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26404 FUNDAMENTOS DE GEOLOGÍA Y
CARTOGRAFÍA
Geología Regional
11 Geología Histórica
El tiempo en
Geología
TEMA 11: INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA
HISTÓRICA
1. EL MÉTODO DEL ACTUALISMO
2. EL PRECÁMBRICO
3. EL PALEOZOICO
4. EL MESOZOICO
5. EL CENOZOICO
6. SÍNTESIS
Los geólogos tratamos de reconstruir la
historia del Planeta Tierra a partir del estudio
de la litosfera terrestre...
Los estratos son páginas del libro donde está
escrita parte de la historia de la Tierra.
Como en la Historia de las
civilizaciones, el registro de los
acontecimientos se hace
progresimante más escaso y
fragmentario conforme retrocedemos
en el tiempo...
El estudio y ordenación
temporal de los fenómenos
acontecidos en la evolución de
la Tierra, registrados en sus
rocas expuestas en superficie o
accesibles mediante técnicas de
exploración del subsuelo, es el
objetivo de la Geología Histórica
Implica el conocimiento
detallado de la naturaleza de las
rocas, geometría y disposición
tridimensional, así como su
contenido fósil, de manera que
a partir de ello se pueda deducir
su génesis
El estudio de la evolución de la Tierra en el
tiempo y en el espacio involucra diversas
disciplinas...
La Estratigrafía estudia las sucesiones
rocosas, las ordena en el tiempo y las
correlaciona (tambíen a partir del estudio de
los fósiles: biostratigrafía)
La Sedimentología se dedica sobre todo a la
interpretación de los procesos y los ambientes
sedimentarios en que se formaron y con los
fósiles: paleoecología)
La Paleogeografía recopila y presenta los
resultados en forma de mapas coherentes
que integran la información y la interpretan
para un momento dado de la Historia de la
Tierra
La Geología Histórica presenta la evolución
temporal y sintetiza los datos anteriores en un
armazón en el que el tiempo ocupa un lugar
central
RETO: DESCIFRAR LA INFORMACIÓN...
Lyell (1797-1875), autor del libro Principles of
Geology (1830)
Desarrolla las ideas de Hutton del uniformismo
y actualismo (el presente es la clave del
pasado), hasta su aceptación por parte de la
comunidad científica, propiciando el desarrollo
espectacular de la Geología...
• Actualismo: método de análisis o investigación,
generalizado por Hutton (1788): “el presente es la
clave del pasado”
- los fenómenos que actúan hoy en día son los
mismos que han actuado en el pasado y producen los
mismos efectos que en el pasado
- podemos reconstruir el pasado analizando las
causas que intervienen en la actualidad
• El Principio del uniformismo
Los procesos geológicos ocurridos
en el pasado son los mismos que
operan en la actualidad y han actuado
con el mismo grado y energía que lo
hacen hoy
• Postulado de la permanencia en el
tiempo de las Leyes Físicas,
formulado por Poincare en 1913:
“ nada podemos saber del pasado si
no es con la condición de admitir que
las leyes físicas no han cambiado”
Ejemplo: un río que lleva aportes a
una cuenca marina, sigue la ley de la
gravedad...
El uniformismo no puede considerarse como
las leyes o principios que rigen otras ciencias
(ej. Física y Química), dado que la intensidad y
número de los factores que controlan los
fenómenos geológicos son variables en el
tiempo: LA GEOLOGÍA SE CONSIDERA, DE
ALGÚN MODO, COMO UNA CIENCIA
HISTÓRICA...
• Por ejemplo: Los procesos reconocidos en
arrecifes de coral actuales deben aplicarse con
ciertas restricciones a bioconstrucciones
fósiles promovidas por otros organismos
extinguidos...
• Actualismo & uniformismo
podemos reconstruir el pasado
analizando las causas que
intervienen en la actualidad... pero
con ciertas precauciones,
especialmente si hay organismos
involucrados...
Tema 11: Introducción a la Geología
Histórica
1. El método del actualismo
2. El Precámbrico
3. El Paleozoico
4. El Mesozoico
5. El Cenozoico
6. Síntesis
EL PRECÁMBRICO abarca 4.000 Ma de Historia de
la Tierra, y cubre tres de sus cuatro EONES:
- El HÁDICO (Hades), hasta 3.800 Ma.... formación
de la primera corteza estable
- El ARCAICO (archaios= antiguo), hasta 2.500
Ma... inicio de la tectónica de placas
- El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545
Ma
Conocimiento parcial a partir de escasos datos:
1. Antes del Cámbrico apenas hay registro fósil
(algas, bacterias, hongos, gusanos... sin partes
duras favorables para su conservación): difícultad
de correlación... excepto por métodos
radiométricos
2. Rocas muy antiguas, sujetas a intensos
cambios... dominan las rocas metamórficas muy
deformadas, en las que se han destruido las
señales primarias originales (que son las que
permiten conocer los ambientes sedimentarios)
HÁDICO (4.550- 3.800 Ma)
Hades= mundo subterraneo mitológico donde
habitaban los espíritus de los muertos: el infierno
de la Tierra... rocas superficiales basálticas
acribilladas desde el espacio por meteoritos y
planetoides...
Por definición, no puede haber huellas de esas
rocas... los circones más antiguos se han datado
como de edades comprendidas en torno a 4.000 Ma
(cratón Australia Occidental)
Durante sus primeros 1000 Ma de evolución la
Tierra está sacudida por eventos catastróficos:
- impactos meteoríticos,
- hundimiento de metáles densos (se origina el
núcleo férrico)
- flotación de materiales menos densos (originan
una corteza incipiente que se destruye y recicla)
- escape de gases (originarán la atmósfera y la
hidrosfera primitivas)
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
Hace 3.800 Ma... Corteza sólida, océanos y una atmósfera densa y rica en CO2, pero aún con una
intensa convección del manto, que originaba intensa actividad volcánica...
Flujo térmico del interior de la Tierra 3-4,5 veces mayor que el actual
Campo magnético dipolar desde hace al menos 3.500 Ma; incremento del campo hace 2.700 Ma
relacionada con solidificación del núcleo interno (y convección en núcleo externo)
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
Temperatura global media más cálida: 30-50% menos de radiación solar pero mucho más CO2 =
elevado efecto invernadero...
ARCAICO (3.800-2.500 Ma)
En este ambiente hostil, hace unos 3.500 Ma... surgió la vida en las zonas
someras de los mares (plataformas continentales) o lagunas costeras
(primeras evidencias como cianobacterias y estromatolitos): zona fótica
Durante 1.500 Ma se límitó a las bacterias: primeras extensiones abundantes
de estromatolitos registradas en rocas a partir de 2.800-2.600
Fotosíntesis de las bacterias (respiración anaerobia, posteriormente aerobia):
causante de la acumulación progresiva de oxígeno, primero en los océanos,
despues en la atmósfera... hace 2.000 Ma el mundo era ya oxidante....
• Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron
formations: BIF´s): son rocas ferruginosas con máximo
desarrollo entre 3.000 y 2.000 Ma
• Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos
de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor
reserva de Fe a escala global
La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas
(mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno
(reduce los valores de Eh) y más CO2 ...
Su precipitación en las zonas someras es el resultado de la
producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor oxidación
en las zonas de mayor proliferación de la vida)
ARCAICO PROTEROZOICO
Acontecimientos clave en la Tierra Arcaica
3900 Ma Últimos grandes cráteres en la Luna y Marte Final del Gran Bombardeo Meteóritico
(fin del Hádico)
3760 Ma Cuarcitas y formaciones de hierro bandeadas
Primeros sulfatos
Primera evidencia de hidrosfera y actividad orgánica
¿Atmosfera no reductora?
3500 Ma Primeros microfósiles y estromatolitos Colonización biológica de la zona fótica marina
2780 Ma Primera evidencia de rift continental
2800 Ma Primeros estromatolitos abundantes
2800-
2500 Ma Abundantísimos granitos derivados del manto Crecimiento explosivo de la corteza continental
2700 Ma Primeras ofiolitas
Rift continentales comunes Tectónica de Placas incipiente
2600 Ma Primeras formaciones de hierro bandeado
abundantes Océanos oxidantes...
2500 Ma Abundantes sedimentos derivados de la
erosión de los cratones Formación de grandes cratones
PROTEROZOICO (2.500-545
Ma)
Desaparecen progresivamente los
restos de actividad primordial de la
Tierra y empiezan a ser legibles
nuevos registros (paleogeografía,
clima) que permiten una
interpretación según el método
actualista
Continentes con corteza granítica y
corteza oceánica basáltica...
tectónica de placas incipiente...
Formación de cratones estables:
Mientras los microcontinentes
arcaicos se deformaban
intensamente en toda su masa...
los proterozoicos presentan
deformación dúctil en sus bordes
(cinturones orogénicos)pero...masas
cratónicas estables con grandes
fracturas en su interior
PROTEROZOICO (2.500-545
Ma)
Hace unos 2.000 Ma el mundo era ya
oxidante... y aparece la primera célula
eucariota con capacidad de
metabolizar el oxígeno (agrupación
bajo una membrana común de
bacterias que se han transformado en
sus orgánulos)
Hace 1.400 Ma: célula nucleada y
reproducción sexual
Hace 1.000 Ma formas variadas:
organismos planctónicos con
apendices variados, formas
coloniales... es posible que
aparecieran los primeros seres
pluricelulares heterótrofos, los
animales... posibles evidencias de
huellas atribuibles quizá a gusanos....
PROTEROZOICO (2.500-545 Ma)
Hace unos 1.000 Ma la temperatura del manto
desciende lo suficiente para crear una convección
más tránquila
La corteza está engrosada y se forma la litosfera,
que se desplaza lateralmente por los movimientos
convectivos del manto... la tectónica de placas
opera de forma similar a la actualidad
Hace 600 Ma se forma un supercontinente por
colisión de las placas (PANGEA I o PALEOPANGEA
o RODINIA), con importantes relieves... orogenia
Panafricana y Cadómica, que levanta relieves en lo
que es ahora Africa y Europa...
PROTEROZOICO (2.500-545 Ma)
640-580 Ma: evidencias de grandes glaciaciones, a
escala global: con temperaturas medias de 50 bajo cero:
“snow-ball Earth”
- ¿Formación de Pangea I y disminución de la
circulación oceánica?
-¿Explosión demográfica del plancton calcáreo y efecto
anti-invernadero (descenso CO2)?
“Snow-ball Earth” y producción orgánica...
¿Sucesivos ciclos de glaciación/fusión debido a los
cambios de la cantidad del CO2 atmosférico?
PROTEROZOICO (2.500-545 Ma)
Primer registro claro de animales en la Historia de la
Tierra: la FAUNA DE EDIACARA: Organismos
marinos enigmáticos, sin equivalentes actuales o
fósiles...
Declive y extinción masiva de la fauna de Ediacara:
glaciaciónes, clima hostil... Océanos cubiertos de
una capa de hielo, sin intercambio de oxígeno con la
atmósfera
Dickinsonia sp (¿un anélido?)
PROTEROZOICO (2.500-545
Ma)
Hace unos 600 Ma PANGEA I
empieza a fracturarse: Laurentia
(Norteamerica, Groenlandia), Báltica
(norte de Europa), Siberia... y al sur
Gondwana... además de otras
pequeñas placas
Mientras deriva al Sur, Gondwana se
empieza a fragmentar... se
desprende Avalonia, que deriva
hacia el Norte, dando origen al
nuevo Océano Reico... bajo sus
aguas se encuentra gran parte de
Iberia...
540 Ma
750 Ma
L S
B
Acontecimientos clave en la Tierra Proterozoica
2500 Ma Primeras cuencas de Rift Litosfera rígida generalizada
2300 Ma Tillitas en Gondwana Primera glaciación confirmada
2000 Ma Fósiles de organismos celulares Capacidad de metabolizar el oxígeno
1800 Ma Primeras capas rojas abundantes ¿Atmósfera oxidante?
1500 Ma Primeras secuencias bien definidas en
sedimentos marinos someros Desarrollo de plataformas continentales
1400 Ma Primeras células con núcleo Desarrollo simbiótico de la célula eucarionte
800 Ma Primeros eucariontes heterotrofos
Materia orgánica muy abundante
Independencia de la biosfera respecto a la
fotosítesis
Desarrollo explosivo de la biosfera
680-560 Ma Glaciares de casquete en todas las
latitudes El periodo más frio de la Historia de la Tierra
670 Ma Fauna de Ediacara Primeros metazoos
650 Ma Datos paleomagnéticos de todos los
continentes Formación de Pangea I
600 Ma Formación de grandes rifts en todos los
continentes Fragmentación de Pangea I