La Geología Histórica - Magazine de Ciencia


La Geología Histórica (primera parte)

El video inicia explorando los cambios significativos que la Tierra ha experimentado desde su formación.

Se introducen los conceptos básicos de la geología histórica y la importancia de la cronología en la comprensión de los eventos geológicos.

La Dra. Susana Ester Damborenea discute la evolución de la geología, destacando las principales controversias y teorías.

Se narra el desarrollo histórico de la geología, desde las primeras ideas de Neptunistas y Plutonistas hasta la era moderna de la tectónica de placas.

Se describen los avances en la cartografía geológica y cómo estos influyeron en el entendimiento de la estructura y la edad de la Tierra.

La teoría de la tectónica de placas se detalla como un marco integral para explicar los fenómenos geológicos y la formación de la Tierra.

Se discute la clasificación de los materiales terrestres y su relevancia en la geología.

El video concluye con una mirada a la estructura de la Tierra y cómo la geofísica ayuda a entender su composición interna.

Notas acerca de la lectura del contenido de la primera y segunda parte: Esta parte del contenido es la transcripción oficial de la página web de Magazine de ciencia. Lo pueden ver directamente en la página web oficial. Lo que hemos hecho en este artículo es incluir las imágenes mostradas en el video para propósitos educativos para ofrecer una mayor facilidad de revisión de los contenidos.

Lectura del contenido de la primera parte

Fuente: Magazine de ciencia

Introducción

Desde su formación hasta el presente la Tierra ha sufrido continuos cambios, transformaciones que la han llevado de ser un lugar completamente inhóspito al mundo que hoy día conocemos. A pesar de que algunos acontecimientos sucedieron hace miles de millones de años, los científicos han conseguido desvelar la cronología de los eventos más destacados del planeta a través de la Geología Histórica.

Para darnos una explicación más detallada de esta disciplina, Magazine de Ciencia se reúne con la Dra. Susana Ester Damborenea, quien se licenció en Ciencias Geológicas en el año 1973 en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina; y se doctoró en la misma institución en el año 1983.


En 1990 se desempeña como investigadora becada por la Royal Society of New Zealand, en Nueva Zelanda y en 1991 obtiene su grado de Philosophiae Doctor en la University of Wales, en Gran Bretaña. Desde 1988 es profesora e investigadora en el Museo de Ciencias Naturales de La Plata y participa como Profesora Invitada en 2007 en la Universidad de Valencia, España. Entre 1999 y 2001 fue Presidente de la Asociación Paleontológica Argentina.

Ha sido galardonada con las siguientes distinciones: Premios Florentino Ameghino (1979), Osvaldo Reig (2012) y al Mérito Paleontológico (2015) de la Asociación Paleontológica Argentina. Premio Germán Burmeister (2000), de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Premio al Mérito Institucional (2001), de la Asociación Geológica Argentina; y Premio Konex 2013 al Mérito en Ciencia, Tecnología y Ciencias de la Tierra, por la fundación Konex.

En la actualidad es investigadora Principal del CONICET en Ciencias de la Tierra, del Agua y de la Atmósfera, en la especialidad Paleontología y Estratigrafía.

Transcripción de la entrevista

Breve introducción histórica

Al principio hubo grandes controversias como siempre, así dicotómicas entre dos ideas totalmente opuestas. Por ejemplo había un grupo de investigadores, de geólogos, que pensaban que todas las rocas se habían formado en el fondo de los mares, eran los Neptunistas, con el alemán Werner a la cabeza; y por otro lado estaban los ingleses: HuttonHall, que pensaban que algunas rocas por lo menos se habían formado por enfriamiento en la superficie de la Tierra, por enfriamiento de rocas volcánicas o de lavas; esos eran los Plutonistas. Era una controversia entre dos escuelas que como sucede mucho a veces en ciencia ninguno de los dos tenía toda la razón y los dos tenían algo de la razón; esa fue la primera gran controversia.


También hubo otra controversia acerca de cómo se había formado la Tierra. Lyell en 1830 más o menos publicó un libro fundamental que se llama "Principios de Geología" que fue donde él propuso que los procesos que están actuando hoy en día en la Tierra, la erosión, la depositación y demás, actuaron también en el pasado en la misma medida. Ese sería un criterio uniformista o uniformitarista se llamó en su momento. Y por otro lado estaban los catastrofistas, los que pensaban que la Tierra se formó por catástrofes sucesivas y que desde la última catástrofe prácticamente no hubo cambios en la Tierra, esa fue la siguiente controversia. Un catastrofista por ejemplo fue Cuvier. Con el tiempo obviamente los uniformistas predominaron.


Y mas o menos por esa misma época en 1800 y poco, un ingeniero inglés que hacia canales, William Smith,

 

se le ocurrió mapear la superficie de Inglaterra de acuerdo a la antigüedad relativa de las capas, e hizo el primer mapa geológico realmente; fue un mapa geológico de Inglaterra hecho por este señor William Smith, donde las distintas unidades corresponden a las distintas capas sucesivas; él vió que estaban caracterizadas por distintos fósiles y descubrió cuáles eran más antiguas y cuáles eran más modernas y las mapeó. Ese fue un avance fundamental.


A fines del siglo XIX, principios del XX, estuvo la gran controversia sobre la edad de la Tierra, eso duró bastantes años. Los geólogos sobre todo uniformistas que pensaban en los procesos más o menos lentos que llevan formar la Tierra y demás, decían que la Tierra tendría que haber tenido millones de años y ahí se desató la controversia: primero con los que leían la Biblia ultraliteralmente que decían que en 4000 años se tendría que haber formado la tierra y los científicos; y ahí se metieron también los físicos. Es famosa la controversia de Kelvin contra Rutherford. Kelvin calculó la edad de la Tierra sobre la base de cuánto hubiera tardado la Tierra en enfriarse y le da una cifra muy pequeña; en su estimación más alejada le daba unos 400 millones de años, o sea hasta ahí llegó y los geólogos decían no, eso no alcanzaba. Después de esa controversia se metió también Rutherford, que era un físico Neozelandés, que él apoyaba a la idea de los geólogos. Definitivamente esa controversia se zanjó cuando apareció la capacidad de fechar radimétricamente las rocas. En la época de Kelvin y Rutherford los geólogos pensaban que por menos la Tierra tendía que tener unos 2.000 millones de años de antigüedad. Hoy en día se sabe que tiene poco más de 4.500 millones de años de antigüedad, gracias a las dataciones.



Y en el siglo XX lo que sucedió con relación a la historia de la Geología Histórica, fue el desarrollo de una teoría unificadora que es la tectónica de placas, esa teoría es muy reciente no tiene ni 100 años y es la que explica o puede explicar prácticamente todos los fenómenos geológicos y también la formación de la tierra.

Los materiales

Los materiales que están en la Tierra son las rocas, minerales y rocas. Las rocas hay muchas maneras de clasificarlas pero la clasificación básica es en sedimentarias, ígneas y metamórficas. Ahí ya hay otra pista de la importancia de la historia, porque las rocas no se clasifican por sus propiedades físicas sino que se clasifican en realidad por la historia que tienen.

Las rocas sedimentarias son aquellas rocas que se han formado en el fondo de de cuencas, en el fondo de un lago, del mar, por partículas separadas como pueden ser el barro, arena, un conglomerado, y se han solidificado después. 




Las rocas ígneas son las que se han formado por enfriamiento del magma ya sea dentro de la corteza, serían las rocas ígneas intrusivas, o fuera, por enfriamiento del lava, por ejemplo, que son las rocas ígneas extrusivas. 



Las rocas metamórficas son las que son el producto de transformaciones producidas por grandes presiones o grandes temperaturas sobre cualquiera de los otros grupo de rocas.



Y esto es un ciclo, las rocas sedimentarias pueden estar formadas por clastos producidos por destrucción de cualquiera de los otros dos tipos de rocas y así sucesivamente. Pueden fundirse y pasar al magma y pueden volver a enfriarse y así sucesivamente, eso sería lo básico; pero como se ve en la definición entra la historia.


La estructura del planeta Tierra

Es interesante ver cómo es la Tierra, cómo está compuesta hoy en día, independientemente de la historia previa, qué tenemos hoy? la Tierra está compuesta por tres capas básicas que son: la corteza, el manto y el núcleo. La corteza es muy delgadita, muy delgada, está compuesta por rocas livianas, con alto contenido de sílice, se llaman rocas félsicas y rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas pero livianas, más livianas que las que componen el manto. El manto está compuesto también por rocas, el manto también es sólido, está compuesto por rocas con menos contenido de sílice que se llaman rocas máficas o ultramáficas; y dentro de todo eso, en el centro está el núcleo de la Tierra. El núcleo de la Tierra está compuesto por dos capas, curiosamente la capa externa es liquida y fluida, y la capa interna, el núcleo interno, es sólido, y está compuesto básicamente por hierro y algo de níquel tal vez.







Ahora, cómo sabemos esto? porque realmente nosotros sólo tenemos acceso a la parte superior de la corteza no sabemos cómo llegar a esas capas internas, ahí es donde entra la geofísica; y nos ayudan los terremotos o las explosiones que hay sobre la corteza que transmiten ondas, ondas que van, algunas van por la superficie, en un terremoto hay ondas que van sobre la superficie que son las que producen los destrozos, en un terremoto las que producen los tsunamis, etc, y hay ondas que atraviesan la Tierra.


Esas ondas que atraviesan la Tierra son de dos tipos: ondas P y S. Las P son ondas compresivas o longitudinales, las S son ondas transversales o de Shear; y esas ondas S y P son captadas por sismógrafos en todo el mundo; o sea, el terremoto se produce en un punto y las ondas son transmitidas a través de toda la Tierra y llegan a sismógrafos de todo el mundo, las ondas P y S. Las ondas P siempre van más rápido que las ondas S y las ondas S no pueden transmitirse en líquidos; entonces esa combinación de esas dos cosas nos permiten saber dónde están las discontinuidades dentro de la Tierra, o sea perfectamente podemos saber dónde está el núcleo fluído porque las ondas S ahí no cambian, no se reflejan, no se refractan. En cambio en los otros medios sólidos las ondas se reflejan, se refractan, cambian sus velocidades y nos pueden decir dónde están las discontinuidades; o sea el interior de la Tierra se conoce por geofísica básicamente. Una cosa que se hace hoy en día que es muy interesante es la tomografía sísmica. La tomografía sísmica es esto mismo, estudiar cómo se reflejan las ondas en distintas discontinuidades de la Tierra de manera que no solamente podamos saber dónde está la discontinuidad sino que podemos hasta mapearla, 


podemos hacer un mapa de la superficie del núcleo de la Tierra por ejemplo, o un mapa de una superficie interna de discontinuidad cualquiera, por ejemplo, ahora cuando hablemos de tectónicas de placas, cuando las placas subductan debajo de otra hay una línea de discontinuidad que se puede mapear perfectamente, seguir perfectamente mediante la tomografía sísmica, que es una técnica geofísica muy actual.


La Corteza de la Tierra está formada por Corteza Continental


 que es donde están los continentes, ahí la Corteza es más espesa, tiene entre 30 y 50 km de espesor y está formada por rocas bien livianas, y la Corteza Oceánica,


 que es más delgada entre 5 y 10 km de espesor, y está formada por rocas un poquito más pesadas, más densas. Pero para ver un poquito la dinámica de la Tierra también nos interesa el concepto de Litosfera, o sea tanto la Corteza Continental como la Corteza Oceánica forman junto con la capita mas superficial del Manto 


lo que se llama Litosfera ¿y por qué es importante la Litosfera? porque las placas que forman la Tierra, de las cuáles vamos a hablar después, no están formada solo por Corteza, son placas de Litosfera;


 o sea abarcan la Corteza más la capita mas superior del Manto. Y entre la Litosfera y la aparte por debajo, esa parte se llama Astenosfera, 


ahí está la discontinuidad sobre la cual las placas se deslizan.

La tectónica de placas


El que lo formuló realmente como un tema y lo estudió en detalle fue un alemán, meteorólogo, Alfred Wegener, en 1915 aproximadamente publicó en alemán un trabajo sustancioso donde hablaba de la deriva de los continentes sobre la base, no solamente de esa coincidencia de contorno de las costas ambos lados del Atlántico, sino que él agregó otras pruebas. Su teoría fundamental era que en algún momento del pasado y él lo ponía más o menos, todavía no hablamos de los periodos, pero lo ponía más o menos en el Carbonífero-Pérmico, él decía que todos los continentes habían estado unidos en un gran continente que él llamó Pangea. Y se basaba primero en la coincidencia de los contornos de las costas pero también tenía evidencias paleoclimáticas, por ejemplo él estudió las glaciaciones de pasado y vió que por ejemplo que había glaciaciones en América del Sur y en África del Sur y por la dirección de los hielos eso encajaba muchísimo mejor si los dos continentes estaban unidos. También usó evidencias paleontológicas: la distribución de organismos en América del Sur y en África, o sea, había organismos que estaban en ambos continentes y los límites coincidían exactamente si uno encajaba los dos continentes, y así varias pruebas. Obviamente su trabajo no fue recibido con mucho entusiasmo porque realmente él no propuso ningún mecanismo para explicar cómo se podía producir semejante cambio en la corteza de la tierra. Él solamente expuso los hechos, dijo que había en el pasado un súper continente que él llamó Pangea y nada más, no explicó cómo. Igual tuvo bastante difusión su trabajo porque fue traducido a distintos idiomas, al inglés al ruso, o sea, se conocía. Pero ahí justamente surgió otra divergencia entre los geólogos, entre los fixistas, que pensaban que los continentes siempre estuvieron en el mismo lugar en que están hoy, y los movilistas, que serían los que apoyaban a Wegener.



Eso quedó más o menos en suspenso, había controversia, pero nadie le prestó demasiada atención a Wegener, hasta que sucedió o se desarrolló la segunda pata de la teoría, que es la expansión de los fondos oceánicos. Wegener solamente tenía datos de los continentes, de la Tierra, él desconocía a pesar de que le hubiera interesado pero no tenía medios de conocer qué pasaba en los fondos oceánicos. Después de la segunda guerra mundial con el desarrollo del sonar y de otras técnicas para mapear los fondos oceánicos, se pudo realmente hacer un mapa de los fondos oceánicos y todo el mundo pensaba que lógicamente las mayores profundidades iban a estar en el centro de los fondos oceánicos, y no. No fue así, oh sorpresa! en el centro por ejemplo del Atlántico, más o menos paralelas a las costas de ambos lados del Atlántico hay una dorsal, una dorsal es una elevación, que en realidad está compuesta por un valle central y dos elevaciones paralelas a lo largo de todo el océano Atlántico y lo mismo pasa en el océano Pacífico.


Ese mapa se complementó inmediatamente después con el estudio de paleomagnetismo. Por esa misma época se estaban desarrollando los estudios del paleomagnetismo del que ya vamos a hablar luego y se vio que había momentos de la historia de la Tierra en que los polos estaban como están en la actualidad y momentos en que los polos se revertieron. Haciendo un estudio del paleomagnetismo de las rocas de los fondos oceánicos perpendicularmente a la dorsal, se vió que las rocas mas cercanas a la dorsal tenían un magnetismo coincidente con el actual,

 

luego había una faja de magnetismo reverso, otro de magnetismo normal;

 

pero además eso era simétrico con relación a las grandes dorsales oceánicas, o sea que ambos lados de la dorsal las bandas de magnetismo normal y reverso eran totalmente simétricas.

 

Y eso permitió pensar que lo que estaba sucediendo era que las rocas que estan en el centro de la dorsal son las más modernas y a medida que nos alejamos de la dorsal tenemos las rocas más antiguas; y nos está dando una idea de que el fondo oceánico se expandió o se abrió, se expandió básicamente y que el magma está surgiendo por el centro de esas dorsales,

 

se solidifica, y se va expandiendo, moviendo, alejándose de las dorsales paulatinamente.

 

Esa es la teoría que propuso Hess: "La expansión de los fondos oceánicos" y luego solamente quedaba juntar la deriva de los continentes y llegar a la teoría de la tectónica de placas.


La teoría de la tectónica de placas basicamente así en pocas palabras y fáciles es: la Litosfera de la Tierra está fragmentada en placas discretas, y que esas placas se mueven relativamente unas con respecto a las otras.


Hay lugares, márgenes de las placas, donde se produce o crece la placa por producción de nueva corteza, que sería en las dorsales oceánicas, y hay lugares donde las placas se chocan de distinta manera, pueden chocar y crear cadenas montañosas como por ejemplo el Himalaya, que está formado por un choque de placas, o pueden lo más común chocar y una de las placas meterse debajo de la otra, subductar se llama. Esto también tiene todo un desarrollo reciente, además, un dato más, es que hoy en día se puede realmente medir por láser satelital, por GPS y demás, cuánto se están moviendo las placas hoy en día. Y las placas hoy en día se están moviendo a razón de milímetros o centímetros por año, muy poco pero se están moviendo. Y haciendo una extrapolación de las distancias, se vió que efectivamente se puede ver que se están moviendo a la velocidad adecuada para que en el Carbonífero-Pérmico, todos los continentes hubieran estado unidos en una Pangea; con lo que se reivindicó perfectamente la teoría de Wegener ya con conocimientos y técnicas modernas.

El tiempo en Geología

El tiempo es fundamental para poder realizar una historia de la Tierra; y en la Tierra cómo medimos el tiempo? Hay dos maneras básicas que son lo que llamamos la cronología relativa que es: ver los distintos fenómenos, las distintas cosas que van pasando en su orden relativo, qué fue antes que otra cosa o qué fue simultánea a otra cosa? Y así en realidad esa fue la única cronología que se supo hasta hace 150 años cuando se empezaron a datar las rocas por radimetría; antes de eso no se podía poner una fecha a los acontecimientos, pero si se podía saber qué acontecimiento era anterior a otro, posterior a otro o simultáneo con otro. Ese trabajo de armar esa cronología relativa que es un trabajo de detective realmente llevó dos siglos prácticamente de Geología armarlo con datos de toda la Tierra, es lo que terminó siendo el cuadro geocronológico que usamos los geólogos para referirnos a la antigüedad de las cosas.

 

Cuando decimos Carbonífero nos estamos refiriendo a una parte del tiempo, del pasado, de tiempo relativo.

 

Ahí los fósiles son fundamentales porque los fósiles nos van a apoyar cualquier inferencia que hagamos sobre las antigüedades relativas de las cosas.

Y la otra cronología es lo que llamamos cronología absoluta. La cronología absoluta son modos de datación para poner una fecha concreta al acontecimiento. 

En realidad el término absoluto no quiere decir que estemos hablando de una cronología exacta, sino que es un término que es para oponerlo a relativo, o sea, es una cronología que nos fecha las cosas, nos da una fecha. Hay distintos métodos de cronología absoluta pero el que más se utiliza, el más utilizado en Geología son todos los métodos basados en el decaimiento radimétrico.

El esquema de tiempo geocronológico que usamos los geólogos es todavía el basado en la cronología relativa. Lo que se hace con la cronología absoluta es tratar de datar los límites entre las distintas unidades de tiempo que nosotros reconocemos y esas dataciones son objeto de mucha revisión porque los métodos de datación radimétrica van mejorándose con el tiempo, se van ajustando, se van proponiendo nuevas técnicas, y entonces esa parte es la que se ajusta, lo que realmente históricamente tiene solidez es la escala de tiempo geológico de la cronología relativa.

La Bioestratigrafía

Para poder obtener la escala geocronológica relativa que es la que usamos los geólogos actualmente, sobre todo para la parte del fanerozoico, ya vamos a ver después que es la última parte de la escala, nos basamos en los fósiles.

 

Los fósiles son restos de organismos que vivieron en el pasado

 

y fueron sujetos como mencioné a la evolución que es un fenómeno irreversible,

 

se produjo una vez con un sentido y podemos seguirla paso a paso y son ideales para hacer dataciones relativas. ¿Cómo funciona el método? Los fósiles están encerrados en rocas ¿cualquier fósil nos sirve para esto, para establecer una escala de tiempo relativo? No, no nos sirve cualquier fósil; nos sirven aquellos que tuvieron una tasa de evolución relativamente rápida, que cambiaron las especies en tiempos cortos. Las tasas de evolución son intrínsecas de cada organismo. Hay organismos que tienen tasas de evolución muy lentas que podemos encontrarlos por millones y millones de años exactamente iguales con las mismas características indistinguibles, por lo tanto como paleontólogos pensamos que son lo mismo, y hay otros que no, que cambian con el tiempo relativamente rápido; eso por un lado.

Por otro lado qué otra característica tendrían que tener estos fósiles para que nos sirvan, para establecer una escala? Tienen que tener alguna distribución geográfica grande. Si yo tengo un grupo de fósiles que tiene una tasa evolutiva muy rápida pero está limitada nada más que a una cuenca pequeña, en realidad no me sirve para hacer lo que pretendemos hacer que es una escala geocronológica internacional mundial, global; entonces no son todos los fósiles los que nos sirven, nos sirven algunos fósiles. En general esto se ha hecho mucho más con fósiles de ambientes marinos ¿por qué? porque los ambientes marinos tienen una distribución global o pueden tener los organismos una distribución global y además son muchísimo más abundantes que los fósiles de ambientes continentales; a veces también se usan fósiles de ambientes continentales, pero en general la escala está basada en fósiles de ambientes marinos, y en general en invertebrados, o sea fósiles del tipo de los moluscos, del tipo de los artrópodos, distintos grupos.

Estos grupos justamente los que reunían esas condiciones han variado también con el tiempo, por ejemplo si yo quiero hacer dataciones del principio de la historia de la vida de la parte más vieja del Fanerozoico,

 

ahí son útiles por ejemplo los Trilobites. Los Trilobites son unos artrópodos,

 

es un grupo extinguido, no tenemos Trilobites en la actualidad, no sabemos bien cómo vivían y cómo eran, pero sí los tenemos en las rocas, podemos reconstruir mucho de su vida y también podemos reconstruir su sucesión, cómo se sucedieron en el tiempo. En otros momentos, por ejemplo en el Mesozoico,

 

los que reúnen esas condiciones son los Ammonites.

 

Los Ammonites son moluscos cefalópodos del grupo del Nautilus o de los Calamares que tienen una conchilla y que también tenían una tasa de evolución sumamente rápida. También es un grupo extinguido, no los podemos usar. Y así en cada momento usamos algún grupo en particular.

Y cómo se va construyendo la escala? primero, tenemos las observaciones locales, o sea en una cuenca determinada vemos cómo se suceden los distintos fósiles de un grupo determinado en un intervalo de tiempo determinado; después comparamos esas escalas locales con las de otras regiones cercanas para establecer correlaciones a ver si realmente lo que yo veo en mi cuenca es general o es simplemente algún fenómeno local. La Bioestratigrafía se nutre de muchas observaciones, cuanto más observaciones en distintos puntos de la Tierra, mejor. Es más sólida la Bioestratigrafía, no se puede hacer Bioestratigrafía en una localidad, o sea decir: este fósil está arriba del otro, entonces yo digo esta es la zona tal o cual, no, porque eso puede ser un artefacto de esa localidad; pueden ser dos fósiles que yo los veo sucesivos, pero que en realidad coexistieron, solamente se preservaron, tenemos que acordarnos que la preservación de los fósiles en la Tierra es una infinitésima parte de la cantidad de organismos que realmente vivieron. Entonces tenemos muchas limitaciones, tenemos que conseguir organismos que cumplan con esas condiciones que además se hayan preservado; entonces la única manera de contrarrestar todo eso es hacer muchísimas observaciones en todo el mundo. Y vamos desde las observaciones locales a las regionales y a las globales.

Entonces todo eso se fue construyendo a lo largo del tiempo. Desde la época de William Smith, de 1800 hasta ahora, unos 200 años no mucho mas. Y se ha visto que los fósiles nos ayudan realmente a establecer, correlacionar en el tiempo,

 


ahí sí cuando decimos correlacionar estamos estableciendo la equivalencia en el tiempo, de cosas que pueden estar tan lejos como acá y en Europa; podemos realmente establecer que un depósito del Jurásico de acá fue depositado aproximadamente, obviamente siempre hay un margen de error no es un método exacto, fue depositado aproximadamente al mismo tiempo que en Europa se estaba depositando un deposito que tenía el mismo fósil o un fósil que puede llegar a correlacionarse. Es un trabajo realmente de detectives, o sea es un trabajo donde hay que poner en una historia coherente una infinidad de observaciones; o sea hay muchísima información y hay que encontrarle cuál es la narrativa de esa información.

Incluso la bioestratigrafía se empezó a desarrollar antes de la formulación de la teoría de la evolución. Darwin, que dicho sea de paso, Darwin era un geólogo, la persona que formuló la teoría básica de la Biología era un geólogo y realmente ser geólogo le ayudó a ver a los organismos como entes que transcurrieron en el tiempo. 

Antes que Darwin formulara la teoría de la evolución ya los geólogos trabajaban con Bioestratigrafía porque habían visto que los fósiles se sucedían en el tiempo de determina manera, un determinado orden en distintos lugares del mundo.

Y uno de los que más contribuyo a eso fue d'Orbigny, 

un científico francés que también viajo por todo el mundo, más o menos contemporáneo, un poquito anterior a Darwin, y reunió información de todo el mundo, y entonces él tuvo la capacidad de darse cuenta que realmente los fósiles contenidos en la rocas nos pueden ayudar a datar las rocas. Y él desarrolló lo que se llama el concepto de Zona o Biozona, nuevamente una palabra del lenguaje normal que se usa en Geología; cuando nosotros hablamos de Zona en Geología o Biozona mas correctamente, nos referimos a un conjunto de estratos que contienen un determinado conjunto de fósiles. Sin entrar en principio con el concepto de tiempo, lo que pasa es que esas Biozonas, si nosotros le agregamos el concepto de tiempo y decimos: son las rocas que contienen un determinado grupo de fósiles y que se depositaron simultáneamente, esas Biozonas pasan a ser Cronozonas; 

esas Cronozonas se pueden reconocer en distintos lugares del mundo y son las base del cuadro geocronológico que conocemos. Se reúnen varias Cronozonas en Pisos, esos varios Pisos se reúnen en Series, esas varias Series se reúnen en Sistemas, hay como una jerarquización siempre basadas en la Bioestratigrafía. Por eso no es de extrañar que cuando nosotros vemos el cuadro geocronológico que utilizamos los geólogos todos los días, y ya vamos a hablar después de las extinciones, las extinciones siempre coinciden con límites de ese cuadro; pero es que es al revés, o sea el cuadro se construyó sobre la base de la evolución y las extinciones eran lógicamente periodos de discontinuidad que se eligieron para establecer las divisiones entre las distintas categorías de ese tiempo geológico relativo.

Los métodos de datación absoluta

En realidad los métodos fundamentales para datar en geología son los métodos radimétricos, que se basan en el decaimiento radiactivo. Hay muchos elementos que tienen isótopos, con el tiempo se transforman uno en otro, tienen distintas vidas medias, y nosotros podemos conocer ese ritmo de transformación de un isótopo en otro, y en algunos casos, y ahí está el porque no podemos usar cualquier isótopo, en algunos casos podemos saber cuál era la composición inicial, o sea, antes de que pongamos en marcha el reloj.

Los métodos de datación radiativa son muchos, se han elaborado a través del tiempo varios de ellos, Potasio-Argón fue de los primeros, Argón-Argón, Rubidio-Estroncio. 

Hay distintos y siempre se hablan de pares de isótopos que son, hay un isótopo padre que con el tiempo en una roca se va transformando en ciertas cantidades en un isótopo hijo, así a grandes rasgos. Todos estos métodos se basan en saber que cuando una roca se forma cuál es la cantidad relativa de los isótopos que hay.

El Potasio-Argón por ejemplo

 

es sencillamente, en muchas rocas que tienen Potasio, el Potasio tiene sus isótopos 40 básicamente el 39, pero se sabe que esos minerales contienen solamente Potasio, pero con el tiempo el Potasio 40 y el Potasio 39 pueden derivar en Argón.

 

El Argón es un gas, nunca forma parte del mineral original, entonces ahí sabemos cuál es el punto de partida: el punto de partida es cero Argón. Hay toda una formulación matemática en la cual entran en juego varias cosas,

 

pero cuando medimos el contenido de Argón de la muestra de roca que queremos datar podemos calcular su antigüedad en relación a la cantidad relativa de Argón que tiene con relación al Potasio.

Por ejemplo uno de los métodos más utilizados en la actualidad es el Uranio-Plomo, en zircones.

 

Los zircones son silicatos de zirconio y el Uranio muchas veces reemplaza al zirconio, puede remplazar al zirconio en la formación de ese mineral, pero el Plomo no, el Plomo nunca lo reemplaza pero en los zircones que encontramos en la actualidad, en algunos zircones encontramos Plomo, y el Plomo que encontramos en esos zircones nos están ayudando a datar la antigüedad de la roca.

 

Los zircones tienen otras propiedades que son interesantes, por ejemplo son comunes en las rocas ígneas de todo tipo inclusive en las rocas ígneas extrusivas, los basaltos, las tobas, sobre todo la ceniza volcánica, y la ceniza volcánica es muy común que esté intercalada con sedimentos clásticos normales que contienen fósiles, entonces ahí tenemos un elemento ideal para ajustar la escala de tiempo relativo, basado en básicamente en los fósiles; porque tenemos dataciones de algo que está intercalado entre capas que tienen distintos fósiles, por eso se usan mucho los zircones. Los zircones también tienen la particularidad de que son bastante estables.


O sea, que las dataciones radimétricas son las que proveen realmente la fecha para ubicar todas las divisiones de tiempo relativo que tenemos en nuestra escala geocronológica.


Fin de la primera parte

Magazine de Ciencia La Geología Histórica Dirección: Leonardo Graciotti

Conducción: Prof. Claudio Martínez

Sonido: María del Carmen Boadas

Asistente de Dirección: Mariela David

Locución: Lic. Gustavo Gropelli Uploader: Ernesto Nicolas Ten

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Lectura del contenido de la segunda parte

Fuente: Magazine de ciencia

Introducción

Desde su formación hasta el presente la Tierra ha sufrido continuos cambios, transformaciones que la han llevado de ser un lugar completamente inhóspito al mundo que hoy día conocemos. A pesar de que algunos acontecimientos sucedieron hace miles de millones de años, los científicos han conseguido desvelar la cronología de los eventos más destacados del planeta a través de la Geología Histórica.

Para darnos una explicación más detallada de esta disciplina, Magazine de Ciencia se reúne con la Dra. Susana Ester Damborenea, quien se licenció en Ciencias Geológicas en el año 1973 en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina; y se doctoró en la misma institución en el año 1983.

En 1990 se desempeña como investigadora becada por la Royal Society of New Zealand, en Nueva Zelanda y en 1991 obtiene su grado de Philosophiae Doctor en la University of Wales, en Gran Bretaña. Desde 1988 es profesora e investigadora en el Museo de Ciencias Naturales de La Plata y participa como Profesora Invitada en 2007 en la Universidad de Valencia, España. Entre 1999 y 2001 fue Presidente de la Asociación Paleontológica Argentina.

Ha sido galardonada con las siguientes distinciones: Premios Florentino Ameghino (1979), Osvaldo Reig (2012) y al Mérito Paleontológico (2015) de la Asociación Paleontológica Argentina. Premio Germán Burmeister (2000), de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Premio al Mérito Institucional (2001), de la Asociación Geológica Argentina; y Premio Konex 2013 al Mérito en Ciencia, Tecnología y Ciencias de la Tierra, por la fundación Konex.

En la actualidad es investigadora Principal del CONICET en Ciencias de la Tierra, del Agua y de la Atmósfera, en la especialidad Paleontología y Estratigrafía.

Transcripción de la entrevista

La escala temporal geológica

El cuadro que se utiliza, el cuadro más difundido, es el cuadro de la unión internacional de ciencias geológicas. Contiene todas las divisiones actuales de la historia de la Tierra. Esas divisiones son jerarquizadas, se ha ido construyendo de a poco y se está transformando de a poco.

A veces se ve como un clavito dorado en algunos puntos que son límites, límites entre distintos pisos que se llaman estratotipos globales de límite. Así como en cualquier unidad física tenemos un patrón, en geología no tenemos un patrón porque esos periodos de tiempo son muy irregulares entre sí, pero sí tenemos un estratotipo, se fija ese límite en algún lugar del mundo donde esté bien representado, donde las rocas estén muy bien estudiadas, donde haya mucho apoyo de la bioestratigrafía, de la magnetoestratigrafía, de la dataciones radimétricas en ese punto; entonces, se fija en ese punto. Por ejemplo, un límite determinado entre el Cretácico y el Paleógeno se fija en un determinado lugar de la tierra y cualquier duda que haya sobre establecer la antigüedad de cosas alrededor de ese límite se debe referir ahí, o sea hay que ir a ese lugar y ver cómo son las cosas ahí. Esta es una iniciativa justamente de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas que es bastante reciente. Los primeros fueron echos en 1970, por eso no están todos hechos; faltan algunos estratotipos globales de límite y además tienen la particularidad de que se pueden renovar cada 10 años, se pueden revisar. Si a los 10 años se vio que ese estratotipo de límite no era el más adecuado que exista en el mundo se puede cambiar. Los estratotipos de límite por una cuestión histórica, están en el 99% en Europa, ninguno en Sudamérica; algunos pocos en Asia, algunos pocos en América del Norte.

Pero eso con el tiempo va a ir cambiando porque los que corremos en desventaja acá por ejemplo para tener un estratotipo global de límite, es que tenemos pocos estudios que apoyen ese límite. En Europa tienen una trayectoria de tiempo más grande y entonces es más fácil contar con un lugar que está bien estudiado desde todos los puntos de vista. Y para el Precámbrico, o sea, previo al desarrollo de la vida sobre la Tierra, no hay estratotipos de límite, porque los estratotipos de límite están basados en Biozonas, en Bioestratigrafía, no se usan esos límites sino que se usan fechas arbitrarias para poner los límites. Por ejemplo el límite entre el Arqueozoico y el Proterozoico está a 2500 millones de años; una cifra redonda. Que no es el caso de los estratotipos de límites del Fanerozoico; en los estratotipos de límite del Fanerozoico los límites pueden tener varios decimales en cuanto a millones de años porque están basados en las Biozonas y la datación radimétrica de esa Biozona.

El Cuadro Estratigráfico Internacional es el resultado de ese trabajo de 200 años y la última columnita que es la columna de edades absolutas, en millones de años, esa es como un agregado, no es parte del cuadro que se usa, es como un agregado y es lo que más se renueva, se trabaja, más recientemente, para establecer justamente es las edades de los límites. En Bioestratigrafía el límite tiene un interés especial, o sea, en el tiempo nosotros podemos tener dos aspectos del tiempo: la duración de algo y la fecha de algo; la mayor parte de los fenómenos geológicos tienen ambas cosas o sea tienen una duración en el tiempo y tienen un momento en que empiezan, y un momento en que terminan; cuando hablamos de límites hablamos de esos momentos instantáneos, entre comillas, que son los momentos en que algún fenómeno empieza.

El supereón Precámbrico: los eones Hádico, Arqueano y Proterozoico

Si vemos entonces el cuadro desde lo más antiguo a lo más nuevo, lo primero que tenemos es 3 eones que en conjunto se conocen como Precámbrico; empezando por el Hádico, que va desde los 4500 millones de años, un poquito más que se supone es el origen de la Tierra, hasta los 4000, por convención, como dijimos allí el límite lo ponemos en 4000 por convención. Durante ese tiempo se supone que la Tierra se estaba recién empezando a formar, se estaba enfriando, todavía no estaban formadas las distintas capas de la Tierra; se supone que el núcleo tardó por lo menos unos 50 millones de años en concentrarse y formarse. Se supone que la Tierra tenía una temperatura muy alta y por lo tanto se supone también que todos los fenómenos geológicos o tectónicos estaban mucho más acelerados, o sea, el vulcanismo por ejemplo se cree que era entre 10 y 100 veces más activo que en la actualidad. No se sabe muy bien si ya existían placas y si había tectónicas de placas; se supone que al principio no. Eso recién se desarrolló cuando se estableció la corteza como tal. La atmósfera de la Tierra en ese eón Hádico, era la atmósfera primitiva, es decir, una atmósfera básicamente similar a la de Marte en la actualidad: una atmósfera formada básicamente por hidrógeno y helio, muy volátil. Esa atmosfera después se reemplazó por una segunda atmósfera, producto justamente de los gases provistos de los volcanes, ahí mucho más variada: con nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, etc.

El siguiente eón es el Arcaico, Arqueozoico o Arqueano, la Tierra se había enfriado, se supone que la corteza ya estaba prácticamente formada, de manera que se supone también que la tectónica de placas empezó a actuar, a funcionar, digamos así; y la atmósfera se reemplazó por esa atmósfera ya mas parecida a la actual; una característica es que esa atmosfera no tenía prácticamente oxígeno. Y ya aparecen ahí en el Arqueano las primeras evidencias de vida. Las primera evidencias son algún grafito que se supone de origen biogénico, que tiene unos 3800 millones de años de antigüedad más o menos; y después unas estructuras especiales que se llaman estromatolitos, que son estructuras construidas por cianobacterias. Las cianobacterias tapizan superficies del fondo de un lago; hay estromatolitos de agua dulce y estromatolitos marinos; las cianobacterias hacen como un tapiz en el fondo que atrapa partículas sedimentarias, luego otra vez otro tapiz de cianobacterias y eso produce rocas bandeadas que se llaman estromatolitos, y que fueron muy abundantes en el Arqueano, muy muy abundantes. Y otras formas de vida ya más concretamente encontradas, verdaderos fósiles realmente, son organismos que se llaman Arqueas, que son parecidos digamos a células pero no tienen todavía una organización con núcleo, membranas y organelas como tiene las células, son llamados procariotas; o sea organismos primitivos semicelulares previos a la formación de un núcleo en la célula. Esos organismos ya existían en el arqueano. Y la proliferación de esos organismos produjo el aumento paulatino del oxigeno a la atmósfera. La fotosíntesis transforma el dióxido de carbono y produce oxígeno libre. Ese oxígeno libre fue enriqueciendo la atmósfera de modo que la vida en ese caso produjo una transformación química de la composición de la atmósfera importantísima para la continuación del desarrollo de la vida. Todo eso se produjo en el Arqueano. A fines del arqueano ya se supone que la tectónica de placas actuaba más o menos con las características que tenemos en la actualidad aproximadamente.

Luego tenemos el Proterozoico; el Proterozoico es el último eón antes del Fanerozoico. Como su nombre lo indica: Proterozoico vida animal primitiva. Ahí ya tenemos más evidencias de la vida. En todo ese tiempo en la Tierra se produjeron grandes cosas y ahora tenemos mucha más información, tenemos más cantidad de rocas de esa antigüedad preservadas. Las rocas Arqueanas que hay sobre la Tierra son muy pocas y están indicando justamente esa carencia de oxígeno, por ejemplo es muy común que haya depósitos de hierro bandeado depositados a grandes profundidades, que están justamente relacionadas con la falta de oxígeno en el medio. En cambio en el Proterozoico ya la cantidad de oxígeno hace que rocas de hierro bandeadas van despareciendo; prácticamente desparecen hacia los 1900/2000 millones de años de antigüedad desaparecen, no hay más. Y los depósitos son más variados; hay depósitos no solamente de profundidad sino también hay depósitos de mares menos profundos, más someros digamos así, y ya hay mucha más evidencia de vida. Y también hay evidencia de algunos acontecimientos importantes. Por ejemplo, durante el Proterozoico se han producido dos de las grandes inmensas glaciaciones que pasaron en la Tierra. En la segunda gran glaciación que se produjo en el Neoproterozoico los hielos continentales llegaron hasta el Ecuador; y es lo que se conoce como la Tierra bola de nieve, o sea prácticamente toda la Tierra estaba cubierta de hielo.

Después de esa glaciación ahí es donde aparecen realmente formas de vida muy interesantes. Hubo como una especie de explosión de la vida dentro del Proterozoico todavía, lo que se conoce como fauna de Ediacara, Ediacara es una localidad de Australia; pero faunas similares a ésta se conocen en todo el mundo hoy en día, de esa antigüedad. En la última parte del Proterozoico desde los 600 millones de años hasta los 540, esa parte se conoce como piso ediacariano justamente, y se caracteriza por la presencia de esta fauna, fauna entre comillas, o sea fueron organismos que tienen algunas características muy especiales porque son diferentes a todos los organismos del Fanerozoico, o sea son previos a los organismos del Fanerozoico pero no se les encuentra relación; son organismos que no tenían esqueleto, eran de dimensiones relativamente grandes, o sea centímetros, no eran microfósiles como todas las bacterias y cosas que vimos hasta ahora, sino que eran organismos de tamaño grande, hay grupos que tienen simetría radial, hay grupos que tienen simetría bilateral, pero no se parecen a nada de lo que vino después. La fauna Ediacariana es uno de los grandes misterios de la vida. Como no tenían esqueleto solamente se preservan en condiciones muy especiales, pero se conocen bien, se conocen de todo el mundo, son muy diversos, y aparentemente se extinguieron antes del Fanerozoico; unos poquitos se conocen de la base del Fanerozoico pero se extinguieron totalmente. Es como una forma de vida muy diferente al resto de la forma de vida. Todavía no se le ha encontrado, a lo mejor alguna vez se le encuentra la relación. Pero por el momento la fauna de Ediacara es uno de los grandes misterios de la Geología Histórica, porque tuvieron una distribución mundial, eran muy diversos, no eran una dos clases de organismos, había decenas de organismos de distintas formas, era todo un grupo de organismos que se diversificó pero no quedó ninguno y no quedó ninguna idea de con qué se pueden relacionar. Hay teorías de que algunos se relacionan con Corales, Cnidarios, etc, pero no hay nada concreto.

Otra cuestión que surgió en el Proterozoico y de la cual se tiene también una relativa seguridad, es que en distintos momentos de Proterozoico todos los continentes, las placas, se agruparon en súper continentes. Y hubo por lo menos 3 momentos del Proterozoico en los cuales todos los continentes de la Tierra estaban reunidos en un Supercontinente. El primer Supercontinente se lo llamó Columbia, en el Paleoproterozoico. Ese Supercontinente de Columbia se disgregó, se separó en distintos continentes, nuevamente hubo otro momento en el cual los continentes volvieron a reunirse en lo que se conoce como el Supercontinente de Rodinia, eso ya mediados del Proterozoico tardío pero bajo. Y por último esas nuevamente volvieron a separarse, y a fines del Proterozoico y principios de Fanerozoico, nuevamente los continentes volvieron a reunirse todos en lo que se conoce como Supercontinente de Pannotia. O sea, que este movimiento geotectónico de las placas tenía la actividad normal, y vemos que la idea de Wegener de un único Supercontinente que llamó Pangea, a fines del Paleozoico en Carbonífero-Pérmico, es solamente el último Supercontinente que hubo en la historia de la Tierra. En la historia de la Tierra hubo por lo menos 4 Supercontinentes.

El eón Fanerozoico: las eras Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica

La era Paleozoica

Fanerozoico quiere decir vida visible, a diferencia del Proterozoico que era la vida primitiva, esto es la vida visible que es más parecida a la vida que conocemos en la actualidad, aunque, a lo de largo del Fanerozoico hubo realmente inmensos cambios con relación a la vida y a otros aspectos geológicos. El límite basal, o el inicio del Fanerozoico, está dado por acontecimientos biológicos y geológicos también muy importantes. Desde el punto de vista biológico, en la base del Cámbrico se produjo lo que se llama la explosión del Cámbrico, la explosión de vida. En muy poquitos millones de años aparecieron prácticamente todos los grandes grupos de organismos que conocemos en la actualidad, a nivel de invertebrados. Todos los fila de invertebrados aparecieron en muy poquitos millones de años. Cuando hablo de fila de invertebrados digo de los artrópodos, los moluscos; todos los grandes grupos de invertebrados aparecieron de golpe, aparentemente de golpe, juntos.

Y otro fenómeno relacionado con eso es el hecho de que aparecieron los esqueletos, los organismos con esqueleto. De distinta composición o sea esqueletos calcáreos como por ejemplo los de moluscos, esqueletos silíceos, como los de algunos protozoos, esqueletos fosfáticos. Otra cosa que pasó justo en el cambio y que algunos incluso lo toman como la manera de reconocer el límite entre el Fanerozoico y el Proterozoico, es que los organismos pasaron de habitar la superficie del sedimento a meterse dentro del sedimento; para vivir, para moverse, para alimentarse incluso. Eso es lo que se conoce como la revolución agronómica. En el Proterozoico todos los organismos vivían en la superficie y aprovechaban las sustancias alimenticias que había sobre la superficie, incluso las huellas que dejan organismos, porque no solamente los fósiles se componen de restos concretos, digamos conchillas, huesos, sino también de las huellas de organismos. En el Proterozoico hay huellas de organismos pero siempre sobre la superficie. Luego de la revolución agronómica que se produce en el límite justamente, hay huellas de organismos que entran en el sustrato, entran dentro del sustrato; se puede distinguir muy fácilmente en Geología; y muchos consideran ese que es justamente el límite de la base del período Cámbrico, cuando aparecen huellas que entran en el sustrato. O sea, que tenemos tres acontecimientos básicos relacionados con la vida que nos caracterizan el período Cámbrico: la diversificación de la vida, la aparición de los esqueletos y la revolución agronómica.

Desde el punto vista geológico en el período Cámbrico, que es el primero de la escala geocronológica del Fanerozoico, el Supercontinente de Pannotia, que dijimos que se había formado a fines del Proterozoico, empieza a disgregarse, a separarse en partes. Todos los organismos del Cámbrico eran marinos, no había aparentemente, no tenemos ninguna noticia de que haya habido organismos sobre la superficie de la Tierra o en zonas continentales. Todos eran marinos y los grupos que predominaban eran por ejemplo los Trilobites, que son artrópodos extinguidos, que fueron muy diversos del Cámbrico en adelante, en todo el Paleozoico. El Fanerozoico se divide en tres unidades grandes: Paleozoico, fue la diversificación de la vida, la formación de los distintos grandes grupos de organismos; el Mesozoico es lo que se llama la era de los dinosaurios, grandes reptiles tanto terrestres como acuáticos; y luego en el Cenozoico la era los mamíferos. Cada uno de los períodos tiene características propias interesantes para relatar su historia.

Como dijimos el Cámbrico entonces caracterizado por esos tres grandes acontecimientos biológicos y la separación de la Pannotia, el segundo período dentro del Fanerozoico es el Ordovícico. El Ordovícico continuó con la diversificación de la vida y allí tenemos los primeros atisbos de evidencia de que algunos artrópodos podrían haber pasado al medio terrestre. Son escasas pero existen. Hacia fines del Ordovícico se produjo una gran glaciación Andina-Sahariana, y se supone que esa glaciación produjo la primera gran extinción del Fanerozoico. Después vamos a hablar un poquito de las extinciones pero la primera de las cinco grandes extinciones que hubo en el Fanerozoico se produjo hacia fines del Ordovícico.

En el Silúrico que es el período que sigue, ya el continente de Pannotia se había separado y había por lo menos cuatro, por lo menos que conocemos, cuatro continentes grandes, uno de ellos el Gondwana; pero también estaba Laurentia, Báltica y Siberia; cuatro continentes. No estábamos ya en una Tierra concentrada en un Supercontinente sino que había varios continentes separados. En el Silúrico se desarrolla también más la vida sobre el ambiente terrestre o acuático terrestre incluso, en lagos, ríos, etc. Sale un poco la vida del mar, hay ya peces de agua dulce, las primeras relaciones de plantas, de vegetales que pueden haber pasado al ambiente terrestre.

Luego el Silúrico viene el Devónico. Ahí sí la vida terrestre realmente explotó, lo que se llama la revolución Devónica, que es la explosión de la vida sobre la Tierra, sobre todo la vida vegetal. Ahí se diversificaron las plantas de una manera muy notable, muy notable, y cambiaron realmente la faz de los contenientes; o sea, los continentes cambiaron de aspecto total por esa cubierta de vida vegetal. Hacia fines del Devónico se produjo una glaciación importante también que es la glaciación Karoo y puede estar relacionada esa glaciación con la segunda gran extinción que es la de fines del Devónico, la segunda gran extinción de fines del Devónico se produjo como es dos pulsos, hubo una extinción seguida de otra, en conjunto se conoce como la extinción de fines del Devónico y afectó realmente muchísimo a organismos de todos los ambientes pero sobre todo de los ambientes marinos.

Luego del Devónico la vida sobre la Tierra estaba concentrada en grandes pantanos, con una proliferación importantísima de vegetales, de árboles, verdaderos árboles, realmente muy abundantes en toda la Tierra. Estos árboles son los que dieron origen a los depósitos justamente que dan nombre al período "Carbonífero", a los depósitos de carbón; la mayor parte de los depósitos de carbón explotable en la Tierra fueron formados durante el período Carbonífero por la inmensa cantidad de árboles que había en la Tierra.

Hacia fines del Carbonífero hubo otra glaciación y pasamos al período Pérmico. El período Pérmico también continuó la misma glaciación y hacia fines del período Pérmico hubo varios acontecimientos que se conjugaron para producir la mayor extinción de la historia de la vida sobre la Tierra: la extinción Permico-Triásica, o la extinción del fines del Paleozoico, que acabó con prácticamente con más del 90% de las especies de los mares y de las tierras. Se supone que prácticamente fue total, no fue total obviamente, la Biota se repuso, pero fue una extinción realmente catastrófica. Las causas de esta extinción del Pérmico son difíciles de establecer y lo que se supone es que fue una conjunción de causas, no hubo una única causa sino que justamente coincidieron varias causas, como por ejemplo algunas pueden ser climáticas, otras grandes erupciones volcánicas, justo con algún bombardeo de meteoritos, y al coincidir esas tres o cuatro cosas y alguna otra que pueda haber existido, produjeron la mayor extinción de la historia de la vida sobre la Tierra.

La era Mesozoica

Entramos en el Mesozoico; el Mesozoico está compuesto por tres períodos: el Triásico, el Jurasico y el Cretácico. El primer período, el Triásico, al principio tenemos que pensar que tenemos una Tierra prácticamente devastada por la extinción. La recuperación de esa extinción tardó mucho tiempo hasta el Triásico medio realmente los ecosistemas que existían previamente habían sido destruidos, tardaron unos cuantos millones de años en recuperarse. Así y todo las faunas se recuperaron con cambios, o sea, hubo grupos que no se recuperaron nunca y otros que aprovecharon justamente esa cantidad de nichos ecológicos vacantes vacíos y se diversificaron más.

En el Triásico el clima era, un clima más bien árido y a medida que pasaba el tiempo desde el Pérmico esa Pangea continuó en el Triásico; o sea, en el Pérmico y Triásico existió un supercontinente, la Pangea, que recién a fines del Triásico empezó separarse. Primero se separó a lo largo del Atlántico Norte, bien a fines del Triásico, y luego se fue fragmentando a lo largo del resto del Mesozoico. En el Triásico también se formó un mar tropical que es el Mar de Tetis que no dividía los continentes completamente sino que en los continentes había una masa continental al norte del Mar de Tetis y una masa continental al sur del Mar de Tetis, pero estaban unidos antes y eran un único continente. Ese mar de Tetis, por estar en la zona tropical, fue realmente motor de desarrollo y diversificación de la vida. A fines del Triásico hubo nuevamente una extinción, una de las otras cinco grandes, la fauna y flora se habían empezado a recuperar y sufrieron otra extinción grande, a fines del Triásico, que no fue tan catastrófica. Se supone que la extinción de fines del Triásico también puede haber tenido causas diversas, diversas conjunciones de causas. Algunos piensan que las más importantes son las paleo climáticas, elementos tóxicos o nocivos, o carencia de oxígeno en los ambientes marinos, lo que se conoce como anoxia. A lo largo de la vida de la Tierra hubo también varios períodos donde el tenor de oxígeno bajó mucho y eso lógicamente no permitía el desarrollo de la vida, más bien permitió el desarrollo de grandes extinciones. La del Triásico se supone que tiene relación con el período anóxico.

Al Triásico le sigue el período Jurásico, que fue un período mucho más agradable y durante el Jurásico Pangea comenzó mucho más a dividirse en distintos continentes como los distintos contenientes que conocemos en la actualidad. En el Cretácico esto siguió su curso, en todos los períodos del Mesozoico los organismos de la Tierra, los dinosaurios, fueron los que dominaron estos ecosistemas, pero por ejemplo en el Jurásico ya aparecen los primeros mamíferos, que obviamente no tienen una relevancia grande en toda la biota porque eran organismos de pequeño tamaño, eran bien subordinados a los reptiles que realmente dominaban. En el Jurásico también aparecen también las primeras aves, también aparecen las primeras angioespermas. El Jurásico fue un período de diversificación de la vida también, no tuvo grandes extinciones, al final del jurasico no hubo grandes extinciones y en el Cretácico se continuó con la misma línea, digamos así, de dispersión de los continentes, etc.

Hacia fines del Cretácico si se produce la última gran extinción la llamada KT. Hubo un cambio climático y a su vez también hubo grandes extensiones volcánicas que cambiaron un poquito la geoquímica de los mares y de la atmósfera, y además tenemos un registro que se sabe perfectamente que coincide con el límite de fines del Cretácico de un gran meteorito el Chicxulub que impactó sobre la Tierra aumentando más todavía los efectos producidos por las grandes erupciones volcánicas. Esas causas se conjugaron para que la extinción de fines del Cretácico fuera una extinción muy importante. En el ambiente marino por ejemplo terminó con los Ammonites que habían sido realmente los organismos dominantes del ambiente durante el Jurásico y el Cretácico.

La era Cenozoica

El Cenozoico se divide en tres, el Paleógeno, Neógeno y Cuaternario. Durante el Paleógeno hubo al principio un período de importante calentamiento a nivel global y no solamente calentamiento en cantidad de temperatura, se supone que la temperatura media era unos 30 grados en toda la Tierra, sino que tampoco había estacionalidad. Se cortó de alguna manera el hecho de esa diferencia entre invierno y verano. En el Neógeno se produjeron los últimos cambios tectónicos para llegar a la Tierra como la conocemos en la actualidad. La India chocó contra Asia formando los Himalayas, se secó el mar de Tetis, se terminó de secar, dejando relictos como el mar Mediterráneo, el Caspio, el Negro, son todos relictos del antiguo mar de Tetis que ocupaba esa franja ecuatorial. Y por último en el Cuaternario se producen las glaciaciones, el último acontecimiento geológico importante que conocemos y que podemos medir.

En el Cenozoico varios de los acontecimientos de cambios climáticos, por ejemplo, estuvieron también relacionados a acontecimientos geológicos geotectónicos. Por ejemplo, el establecimiento de una circulación alrededor de la Antártida, una circulación oceánica alrededor de la Antártida, cambió realmente el clima de la Tierra. Todos los fenómenos que ocurren en la Tierra están interrelacionados, por ejemplo es muy interesante la relación que hay entre la distribución de los continentes y la diversidad; cada vez que los continentes estuvieron reunidos, la diversidad de la vida fue menor y la diversidad aumentó cada vez que los continentes se separaron, eso muy probablemente es porque la diversidad incluye, básicamente, la diversidad de organismos marinos. Los continentes al separarse produjeron mayor cantidad de ambientes cercanos a las costas, que son los ambientes mas propicios para la vida marina, en cuanto a cantidad; o sea, hubo más cantidad de plataformas continentales cuando los contenientes estaban separados, cuando estaban unidos la cantidad de plataformas continentales era menor. Pero hay una relación entre la diversidad de las floras y las faunas y cómo estaban los continentes en ese momento.

Las grandes extinciones

Hubo lo que se llama extinciones de fondo, que son las extinciones normales que se han producido a lo largo de los 540 millones de años del Fanerozoico, las especies se han ido reemplazando unas a otras. Pero en 5 momentos de la historia de la vida, las extinciones tuvieron una magnitud mucho mayor que esa extinción de fondo. Esas se conocen como las cinco grandes y son las de fines del Ordovícico, fines del Devónico, fines del Pérmico, fines del Triásico, y fines del Cretácico. Como ya mencioné, el hecho de que coincidan con límites entre períodos geológicos no es casualidad, es el resultado de que el cuadro geocronológico fue construido sobre la base del desarrollo de la vida. Un aspecto interesante en las extinciones, ya las mencionamos al mencionar los distintos períodos, cuáles fueron las extinciones, esas cinco grandes, un aspecto interesante es que no todas las extinciones fueron iguales, en el sentido de que por un lado se puede medir la perdida sistemática de grupos de organismos que se extinguieron, pero por otro lado también podemos medir el impacto de las extinciones en los ecosistemas independientemente de la parte sistemática, ¿qué pasó con los ecosistemas? y hay como un desacople.

Algunas de las extinciones fueron muy importantes desde el punto de vista sistemático o sea terminaron con grupos importantísimos de organismos pero los ecosistemas no sufrieron gran cosa. Inversamente hay algunas extinciones donde se destruyeron ecosistemas completos, por ejemplo un ecosistema complejo como los arrecifes, pero no hubo grandes pérdidas en cuanto a cantidad de organismos o diversidad de organismos. Eso es uno de los aspectos interesantes de las extinciones, ese desacople, obviamente que también hubo extinciones donde sufrieron las dos cosas.

Otra cuestión interesante con las extinciones, de modo general, son las posibles causas de las extinciones. Ahí ya entramos en el terreno de lo hipotético. Las posibles causas pueden ser terrestres, propias digamos de la Tierra, como pueden ser cambios climáticos, cambios del nivel del mar, separación de los continentes, digamos la geotectónica, grandes erupciones volcánicas que producen cambios geoquímicos en el mar, por ejemplo pueden producir anoxia. Esas son todas causas terrestres. Y también hay causas extraterrestres, el bombardeo de meteoritos por ejemplo o algunos han propuesto la influencia de rayos cósmicos. De todas maneras es muy difícil establecer para cada una de las cinco grandes extinciones cuál es la causa principal. Y lo que se ha visto es que si hacemos un cuadro poniendo las distintas posibles causas, por ejemplo cambios del nivel del mar, cambios climáticos, grandes erupciones volcánicas, meteoritos, vamos a ver que las grandes extinciones se producen donde coinciden más de dos o tres de esas causas. Entonces es muy probable que si bien todas las extinciones tengan causas diferentes, también es muy probable que todas tengan más de una causa para producirse. Por ejemplo la extinción del Ordovícico fue muy importante desde el punto de vista sistemático, o sea se perdieron muchos grupos de organismos pero prácticamente en cuanto a los ecosistemas no sucedió nada serio, en cambio en la del Devónico fue al revés, hubo poca pérdida de organismos, de grupos de organismos, y sí hubo una destrucción de ecosistemas muy importantes. Por ejemplo los arrecifes que es un ecosistema que se conoce desde el Cámbrico, obviamente con distintos organismos porque entre medio los organismos cambiaron, en el Devónico sufrieron una extinción importantísima. Y los arrecifes es un ecosistema muy complejo, es como si fuera el ecosistema de la selva tropical, o sea hay muchos organismos involucrados, muchas interrelaciones entre los organismos de modo que la destrucción de ese ecosistema lleva muchos millones de años de recuperación; o sea, se recupera pero mucho después que otros ecosistemas más sencillos y más simples.

Una cuestión interesante justamente hablando de recuperación es eso. La vida sufrió grandes extinciones algunas de ellas catastróficas como la de fines del Pérmico y sin embargo se recuperó, siempre se recuperó, o sea hay una resiliencia muy especial en la vida que ha permitido que no se extinguiera totalmente del planeta hasta ahora. Y eso a mí personalmente me interesa muchísimo y es una de las líneas de investigación actuales o sea hasta hace 10, 15 años se estudiaba de las extinciones ¿qué pasó durante la extinción? ahora se estudia qué paso después de la extinción; ¿por qué, cómo se recuperaron los distintos organismos, los distintos ecosistemas después de una gran extinción?. Y es interesante esta parte digamos así que se está desarrollando en la actualidad porque las extinciones son fenómenos complejos geológicos y biológicos. Como fenómeno biológico digamos no podemos hacer experiencias con las extinciones, no podemos experimentar con las extinciones, a pesar de que es un fenómeno que tiene como objeto organismos que pueden estar viviendo en la actualidad no podemos hacer experimentos. La historia de la vida sobre la Tierra ya hizo algunos experimentos que son justamente estas grandes extinciones si las tomamos como experimentos, que no son experimentos organizados por nosotros, o sea no pudimos fijar las variables ni nada, pero nos dan la oportunidad de ver qué pasó después de una extinción. Entonces ahí reside el interés de la recuperación después de las extinciones. Y esa es una línea de investigación que se está desarrollando con mucho criterio en la actualidad.

Sobre sus trabajos de investigación en la actualidad

La bioestratigrafía es uno de mis intereses principales y todos mis trabajos giran alrededor de grupos de moluscos que vivieron en el Jurásico y Cretácico. Básicamente yo trabajo con bivalvos, moluscos bivalvos. Hago, desde el punto de vista paleontológico, todo con relación a estos organismos. Hago su estudio sistemático, estudio su distribución geográfica y estudio su distribución estratigráfica. Con relación a la distribución estratigráfica, estoy en un grupo de trabajo de bioestratigrafía del Mesozoico en el cual distintos investigadores trabajamos en distintos grupos de organismos y tratamos de producir esquemas de zonaciones bioestratigráficas para el Mesozoico de Argentina. Hay un investigador que trabaja en Ammonites, un investigador que trabajan braquiópodos, hay investigadores que trabajan en microfósiles, y yo trabajo en bivalvos; y producimos esquemas de zonación paralelos, cada uno con su grupo de organismos. El básico, el patrón, es el de los Ammonites, que son los que tienen una tasa evolutiva más rápida, pero los demás también contribuimos a establecer zonaciones para paleoambientes donde no había tantos Ammonites, son contribuciones.

Y con relación a la parte de distribución geográfica yo he hecho bastantes contribuciones a lo que se llama la paleobiogeografía, o sea la biogeografía es el estudio de la distribución de los organismos sobre la Tierra; eso se puede hacer en la actualidad pero también se puede hacer en el pasado. Y al hacerlo en el pasado ese conocimiento sobre la biogeografía del pasado nos puede aportar muchos datos sobre distintos aspectos geológicos. Hay una relación muy grande por ejemplo con la tectónica de placas. Mis trabajos sobre la distribución de los bivalvos, por ejemplo, fueron de los primeros trabajos que produjeron, y estoy hablando de trabajos que hice en la década del 70, fueron de los primeros trabajos que propusieron que el continente de Pangea se comenzaba a separar por el Atlántico Norte por una zona que se llamó el Corredor Hispánico, porque venía de España a México.

El aporte paleontológico de mi trabajo y de otros investigadores que estaban trabajando en el tema fue previo a las evidencias geológicas; o sea, nosotros propusimos la existencia de esa abertura tempranamente en el Jurásico temprano y Triásico tardío antes de que se conocieran las evidencias geológicas: la formación de corteza oceánica en esos lugares, o sea que también se aporta desde ese lado. Eso con relación a los bivalvos y otros dos intereses importantes que tengo en la actualidad son por un lado el que mencioné recientemente del estudio de las recuperaciones después de las extinciones, es un tema que me interesa mucho. Nosotros tenemos la posibilidad acá en Argentina de hacer un muy buen estudio sobre la recuperación después de la extinción del Triásico, o sea en la base del Jurásico, en relación siempre con mi tema del Jurásico. Hay un par de lugares de la Argentina donde hay buenas secciones donde se puede seguir muy minuciosamente qué pasó en el pasaje después de la extinción del Triásico, cómo se recuperaron las faunas, cuánto tardaron, qué apareció primero. Un montón de cosas que se pueden ver con esa recuperación.

Ese sería el tema en el que estoy trabajando desde hace unos años pero que estoy trabajando más ahora. Y por último también estoy en un grupo de trabajo con investigadores de la universidad de Oxford de Gran Bretaña que están interesados en ver qué pasó con eventos anóxicos, o sea momentos de la historia de la vida de la Tierra en los cuales por alguna causa el oxígeno en el agua y en la atmósfera disminuyó de manera tal de impactar no solamente sobre el ambiente sino también sobre la vida. En este caso la relación es mutua en el sentido de que en Oxford tienen los equipamientos necesarios para hacer los análisis geoquímicos muy detallados y nosotros tenemos el conocimiento detallado de la bioestratigrafía que es fundamental para poner el concomimiento de la geoquímica en el tiempo. Datar lo que ellos están observando, los cambios por ejemplo de contenido de oxígeno en el mar a lo largo del Jurásico por ejemplo, en el Jurásico inferior, que es el momento en que estamos estudiando ahora; esos picos de mayor o menos cantidad de oxígeno de anoxia o eventos anóxicos, ubicarlos bien en el tiempo y lo que a ellos les interesa es ver si estos eventos fueron globales o fueron locales. Ellos los habían estudiando en Europa, en varios lugares de Europa y tenían la idea de que podían ser globales pero estaban solamente en Europa, se buscaron un lugar bien alejado como es acá, en la Cuenca Neuquina, y con nuestro apoyo en estos momentos estamos trabajando en eso pero ya demostraron de que aquí ese evento anóxico es simultáneo, se puede correlacionar perfectamente con el de otros lugares del mundo, entonces esas son más o menos mis líneas de investigación por el momento.

Fin de la segunda parte

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