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ordovícico, silúrico) (Devónico,
carbonífero, pérmico) (El
mesozoico edad de los dinosaurios) (El
cenozoico edad de los mamíferos) (Referencias
bibliográficas)
La historia del planeta Tierra puede dividirse en dos grandes etapas o Eones para ser más exactos, el primero de estos grandes Eones es el Precámbrico. Este Eón va desde la formación del planeta Tierra hace unos 4.6 mil millones de años hasta el inicio del Cámbrico hace unos (540-542) millones de años (MdA). Sin embargo no es un Eón formalmente reconocido, aunque es empleado comúnmente por los paleontólogos, incluso al interior de las publicaciones especializadas (Gradstein, Ogg, Smith, Bleeker, & Lourens, 2004).
En consecuencia, el precámbrico agrupa casi el 88% de la
historia del planeta, pero al mismo tiempo es el Eón menos conocido debido a
que los procesos geológicos han destruido la mayoría de sus estratos.
YouTube. Historia
de la Tierra 1, el precámbrico.
El registro fósil del precámbrico es pobre, microscópico en
la mayoría de los casos, aunque existen evidencias de indirectas como huellas o
madrigueras. Para la época de Darwin, esto hacía ver como si el precámbrico
estuviera desprovisto de toda vida, cuestión conocida como el Gran dilema de
Darwin (Kutschera & Niklas, 2004).
Pero, aunque raros, algunos fósiles del precámbrico han sido
encontrados –animales macroscópicos blandos –pero sin duda lo más relevante fue
aplicar la tecnología de los microscopios para identificar microfósiles. Por
estas razones la noción del Gran Dilema de Darwin ya no existe. El registro
fósil del precámbrico aun cuando sigue siendo extremadamente fragmentario
concuerda con las líneas generales predichas por la teoría Sintética de la
Evolución, en la cual deben encontrarse microfósiles de procariotas al inicio,
luego fósiles de eucariotas y finalmente vida multicelular blanda (Bowers, 2013; Fedonkin &
Waggoner, 1997; Laflamme, Schiffbauer, & Dornbos, 2011; Seilacher, 1992;
Williford et al., 2013).
A continuación, trataremos las divisiones que posee el Precámbrico y
algunos sucesos relevantes que han sido encontrados en el a la fecha.
Debido a la falta de formalización del Gran Eón Precámbrico,
sus subdivisiones también pueden considerarse Eones también –existe cierta
complejidad y es fácil confundirse con la nomenclatura oficial. El Eón Hadeico
inicia con la formación de la Tierra aproximadamente hace unos 4.6 mil millones
de años (Dalrymple, 2001) y termina aproximadamente unos 4.0 mil millones
de años (Holden et al., 2009; Valley et al., 2014; H. Wang et al., 2007). La formación de los planetas
y de los soles difiere en los materiales que los forman y en el tamaño que
adquieren. En primera instancia hay que tener en cuenta que el material más
común en todo el Universo –que no es materia oscura –es el gas de hidrógeno
molecular. Este al ser atraído por su propia gravedad forma masas de gas, si la
presión es lo bastante alta, el gas de hidrógeno en su núcleo empieza a sufrir
la fusión nuclear emitiendo enormes cantidades de radiación electromagnética
convirtiéndose en una estrella.
YouTube. El
nacimiento de las estrellas y los elementos.
Nuestras estrellas no provienen exclusivamente de hidrógeno,
estas son estrellas de segunda generación, ya que aparte de hidrógeno también
poseen trazas de otros elementos. Cuando una estrella de primera generación
brilla, esta produce trazas de elementos más pesados en sus núcleos por la
fusión del hidrógeno. Pero esto tiene un límite, una vez que el núcleo se queda
sin hidrógeno las trazas de los demás elementos suben hasta llegar al hierro,
momento en que la estrella muere sin haber consumido el hidrógeno restante en
las capas más externas.
YouTube. Como se
hizo la Tierra.
La muerte fusiona los núcleos de hierro en una supernova
para formar los elementos más pesados, que posiblemente pueden llegar más
arriba del uranio, pero que empiezan a decaer rápidamente en el espacio (Frebel et al., 2005). Una vez que se ha emitido la materia de la
estrella en forma de la supernova se vuelve a formar una nube de gas de
hidrógeno y otros materiales, de los cuales puede volver a formarse una
estrella de segunda generación y planetas con materiales más pesados que el
hidrógeno.
La formación del planeta Tierra no solo se debe a la
acreción de materiales rocosos de una estrella de primera generación, sino
también al impacto de otro planeta que estaba formándose por la misma órbita
más o menos del tamaño de Marte llamado Thea. El impacto despidió un fragmento
más pequeño, pero indudablemente colosal que sigue alejándose del planeta
Tierra aproximadamente 3 cm al año, estamos hablando de la Luna (Canup & Asphaug, 2001; Canup & Righter, 2000)
YouTube. Formación
de la Tierra y la Luna.
El Eón Hadeico recibe su nombre del infierno griego Hades,
debido a que los modelos geológicos implican que la formación por acreción de
materiales rocosas de la Tierra implica una alta emisión energética.
El Hadeico no posee divisiones oficiales en la Tierra,
aunque se pueden realizar divisiones por medio de la escala geológica lunar. En
primera instancia estaría el periodo correspondiente a la Tierra marca 1.0 que
no es otra que la Tierra antes del impacto de Thea que formaría a la Luna. La
siguiente etapa posterior al impacto se la denomina pre-nectariana y va desde
4.5 mil millones de años hasta 3.9 mil millones de años. Posteriormente la
etapa de la formación del mar de Nectar en la Luna caracterizado por fuerte
bombardeo de asteroides y meteoritos. Debido a que la luna no posee corrientes
esta etapa de fuerte bombardeo es más fácil de identificarla allí. En la Tierra
los impactos de la etapa de bombardeo son más difíciles de encontrar (Stöffler & Ryder, 2001). El Eón Hadeico termina justo
en medio de la etapa de bombardeo fuerte en la Tierra.
El Eón Arcaico se encuentra enmarcado justo a la mitad de dos grandes eventos. Inicia a la mitad de la Etapa de Bombardeo Tardío (Gomes et al., 2005), cuando el manto y la corteza terrestre estaban finalizando su formación hace unos 4 mil millones de años y finaliza justo a la mitad del gran evento de oxigenación o Gran crisis de Oxígeno hace unos 2,5 mil millones de años.
Figura 34. El arcaica marca
la aparición de la vida y la primera extinción masiva.
El Eón Arcaico presenta algunos de los eventos más
importantes en la historia del planeta Tierra: (1) la formación de los océanos;
(2) la formación de los continentes; (3) la formación de la atmósfera; y (4) la
aparición de la vida sobre el planeta Tierra (Benn, Mareschal, & Condie, 2006; Schopf, Kudryavtsev, Czaja, &
Tripathi, 2007)
La formación de
los Océanos
Existen varias hipótesis para la retención de agua en el
planeta, la primera de ellas es la liberación de oxígeno de la corteza
terrestre durante el Eón Hadéico lo cual llevó a un primer evento de oxidación
de la corteza, en este sentido si había hidrógeno libre en la atmósfera de la
Tierra solo bastaría una chispa para generar “explosiones atmosféricas” y una
lluvia de agua recién creada.
YouTube.
La aparición de los océanos.
Sin embargo, algunos autores opinan que el agua formada por
la oxidación del hidrógeno remanente en la atmósfera no es lo suficientemente
alta como para inundar los océanos de la joven Tierra.
YouTube. Hace 4500
millones de años, el origen de los océanos.
Otros autores proponen que el agua de la Tierra proviene del
periodo de Bombardeo Fuerte ya que el hielo es uno de los materiales más
comunes de los que están compuestos los cometas –que prácticamente son témpanos
de hielo en el espacio – y parte de los meteoritos.
Aproximadamente para la mitad del periodo de Bombardeo
Fuerte, hace unos 4 mil millones de cerca del 90% del volumen actual del agua
oceánica estaba contenida en las cuencas oceánicas (Tarbuck, Lutgents, &
Tasa, 2014).
En un planeta sin vida las condiciones atmosféricas y
oceánicas debían ser radicalmente diferentes, uno de los primeros en proponer
esta idea fue John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964). Algunos de los modelos
más representativos para la atmosfera de la Tierra, plantean que esta era
débilmente reductora, compuesta principalmente de dióxido de carbono, dióxido
de azufre, sulfuro de hidrógeno y sulfuro de claro está y mucho nitrógeno por
lo que las lluvias serían fuertemente ácidas.
La acidez de la lluvia seria lo bastante fuerte como para
diluir muchos minerales de la recientemente formada corteza, y sus componentes
químicos liberados a las aguas oceánicas o a los lagos ácidos permitiendo
procesos químicos que aún no han sido entendidos de forma clara. Aunque procesos simples como la formación de
sales binarias y ternarias, cristalizaciones y sedimentaciones debieron
llevarse a cabo. Dada la ausencia de seres vivos, las síntesis de sustancias de
interés biológico fue un proceso inevitable, esto es porque los seres vivos
devoran materiales orgánicos con rapidez.
El Océano previno que la Tierra se calentara en exceso,
cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua, este produce ácido
carbónico que ingresa rápidamente en un equilibrio triple con los iones
carbonato y bicarbonato. Adicionalmente los iones carbonato y bicarbonato pueden
reaccionar con iones disolutos como el calcio II, formando minerales del lecho
oceánico típicos como el carbonato de calcio y el bicarbonato de calcio,
consumiendo más dióxido de carbono de la atmósfera. Básicamente el océano
atrapa el dióxido de carbono, disminuyendo el efecto de invernadero. Venus por
el contrario no tuvo océanos y su dióxido de carbono lo condenó a un efecto de
invernadero galopante que lo tiene hoy con temperaturas de 475°C.
La formación de los continentes
La formación de los continentes se concibe como una
progresión del proceso de formación del planeta ya los efectos de la gravedad y
la densidad. Cuando los materiales del planeta se unieron, aquellos más pesados
como el níquel y el hierro junto con los metales radioactivos se fueron al
núcleo al ser más densos, mientras que los materiales menos densos fueron a la
superficie. Con el tiempo estos materiales menos densos se enfriaron formando
la corteza, y las placas tectónicas, las cuales flotan como la nata de la leche
en un océano incandescente de hierro y níquel fundido.
El núcleo arde debido a los procesos de fisión nuclear de
los elementos más densos en el núcleo del planeta como el uranio, este calor es
emitido a las capas de hierro y níquel manteniéndolas líquidas, y sumado a la
rotación del planeta se genera un flujo de metales que crea un campo magnético
dinámico. Los continentes al estar depositados en un fluido se mueven, lo cual
es la base de la teoría de la deriva continental, la cual puede ser fácilmente
corroborada con GPS satelital.
YouTube. El planeta
milagroso 05 la formación de los continentes.
YouTube. Hace 3400
millones de años El nacimiento de los continentes.
Debido a la extensión de la historia del planeta, los
continentes se han unido y separado varias veces, a este fenómeno se lo
denomina el Ciclo Súper Continental, los nombres propuestos para cada uno de
los Supercontinentes es: Vaalbará (Primer supercontinente) 3,8-3,6 mil millones
de años; Kenorlandia 3,1 mil millones de años; Rodinia 1,1 mil millones de
años; y Pangea 0,3 mil millones de años.
El movimiento continental afecta el patrón climático del
planeta, y ha influido fuertemente en la Historia Evolutiva de la vida, sin la
deriva continental algunos fenómenos evolutivos no tendrían sentido alguno en
el registro fósil, y jamás se hubieran presentado en primer lugar.
La formación de la atmósfera
La atmósfera de la Tierra debe haber pasado al menos por
tres etapas grandes, la primera en la cual debía estar formada por gases
altísimamente reductores como el hidrógeno y el metano a parte de otros como el
helio, el amoníaco, el dióxido de carbono y el vapor de agua. Esta atmósfera
altamente reductora no debe haber durado mucho, ya que la corteza terrestre
liberó cantidades notables de oxígeno que oxidaron al hidrógeno gaseoso y al
metano, generando más dióxido de carbono y más vapor de agua.
Lo anterior ha sido establecido por estudios posteriores al
célebre experimento de Urey-Miller realizado en 1953 (Miller, 1953) ya que
ellos proponían que la atmósfera del planeta había sido altamente reductora de
forma constante. Posteriormente, los océanos rebajaron el dióxido de carbono
mediante el mecanismo mencionado en la formación de los océanos. Esta atmósfera
levemente reductora es la que con mayor probabilidad estuvo presente durante
los procesos de Origen de la Vida.
La última gran etapa de la formación de la atmósfera depende
de la vida misma. Cuando el oxígeno oxida crea óxidos, ya sea minerales
terrestres o como el óxido del hidrógeno “agua”. Actualmente el oxígeno se
encuentra alrededor del 21% gracias a que la vida literalmente lo arrebata del
agua gracias al proceso de la fotosíntesis.
YouTube. Hace 2500
millones de años, la formación de la atmósfera.
El punto es que, en la Tierra primitiva, el hidrógeno
quedaba almacenado en la biomasa creciente, por lo que el oxígeno liberado
debería oxidar otras sustancias, en este caso el mineral de hierro ferroso
presente en los océanos creando las Formaciones de Bandas de Hierro, tal evento
marca el inicio de la Gran Crisis de Oxígeno y el fin de Eón Arcaico.
La aparición de la vida
El Arcaico también es el Eón donde la vida aparece sobre el
planeta, algunos de los microfósiles más antiguos de estromatolitos
fotosintéticos NO productores de oxígeno datan de hace unos 3,8 mil millones de
años, junto al finalizar el ultimo evento de bombardeo fuerte, por lo que
algunos autores proponen que los meteoritos tuvieron una influencia importante
en la aparición de la vida.
YouTube. El origen
de la vida.
Más allá de las múltiples hipótesis planteadas en la
actualidad, lo que se debe enfatizar es la extrema antigüedad de la vida
procariota, ya que esta aparece en la Tierra tan pronto esta se hace habitable.
Adicionalmente también se presenta el impacto de la bioquímica, los procariotas
fotosintéticos productores de oxígeno que evolucionaron probablemente hace unos
3.5 mil millones de años saturaron la atmósfera con oxígeno al final del
arcaico desencadenando una de las primeras extinciones en masa, denominada la
Gran Crisis del Oxígeno.
La Gran Crisis del Oxígeno permitió el desarrollo evolutivo de
procesos bioquímicos importantes como la respiración aeróbica y la aparición de
los primeros eucariotas.
Proterozoico viene de dos raíces griegas, proto/protero que
significa primero y zoico que significa animal, lo cual es un poco antropocéntrico
ya que significa “Los Primeros Animales”, aun cuando los animales representan
una breve fracción de los seres vivos, y tampoco fueron los primeros seres
vivos. El nombre solo tiene sentido para la última era del Proterozoico llamada
Edicariano, donde sí se encuentran los fósiles de los primeros animales.
YouTube. La
historia de la tierra 8 Oxigeno Hierro
En cualquier caso, el Eón Proterozoico se encuentra
enmarcado por dos grandes eventos de oxigenación de la atmósfera, el primero
que inicia justo a la mitad de la Gran Crisis de Oxígeno hace unos 2,5 mil
millones de años y termina hace unos 0,541-0,542 mil millones de años (543-541
millones de años) al inicio de la era cámbrica.
El proterozoico posee un registro geológico más rico que el
arcaico y se encuentra dividido en tres eras, el Paleoproteorozoico, el
Mesoproterozoico y el Neoproteorzoico.
El Proterozoico es reconocido por varios eventos de índole
geológico como la finalización de la Gran Crisis de Oxígeno, la adaptación de
los seres vivos a esta crisis mediante la evolución de la resistencia al
oxígeno o la evolución de la respiración aeróbica. Durante el Proterozoico
también se ha estimado que el clima del planeta fluctuó a edades de hielo severas.
El Mesoproterozoico se caracteriza por la evolución de los
eucariotas, células complejas que emergieron por un proceso complejo de
transferencia horizontal de genes y endosimbiosis, de los dos tipos de vida que
habían poblado el planeta hasta ese momento, las bacterias y las arcaicas.
Con la aparición de los eucariotas hace unos 1.2 mil
millones de años, también aparece rápidamente la multicelularidad y los seres
vivos compuestos por múltiples tejidos complejos, proceso que conllevaría a la
aparición de los animales, los hongos y otros protozoos complejos. Pero por el
momento, algunos de los seres vivos multicelulares simples más importantes en
aparecer son las algas verdes fotosintéticas, las cuales forman mantos verdes
sobre las aguas someras.
YouTube. Aparición
de las primeras formas de vida compleja.
El Neoproterozoico se caracteriza por la aparición de los
primeros animales blandos realmente visibles sin necesidad de microscópios como
los gusanos y las medusas en el periodo denominado Edicariano (635-542 millones
de años). La fauna edicariana aunque escasa representa la solución a uno de los
mayores dilemas de la geología del siglo XIX, la aparente falta de fósiles
antes del Cámbrico.
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