La Edad de la Tierra
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El documento describe la historia del estudio de la edad de la Tierra. Inicialmente, figuras religiosas como el arzobispo Ussher creían que la Tierra tenía solo unos miles de años, pero científicos como Hutton y Kelvin empezaron a proponer edades de cientos de millones de años basados en métodos geológicos. Actualmente se acepta que la Tierra tiene unos 4,550 millones de años, gracias a dataciones radiométricas precisas.
La Edad de la Tierra
- 1. LA EDAD DE LA TIERRA -Edad de la Tierra -Datación sucesos geológicos
- 2. HISTORIA SOBRE LA EDAD DE LA TIERRA ARZOBISPO JAMES USSHER (siglo XVII) Basándose en la biblia, sumó las edades de los patriarcas del antiguo testamento y llegó a la conclusión de que la Tierra había sido “creada” en el 4004 a.C. Este argumento se alineaba con las ideas fijistas y creacionistas a las que se enfrentó Darwin en su día. JAMES HUTTON (1795) Publicó un tratado de Geología, donde por primera vez se utilizaban métodos científicos para medir la edad de rocas y procesos geológicos como la erosión o el vulcanismo. Sin llegar a dar un dato concreto, Hutton defendió que haría falta una escala de cientos o miles de millones de años para explicar los fenómenos geológicos. Este tratado de geología impresionó a muchos, entre ellos a un tal Charles Darwin.
- 3. HISTORIA SOBRE LA EDAD DE LA TIERRA LORD KELVIN (finales del siglo XIX. Supuso que la Tierra se había enfriado desde un estado inicial fundido, hace 40 m.a. JOHN JOLY (finales del siglo XIX). Postuló que en su origen (hace 100 m.a.) el agua de los océanos era dulce y que se había salinizado con el tiempo. Se basó en estudios de radiactividad. Actualmente se considera que la Tierra posee una edad de 4.550 millones de años
- 5. Los sucesos geológicos se pueden ordenar cronológicamente de dos formas distintas: DATACIÓN DE LOS SUCESOS GEOLÓGICOS METODOS DE DATACIÓN datación relativa: ESTRATRIGRAFÍA OTROS MÉTODOS - Fósiles - Sedimentarios - Palinología Se trata de determinar que sucedió antes y que después sin ofrecer cifras numéricas de cada período. datación absoluta: Dendrocronología Varvas glaciares Isótopos radiactivos Otros métodos: Termoluminiscencia Paleomagnetismo Bandas de crecimiento animal Determinar la edad de los sucesos mediante datos numéricos
- 7. DATACIÓN RELATIVA: ESTRATIGRAFÍA La estratigrafía, parte de la geología que estudia los estratos, nace con Nicolás Steno en el siglo XVII que enunció tres principios fundamentales, a los que se han añadido nuevos principios mas recientemente Se trata de hechos de muy fácil comprobación, que se verifican en todos los conjuntos de estratos y que nos permiten tanto establecer su antigüedad relativa como comprender algunas de las condiciones vigentes en el medio en el momento de la deposición de los sedimentos y de la consolidación de las rocas.
- 8. Un estrato es una capa más o menos espesa de sedimentos acumulados durante un espacio de tiempo continuo. Esta delimitado por una base o muro y un techo y se identifica por sus diferencias con las capas colindantes. El espesor también se denomina potencia Los materiales se ordenan cronológicamente en una columna estratigráfica, indicando los tipos de roca, los fósiles, las estructuras…
- 9. 1. Principio del uniformismo o actualismo: Las leyes que rigen los procesos geológicos han sido las mismas y producen los mismos efectos durante toda la historia de la Tierra. 2. Principio de la horizontalidad original: Los estratos se depositan siempre de forma horizontal o subhorizontal y permanecen horizontales si no actúa ninguna fuerza sobre ellos. (Steno, 1669) 3. Principio de la superposición de estratos: los niveles superiores serán más recientes que los inferiores. (Steno, 1669) 4. Principio de la continuidad lateral: un estrato tiene la misma edad a lo largo de toda su extensión horizontal. (Steno, 1669) 5. Principio de sucesión faunística: Los estratos que se depositaron en diferentes épocas geológicas contienen distintos fósiles. De igual manera las capas que contienen fósiles pertenecientes a los mismos taxones, aunque sean de diferente litología, serán de la misma edad. (Smith (1778) 6. Principio de la sucesión de eventos: Todo acontecimiento que afecte a las rocas es posterior a las mismas. 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. DATACIÓN RELATIVA: PRINCIPIOS BÁSICOS DE ESTRATIGRAFÍA
- 11. 1.
- 12. PRINCIPIO DE HORIZONTALIDAD DE ESTRATOS2.
- 13. Los estratos se han originado de forma horizontal Fuerzas tectónicas han provocado la inclinación de los estratos
- 14. • En una serie estratigráfica los estratos más antiguos se localizan en la parte inferior de la serie. Los más modernos en la parte superior. • Distintos procesos geológicos (pliegues, fallas, mantos de corrimiento …) pueden alterar esa disposición original. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE ESTRATOS Estratos más recientes Estratos más antiguos 3.
- 15. Disposición original de los estratos
- 16. Alteración de la disposición original de los estratos
- 17. Estrato más antiguo Estrato más moderno Estrato más antiguo Estrato más moderno Alteraciones en la disposición vertical de los estratos
- 18. • Cada estrato tiene la misma edad en toda su extensión • Se ha formado al mismo tiempo en toda la cuenca sedimentaria, aunque debido a la erosión no se mantenga aparentemente la continuidad. PRINCIPIO DE CONTINUIDAD LATERAL4.
- 20. Las calizas a ambos lados del río pueden correlacionarse porque tienen el mismo contenido fósil. Los materiales depositados por el río contienen fragmentos de fósiles de ambas series, pero no se pueden correlacionar.
- 23. PRINCIPIO DE SUCESIÓN FAUNÍSTICA Los estratos que se depositaron en diferentes épocas geológicas contienen distintos fósiles. De igual manera las capas que contienen fósiles pertenecientes a los mismos taxones, aunque sean de diferente litología, serán de la misma edad. (Smith (1778) 5.
- 25. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE FENÓMENOS GEOLÓGICOS En la imagen resulta obvio que los pliegues y fallas de este terreno son posteriores a la formación de los estratos de rocas. Todo proceso o estructura geológica es más moderno que las rocas o estructuras a las que afecta y más antiguo que las rocas o estructuras a las que no afecta. 6.
- 26. Sedimentación de arenas y conglomerados Erosión Falla Plegamiento de las calizas 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.
- 29. • El zócalo original “A” se ve afectado por la intrusión “B” • Depósito de la serie “D, E, F” • Plegamiento emersión y falla inversa • Depósito “J,K” • Intrusión del dique “L”
- 31. Fosilización es el conjunto de procesos que hacen que un organismo, alguna de sus partes o los rastros de su actividad, pasen a formar parte del registro fósil. Su escala de duración se mide en millones de años. DATACIÓN POR FÓSILES
- 32. Los fósiles son una valiosa fuente de información. A partir de su estudio se puede conocer: • La vida en el pasado: cómo eran los seres vivos, su forma de vida, su distribución, etc. • El ambiente de formación de la roca: oceánico o continental, de clima frío o cálido, etc. • Cuándo se formó la roca que lo contiene: algunos fósiles sirven para datar las rocas que los contienen (fósiles-guía). Si sabemos de que época es el fósil, sabemos de cuando es la roca
- 33. Las transgresiones y regresiones marinas son, respectivamente, avances o retrocesos del mar respecto al continente. Los fósiles son muy buenos indicadores de los biomas y ecosistemas aunque existen otros criterios. - Series sedimentarias transgresivas: se producen porque el mar invade el continente (movimientos epirogénicos o movimientos eustáticos). Es normal que en estas series nos encontremos grano fino sobre grano grueso, por ejemplo es frecuente que nos encontremos de abajo-arriba los siguientes materiales, yesos-conglomerados-areniscas-arcillas-margas-calizas- yesos. - Series sedimentarias regresivas: retirada del mar, emersión del continente. En estas serie se sitúa el grano grueso sobre el grano fino, por ejemplo de abajo- arriba, yesos-calizas-margas-arcillasareniscas- conglomerados-yesos. DATACIÓN POR METODOS SEDIMENTARIOS . TRANSGRESIONES Y REGRESIONES
- 36. La datación polínica, conocida como Palinología, es una técnica utilizada por la Paleobotánica para obtener una datación relativa y se deriva de los estudios acerca del comportamiento del polen fosilizado. Éste se conserva fácilmente durante largos períodos de tiempo y se suele encontrar con mayor frecuencia en turberas y humedales. Estableciendo unas zonas polínicas y las variaciones climáticas, junto con su evolución en el tiempo, es posible generar unos diagramas polínicos con los cuales podremos comparar la composición polínica de un yacimiento o artefacto y, de este modo, conocer su cronología relativa. PALINOLOGÍA – DATACIÓN POLÍNICA
- 38. • La datación relativa no permite conocer la edad real de las rocas y sus fósiles sino únicamente aventurar cuales son más antiguas y cuáles más modernas. Esto sólo es posible mediante la datación absoluta. • El método de datación absoluta más utilizado es el método radiométrico, basado en el hecho de que los átomos de ciertos elementos químicos inestables (“elementos padre”) experimentan, con el tiempo, un proceso de desintegración radiactiva que los convierte en otros elementos químicos estables (“elementos hijo”). • Este proceso transcurre a velocidades constantes, de ahí su utilidad en la datación • El periodo de semidesintegración: tiempo en el que la mitad de los átomos de una muestra, se desintegran, es la medida que usamos para este tipo de dataciones. • Es muy adecuado para rocas magmáticas y metamórficas porque los minerales se forman a la vez, mientras que las rocas sedimentarias pueden formarse en tiempos diferentes. EL METODO RADIOMÉTRICO
- 40. Los distintos elementos radiactivos tienen tiempos de semidesintegración diferentes y por lo tanto sirven para datar distintos periodos de tiempo. ELEMENTO INICIAL ELEMENTO RESULTANTE PERIODO DE VIDA (años) Rubidio-87 Estroncio-87 47000 · 106 Uranio-238 Plomo-206 4510 · 106 Potasio-40 Argón-40 1300 · 106 Carbono-14 Nitrógeno-14 5750
- 41. • Los elementos químicos se diferencian unos de otros por el número de protones que tienen en el núcleo. • La suma de protones y neutrones constituyen lo que se llama masa atómica. • Los isótopos de un elemento químico se diferencian por el número de neutrones que tienen. • El carbono 14 puede emitir radiación transformándose en nitrógeno 14 cuando un neutrón se transforma en un protón y un electrón que sale del núcleo.
- 44. Supongamos que el isótopo amarillo se desintegra transformándose en el violeta y que su vida media es de 5750 años. Veamos cómo pasa el tiempo geológico 5750 años11 500 años17 250 años
- 46. Se ha analizado una muestra de madera de un yacimiento arqueológico y se ha descubierto que contiene 2μg de 14C y 14 μg14N. Calcular la edad de la muestra (vida media del 14C es de 5750 años).
- 47. Se ha analizado una roca y se ha descubierto que contiene 4pg de 235U y 28 pg 207Pb. Calcular la edad de la muestra (la vida media del 235U es de 0,7x109 años). • Cálculo matemático aproximativo: Asumiremos que la cantidad de ambos isótopos para hallar la cantidad de 235U inicial: • 4 pg + 28 pg = 32 pg. • Dividamos 32 entre 2 las veces necesarias hasta obtener 4. • 32/2=16; 16/2=8; 8/2=4 • Luego hemos tenido que dividir 3 veces por 2. • Multipliquemos dicho dato (3) por la vida media del isótopo y hallaremos la edad de la muestra: • Em= 0,7x109x3=2,1x109 años; esto es 2100 millones de años
- 48. Este método se basa en el estudio de los anillos anuales de los árboles, aplicable también a los fósiles. Con el estudio del número y grosor de los anillos se deduce el tiempo transcurrido y las condiciones de vida del vegetal e incluso sirven como indicadores climáticos Gracias a yacimientos ininterrumpidos de fósiles se puede abarcar una datación relativa de hasta 11.000 años. DENDROCRONOLOGÍA
- 52. Se basa en que los materiales con una estructura cristalina, como la cerámica, contienen pequeñas cantidades de elementos radiactivos, sobre todo de uranio, torio y potasio. Estos se desintegran a un ritmo constante y conocido, emitiendo radiaciones alfa, beta y gamma que bombardean la estructura cristalina y desplazan a los electrones, que quedan atrapados en grietas de la retícula cristalina. A medida que pasa el tiempo quedan aprisionados cada vez más electrones. Sólo cuando se calienta el material rápidamente a 500º C o más, pueden escapar los electrones retenidos, reajustando el reloj a cero y mientras lo hacen emiten una luz conocida como termoluminiscencia. La termoluminiscencia puede ser utilizada para fechar cerámica, el material inorgánico más abundante en los yacimientos arqueológicos de los últimos 10.000 años; también permite fechar materiales inorgánicos (como el sílex quemado) de hasta 50.000 a 80.000 años de antigüedad. DATACIÓN POR TERMOLUMINISCENCIA
- 53. LA DATACIÓN POR PALEOMAGNETISMO Se basa en que el campo magnético de la Tierra ha sufrido cambios con el tiempo. A intervalos de tiempo irregulares, la polaridad de la Tierra se ha invertido, es decir, que el imán que el planeta tiene en su interior se ha dado la vuelta. Durante uno de estos cambios, la aguja de una brújula no apunta al Norte, sino al Sur. Cuando las rocas se forman, después de las erupciones volcánicas o durante la deposición de materiales, la dirección del campo magnético queda registrada en la orientación de las partículas que contienen hierro. Como además se sabe en qué fechas se produjeron estos cambios, cuando se detecta un cambio de polaridad se puede saber la edad del estrato y, por tanto, de los restos contenidos en él. El último cambio de polaridad magnética se produjo hace 780.000 años, por lo que se puede deducir la antigüedad de los restos anteriores a esa fecha, dado que se conocen los intervalos de las anteriores inversiones magnéticas, que abarcan una escala de varios millones de años y comprenden todo el Cuaternario.
- 54. Escala de polaridad del campo magnético terrestre en los últimos tres millones de años.
- 56. Organismos que viven en agua, como los corales, muestran una prominencia de carácter anual y unas finas estrías paralelas a la abertura de carácter diario. Se puede determinar el número de días al año y, por tanto, la velocidad de rotación terrestre. En el Devónico el año habría tenido 400 días de 22 horas. En el Carbonífero, 390 días; a principios del Paleozoico, el día habría sido de 21 horas, y de solo 11 horas hace 1.500 millones de años. La tierra disminuye lentamente su velocidad de rotación debido a la fricción de mareas, y posiblemente a un aumento en el radio terrestre, a un ritmo de 2 segundos cada 100.000 años. Las conchas de los moluscos y las escamas de peces pueden usarse en la misma forma BANDAS Y ANILLOS DE CRECIMIENTO EN ANIMALES
- 57. Es un método estratigráfico que permite establecer medidas de años absolutas. Se basa en el estudio de lagos glaciares. Se estudia la deposición de arcillas y depósitos limosos, dispuestos en estratos. Estos estratos son más claros cuando están compuestos por limos y arenas (depositados en verano), y más oscuros y arcillosos, con presencia de residuos orgánicos (depositados en invierno). El conjunto de un estrato de verano y otro de invierno constituye una varva. El número total facilita pues un valor de tiempo total absoluto o relativo. Este procedimiento abarca datos cronométricos de hasta 25.000 años, limitándose a regiones donde se hayan producido dichos estratos (presencia de lagos glaciares). Varva de un año DATACIÓN POR VARVAS GLACIARES
- 58. VIDEOS Y ANIMACIONES SOBRE LA EDAD DE LA TIERRA Y GEOCRONOLOGÍA http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material082/actividades/paleo_c14/c14_v02.swf http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/tierra_cambia/contenidos2.htm Animación "Técnicas de datación absoluta" Animación "Técnicas de datación relativa"
- 59. EJERCICIOS