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Geologia Dra Sonia Quijano Scheggia 1 semestre Lic Oceanologia 4 Parte. El registro de las rocas y la escala geológica del tiempo A través de los millones de años pasados la Tierra fue mucho menos estable que en la actualidad.

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Geologia

Dra Sonia Quijano Scheggia

1 semestre Lic Oceanologia

4 Parte

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El registro de las rocas y la escala geológica del tiempo

  • A través de los millones de años pasados la Tierra fue mucho menos estable que en la actualidad.
  • Los continentes, los océanos y las montañas se movían grandes distancias. Los procesos geológicos que le dan forma a la superficie de la tierra y producen la estructura de su interior tienen lugar en millones y miles de millones de años.

Fechando la Tierra

  • Los geólogos tienen una escala de tiempo diferente
  • tratan con procesos de la tierra que comprenden un gran rango de periodos de tiempo.
  • Las vibraciones de los terremotos duran segundos o minutos mientras que la formación de una cadena montañosa tarda varios millones de años.
  • La inundación de las aguas de un río, por ejemplo, tarda unos cuantos días.
  • podemos medir el movimiento relativamente lento de los glaciales que puede ser de 50 m/año.
  • la erosión de la ladera de una colina, son muy lentos para ser medidos directamente.
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los registros históricos más antiguos abarcan solo unos cuantos miles de años, lo que es un lapso de tiempo muy corto para medir los procesos geológicos muy lentos que le dan forma al planeta.

  • Nuestro único recurso para fechar procesos lentos es el registro de las rocas
  • Los geólogos del siglo XIX utilizaron sus conocimientos acerca de los estratos rocosos y de los fósiles para determinar las edades relativas de las capas de roca sedimentaria, es decir que tan antiguas son unas capas en relación con otras.
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Actualmente los geólogos utilizan la física del decaimiento radioactivo para determinar la edad radiométrica de una roca, se llama edad absoluta, esto es el número actual de años que han pasado desde que la roca se formó.

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El registro estratigráfico

  • estratificación son las capas característica de cada era
  • se basa en 2 principios sencillos que se utilizan para interpretar los eventos geológicos a partir del registro de las rocas sedimentarias
  • 1 principio de la horizontalidadoriginal establece que los sedimentos son depositados como estratos horizontales
  • Si una secuencia de capas sedimentarias de roca está plegada o inclinada, sabemos que las rocas han sido deformadas por esfuerzos tectónicos después de que sus sedimentos fueron depositados.
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2. principio de superposición establece que cada capa de roca sedimentaria en una secuencia no afectada tectónicamente es más joven que la que está bajo ella y más antigua que la que está sobre ella.

  • Estos dos principios nos permiten ver a un conjunto vertical de estratos llamado sucesión estratigráfica como un registro cronológico de la historia geológica de la región
  • En la práctica, sin embargo, no podemos determinar con precisión el tiempo en años a partir de una sucesión estratigráfica.
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1.- los sedimentos no se acumulan a una razón constante en ninguno de los ambientes sedimentarios.

2.- el registro de las rocas no nos dice cuantos años pasaron entre periodos de depositasión. Varios lugares en la planicie de un valle ribereño reciben sedimentos únicamente durante periodos de inundación. Los tiempos entre inundaciones no son representados por ningún sedimento.

3.- la estratigrafía por si sola no puede ser utilizada para determinar las edades relativas de dos capas muy separadas entre si. Un geólogo puede ser capaz de establecer la edad relativa de una capa o de una serie de capas, siguiendo un afloramiento en una distancia limitada, pero no hay manera de saber si una capa de roca en Arizona, por decir algo, es más antigua o más joven que una en el norte de Canadá.

Los fósiles son la clave para detectar los intervalos perdidos de tiempo y para correlacionar las edades relativas en lugares geográficos diferentes. Los fósiles se convirtieron en la herramienta simple más importante para construir una escala geológica precisa del tiempo para el planeta entero.

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Los fósiles más comunes en rocas de los pasados 500 millones de años son las conchas de invertebrados, tales como las almejas, ostras y el grupo de las amonitas. Mucho menos comunes son los huesos de vertebrados, tales como los mamíferos, reptiles y dinosaurios.

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Para el final del siglo XVIII, después de que cientos de fósiles y sus relaciones con organismos modernos habían sido descritos y catalogados, la evidencia de que los fósiles son los remanentes de criaturas vivientes ancestrales fue apabullante.

  • Por lo tanto la paleontología, el estudio de la historia de la vida ancestral a partir del registro fósil, ocupó su lugar junto a la geología, el estudio de la historia de la Tierra a partir del registro de las rocas.
  • En 1854 el famoso naturalista Charles Darwin propuso la teoría de la evolución de las especies. Esta revolucionó el pensamiento científico acerca de los orígenes de las millones de especies animales y vegetales y proporcionó un marco sólido de referencia para la paleontología
  • Mucho antes de Darwin, en 1793 William Smith, había reconocido que los fósiles podían ser utilizados para fechar las edades relativas de las rocas sedimentarias
  • . El estableció un orden general para la secuencia de fósiles y estratos desde las capas inferiores (más antiguas) hasta las superiores (más jóvenes).
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Sin importar el lugar, Smith pudo predecir la posición estratigráfica de cualquier capa particular o conjunto de capas en cualquier afloramiento del sur de Inglaterra basando sus predicciones en los ensamblajes de fósiles. Este ordenamiento estratigráfico de fósiles se conoce como sucesión faunística

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Utilizando sus conocimientos de sucesiones faunísticas, Smith correlacionó formaciones de edades similares que encontró en afloramientos diferentes.

  • De acuerdo con el orden vertical en el cual las formaciones se encontraron en cada lugar, el compiló una sucesión estratigráfica compuesta para toda la región.
  • Su serie compuesta mostró como la sucesión completa habría lucido si las formaciones a niveles diferentes en todos los afloramientos se conjunta en un solo lugar.
  • Confiando en el método de combinar las sucesiones faunísticas con las sucesiones estratigráficas, los geólogos de los dos siglos pasados han correlacionado cuidadosamente formaciones a través de todo el mundo. El resultado es una escala geológica del tiempo para toda la Tierra.
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Inconformidades: marcadores de tiempo perdido.

  • Al colocar las recurrencias de formaciones en forma conjunta, los geólogos encuentran seguido lugares en los cuales una formación esta ausente; ya sea que nunca fue depositada o que fue erosionada totalmente antes de que el siguiente estrato fuera depositado.
  • El limite a lo largo del cual las dos formaciones existentes se encuentran, se llama inconformidad, superficie entre dos capas que no fueron depositadas en secuencia continua.
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Una disconformidad es aquella en la cual las capas superiores se sobreponen a una superficie erosional desarrollada sobre un conjunto inferior de capas todavía horizontales

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La escala geológica del tiempo

  • La escala de tiempo se divide, en cuatro unidades de tiempo mayores: Eones, eras, periodos y épocas.
  • Un Eón es la división más larga de la historia. El Eón más antiguo es el Archean (del griego archaios “antiguo”). Las rocas archeanas van desde las rocas más antiguas conocidas, 4000 millones de años, hasta rocas de 2500 millones de años. Durante el Eón archeano la estructura básica y dinámica de la tierra, desde el núcleo, manto, corteza y la superficie- todavía estaban siendo formados. Se han encontrado fósiles primitivos de microorganismos unicelulares en algunas rocas sedimentarias de esta edad.
  • Bacteria fósil de más de 3 mil años de antigüedad.
  • Los primeros seres vivos serían procariotas (moneras), anaerobios que dejaron microfósiles 3.600-3.500 millones de años.
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Eón arcaico

Microfósiles de Bitter Springs Chert. Son los más antiguos que se conocen; de unos 3.600 ma. Pertenecen seguramente a CIANOBACTERIAS

Microfósiles de Marble Bar (Australia). Tienen unos 3.500 ma de antigüedad. Son cianobacterias y bacterias anaerobias

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Eón arcaico

  • Fósiles de Warrawoona. Fueron localizados al noroeste de Australia = ESTROMATOLITOS : colonización biológica de la zona fótica. Datan de 3.450 ma
  • Fósiles de Fortescue: estromatolitos abundantes (tipo cianobacterias): fotoautótrofos, emisión de O2 a la atmósfera. 2.800.
  • Acontecerá una gran actividad tectónico-magmática que finalizará cerca a 2.500 ma. Atmósfera < 1% O2.
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Eón proterozoico.-

  • El siguiente conjunto de rocas más jóvenes se formaron durante el Eón proterozoico que va desde hace 543 millones de años a 2500 millones de años.
  • Durante los tiempos proterozoicos, la superficie y el interior de la tierra ya tenia el estado actual. Una excepción era el nivel de oxígeno en la atmósfera, que no alcanzaba los niveles presentes sino hasta casi al final del proterozoico.
  • La mayoría de las formas de vida eran unicelulares, pero en el proterozoico tardío organismos más avanzados principiaron a evolucionar y a ser preservados como fósiles.
  • Fósiles de Gunflint (Australia): organismos capaces de metabolizar O2, 2.100 millones de años.
  • En estas fechas aparecen también las primeras células eucariotas, Grypania.
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Hace unos 1.800 ma se produce un cráter de impacto de meteorito más antiguo que se conoce: son las primeras superficies continentales preservadas de la erosión.

  • En los mares proterozoicos predominan unas células eucariotas que se van extendiendo por todas partes son los Acritarcos.
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En esta época (1800 ma) se detecta un significativo aumento de los niveles de O2 en la atmósfera, superior al 1%. Al hacerse oxidante aparece una tenue capa de ozono (O3).

  • Cerca de los 1.400 ma aparece otra de las grandes adquisiciones evolutivas, la reproducción sexual
  • En 1.000 ma se registra las primeras algas pluricelulares (metafitas), rojas y verdes.
  • Entre 900-700 ma aparecen los primeros individuos de los dos reinos de seres vivos que faltaban, hongos (fungos) y animales (metazoos).
  • Los mejores restos de estos organismos proceden de un yacimiento australiano llamado Ediacara, y han permitido reconstruir hipotéticamente el ambiente marino que pudo existir en la época.

Reconstrucción fauna Ediacara

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Entre 1.000-540 se presenta la glaciación precámbrica. Talvez son debidas al efecto de anti-invernadero provocado por la explosión demográfica de plancton calcáreo, que retiraría grandes cantidades de CO2 de la atmósfera. Estas glaciación pudieron originar la primera extinción masiva de seres vivos.

  • En los 670 m a la atmósfera alcanza el 7% de O2. La fauna de Ediacara se desarrolla y esta constituida por invertebrados marinos, que suponen a primera gran explosión de vida sobre a Tierra.
  • Eón fanerozoico.- El Eón más reciente y mejor entendido que cubre los pasados 543 millones de años es el fanerozoico. Varias formaciones rocosas de ésta edad contienen una abundancia de conchas y otros fósiles tales como huesos de vertebrados. El fanerozoico se subdivide en tres eras:
  • Paleozoica, de 543 millones hasta hace 251 millones de años.
  • Mesozoica, desde 251 millones hasta hace 65 millones de años.
  • Cenozoica, desde 65 millones de años hasta el presente.
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Los periodos tienen denominaciones que derivan en general de las regiones donde sus rocas características están bien expuestas; por ejemplo, el pérmico se llama así por la provincia de Perm, en Rusia.

  • Algunos periodos, por el contrario, tienen el nombre de depósitos típicos, como el carbonífero por sus lechos de carbón, o de pueblos primitivos, como el ordovícico y el silúrico por los ordovices y los siluros de las antiguas Gran Bretaña y Gales.
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Periodo cámbrico (570 a 510 millones de años)  

  • Una explosión de vida pobló los mares, pero la tierra firme permaneció estéril. Toda la vida animal era invertebrada, y los animales más comunes eran los artrópodos llamados trilobites (extintos en la actualidad) con miles de especies diferentes.
  • Colisiones múltiples entre las placas de la corteza terrestre crearon el primer supercontinente, llamado Gondwana.
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Periodo ordovícico (510 a 439 millones de años)

  • El predecesor del océano Atlántico actual empezó a contraerse mientras que los continentes de esa época se acercaban unos a otros. Los trilobites seguían siendo abundantes; importantes grupos hicieron su primera aparición, entre ellos estaban los corales, los crinoideos, los briozoos y los pelecípodos.
  • Surgieron también peces con escudo óseo externo y sin mandíbula, que son los primeros vertebrados conocidos; sus fósiles se encuentran en lechos de antiguos estuarios de América del Norte.

crinoideos

Corales y briozoos

Peces con escudo óseo

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Periodo silúrico (439 a 408,5 millones de años)

  • La vida se aventuró en tierra bajo la forma de plantas simples llamadas psilofitas,(helecho) que tenían un sistema vascular para la circulación de agua, y de animales parecidos a los escorpiones, parientes de los artrópodos marinos, extintos en la actualidad, llamados euriptéridos.
  • La cantidad y la variedad de trilobites disminuyeron, pero los mares abundaban en corales, en cefalópodos y en peces mandíbulados.
  • La atmósfera alcanzo el 21% de oxígeno como en la actualidad

Coral tabulado

Mar Silúrico

Vegetal terrestre

euriptéridos

psilofitas

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Periodo Devónico (408,5 a 362,5 millones de años)

  • Este periodo se conoce también como la edad de los peces, por la abundancia de sus fósiles entre las rocas de este periodo. Los peces se adaptaron tanto al agua dulce como al agua salada.
  • Entre ellos había algunos con escudo óseo externo, con o sin mandíbula, tiburones primitivos (aún existe una subespecie de los tiburones de esta época) y peces óseos a partir de los cuales evolucionaron los anfibios.
  • En las zonas de tierra, se hallaban muchos helechos gigantes.
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Periodo carbonífero (362,5 a 290 millones de años)  

  • Los trilobites estaban casi extinguidos, pero los corales, los crinoideos y los braquiópodos eran abundantes, así como todos los grupos de moluscos.
  • Los climas húmedos y cálidos fomentaron la aparición de bosques exuberantes en los pantanales, que dieron lugar a los principales yacimientos de carbón que existen en la actualidad. Las plantas dominantes eran los licopodios con forma de árbol, los equisetos, los helechos y unas plantas extintas llamadas pteridospermás o semillas de helecho.
  • Los anfibios se extendieron y dieron nacimiento a los reptiles, primeros vertebrados que vivían sólo en tierra. Aparecieron también insectos alados como las libélulas.
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Periodo pérmico (290 a 245 millones de años)

  • Las zonas de tierra se unieron en un único continente llamado Pangea (Pangaea), y en la región que correspondía con América del Norte se formaron los Apalaches.
  • En el hemisferio norte aparecieron plantas semejantes a las palmeras y coníferas que sustituyeron a los bosques formadores de carbón. Los cambios en el medio, resultado de la redistribución de tierra y agua, provocaron la mayor extinción de todos los tiempos. Los trilobites y muchos peces y corales desaparecieron cuando terminó el paleozoico.
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Periodo triásico (245 a 208 millones de años)

El principio de la era mesozoica quedó marcado por la reaparición de Gondwana cuando Pangaea se dividió en los supercontinentes del Norte (Laurasia) y del Sur (Gondwana).

Las formas de vida cambiaron considerablemente en esta era, conocida como la edad de los reptiles. Aparecieron nuevas familias de pteridospermás, y las coníferas y los cicadofitos se convirtieron en los mayores grupos florales, junto a los ginkgos y a otros géneros. Surgieron reptiles, como los dinosaurios y las tortugas, además de los mamíferos.

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Periodo jurásico (208 a 145,6 millones de años)

  • Al desplazarse Gondwana, el norte del océano Atlántico se ensanchaba y nacía el Atlántico sur.
  • Los dinosaurios dominaban en tierra, mientras crecía el número de reptiles marinos, como los ictiosaurios y los plesiosaurios. Aparecieron los pájaros primitivos y los corales formadores de arrecifes crecían en las aguas poco profundas de las costas. Entre los artrópodos evolucionaron animales semejantes a los cangrejos y a las langostas.

plesiosaurios

ictiosaurios

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Periodo Cretásico (145,6 a 65 millones de años)  

  • Los dinosaurios prosperaron y evolucionaron hacia formas más especializadas, para desaparecer de forma brusca al final de este periodo, junto a muchas otras formas de vida.
  • Las teorías para explicar esta extinción masiva tienen en la actualidad un gran interés científico. Los cambios florales de este periodo fueron los más notables de los ocurridos en la historia terrestre. Las gimnospermás estaban extendidas, pero al final del periodo aparecieron las angiospermás (plantas con flores).
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Periodo terciario (65 a 1,64 millones de años)  

  • En el terciario se rompió el enlace de tierra entre América del Norte y Europa y, al final del periodo, se fraguó el que une América del Norte y América del Sur.
  • Durante el cenozoico, las formas de vida de la tierra y del mar se hicieron más parecidas a las existentes en la actualidad. Se termina de formar la Patagonia y el levantamiento de la cordillera de los Andes.
  • La hierba era más prominente, y esto provocó cambios en la dentición de los animales herbívoros. Al haber desaparecido la mayoría de los reptiles dominantes al final del Cretásico, el cenozoico fue la edad de los mamíferos.
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El paleoceno es inmediatamente posterior a la extinción masiva del final del Cretácico, conocido como límite KT (Cretácico-Terciario), que marca la desaparición de los dinosaurios (la extinción masiva del Cretácico-Terciario). La desaparición de los dinosaurios dejó sin cubrir la mayoría de los nichos ecológicos en todo el mundo, y el nombre de "Paleoceno" hace referencia a la fauna que apareció durante la época, antes de que los modernos órdenes de mamíferos surgieran en el Eoceno.

  • En la época del eoceno se desarrollaron nuevos grupos de mamíferos, como ciertos animales pequeños parecidos a los caballos actuales, rinocerontes, tapires, rumiantes, ballenas y ancestros de los elefantes.

límite KT (Cretácico-Terciario),

Pantolambda

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En el oligoceno aparecieron miembros de las familias de los gatos y de los perros, así como algunas especies de monos. Aparecen las ballenas (Mysticeti) y los cetáceos dentados Odontoceti, mientras que sus antepasados, los cetáceos Archaeoceti, se mantienen relativamente comunes, aunque comienzan a disminuir debido a los cambios climáticos y a la competencia con los cetáceos modernos

  • En el mioceno los marsupiales eran numerosos. En los océanos, aparecieron los tiburones modernos, en particular el gran Megalodon y evolucionan los cetáceos, como delfines, ballenas y marsopas. En este período continuó la elevación de cordilleras como los Pirineos, los Alpes y el Himalaya. La erosión favorecida por estas orogénesis originó sedimentos y depósitos de petróleo en zonas que eran cuencas marinas de poca profundidad.

Aetiocetus

Megalodon

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En el plioceno, los mamíferos con placenta alcanzaron su apogeo, en número y diversidad de especies, extendiéndose hasta el periodo cuaternario.

mastodonte

Australopitecus

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Periodo cuaternario (desde hace 1,64 millones de años hasta la actualidad)  

  • Capas de hielo continentales intermitentes cubrieron gran parte del hemisferio norte.
  • Los restos fósiles ponen de manifiesto que hubo muchos tipos de prehumanos primitivos en el centro y sur de África, en China y en Java, en el Pleistoceno bajo y medio; pero los seres humanos modernos (Homo sapiens) no surgieron hasta el final del pleistoceno. Más tarde, en este periodo, los humanos cruzaron al Nuevo Mundo a través del estrecho de Bering. Las capas de hielo retrocedieron al final y empezó la época reciente, el holoceno. Se inició el descenso y el retroceso continental desde el estrecho de Magallanes hasta las Antillas y se formaron ríos y lagunas.