacionalmente con la figura de Patrimonio de la
Humanidad. Fue descubierto en 1909 por Charles Walcot cuando era secretario de la
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XXXIX
Smithsonian Institution (posteriormente fue Director del U.S. Geological Survey), que
investigaba esta inhóspita región atraído por su riqueza en fósiles de varios Periodos,
descrita G. McConnell del Geological Survey of Canada en 1886.
Es un yacimiento fosilífero del Cámbrico medio. Proporciona una imagen única
de la vida marina en un período en el que aún no habían aparecido los vertebrados y del
cual no abundan los vestigios. Desde el punto de vista filogenético, contiene tres tipos
de organismos: 1) especies asignables a grupos conocidos posterior e incluso
actualmente; 2) especies relacionables con grupos conocidos pero sin ejemplos actuales;
3) especies no relacionables con grupos conocidos.
PALEOZOICO SUPERIOR
INTRODUCCIÓN
Conjunto de materiales que en muchas áreas de Europa aparecen discordantes
sobre el Silúrico (O. Caledónica s.l.) y bajo un Triásico discordante (O. VariscaHercínica s.l.). Es la suma de los Sistemas Devónico, Carbonífero y Pérmico, que tienen
sus definiciones y regiones tipo en Europa. En América del Norte el Paleozoico superior
puede comprender solo el Carbonífero (Mississípico y Pennsylvánico) y el Pérmico. La
Unidad Geocronológica: abarca actualmente desde los - 416 Ma a los - 251 Ma; supone
un total de 165 Ma; es algo más de tiempo que el Paleozoico Inferior (126 Ma) es algo
menos de tiempo que el Mesozoico (183 Ma); es sólo parte de un Ciclo de Wilson
teórico (unos 400 Ma).
Facies
A nivel de España y también de Europa occidental, el Paleozoico superior es un
conjunto litológicamente mucho más variado que el Paleozoico inferior. El Paleozoico
inferior se identifica con una homogénea sucesión de pizarras oscuras, en la que se
intercalan formaciones cuarcíticas, y más raramente carbonatadas, con una aparente
continuidad de sus espesores, y todo ello con tonalidades preferentemente oscuras. Por
el contrario, en el Paleozoico superior aparecen conglomerados, cuarcitas y areniscas,
pizarras y lutitas, calizas, carbón, … Los espesores son mucho más variados, y según
las zonas, algunos Sistemas pueden
faltar o alcanzar miles de metros.
Además su aspecto sobre el terreno es
también muy diferente. El Carbonífero
tiene coloraciones desde negras y grises
hasta blancas, y según zonas y facies, se
parece más al Paleozoico inferior o al
Mesozoico.
El
Pérmico
aporta
coloraciones rojas y pardas, y su aspecto
es mucho más parecido al del Mesozoico
que al del Paleozoico inferior.
Fósiles para correlaciones
Los macrofósiles más importantes para la estratigrafía del Paleozoico superior
son: Ammonoideos (a partir del Devónico inf alto), Graptolitos (hasta el Devónico inf),
y Tentaculitis (Dacryconáridos, solo Devónico inf y med). En menor medida, Trilobites
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XL
(hasta el final del Pérmico) y Braquiópodos (todo el Paleozoico sup). En las sucesiones
continentales, se utilizan los vegetales superiores y polen.
Los microfósiles más importantes, son los conodontos y los foraminíferos.
PALEOZOICO SUPERIOR (DEVÓNICO)
Devon es un condado (Devonshire) del SW de Inglaterra, de clima suave y gran
belleza natural, cuya capital es Exeter.
No hay afloramientos famosos del Devónico. En España, aparecen escasos
afloramientos en la zona Cantábrica.
PALEOZOICO SUPERIOR (CARBONÍFERO)
La prospección del carbón del Carbonífero fue una de las motivaciones para el
desarrollo de la Geología en Europa. La revolución industrial del s.XVIII, que comienza
y tiene su mayor desarrollo en las Islas Británicas, aunque luego se extiende por “el
continente” y Norteamérica, necesita combustibles para obtener energía para sus
maquinarias. Mostrándose insuficientes y estando casi agotados los recursos forestales,
para la obtención de leña y carbón vegetal, la industria vuelve sus ojos hacia las “rocas
que arden” que los comerciantes venecianos habían traído de Asia algunos siglos antes.
Pero la extracción de carbón no es tan fácil como sacar áridos del lecho de los ríos, ya
que el carbón aparece en capas relativamente delgadas. Con frecuencia, éstas no se
hacen notar en superficie, máxime en los paisajes con abundante cubierta vegetal, como
en el Reino Unido. Además, las capas de carbón están con frecuencia inclinadas e
incluso verticales; al poco tiempo se agotan los primeros metros de carbón, y desde las
iniciales explotaciones “a cielo abierto” (canteras y trincheras), se evoluciona a las
explotaciones “en galerías” (minas). Los pliegues y las “fallas” (faltas en la continuidad
de los niveles) limitan las capas de carbón y dificultan, e incluso impiden, su extracción,
tanto a cielo abierto como en galerías. Resulta imprescindible saber si hay que picar por
el “techo”, por el “muro” o por la “base”, para volver a encontrar el nivel de carbón
perdido. Quien conozca y sepa aplicar los conceptos de dirección y buzamiento, espesor
aparente y espesor real, sucesión estratigráfica, salto de falla, ..., y sepa construir un
mapa geológico, puede calcular hacia donde y cuanto hay que picar. Así se explica el
impulso y la valoración social de la Geología en Gran Bretaña y USA a partir del s.
XVIII, que hoy sigue en aumento (no como en España). La figura más conocida y
representativa de esta situación es William Smith (1769–1839), avispado topógrafo y
geólogo autodidacta, que ha pasado a la historia como uno de los tres principales
"padres" de la Geología. Las subdivisiones y la nomenclatura del Carbonífero son muy
prolijas, porque: Se ha trabajado mucho y desde antiguo por intereses económicos,
estratégicos y políticos, pricipalmente las facies continentales; y las sucesiones
sedimentarias pueden variar mucho de unas regiones a otras, porque la Orogenia
Varisca/Hercínica individualiza cuencas sedimentarias, sobre todo hacia la parte
superior.
En Europa se considera un solo Sistema/Periodo Carbonífero y en Norteamérica
se consideran dos, Mississípico y Pennsylvánico. Hay una escala global de series y
pisos marinos, la mayoría con estratotipos en Rusia. Hay otra escala para Europa
occidental, que incluye tanto series y pisos marinos como continentales, estos últimos
basados en la flora fósil (Este de la Cordillera Varisca). Hay una tercera escala para el
Oeste de la Cordillera Varisca, de pisos establecidos en América del Norte.
El Carbonífero actual se extiende entre los -359 Ma y los -299 Ma, lo que
supone una duración de 60 Ma, que es valor más grande de todo el Paleozoico y el
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLI
segundo del Fanerozoico, solo superado por el Cretácico con 80 Ma. Solo están
definidos los Estratotipos de Límite (GSSP, Global Boundary Stratotype Section and
Point) de la base, el techo, y del límite Mississipico – Pennsilvánico (Serpukhoviense –
Bashkiriense).
Facies
Detríticascontinentales, con poco o nada de carbón.
Calizas de montaña en el Norte (microplaca de Europa Sur).
Caliza arcillosa CULM en la surportuguesa (Avalonia).
Sin carbonífero el centro del MH, que es la mayor parte.
PALEOZOICO SUPERIOR (PÉRMICO)
Es un Sistema y Periodo muy importante porque es el final de las orogenias del
Ciclo Varisco-Hercínico, con la consolidación de la Pangea, la extensión del Océano
Panthalassa, y la elevación de los relieves. Finaliza con la mayor extinción de formas de
vida conocida en la historia de la Tierra. Contiene petróleo, gas, carbón, oro, uranio,
sales, cobre, etc., en buena parte debido a su carácter de depósitos sin y post-orogénicos
de una orogenia casi global.
La explotación de sus yacimientos de cobre de Turingia y Sajonia fue el origen
de la Escuela de Minas de Freiburg, el primer centro reglado de enseñanza y estudio de
la Geología. La peculiar distribución de sus depósitos glaciares propició que se
alcanzara el concepto de “Deriva Continental”. Su predominante polaridad magnética
inversa impulsó el desarrollo de la Magnetoestratigrafía.
Su nombre procede de la ciudad rusa de Perm o del antiguo reino fino-húngaro
de Permia (¿tradición oral de los geólogos rusos o base documental?). Conocido por los
geólogos rusos, lo define Murchison a la vuelta de dos viajes a Rusia (1840 y 1841)
para visitar los paleozoicos subhorizontales y muy fosilíferos de la Plataforma Rusa: “la
vasta serie de capas de margas, esquistos, calizas, areniscas y conglomerados”, que
yacen sobre el Carbonífero en áreas extensas del entorno de los Urales.
El Pérmico se extiende de los -299 Ma a los -251 Ma, con una duración de 48
Ma, valor intermedio dentro del Paleozoico (~ Ordovícico), pero es el más pequeño del
Paleozoico sup. Por la formación de la Pangea y la orografía de las cadenas Variscas,
abundan las facies detríticas continentales, los depósitos con fauna marina están
limitados al borde del supercontinente. El Pérmico es el Sistema con menor presencia
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLII
en Europa occidental, pues a la generalizada regresión de origen eustático, se suma el
relieve generado por la Orogenia Varisca. En algunas regiones sólo existe un Pérmico
inferior en facies continentales detríticas de colores negros, en contiunidad sedimentaria
con el Carbonífero superior. Al conjunto se le aplica entonces la denominación de
Permo-Carbonífero. En otras áreas, aparece solamente un Pérmico superior en facies
continentales de colores rojizos y ocres, en continuidad evolutiva e incluso sedimentaria
con el Triásico. En estos caso el conjunto se denomina Permo-Triásico. Los
afloramientos están hoy en día muy alejados de su posición inicial; se favorecen los
provincialismos. Sus subdivisiones en Series y Pisos, que más bien es su concreción
material, es por ello compleja.
Afloramientos pérmicos famosos
→ Monument Valley (Utah - Arizona, USA).
→ De Chelly Sandstone (Arizona, USA).
→ Kaibab Limestone (Grand Canyon, Arizona, USA).
PALEOGEOGRAFÍA DEL PALEOZOICO SUPERIOR
Bajo la perspectiva dinámica, el Paleozoico superior forma parte de un Ciclo de
Wilson entre los supercontinentes de Pannotia y Pangea.
Predominan las colisiones y acreciones de placas sobre las fragmentaciones y
dispersiones de masas continentales. Crecen las áreas continentales. Se unen en un solo
continente, Pangea, casi todas las áreas de corteza continental desgajadas de Pannotia a
finales del Proterozoico. Aumentan las áreas emergidas. el nivel de los mares durante el
Paleozoico superior descendió desde unos +360 m sobre el nivel actual (hacia la mitad
del Devónico y del Carbonífero), hasta unos -30 m bajo el nivel actual del mar hacia el
límite Pérmico - Triásico. Este es el valor más bajo reconocido hasta ahora.
En el Silúrico medio-superior, Báltica y Avalonia NE cierran en tijera de N a S
el Océano Iapetus, colisionan con Laurentia dando lugar al inicio de la Orogenia
Caledónica, en Europa más antigua, y en N América - Avalonia NE más moderna y
denominada Orogenia Acádica. Se forma el continente de Laurrusia (Laurentia +
Báltica) u “Old Red Continent”. Plegamientos en Avalonia SW y Báltica, por influencia
de la O Caledónica y la actividad de la zona de subducción meridional. Europa S
(Armorica + Iberia) contacta con Avalonia y Baltica. Gondwana y los otros continentes
se aproximan, se reducen el Océano Rheico y el Océano Prototethys. Los Arcos
Insulares de Mongolia y Kazajstán se aproximan a Siberia. Las masas continentales se
estrechan y el Océano Panthalasa crece; se aproxima el final de un ciclo de Wilson.
Continúa el ensamblaje de Baltica y Avalonia (¿solo Avalonia NE?) con
Laurentia, en el marco de la Orogenia Caledónica – Acádica. Europa S (Armórica +
Ossa Morena) colisiona con Baltica y Laurentia en un frente meridional de la Orogenia
Caledónica (¿Orogenia Acádica s.e.?).
Se inicia la Orogenia Ellesmérica en el N de Laurentia. Hay un desplazamiento
hacia el Norte de las masas continentales, acompañado de un giro levógiro, menor en el
Oeste (Laurrusia) que en el Este (Gondwana). En su giro, Gondwana central y oriental
se mueven hacia el N y se aproximan a Laurrusia. Desaparece la dorsal del Océano
Rheico y Gondwana se aproxima a Laurrusia; Se genera el Arco de Sakmaria entre
Laurrusia y el Arco de Kazajstán. El Arco de Antler se aproxima a Laurrusia (W de
Laurentia); Aparece una zona de rifting – dorsal que desgaja China (N y S) de
Gondwana. Armorica procede de "Aremorica" (país frente al mar) y del galo "are mori"
(en el mar), región costera del NW de Francia que comprende la actual Bretaña, el NW
del Loira y el litoral de Normandía.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLIII
El Arco Insular de Sakmaria toma su nombre del Río Sakmara (Rusia), afluente
del rio Ural, que nace en la republica de Bashkortostan – Bashkiria y desemboca en la
ciudad de Orenburg Oblasta (Distrito del Volga, Rusia) tras 760 km de recorrido.
El "Arco de Kipchak" (o Arco de Kazajstán) debe su nombre a un pueblo
nómada procedente de "Turkía" que en s. XI conquistaron el S de Rusia hasta el Mar
Negro. La historia "les acusa" de haber contagiado la "peste bubónica" a los genoveses
en el asedio de Feodosia (Crimea) en 1347.
El Arco de Antler contacta con Laurentia (Laurrusia); Sib1er/i2a contacta con
Laurrusia y da lugar a la extensión hacia el E y al apogeo de la Orogenia Ellesmérica
(¿sin colisión continental?); Languidece la actividad en los Orógenos Caledónico y
Acádico; El Arco de Sakmaria se aproxima a Baltica (Laurrusia).
El Océano Rheico camina hacia su desaparición; Nace el Paleotethys por la
acción de la dorsal entre China y Gondwana; Gondwana se aproxima todavía más a
Laurrusia.
El Arco Insular de Antler debe su nombre al Pico Antler (ingl. cornamenta) de
Nevada, USA. La Orogenia de Antler fue definida por R.J. Roberts en 1951 y afecta una
gran parte de las Montañas Rocosas.
El Arco de Antler se integra en Laurrusia provoca su Orogenia; Siberia se
separa de Laurrusia por un corto intervalo; El Arco de Kazajstán se aproxima a Liberia;
Gondwana contacta con Laurrusia (Báltica) y se inicia la Orogenia Varisca (o
Hercínica); Un Arco Insular colisiona con Australia occidental (Orogenia Alicia
Springs).
El Océano Rheico inicia su desaparición; El Prototethys inicia su integración en
Panthalassa; El Océano Paleotethys prosigue su extensión; China se sigue alejando de
Gondwana.
La montañosa región de Harz, en el centro de Alemania, es un antiguo macizo
formado por rocas del Paleozoico. Los geólogos Élie de Beaumont (1829) y M.
Bertrand (1892), que definieron el Ciclo Orogénico Hercínico, tomaron el nombre de la
Selva Herciniana, antiguo nombre de esta región.
Hof es una ciudad alemana, que anteriormente se denominó Regnitzhof, situada
en el límite norte del estado de Baviera. E. Suess en 1888 propone la denominación de
Varíscides a las cadenas montañosas formadas a finales del Paleozoico, en homenaje a
los habitantes de la “Curia Variscorum”, actual Hof. H. Stille indica en 1924 que la
Orogénesis Varisca y la Orogénesis Hercínica son la misma, por coincidir las
direcciones de sus pliegues. Los términos de Varisco y Hercínico son considerados
desde entonces como sinónimos. Los geólogos franceses y suizos utilizan más el
término “hercínico”, mientras que los geólogos germanos y sajones prefieren emplear el
término “varisco”. En España se ha empleado más el término “hercínico” hasta el
último cambio de siglo, que se ha pasado a utilizar más el término de “varisco”. Por
comodidad fonética, en ocasiones se utiliza el vocablo “varíscico”.
Siberia alcanza a Laurrusia por Báltica y genera el Erógeno Uránico; Gondwana
alcanza a Laurrusia y da lugar al Orógeno Varisco (Erógeno Alleghénico hacia el Este);
El Arco Mongol y una zona de subducción dan lugar a un orógeno en el Norte (hoy el
Sur) de Siberia. Apogeo de la Orogenia Varisca y fusión de casi todas las placas
tectónicas, que se desplazan hacia el N. Aparece al Oeste de Laurentia el Arco Insular
de Sonomia; Kazajstán y el Arco Sakmárico alcanzan a Siberia, extendiendo el Orógeno
Urálico hacia el S y el E; En un rápido desplazamiento, China del N contacta con
Kazakhastán; El Prototethys desaparece en Panthalasa.
Salvo China del N y del S, y los bloques de Cimmeria, las masas continentales
se integran en el supercontinente de Pangea. Se separan de Gondwana los bloques de
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLIV
Cimmeria, dando lugar al inicio del Océano del Tethys; El Prototethys desaparece en
Panthalasa.
Los Urales son una cadena montañosa de Rusia, entre la Plataforma Rusa
(Europa) y la Plataforma Siberiana (Asia), con 2.000 km desde el mar de Kara hasta la
cubeta del Mar Caspio. Los Urales Polares es la parte más alta (M. Narodnaia 1.895 m);
los Urales Centrales son solo un conjunto de colinas de tan solo 500 m y los Urales
Meridionales, de nuevo más altos (M. Yamán-Tau 1.640 m) y más anchos.
El nombre de la Orogenia Alleghénica procede de los Montes Allegheny y del
Río Allegheny (Alleghenie, Alleghany, Allegany) que forman parte de la Cordillera de
los Apalaches, en su zona occidental.
Los bloques continentales de Cimmeria deben su nombre a las fases tectónicas
que definió H. Stille (1910 y 1924) en el Mesozoico y que bautizó en honor del antiguo
pueblo nómada de los Cimerios. Los bloques Cimméricos hoy en día están un poco más
al Este, y se extienden desde Turquía hasta Pakistán. Los Cimmerios son un pueblo
mítico y misterioso. Sólo aparecen en los documentos históricos durante el s. –VII,
habitando y defendiendo las estepas del borde N del Mar Negro (Ucrania, con la
península de Crimea). Homero indica que habitan la región de la noche eterna, antesala
de Hades (el infierno). Y sin que pueda explicarse, las leyendas de algunos pueblos
celtas, como los Galeses, dicen que son sus ancestros. ? Es también la tierra de Conan,
personaje neo-mitológico norteamericano del s.XX.
Se inicia la actividad tectónica en las Rocosas; Continúa la actividad de los
Orógenos Varisco, Alleghénico, Urales y Asia Central, que alcanzan su máxima
orografía; El Océano Paleotethys entra en recesión y el Océano del Tethys sigue su
expansión; Los Bloques Cimméricos se individualizan en dos frentes: Arcos Shalu Shan
y Cimmérico.
CLIMA DEL PALEOZOICO SUPERIOR
Durante el Paleozoico superior se evoluciona hacia un clima más frío, que
alcanza su máximo en torno al límite Carbonífero - Pérmico. No deja de llamar la
atención que tanto el Paleozoico inferior, Paleozoico superior y Mesozoico, debutan con
climas cálidos ("Hot House"), sufren un más o menos importante enfriamiento ("Ice
House") entre el 2º y 3º Periodos (Ordovícico - Silúrico, Carbonífero - Pérmico, y
Triásico - Jurásico), y luego recuperan el clima cálido durante el 3º Periodo (Silúrico,
Pérmico y Cretácico).
En el Devónico Inferior, se dan condiciones generalmente secas en gran parte de
Norteamérica, Siberia, China y Australia. Suramérica y África estaban bañadas por
mares templados. En el Devónico Superior, la Pangea se está empezando a esamblar. En
las selvas tropicales del Ártico canadiense y China meridional se acumulan los primeros
depósitos significativos de carbón. La cuenca Amazónica, situada cerca del polo Sur,
aparece parcialmente cubierta por glaciares.
En el Carbonífero Inferior, a medida que la Pangea se mueve hacia el N, los
cinturones climáticos se mueven hacia el S. Los selvas tropicales se desplazan desde el
Canadá ártico a Terranova y a Europa occidental. Las regiones desérticas del centro de
Norteamérica se hacen más pequeñas. El hemisferio S empieza a enfriarse.
En el Carbonífero superior, Las regiones centrales de la Pangea se encuentran
cubiertas por selvas, limitadas al N y S por desiertos. El polo Sur está cubierto por un
casquete glaciar.
En el Pérmico Inferior, Los glaciares avanzan hacia el N y gran parte del
hemisferio S queda cubierta por el hielo. En los periodos interglaciares se forma carbón
en las selvas ecuatoriales y en los bosques templados.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLV
En el Pérmico Medio, las selvas ecuatoriales desaparecen y los desiertos se
extienden sobre el centro de la Pangea. Desaparece el casquete del polo S y aparece un
pequeño casquete en el polo N. hielo cubrió a Polo Norte. En la zona ecuatorial de
China quedan selvas tropicales.
VIDA EN EL PALEOZOICO SUPERIOR
En los mares y continentes encontramos un mayor número de diferentes formas
de vida; hallamos formas de vida más complejas; y descubrimos individuos más
grandes. Los vegetales subaéreos (pioneros en el Ordovícico y escasos en el Silúrico)
colonizan el continente (Devónico) y llegan a formar selvas (Carbonífero). Los peces
marinos (probables en el Cámbrico, escasos en el Ordovícico y abundantes en el
Silúrico), alcanzan las aguas dulces (Devónico) y dan lugar a los anfibios y los reptiles
(Carbonífero).
Crisis biológicas
Se identifican dos de las cinco crisis biológicas más importantes de la Historia
de la Tierra.
Kellwasser Event: Dentro del Devónico superior. Afecta más a los seres marinos, y
más intensamente a la faunas de aguas cálidas. Desaparición de ecosistemas por
causas múltiples. Justifica en parte la individualización del Devónico (Paleozoico
medio) del Carbonífero y Pérmico.
Pérmico-Triásico: Al final del Pérmico. Es la mayor crisis faunística conocida en la
Tierra. Afecta a todo tipo de organismos. Impacto de un proceso volcánico
catastrófico. Justifica en parte el límite Paleozoico - Mesozoico.
Apariciones y desapariciones
Aparecen
Goniatites
(Devónico),
Macroforaminíferos
(Fusulínidos,
Carbonífero), Insectos (Devónico), diversifican y extienden (Carbonífero), Anfibios
(Devónico), diversifican y extienden (Carbonífero), Reptiles (Carbonífero), diversifican
y extienden (Pérmico), Plantas con flores primitivas ["pinos y cycas"] (Carbonífero y
Pérmico), Ostrácodos pelágicos (Pérmico)
Eclosionan las plantas subaéreas (Carbonífero), Crinoideos (Carbonífero), nueva
irradación de la fauna marina (Carbonífero), Arácnidos y Miriápodos [desde Silúrico]
Carbonífero.
Languidecen los Acritarcos (desde el Carbonífero).
Desaparecen los Graptolitos hacia el límite Devónico inf. - med. (sin crisis);
Dacryoconáridos (Tentaculítidos) en el Devónico sup.; Escolecodontos (Devónico);
Quitinozoos (Carbonífero basal). Todas menos una de las familias de Trilobites durante
el Devónico sup.
El Plancton de hoy en día comprende miles de especies de diferentes grupos,
como cianobacterias, diatomeas, otras algas unicelulares, protozoos (foraminíferos,
radiolarios, etc.), moluscos, crustáceos, celentéreos, gusanos, peces, larvas, ...
Del Devónico al Carbonífero disminuyen mucho los Acritarcos
[Paleoproterozoico - Actualidad] y desaparecen los Quitinozoos [Ordovícico basal a
Carbonífero basal], probablemente sustituidos por una mayor presencia de organismos
más complejos y de larvas. Desde el Paleozoico inferior hay un aumento de restos
fósiles, de tipos de organismos y del tamaño de muchos de estos. Esto sugiere unas
pirámides tróficas cada vez más complejas y estables, y una mayor biomasa en los
mares. Y ello solo se sustenta con un plancton más abundante y más nutritivo.
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLVI
Los graptolitos, son pequeños hemicordados coloniales; hay alguno de hasta
1,45 m; estructura anatómica precursora de la espina dorsal; planctónicos y bentónicos;
desaparecen durante el Devónico Superior.
Necton es el conjunto de organismos que nadan activamente entre dos aguas y
cuyo desplazamiento viene determinado por su propia actividad. Evitar la deriva del
agua que los envuelve requiere al menos una talla de 1 cm y poder nadar activamente, lo
que sólo es cierto entre los animales s.s. En los océanos actuales los componentes más
significativos del necton son peces y calamares, encajando también en este concepto los
cetáceos o los cocodrilos (vertebrados tetrápodos secundariamente adaptados a la vida
acuática).
Con respecto a los peces, encontramos restos restos en el Cámbrico; fauna pobre
en el Ordovícico; fauna variada en el Silúrico y Devónico; fauna variada y distinta en el
Carbonífero y Pérmico; fauna distinta, más pobre en grupos y más rica en especies de
"aletas radiales" y con "supervivientes" de otros grupos, desde el Triásico a la
actualidad (agnados residuales, tiburones y rayas, pulmonados, celacantos); estrellas de
los mares, litorales, lagos y ríos del Devónico. Los peces "sin mandíbula" (Agnatos) y
los p. "acorazados s.e." (Placodermos y Acantodios) tienen su eclosión y desaparición
(con algunas excepciones). Desarrollo y expansión de las primeras versiones de los p.
"cartilaginosos" (Condrictios) y los p. "óseos con aletas radiales" (Osteictios). Se
desarrollan y languidecen los p. "pulmonados" (Dipnoos) y los p. "aletas carnosas"
(Crosopterigios), tras haber dado lugar a los Labrintodontos (antecesores de anfibios y
reptiles).
Los cefalópodos van desde finales del Cámbrico (Plectronoceras). Existen 700
especies vivas y 10.500 fósiles. Son depredadores. Se distinguen Nautiloideos
(Orthoceras, Nautilos, …), Ammonoideos (Goniatites, Ceratites, Ammonites, ...),
Coleoideos (pulpos, calamares, …). Los Tentaculites o Dacryoconáridos son moluscos
próximos a los Cefalópodos, nectónicos a planctónicos; van del Ordovícico final a
Devónico sup. Los Amontes aparecen durante el Devónico inf y sucede la 1ª
irradiación. En el paso Devónico - Carbonifero hay una crisis y tras ella una 2ª
irradiación muy importante. Nada importante en el paso Carbonífero – Pérmico Una
gran crisis en el paso Pérmico – Triásico.
En los vegetales marinos no se conocen importantes variaciones durante el
Paleozoico superior. Son los seres vivos con menos restos fósiles, menos estudiados y
menos conocidos.
Los Trilobites, ya no son lo que fueron en el Paleozoico inferior, y terminan
desapareciendo en el Pérmico.
Se da una gran riqueza y variedad de formas en los invertebrados marinos:
Crinoideos y blastoideos (arriba), briosos, corales rugosos y esponjas (medio),
braquiópodos, foraminíferos, bivalvos y gasterópodos (arriba).
Colonización de tierra firme
En el Devónico los vegetales eran helechos s.l., helechos con semillas y
coníferas primitivas; Los invertebrados, miriápodos (Silúrico) y arácnidos (¿insectos?);
Los vertebrados eran agnatos de agua dulce (¿anfibios?). En el Carbonífero, se da gran
diversificación y tamaño en los vegetales; los invertebrados alcanzan tamaños enormes;
los vertebrados están constituidos por anfibios y reptiles. En el Pérmico, se dan indicios
de flores típicas; diversificación y tamaño de anfibios y reptiles.
Los vegetales logran su 2ª mayor diversificación (la 1ª es en el Cretácico). En el
Devónico además aparecen restos de dos de los tres grandes grupos de plantas
superiores (cormofitas): helechos (pteridofitas, sin flores ni semillas), cycas y coníferas
(gimnospermas, flores primitivas, semillas sin fruto). Al contrario que en los animales,
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLVII
son escasas en los vegetales las extinciones de grupos, pero con el Pérmico se extingue
un importante grupo de Coníferas (muy ramificadas, hojas acintadas y largas, sin anillos
de crecimiento estacional, cordaitales). En el Pérmico final aparecen indicios del tercer
grupo de plantas superiores (con flores complejas y semillas con frutos, angiospermas).
Los sedimentos en los que se encuentran contienen moléculas de oleanane, producto de
muchas plantas con flores comunes para defensa contra insectos, hongos y otros
parásitos microbianos, y que sin embargo no se encuentra en otras plantas que producen
semillas como los pinos y los ginkgos. Los primeros granos de polen de Angiospermas
son posteriores (125 Ma, Cretácico inf).
Además de desiertos y glaciares, hay ya selvas y bosques. Una cubierta vegetal
protege de la erosión, desarrolla suelos y favorece la vida.
Los vertebrados salen del agua: Los anfibios, evolucionaron a partir de los peces
de aletas carnosas (lobuladas) que hacia el Devónico superior vivían en aguas someras y
habían desarrollado pulmones y fosas nasales. Salieron del agua, posiblemente, para
cazar pequeñas presas en aguas muy someras, tomar el sol para acelerar la digestión,
depositar sus huevos en pequeñas charcas aisladas del cuerpo de agua principal, …
Los reptiles más antiguos conocidos son los Captorhinomorfos (Carbonífero
superior). Los Pelicosaurios (reptiles con aleta dorsal) evolucionaron en el Carbonífero
superior a partir de los Captorhinomorfos y llegaron a ser los reptiles dominantes del
Pérmico (70% de todos los reptiles del Pérmico inferior). Los Terápsidos (reptiles
parecidos a los mamíferos) evolucionaron durante el Pérmico a partir de pelicosaurios
carnívoros y se diversificaron rápidamente en carnívoros y herbívoros. Los Diápsidos
serían los antepasados de los reptiles modernos, pájaros y dinosaurios, aparecen en el
Carbonífero superior. Los Captorhinomorfos Pequeños y delgados, como lagartijas; son
anápsidos (sin aberturas temporales), como los quelonios (¿diápsidos?); hábitos
terrestres (robablemente insectívoros); Ej.: Hylonomus lyelli hallados en el interior de
troncos huecos de árboles gigantescos (Sigillaria) conservados en posición de vida. Los
pelicosaurios son sinápsidos (una abertura temporal); inicialmente carnívoros y
pequeños; Dimetrodon se alimentaba de artrópodos de las orillas de los ríos y pantanos,
caninos grandes; algunos con largas espinas dorsales en la columna vertebral
(¿mecanismo primitivo de regulación de la temperatura corporal?); posteriormente más
grandes y hervíboros, Edaphosaurus. Los terápsidos, son anápsidos; muchos
paleontólogos piensan que los terápsidos eran de sangre caliente y que estaban cubiertos
por piel. Los diápsidos (dos aperturas temporales) son del Carbonífero sup; serán
dominantes durante el Mesozoico.
MESOZOICO
INTRODUCCIÓN
El concepto original (Arduino, 1735), se basa en los materiales de "las montañas
secundarias de los Bajos Alpes " (terrenos estratificados muy compactos, con algunos
fósiles pero sin yacimientos metálicos); tienen una posición intermedia y que presentan
un aspecto también intermedio entre los materiales de las "montañas primitivas Altos
Alpes (terrenos cristalinos sin fósiles pero con yacimientos metálicos)", y los materiales
de las "Montañas terciarias de los Bajos Alpes Subalpinos" (poco elevadas y con
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLVIII
muchos fósiles, mayoritariamente formadas por arcillas, arenas y gravas, con algunas
rocas volcánicas asociadas).
El Mesozoico, se define como el conjunto de materiales que en muchas áreas de
Europa aparecen discordantes sobre el Paleozoico sup (O. Varisca – Hercínica s.l.) y
bajo un Cenozoico discordante (O. Alpina s.l.). Es la suma de los Sistemas Triásico,
Jurásico y Cretácico, que tienen sus definiciones y regiones tipo en Europa. J. Phillips
(1840): "vida intermedia" El Triásico es un "Sistema alemán", el Jurásico "es inglés" y
el Cretácico "es francés".
Regionalmente, se puede hablar del Mesozoico, como Conjunto de materiales
que aparecen discordantes sobre el Paleozoico (Orogenia Varisca) y cubiertos en
discordancia por el Cenozoico (Orogenia Alpina).
Duración
Abarca actualmente desde los - 251 Ma a los - 65 Ma; supone un total de 186
Ma; es 20 Ma más extenso que el Paleozoico sup (165 Ma) y 60 Ma más extenso que el
Paleozoico inf (126 Ma); es casi tres veces la extensión del Cenozoico (65 Ma); es casi
la mitad de un Ciclo de Wilson teórico (unos 400 Ma).
Facies
A nivel de España y también de Europa occidental, el Mesozoico es un conjunto
litológicamente mucho más variado que el Paleozoico inferior y el Paleozoico superior.
Dura mucho tiempo y caben más situaciones genéticas diferentes. Un cierto equilibrio
entre las condiciones de conservación e los cuerpos de roca y sus posibilidades de
aflorar, muestra un amplio abanico de facies (fluviales a llanuras abisales). Afloran
mayoritariamente las zonas superficiales de los orógenos y áreas sin tectonizar, y en sus
materiales se han conservado más y mejor las propiedades originales de los sedimentos.
Las rocas carbonatadas son las protagonistas, a favor de:
→ El nivel muy alto de los mares, que extiende las plataformas de mares someros
sobre los continentes.
→ La disponibilidad de una gran diversidad de organismos fijadores de CO3Ca, que
ocupan casi todos los ambientes.
→ La aparición de las angiospermas, que posibilita el desarrollo generalizado de
suelos y la retención de los regolitos.
→ Un predominio de las condiciones de "greenhouse", que favorece la extensión de
las formaciones bióticas, ubareas y subacuáticas.
Microfósiles para correlaciones
Los más importantes, son los Ceratites y Ammonites, aunque en el Triásico,
también se utilizan los reptiles; en el Jurásico los braquiópodos; Y en el Cretácico, los
inocerámidos, rudistas y belemnites.
Microfósiles para correlaciones
En el Triásico, los conodontos; En el Jurásico, los calpionélidos y nannofósiles;
Y en el Cretáico, los foraminíferos, nannofósiles y calpionélidos.
MESOZOICO: TRIÁSICO
Von Alberti estudia las rocas del pueblo de Sulz (S de Alemania) a principios de
s.XIX, que se utilizan en canteria y construcción (Bunter, Muschelkalk, Keuper). Son
materiales parecidos al Zechstein (Pérmico superior litoralmarino somero con areniscas,
calizas, lutitas y yesos) pero que tienen otra fauna, están sobre este, y directamente bajo
el Lías (Jurásico inf) Von Alberti 1834 prope el Sistema-Periodo Triásico para el
conjunto del Buntsandstein (Abigarradaarenisca), Muschelkalk (conchífera caliza) y
Keuper (término dialectal).
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
XLIX
MESOZOICO: JURÁSICO
En 1795 Von Humboldt reconoce que la "Jura Kalk" no es el "Mucheskalk".
1830 Brongniart propone el Sistema Jurásico. Malm: Piedra de moler de los canteros
ingleses (ing. mal, moler), Oppel 1856. Dogger: Concreciones arenosas (ing. dog,
perro), Naumann 1854. Lias: Cuerpo de roca duro (ing. layer, capa), Smith 1799.
Es un Sistema, en el que Smith propone la ley de la sucesión faunística;
d'Orbigny: subdividisión /composición en Pisos de un Sistema; Oppel: construir las
Biozonas; Marcou: distribución paleogeográfica de las faunas; Gressly: facies y cambio
lateral.
En Europa el Jurásico tiene buenos afloramientos, riqueza de fauna; no siempre
es aplicable a otros sistemas la "geología del Jurásico". En Europa, Jurásico es casi
sinónimo de "calizas y margas bien estratificadas, de colores grises azulados, y
fosilíferas. El Jurásico yace sobre el Triásico en continuidad evolutiva física y biológica.
MESOZOICO: CRETÁCICO
Formaciones blancas de "tiza" de las costas de Normandía (Fr) y SW de Gran
Bretaña (Dover): Tiza (Esp), Craie (Fr), Chalk (Ing), Kreide (Al.). 1822 D'Homalius
d'Halloy "Terrain Crétacé" con área tipo la Cuenca de Paris. D'Orbigny lo concreta
definiendo sus Pisos. Su límite inferior es establecido por votación en el Congreso
Internacional de Luxemburgo 1966. Dentro del Valanginiense está el máximo regresivo
Jurásico – Cretácico.
Son famosos los afloramientos de las Costa d’Albâtre en Francia. En España, en
Monte Perdido.
PALEOGEOGRAFÍA EN EL MESOZOICO
Pangea se encuentra centrada en el Ecuador; El borde occidental de la Pangea
está rodeado por una larga zona de subducción. Los bloques cimméricos desprendidos
de Gondwana (Turquía, Irán, Afganistán y Malasia) se mueven hacia el N a medida que
se abre el Tethys. Se produce la ruptura de Pangea: colisión del arco de Sonoma
(Orogenia de Sonoma); comienza el rifting del Atlántico N meridional: África empieza
a separarse de Norteamérica; Orogenia Cathayasian: China del N y China del S; Los
bloques Cimméricos colisionan con Eurasia; Se inicia el rifting de la India – África.
Wrangellia empieza a adorsarse (atraque + deslizamiento N). El rifting del Atlántico N
meridional se extiende hacia el W y se forma el Golfo de Méjico; Madagascar,
Antártida, Australia e India empiezan a separarse de la Pangea. Orogenia de Nevada:
subducción continuada desde el Trías hasta el Cretácico en un margen de tipo andino
que genera inmensas cantidades de granitos. Hacia el final del Jurásico/principios del
Cretácico Wrangellia se adosa a la costa W de Norteamérica; Se inician los riftings que
separarán África de América del S.
Al principio del Cretácico, comienza la orogenia Sevier: la apertura del
Atlántico N convierte el margen pasivo W de Norteamérica en convergente.
Duplicación de la corteza continental y subducción de la Placa de Farallón. Comienzan
a levantarse los Andes; comienza la apertura del Atlántico N.
Los océanos se generan por Rifting entre Norteamérica y Europa (Atlántico
Norte Sept.), Rifting entre Norteamérica y África (Atlántico Norte Merid.), Rifting entre
Sudamérica y África (Atlántico Sur), Rifting de Gondwana (Océano Índico) y Rifting
entre Eurasia y Gondwana (Tethys).
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
L
Se completa la apertura del Atlántico Norte, Eurasia y África empiezan a
converger (se estrangula el Tethys; el Tethys occidental, se incorpora al Atlántico
Norte).
A finales del Cretácico, se alarga y ensancha el Atlántico, se forma el arco del
Caribe, rifting entre Antártida y Australia, separación de Madagascar, Groenlandia es
casi un continente independiente, se inicia la Orogenia Alpina, Sudamérica y África
muy separadas, Indica cerca del Ecuador, …
CLIMA EN EL MESOZOICO
Hoy en día está generalmente aceptado que el nivel de los mares asciende desde
el principio del Triásico hasta el Cretácico superior. Para algunos geólogos, desde un
nivel inferior al actual, el mar asciende más de 300 m y alcanza su más alta cota
fanerozoica durante el Cretácico superior. Para otros geólogos, el nivel del agua sube
unos 250 m y en el Cretácico superior recupera el nivel medio del Paleozoico superior.
Este ascenso eustático explica la gran extensión de los mares cretácicos sobre los
continentes y el consecuente desarrollo de amplias plataformas epicontinentales. Ártico
y Caribe se comunican por el centro de América del Norte; Europa queda reducida a un
archipiélago; El mar cruza el Sáhara y comunica el Tehys con el Atlántico Meridional
(hoy Golfo de Guinea).
Durante el Mesozoico predomina un clima templado bastante uniforme. Es más
cálido al principio y en las áreas ecuatoriales, y más fresco después y en las zonas
polares. No hay huellas de episodios glaciares. Un repunte frío acontece en el paso
Jurásico - Cretácico y se prolonga durante el Cretácico inf. Un repunte cálido sucede
durante el Turoniense. Se da una etapa talasocrática que suaviza las temperaturas; efecto
invernadero por alta concentración de CO2; paleogeografía con mares E - W que
aminoran las corrientes N-S.
Al inicio del Triásico existe una situación de super "Hot House". Puede haber
sido uno de los episodios más calientes en la historia de la Tierra. En el interior de la
Pangea hay un clima cálido y seco. Climas templados cálidos se extienden hasta los
polos, incluso en invierno, sin la presencia de casquetes de hielo. Las condiciones son
más atemperadas en el Triásico sup.
En el Jurásico inf y med, un mega-monzón lleva sobre la Pangea vientos
húmedos y China se cubre de una vegetación exuberante. El interior de la Pangea es
árido y seco y los desiertos cubren la actual Amazonia y el Congo. El clima se hace más
suave en el Jurásico sup con la rotura de la Pangea, ésta se torna menos seca y vuelven
la nieve y el hielo a los polos durante los inviernos.
En el Cretácico inferior hay un "suave Ice House" global. Bosques templados
fríos cubren los polos y la nieve y el hielo aparecen estacionalmente. El clima es más
templado que el actual y no hay casquetes polares. Los dinosauros migran con las
estaciones entre las zonas templadas frías y las cálidas.
VIDA EN EL MESOZOICO
En el Cretácico medio se da la aparición y expansión de las "plantas con flores
complejas" (Angiospermas) / predominio avasallador en el Cenozoico (más formas
sobre menos tipos de estructuras). Es el tiempo de las "plantas con flores sencillas"
(Gimnospermas) "aparición", extensión, decadencia y "desaparición". Las "plantas con
esporas" son de otros tiempos, y desaparecen todas menos los "helechos verdaderos".
Los vegetales subaéreos ocupan casi todos los ambientes, desde las altas montañas hasta
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
LI
las aguas someras litorales; constituyen formaciones vegetales variadas, estratificadas,
espesas y gruesas.
Con respecto a los invertebrados marinos, se da una gran variedad y riqueza de
formas.
En los peces, se dan más formas, sobre menos tipos de estructuras. Se supone la
persistencia de Agnatos (¿Lampreas y Mixinos?). Han desaparecido los "peces
acorazados" (Agnatos pp y Placodermos). Hay una moderada segunda eclosión de los
"peces cartilaginosos" (Tiburones, Rayas, …). Se inicia el predominio / casi
exclusividad de los peces óseos y con aletas radiales. Quedan formas testimoniales de
"pulmonados" y de "aletas carnosas".
A partir de un grupo de anfibios del Pérmico (Temnospondylos) se desarrollan
durante el Mesozoico las formas de los modernos Anfibios.
Los dinosaurios aparecen con el Triásico y se extinguen con el Cretácico.
Proceden de pequeños reptiles diápsidos de Carbonífero del tamaño de una lagartija.
Tienen una diversificación enorme. Se dispersan por todo el globo y ocupan casi todos
los ecosistemas. Alcanzan los mayores tamaños de animales; estructuras y
ornamentaciones muy variadas; desarrollan múltiples comportamientos; son los
dominadores de las tierras mesozoicas.
Algunos organismos procedentes de pequeños Mesosaurios del Pérmico,
regresan al mar en busca de alimento: Mosasaurios (Cretácico final); Plesiosaurios y
Pliosaurios (Jurásico y Cretácico); Ictiosaurios (Triásico final a Cretácico); Placodontos
y Notosaurios (Triásico); Mesosaurios (Pérmico).
La conquista del aire
Los reptiles logran el vuelo aéreo durante el Triásico. Durante el Jurásico los
reptiles triunfan en el medio aéreo por su capacidad para mover las alas y volar
eficientemente. En el Jurásico final se reconoce la primera ave voladora verdadera
(Archaeopteryx). En el Cretácico ya hay reptiles aéreos y aves especializadas.
Mamíferos
Morganucodon, el primer mamífero reconocido, Triásico sup, Gales. Durante el
Triásico los mamíferos suceden a los reptiles parecidos a mamíferos. Las especies
triásicas eran esencialmente animales de tamaño ratón cuya clasificación se basa
esencialmente en la dentición. Hacia el Cretácico los mamíferos evolucionan a especies
del tamaño de perros: Repenomamus, Fm. Yixian, Prov. Liaoning, China. En el
Cretácico sup aparecen las primeras formas herbívoras con dentición para roer:
Taeniolabis. Eoamia, es el primer mamífero placentado conocido, Cetácico inf, China.
Crisis K/T
Afecta al 52% de los organismos (70% de los marinos y 3% de los de agua
dulce). Desaparecen casi todos los grandes vertebrados que poblaban la Tierra (marinos,
terrestres y aéreos), la mayor parte del plancton, los rudistas, los ammonites. Otros
moluscos y los vegetales resultan también afectados. Desaparición selectiva de grupos
(aunque no todas las extinciones coinciden exactamente con el K/T) Desaparecen todos
los grandes reptiles: Dinosaurios, Pterosaurios, Ictiosaurios y Plesiosaurios.
Pudo ser debida al impacto de un gran meteorito. El impacto de un asteroide de
10 km de diámetro lanzaría a la atmósfera una gran masa de rocas vaporizadas y vapor
de agua, que formarían una inmensa nube de polvo global cuya permanencia en la
atmósfera pudo ser de semanas, meses o años. El calor generado en el impacto podría
haber desencadenado grandes incendios forestales que añadirían aún más partículas a la
atmósfera. El bloqueo de la luz solar pudo originar el cese temporal de la fotosíntesis
(plancton y vegetales) y el consiguiente colapso de las cadenas alimentarias. La falta de
luz originaría un enfriamiento global a corto plazo. Una vez que el polvo se hubiera
GEOLOGÍA HISTÓRICA
Óscar Pintos
LII
posado, las cantidades enormes de CO2 generadas durante el impacto podrían producir
un importante efecto de invernadero. La zona del impacto en Chicxulub es rica en
azufre. Sus aerosoles podrían haber generado lluvias ácidas devastadoras, que
asfixiarían a los organismos terrestres, acabarían con las hojas de las plantas y
disolverían las conchas de los organismos marinos. Tsunamis. Otro escenario:
"Microwave summer". Las partículas eyectadas volverían a caer sobre la Tierra con
trayectorias balísticas. La radiación térmica originada "achicharraría" a los dinosaurios.
Deccan Traps es una de las mayores provincias volcánicas del mundo. 2.000 /
3.000 m de coladas basálticas horizontales que cubren un área de unos 500.000 /
1.500.000 Km2 (500.000 / 1.500.000 Km3 en volumen). 68.5 - 60 Ma. El vulcanismo
basáltico habría inyectado grandes cantidades de SO2 en la troposfera y en la
estratosfera, generando condiciones invernales globales a corto plazo. En la estratosfera
el sulfúrico formaría aerosoles que absorberían la radiación UV, con el consiguiente
descenso de las temperaturas. En la troposfera los gases se disolverían y originarían
lluvias ácidas (sulfúrico y clorhídrico).
En España, se ve en Cordilleras Béticas y Pirineos, las dos cuencas
sedimentarias mas subsidentes, con continidad sedimentaria K/T.
CENOZOICO
PALEOGEOGRAFÍA
El Atlántico N inicia su apertura entre Groenlandia y Norteamérica desde el
Cretácico med al Paleoceno. Del Paleoceno al Eoceno lo intenta entre la Meseta
Oceánica de Rockall y Europa. Y finalmente entre Rockall y Groenlandia del Cretácico
med a la actualidad. La Meseta Oceánica de Rockall solo sobresale del mar en las Islas
Faeroe y el Peñón de Rockall.
La india continúa moviéndose hacia el Norte, y comienza a colisionar con Asia
(hace 40 Ma). Desplazamiento muy rápido acompañado de un giro contrario a las agujas
del reloj. La colisión continúa a una velocidad media de unos 2cm/año.
Hace 30 Ma continúa la orogenia en el Himalaya; Australia se aleja de la
Antártida; Rifting entre África y Arabia: Mar Rojo y Golfo de Adén.
Hace 20 Ma la dorsal Farallón-Pacífico contacta con el W de USA; Se
establecen condiciones glaciares en la Antártida (corrientes circumpolares que aíslan el
continente de las corrientes cálidas); La Orogenia del Himalaya está en pleno apogeo.
Al final del Mioceno (10 Ma), la configuración continental es casi la actual; se
inician proceso de rift en África Oriental.