Tiempo y fenómenos geológicos

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  Bueno la historia es algo apasionante, sin embargo, hay que ir al grano. ¿Qué es lo que se pretende al estudiar la escala del tiempo geológico? A finales del siglo XVIII, James Hutton (1726-1797) reconoció la inmensidad de la Historia de la Tierra y la importancia del tiempo como un componente de todos los procesos geológicos. Para el siglo XIX otros habían demostrado que el planeta había pasado por diferentes episodios de formación de montañas y erosión que requerían colosales cantidades de tiempo.

Figura 17. James Hutton (Edimburgo, 3 de junio de 1726​–Edimburgo, 26 de marzo de 1797) fue un geólogo, médico, naturalista, químico y granjero experimental escocés, ​ primer formulador de las ideas que conducirían a la corriente científica llamada uniformista y del plutonismo, en las que incluyó sus teorías de la geología y del tiempo geológico y su escala, también llamado tiempo profundo. Es considerado el fundador de la geología moderna. Compartió espacio y época con grandes pensadores y científicos formando junto a ellos la que ha sido llamada la Ilustración escocesa.(Tarbuck, Lutgents, & Tasa, 2014)

​Aunque estos científicos pioneros entendieron que la Tierra era muy vieja –mucho más que 5000 años –no tenían forma de saber cuánto, ya fueran decenas de miles, millones o decenas de millones. Lo único que pudo establecerse fue una secuencia de capas de sedimentos y una datación relativa unas a otras, pero sin valores numéricos. Los eventos geológicos de por si tienen muy poco significado, lo mismo puede decirse de los fenómenos biológicos y en esencia de cualquier fenómeno ligado a un devenir histórico. Solo cuando dichos eventos se ponen bajo la perspectiva del tiempo irreversible es que adquieren sentido lógico.

Para tener en cuenta en su proceso de enseñanza y aprendizaje hay que tener en cuenta la importancia de los siguientes conceptos:

1- Los modos de datación de la escala geológica empleados en la actualidad.

2- Que son los fósiles, cuáles son las condiciones que deben cumplirse para su formación y cuál es su relación con la escala del tiempo geológico.

3- Que es la radioactividad y como los isotopos radioactivos son empleados para generar fechas de eventos pasados anteriores a la aparición de la especie humana.

4- Que es la escala geológica y cuáles son sus principales subdivisiones.

5- Porqué es difícil asignar fechas a muestras de rocas sedimentarias.

6- Que constituye las principales características de cada una de las eras de la escala de tiempo geológico.

Los geólogos que desarrollaron la escala de tiempo geológico revolucionaron el modo en que las personas piensan a cerca del tiempo y la historia del planeta. En principio comprendieron que el planeta era mucho más viejo de lo que se había imaginado previamente. Sin embargo, el problema de las cantidades fue ignorado en la medida que el programa de investigación de la geología no contaba con los medios para alcanzar tal conocimiento.

Figura 18. Nicolas Steno (1638-1686), padre de la geología moderna, y sacerdote católico "llegando al rango de Obispo". Sus argumentos serían básicos para que en el siglo XIX se desarrollaran firmemente las teorías sobre una Tierra antigua y en consecuencia para la Evolución de los seres vivos en el sentido propuesto por Darwin y Wallace.

Es por esto que la geología se funda esencialmente en procesos fácilmente identificables, en este caso se trata de la organización en estratos y a una serie de leyes sobre la estructura de los estratos propuesta en el siglo XVII por Nicolás Steno.

La ley de superposición

En una formación de roca sedimentaria no perturbada, cada capa representa un periodo de tiempo, en donde las capas más profundas son más viejas que las capas más recientes. Esta regla aplica no solo para la roca sedimentaria, sino también para los flujos de lava y los depósitos de ceniza de las erupciones volcánicas.

Figura 19. Ejemplos del principio de superposición (A, B, C) en el cual la naturaleza de la Tierra se organiza en capas identificables a simple vista y modelos (D y E) de la escala geológica.

Esta es una ley de datación relativa en el sentido que permite señalar quien es más antiguo con respecto a otro más reciente.

Principio de horizontalidad original

Los sedimentos son generalmente depositados en capas horizontales, y que los depósitos que se encuentran en sentidos verticalizados se encuentran de este modo debido a disturbios secundarios como terremotos, es decir originalmente eran horizontales.

Figura 20. La horizontalidad algunas veces es intuitiva, pero explicar la razón por la que no siempre se sigue una horizontalidad llegaría solo hasta mediados del siglo XX con la teoría de las Placas Tectónicas y la Deriva Continental.

Principio de relación por corte transversal

Cuando algo afecta los estragos geológicos, por ejemplo, que un terremoto provoque un corte transversal haciendo que los estratos queden discontinuos –descrito en inglés con la palabra fault –o cuando por la acción de una grieta material volcánico penetra en la roca y se cristaliza –expresado en inglés con la palabra dike – se asume que estas intrusiones o discontinuidades fueron realizadas después de que el estrato se formara.

Figura 21. Corte transversal.

Principio de fragmentos incluidos

Los fragmentos de roca que se encuentran rodeados por otro tipo de roca son más viejos que la roca que los rodea. Este principio no le adjudica a Charles Lyell (1797-1875), el cual se encuentra incluido en su obra Principios de Geología (Lyell, 1837).

Figura 22. Roca intrusa más vieja "Xenolita" rodeada de otro tipo de roca más joven "Granito".

Concordancias y discordancias

Cuando se observa un estrato geológico continuo como si fuera una alfombra sin interrupciones, grietas y orificios la denominados concordante “en inglés comformable”.  Existen zonas particulares que exhiben capas concordantes, las cuales representan periodos de tiempo geológico. El problema es que no existe lugar en la Tierra que exhiba un patrón concordante demasiado extenso, siempre se encuentra algún punto de fractura. Estas fracturas se denominan discordancias.

Las discordancias pueden ser de varios tipos, por ejemplo, en algunos casos el estrato que corresponde a uno o más eras geológicas no aparece por ninguna parte, en otros varios estratos geológicos se encuentran atravesados por líneas de roca, y en otras ocasiones los estratos geológicos simplemente no son continuos. Estas discordancias no pueden explicarse asumiendo un planeta fijo, y de hecho cualquiera que haya experimentado un simple terremoto puede saber que el suelo es bastante móvil. Cada una de las discordancias puede ser explicada por medio de procesos geológicos graduales que suceden el día de hoy, a este modo de entender los estratos geológicos se lo denomina actualismo y fue propuesto en el siglo XIX por Charles Lyell.

Inconformidad angular.

Es la disconformidad más fácilmente reconocible. Consiste en sedimentos que han sido plegados de forma tal que ya no se encuentran en su sentido horizontal, en algunas ocasiones el plegamiento sigue siendo continuo, pero en otras existe un punto de fractura o grieta en la que una de las puntas queda expuesta a la intemperie como la saliente de una roca.

Figura 23. Ejemplos del principio de horizontalidad original y de la disconformidad angular (A, B, C, D) y modelo del proceso (E).

Debido a lo colosal de algunas rocas plegadas era difícil asumir que un solo proceso catastrófico pudiese mover tantas toneladas de roca sin que esta se desintegrase en el proceso, el proceso debe ser gradual, pero al mismo tiempo con una fuerza colosal.

Disconformidad.

Las disconformidades son mucho más numerosas, pero menos evidentes debido a que los estratos que se han fracturado siguen siendo paralelos al horizonte. El proceso consiste en que una capa continua –que llamaremos C –se fractura por efectos de un terremoto, posteriormente todas las capas se mueven de forma tal que en el punto de la fractura queda una grieta y la capa C a un lado de la grieta queda en contacto con otra capa diferente –ya sea B o D. Identificar este tipo de disconformidades es complicado ya que en muchas ocasiones los estratos pueden contener tipos muy semejantes de roca.

Figura 24. Disconformidad geológica.

Otro tipo de disconformidad no obedece a una fractura, sino a que una capa geológica quedó expuesta a la erosión, mientras que el estrato que lo rodea no. Cuando se analiza la escala geológica es como si una capa hubiese desaparecido por completo. Esto se explica debido al proceso de erosión, el agua y el viento son capaces de lavar los estratos cuando están recientemente formados, esto provoca que en algunas regiones la escala geológica no esté completa.

Figura 25. El valle generado por un río es un ejemplo de erosión que elimina grandes cantidades de estratos geológicos, estos procesos también permiten identificar los lechos de ríos antiguos mediante la identificación de una disconformidad de un estrato muy reciente que rellena el valle del río hasta dejarlo todo nuevamente horizontal.

A pesar de esto, los procesos de erosión permiten identificar las disconformidades mucho más fácilmente.

No-conformidad

En este caso se debe a la acción de roca intrusiva en manta de estratos geológicos antiguos, un ejemplo de esto es el magma. El magma es intrusivo en su fase líquida y penetra en las grietas de los estratos, al cristalizarse queda como una intrusión no continua en los estratos geológicos inferiores más antiguos. Cabe anotar que estos procesos ocurren en simultánea y es la labor del geólogo y/o paleontólogo saber “leer” la roca del estrato que está trabajando.

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