Clase 5. Tiempo geológico
El tiempo geológico
John Wesley Powell en su viaje
por el rio colorado, observo los diferentes estratos que presentaban las
laderas del gran cañón y expuso después de su viajes, que la historia de la
Tierra está en sus socas, que comprender la estratigrafía, no permite
comprender el mundo y su historia, y que es necesario una escala de tiempo para
ordenar cronológicamente todo estos datos.
Datación relativa
Nos permite tener un ordenamiento
y no una fecha numérica. Esto significa que nos podemos ordenar por ejemplo los
diferentes estratos, cual es primero, segundo, tercero, etc. Para obtener un ordenamiento
preciso con datación numérica en una escala de tiempo, es necesario recurrir a
la datación radiactiva. Estos dos métodos enunciados anteriormente son
complementarios entre sí, ninguno sustituye al otro. Desde finales del siglo
XIX y principio del siglo XX, se intentó explicar estos fenómenos de datación,
pero no se contaban con los medios adecuados hasta décadas después del inicio.
Ley de la superposición
En 1669 Steno un clérigo, anatomista
y geólogo Danés, observo y planteo la siguiente ley, que toda roca o sedimento
por encima de otro es más joven, lo que significa que el que está por debajo es
más antiguo. Esto es aplicable a rocas que no fueron deformadas. Además Steno aplico
el principio de horizontalidad original, donde
plantea que las rocas sedimentarias en forma natural, se ordenan o depositan en
forma horizontal, y que cualquier cambio representa una perturbación de las
mismas. Esta sedimentación la podemos observa en el terreno que comprende a la región
pampeana. Donde capa sobre capa se apila, formando diferentes estratos.
Principio de inserción e inclusiones
En un estratos que presenta
fallas (fractura de los estratos) o intrusiones magmáticas, podemos definir que
esa falla o intrusión es más joven, que el estrato donde se presenta o que
rodea tal acontecimiento. Cuando hablamos de inclusiones, estamos haciendo
referencia a rocas sedimentarias encerradas o englobadas por roca magmática,
por lo cual esa roca magmática es más joven que las inclusiones que presentan
en su interior y que la rocas adyacente que proporciono las inclusiones.
Discontinuidades estratigráficas
Cuando se observan los estratos
rocosos sin interrupciones, se lo denomina concordantes, pero es muy difícil encontrar
tales estratos, debido a que nuestra corteza se deforma regularmente y presenta
diferentes procesos que la erosionan y meteorizan. En muchos casos un estrato
puede desaparecer producto de diferentes actividades geológicas, pero
importante reconocer esta desaparición para comprender e ingresar eso datos en la
escala geológica. Esta desaparición o
modificación del o los estratos se denomina discontinuidad estratigráfica.
Las discontinuidades estratigráficas
se dividen en 3 tipos: angular, paraconformidad e inconformidad: Angular: se observa como un estrato que
no es plano, presenta cierta inclinación o plegamiento, mientras que los
estratos superiores si presentan un estado plano. Paraconformidad: en este caso la discontinuidad puede resultar difícil
de observar, dependiendo de los sedimentos que encontramos. En este caso los
estratos son paralelos entre sí, y puede ocurrir que un sector fue erosionado o
no, pero encontramos un periodo de tiempo amplio, donde no hubo sedimentación.
Inconformidad: sobre rocas ígneas o metamórficas antiguas, que
fueron erosionadas, encontramos sedimentos más jóvenes. Puede ocurrir que rocas
ígneas que se producen desde el interior terrestre se introduzcan en rocas ya
presentes.
Correlación de las capas rocosas
Para desarrollar una escala de
tiempo, se comparar rocas de diferentes regiones geográficas y que pertenezcan al
mismo tiempo geológico. Esto permite comprender que cada uno de eso puntos geológicos
tienen le mismo tiempo, sin importar la profundidad a la que se encuentren. En distancias
cortas o áreas pequeñas es posible hacer correlaciones entre las rocas o
minerales raros que surjan. Mientras que para distancias más amplias es difícil
realizar tal tarea, en este último caso necesitamos del registro fósil. Los fósiles son inclusiones en las
rocas sedimentarias de organismos prehistóricos, que nos permite entender
ciertas condiciones del ambiente del lugar donde se encontraron. La paleontología
es la rama de las ciencias en estudias los fósiles, está integrada por la geología
y la biología, intenta comprender todo los aspectos que comprenden estos
organismos prehistóricos.
Tipos de fósiles
Huellas: rastros de pisadas de animales
en suelos blando, donde luego se deposita material que puede precipitar y
formar rocas más sólidas e insolubles en agua. Esto ocurre por ejemplo si un
animal camina por un suelo lodoso, y en ese momento hay alguna erupción volcánica
y se deposita sobre la huella ceniza, de este modo se produce una cementación de
la misma y queda gravada en la roca. Es similar a lo que sucedió en el año 79 A.C
con la erupción del monte Vesubio y la calcinación de los pobladores de Pompeya.
Madrigueras: túneles o tubos en
sedimentos, madera o materiales blando, que se llenaron por depósitos de minerales
que los preservaron.
Coprolitos: es materia fecal
(excremento) de animales, que se solidifico por mineralización. Nos permite
comprender el tipo de alimentación, y en el caso de ser animales herbívoros se
puede saber el tipo de vegetación que existía en ese momento.
Gastrolitos: son cálculo estomacales
que permiten a los animales moler el alimento que consumían. Esto lo podemos
ver hoy en día, en aves como en Ñandú que come diferentes granos e insectos y
luego traga pequeñas rocas que lo ayudan moler el alimento.
Petrificación: ocurre cuando el
material orgánico es sustituido por material inorgánico, que precipita y forma
diferentes cristales.
Carbonización: es el proceso por el
cual el material vegetal, pierde el hidrogeno, el oxígeno y el nitrógeno de su
composición química y aumenta la proporción de carbono. Este proceso es el que
produce combustibles fósiles como el Coque, Hulla y alquitrán.
Fosilización de insectos: se produce
cuando un insecto queda atrapado en resina de árbol, este endurece y forma una
roca semipreciosa llamada Ámbar. Ejemplo jurassic park cuando comienza la película
muestran un mosquito en un cristal de ámbar.
A fines del siglo 17 el ingeniero
y constructor William Smith, observo mientras construía canales, que en los
diferentes estratos de sedimentos, había diferentes fósiles o restos de
animales, y que los animales que estaban en un estrato no estaban en otros, y
que eso mismo animales se repetían en los mismos estratos en zonas muy
distantes. Esto significo la elaboración de del principio de la sucesión de fósiles. Se pudo
determinar diferentes periodos por sus representantes fósiles, lo cual influyo
no solo en la geología, sino también en la biología y la teoría de la evolución
de Darwin. Esto permite a los paleontólogos reconocer edades, la edad de los
trilobites, de los peces, de los pantanos carboníferos, de los reptiles y de
los mamíferos. En cada edad se observa las especies más abundantes y a su vez cada edad tiene subdivisiones.
El reconocimiento de los fósiles
y su correlación con ciertas rocas, permite a los paleontólogos reconocer los fósiles
guía o índice, estos se presentan en periodos bien determinados en diferentes
espacios geográficos. Y de esta, manera al encontrar en un estrato un fósil guía,
se puede determinar el tiempo del sedimento o las rocas circundantes. Además los
fósiles otorgan información sobre el medio ambiente circundante, se puede
conocer sobre la vegetación del lugar por la presencia de polen fosilizado, y también
determinar la temperatura del lugar a partir del mismo. Se ´puede determinar si
el lugar fue cubierto por agua oceánica, por la presencia de caparazones de
moluscos.
Radioactividad
Se denomina radioactividad al
proceso de desintegración del núcleo de un átomo. Dentro de un núcleo atómico
encontramos protones y neutrones, los cuales se encuentran unidos por fuerzas
que se tornan inestables y conlleva a la desintegración de los mismos. Pero esta
desintegración tiene un tiempo determinado para cada tipo atómico y es lo que
se conoce como reloj molecular o nuclear.
El descubrimiento de la radiación
permitió y permite calcula de forma fiable la edad o tiempo geológico de las
rocas, y esto es debido al periodo de semidesintegración de los átomo, el cual
es constante en el tiempo. Este método de medición se denomina datación radiométrica.
Por ejemplo cuando una roca se forma puede almacenar uranio 235, que tiene una
tasa de desintegración estable, su producto de desintegración (isotopo hijo) es
el plomo 206, a medida que se desintegra los isotopos de plomo se acumulan en
la roca, y la cantidad de los mismo permite calcular el tiempo de esa roca,
sabiendo el tiempo de desintegración del uranio. Si el uranio es 238, se
obtiene por desintegración plomo 207
Los átomos más útiles para medir
periodos de tiempo son los siguientes: Rubidio 87, Torio 232, Uranio 235 y 238
y Potasio 40.
El reloj potasio- argón tiene un
periodo de semidesintegración de 1300 MA, se utiliza para rocas con un periodo
de antigüedad de 100000. Rocas de origen magmático o cristales de potasio que
cristalizaron dentro de rocas metamórficas.
Como la roca cuando se formó no
presentaba Ar40 (gas inerte), todo el Argón presente en el roca al momento de
su datación pertenece a la desintegración del potasio.
Datación con carbono 14
La datación radiocarbono, se utiliza
para periodos recientes, su periodo de desintegración es de 5.730 años, y se
utiliza para la datación de materiales orgánicos o de origen orgánico, con una antigüedad
de hasta 70.000 años. El C14 se produce a partir del bombardeo de rayos cósmicos
en la alta atmosfera o por la radiación solar, este se genera por la ionización
de N14, el bombardeo cósmico hace que el núcleo de átomo de N14 gane un neutrón
y emita un protón, esto hace que pase de un número atómico de 7 a 6 y mantiene el mismo número másico de
14, de esta manera se produce C14 con isotopo inestable o carnoso radiactivo. La
producción del mismo es casi contaste a lo largo de la historia de la Tierra,
varia bajo ciertas circunstancias, como en la década del 50 y 60 con los
ensayos con bombas atómicas[L1] ,
que aumentaron la concentración de C14 en la alta atmosfera o también puede
aumentar, si la actividad solar se intensifica, también se acrecienta la
concentración de C14. También puede disminuir su concentración por el aumento
del CO2, producto de la actividad volcánica o la industrialización. El C14 se almacena
en las plantas durante la fotosíntesis y en lo animales que se alimentan de la
misma. Durante el periodo de vida de los organismo gana y pierde C14, pero se
mantiene constante. Cuando el organismo muere, el C14 se desintegra en N14, el
cual es estables.
Dendrocronología
Este método de datación y de
investigación climática, utiliza los anillos que se forman en los troncos de
los árboles. Cada año en el tronco de un árbol se adiciona un anillo, el cual varía
su espesor dependiendo de las condiciones climáticas. Si las condiciones climáticas
fueron favorables el anillo es grueso, si las condiciones no fueron buenas el
anillo es más delgado. Este tipo de estudio tiene una amplia aplicación en la climatología,
paleontología, arqueología y ecología. Para este estudio se utiliza la información
de referencia y se cruzan datos con la muestra que se tiene.
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