LA HISTORIA DE LA TIERRA I

1. LA HISTORIA DE LA TIERRA I 4ºES0 BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA Profesora: Milagros López IES “IZPISÚA BELMONTE”

2. TIEMPO GEOLÓGICO • Se denomina tiempo geológico al tiempo transcurrido desde el origen del planeta hasta la actualidad. • El tiempo geológico es vasto, enorme: con los métodos de datación disponibles se calcula que nuestro planeta tiene unos 4550 millones de años. • El hombre es solo un recién llegado a este viejo planeta , un planeta con mucho pasado que acumula numerosos cambios en: • El clima, el nivel del mar,.. • La disposición de los continentes • La vida que habita en él

3. TIEMPO GEOLÓGICO • Datar consiste en fechar o situar algo en el tiempo. La datación es muy importante en geología y se realiza mediante dos sistemas: • Datación absoluta: Poner una fecha exacta a un suceso o material geológico. • Datación relativa: Ordenar una serie de acontecimientos geológicos o materiales (rocas, fósiles,…) en el tiempo, pero sin precisar una fecha exacta.

4. Métodos de datación absoluta • Método radiométrico. Su base es la constante velocidad a la que se desintegran isótopos radiactivos presentes en la naturaleza. La vida media (T) o periodo de semidesintegración es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una masa de isótopos radiactivos. Elemento “padre” Elemento “hijo” (inestable) (estable) Con el tiempo la muestra se enriquece en elementos “hijo”. Conociendo T y la cantidad de isótopos “padre” e “hijo” puede datarse la roca con mucha fiabilidad. También tiene inconvenientes: se aplica casi exclusivamente a rocas magmáticas, pues los valores se alteran al sufrir la roca meteorización o metamorfismo; son costosos, y tienen margen de error. • Otros: dendrocronología, estudio de las varvas lacustres, líquenes,..etc.

5. Métodos de datación relativa • Hasta el descubrimiento de la radiactividad era el único método de datación posible. • El estudio de los estratos de roca sedimentaria y los fósiles han constituido una herramienta de datación fundamental para los geólogos. • La Tierra es como un “libro abierto” , solo hay que interpretar sus “páginas”. Algunas de las claves de su interpretación son las bases o principios de la estratigrafía: • Principio de superposición de los estratos • Principio de superposición de acontecimientos

6. Métodos de datación relativa • Principio de superposición de los estratos (1669, Nicolás Steno): “ Un estrato es más antiguo que los que se encuentran encima y más moderno que los que se encuentran debajo”. Los episodios de sedimentación se suceden en una cuenca sedimentaria. Los estratos son en principio horizontales. Si están plegados ya no puede aplicarse este principio. • Principio de superposición de acontecimientos: “Un acontecimiento es más joven que las rocas a las que afecta y más antiguo que las rocas que no han sido afectadas por él.”

7. Métodos de datación relativa • Interpretemos las historia geológica de este lugar.

8. Métodos de datación relativa • La paleontología es la ciencia geológica que estudia los fósiles. • Los fósiles son restos de los seres vivos o de su actividad que han sido conservados en las rocas. • Los fósiles solo se encuentran en rocas sedimentarias ( ni en magmáticas ni en metamórficas, a lo sumo en pizarras). • El proceso de formación de un fósil se llama fosilización. Normalmente fosilizan las partes duras del ser vivo, las blandas raramente fosilizan( se descomponen).

9. Métodos de datación relativa • La fosilización es un proceso complejo pero puede resumirse en las siguientes etapas: • Muerte del animal y acumulación del cadáver • Descomposición de las partes blandas • Enterramiento y diagénesis • Erosión y desenterramiento Además de conchas, huesos, … pueden fosilizar huellas de animales, como las icnitas o huellas de dinosaurio, e incluso excrementos (coprolitos)

10. Métodos de datación relativa

11. Métodos de datación relativa

12. Métodos de datación relativa Algunas veces el animal queda atrapado en resina (ámbar), asfalto o hielo, y puede conservarse prácticamente completo de la putrefacción. Como por ejemplo el “famoso” mosquito de la novela de ciencia ficción “Parque Jurásico”

13. Métodos de datación relativa • Los fósiles constituyen una de las herramientas más útiles para el geólogo pues proporcionan información tanto temporal (época en que vivió el fósil, principio de sucesión faunística), como paleoecológica (ambiente en que vivía el ser vivo). Por lo tanto, nos dan información de la edad y el medio en que se formó la roca que lo contiene. Gracias a los fósiles se conoce mucho más del Fanerozoico que del resto de la historia de la Tierra. • Los fósiles guía son los más importantes: son especies que vivieron durante periodos cortos de tiempo pero que tuvieron una gran difusión durante dicho tiempo, colonizando muchos lugares del planeta.

14. Métodos de datación relativa Fósiles guía: Algunos ejemplos son: Trilobites: Paleozoico o Era Primaria Ammonites: Era Secundaria o Mesozoico Nummulites: Era Terciaria o Cenozoico

15. Métodos de datación relativa Por ejemplo, si nos encontramos con estos estratos: ESTRATO DE ROCA 1: Conglomerados con fósil de Tyranosaurus rex. ESTRATO DE ROCA 2: Conglomerados con fósil de mamífero roedor ESTRATO DE ROCA 3: Calizas con graptolites ESTRATO DE ROCA 4: Calizas con belemnites ¿Qué podríamos decir sobre el ambiente y la época en que se formó?

16. La Tierra está en continuo cambio Cambios climáticos: Alternancia de periodos fríos o glaciaciones con períodos cálidos. Cambios eustáticos: Cambios en el nivel del mar globales. Si sube el nivel del mar se produce una transgresión: el mar invade los continentes. Pueden ir asociadas a periodos climáticos cálidos. Si baja se produce una regresión. Pueden ir asociadas a periodos fríos o a orogenias. Cambios paleogeográficos: Cambios en la disposición de los continentes y océanos. Su causa: el movimiento de las placas tectónicas debido a la dinámica interna terrestre. Cambios en la biodiversidad: También se alternan épocas de explosión de vida con extinciones masivas.

17. ¿Cómo se explican estos cambios? En el s.XIX existían dos teorías contrapuestas: CATASTROFISMO Y GRADUALISMO. • CATASTROFISMO: GEORGE CUVIER • En la historia de la Tierra se suceden catástrofes repentinas que modifican en un breve espacio de tiempo el aspecto del planeta. Esta teoría fue desestimada, pero en los 80, se reunieron pruebas de un suceso así con el descubrimiento de las huellas de impacto de un enorme meteorito, que hace 65 m.a acabó con muchas formas de vida, entre ellas los dinosaurios.

18. ¿Cómo se explican estos cambios? • GRADUALISMO: CHARLES LYELL • Procesos muy lentos e imperceptibles a nuestros ojos pueden provocar cambios enormes si actúan durante millones de años. • Muchos procesos geológicos son así: movimientos isostáticos, movimiento de las placas, erosión de cordilleras, acantilados, …etc. • Esta teoría se impuso durante el s XIX y gran parte del s. XX.

19. ¿Cómo se explican estos cambios? Ambas teorías tienen en realidad la clave para explicar la historia de este viejo planeta. La teoría aceptada actualmente es el neocatastrofismo. En el superficie de nuestro planeta se suceden constantemente cambios lentos y graduales a los que se superponen cambios bruscos y catastróficos que ocurren más espaciados en el tiempo.

20. ¿Cómo dividimos la historia de la Tierra? • La dilatada historia de la Tierra se divide en intervalos de tiempo atendiendo a varios criterios: • Grandes cambios climáticos • Grandes cambios tectónicos • Extinciones masivas de formas de vida EONES ERAS PERIODOS ÉPOCA POR EJEMPLO: EN LA ACTUALIDAD NOS ENCONTRAMOS EN: EÓN: FANEROZOICO ERA TERCIARIA O CENOZOICO PERIODO CUATERNARIO ÉPOCA: HOLOCENO

21. ESCALA DE TIEMPO GEOLÓGICO

23. Ahora ya estamos preparados para contar la historia de nuestro planeta……. ¡Comencemos!

24. EL PRECÁMBRICO 1ª PARTE

25. CAPÍTULO 1: El Hádico Hace 4550 millones de años nació un nuevo planeta que los humanos llamamos Tierra, nuestro hogar. Y no fue fácil su nacimiento…

26. CAPÍTULO 1: El Hádico Ya su gestación por acreción de planetesimales fue convulsa: fragmentos de roca o planetesimales silicatados y metálicos chocaban constantemente y se unían.

27. CAPÍTULO 1: El Hádico La formación de nuestro planeta fue paralela a la del resto del sistema solar, que se explica por la teoría nebular

28. CAPÍTULO 1: El Hádico El calor de los choques y el desprendido por los elementos radiactivos fundieron gran parte del planeta. En sus entrañas fundidas los materiales más densos(metálicos) migraron al interior y los más ligeros(volátiles) al exterior.

29. CAPÍTULO 1: El Hádico Se diferenciaron las capas terrestres sólidas: corteza, manto y núcleo. También la atmósfera primitiva, sin oxígeno. La Tierra recién nacida era escenario de continuos bombardeos meteoríticos y erupciones volcánicas de lavas muy fluidas.

30. CAPÍTULO 1: El Hádico Se formó la Luna, uno de los misterios de nuestro sistema solar: ¿cómo un planeta del tamaño de la Tierra tiene un satélite de tan grande?

31. CAPÍTULO 1: El Hádico Sobre el origen de la Luna existen dos teorías: que poco después de la formación de la Tierra impactó un cuerpo rocoso del tamaño de Marte desgajándose la Luna o que era un planeta enano y fue capturado por la atracción gravitatoria.

32. CAPÍTULO 1: El Hádico Poco a poco la superficie se fue enfriando y solidificando, aunque tardó centenares de millones de años debido al calor liberado por los enormes impactos de meteoritos y el procedente del interior del planeta. Las rocas más antiguas encontradas datan de 3800 m.a.

33. CAPÍTULO 1: El Hádico Otro episodio importante en este eón fue la formación de los océanos primitivos. Cuando la superficie terrestre se enfrió lo suficiente, el vapor de agua de la atmósfera primitiva se condensó y precipitó formando los mares ancestrales.

34. CAPÍTULO 1: El Hádico No es de extrañar que a este episodio de la historia de nuestro planeta se le bautizase como HÁDICO, en referencia a Hades, el dios de los infiernos de la mitología griega.

35. Fin del capítulo 1 Pero el infierno tuvo su final hace 3800 millones de años. En ese momento, e incluso antes, en la Tierra empezó a surgir el hecho más trascendental de su historia: la vida.

36. CAPÍTULO 2: El Arcaico Hace 3800 m.a ocurrió un acontecimiento trascendental en la historia de nuestro planeta: surgieron las primeras formas de vida. Este suceso da comienzo a un nuevo capítulo: el eón Arcaico, que comprende 700 m.a (3800-2500m.a)

37. CAPÍTULO 2: El Arcaico Esta vida incipiente era bacteriana (procariotas). Surgió en el mar en condiciones anaerobias. Primero fueron heterótrofas, pues las sustancias orgánicas abundaban en los mares primitivos. Después, cuando esa materia orgánica empezó a escasear surgieron las autótrofas fotosintéticas. Con la aparición de estas últimas comenzó a liberarse oxígeno a la atmósfera. Microfósil de las primeras cianobacte-rias, Australia

38. CAPÍTULO 2: El Arcaico De la actividad biológica de cianobacterias nos queda como registro fósil estas curiosas formas rocosas llamadas estromatolitos. Son colonias de cianobacterias fosilizadas. Se han encontrado varios en Australia.

39. CAPÍTULO 2: El Arcaico De esta época también datan las primeras rocas encontradas: rocas sedimentarias marinas. Destacan las formaciones de hierro bandeado. Comenzaron a formarse los continentes, aún muy pequeños(microcontinentes), casi toda la superficie debió ser oceánica.

40. CAPÍTULO 2: El Arcaico Se inicia la Tectónica de Placas, con la formación del primer rift continental hace 2700 m.a. La actividad magmática es intensa. Sin embargo, la lluvia de meteoritos constante cesa. El escudo canadiense, el que más rocas arcaicas condensa.

41. CAPÍTULO 3: El Proterozoico Pasamos a un nuevo capítulo, el eón Proterozoico que comenzó hace 2500 m.a y finalizó hace 540 m.a. En este episodio terminan estabilizándose los continentes, que ya están sometidos a una Tectónica de Placas similar a la actual. Parece que pudieron existir incluso varios ciclos de separación y reunión continental. El último culminó hace unos 1000 m.a con la formación de la pangea Rodinia.

42. CAPÍTULO 3: El Proterozoico

43. CAPÍTULO 3: El Proterozoico El inicio de este eón lo marca sin duda la Gran oxidación. La atmósfera cambia su carácter reductor y pasa a ser oxidante. El oxígeno se acumula en la atmósfera gracias a la actividad de los organismos fotosintéticos, que comenzó hace 2800ma (también la empobreció en CO2). Esto ha quedado registrado en los yacimientos de hierro bandeado oxidado. Comienza a formarse la capa de ozono

44. CAPÍTULO 3: El Proterozoico Estructura de la atmósfera actual La capa de ozono se encuentra en la estratosfera desde unos 12-30 Km de altura

45. CAPÍTULO 3: El Proterozoico La presencia de oxígeno en la atmósfera cambió la vida del planeta para siempre. Durante el proterozoico la vida dio un gran salto evolutivo: • Surgieron los primeros seres con respiración aerobia • Aparecieron las células eucariotas (endosimbiosis) • Surgen los primeros seres pluricelulares (algas verdes, algas rojas).

46. CAPÍTULO 3: El Proterozoico Al final de este eón surgen los primeros animales. Son marinos y de cuerpo blando conocidos como Fauna de Ediacara.

47. CAPÍTULO 3: El Proterozoico También existieron cambios climáticos relevantes. Durante el Proterozoico coincidiendo con la ruptura de Rodinia, todos los continentes se cubrieron de hielo. A esta intensa glaciación del Precámbrico se le conoce como Período Criogénico, sin duda el periodo más frío de la historia del planeta. En todos los continentes se han encontrado tillitas o antiguas morrenas, a pesar de que la mayoría se situaban cercanos al ecuador

48. CAPÍTULO 3: El Proterozoico La Tierra pudo ser así hace unos 700 m.a. (Th. Bola de Nieve)

49. Fin del CAPÍTULO 3: El Proterozoico No obstante, el clima volvió a ser más cálido. Los supervivientes de la gran glaciación precámbrica evolucionaron y dieron lugar a numerosas especies, que hace 540 m.a ya poseían partes duras, de lo que nos ha quedado registro fósil. Es el fin de eón y el comienzo de uno nuevo: el Fanerozoico.

50. Recreación de un mar Cámbrico, donde un Anomalocaris Devora a un trilobite recién capturado Fin del Precámbrico Fuentes: Proyecto Ánfora Editorial Oxford Proyecto Biosfera (web del MEDC)