Teorías sobre la Historia de la Tierra
Existen diversas corrientes de pensamiento que intentan explicar la evolución de nuestro planeta:
- Catastrofismo: Considera la historia de la Tierra como una sucesión de grandes y violentos cataclismos que provocan la formación de cordilleras, los cambios de nivel en el mar y la desaparición de los seres vivos.
- Uniformismo: Al contrario que el catastrofismo, defiende que los sucesos o procesos geológicos son uniformes; es decir, continuos, lentos y difíciles de percibir. Así, no habrían existido cambios repentinos ni violentos.
- Actualismo: Define que los sucesos geológicos pasados ocurrieron de la misma manera que suceden en la actualidad. Esto permite utilizar la experiencia del presente para reconstruir el pasado y predecir los acontecimientos del futuro.
- Neocatastrofismo: Establece que los procesos que suceden en la actualidad también existieron en el pasado, pero a distintos ritmos. Procesos lentos y continuos debieron alternar con cambios rápidos y bruscos.
La Datación Geológica
La datación geológica tiene como finalidad determinar la evolución y la duración de los acontecimientos que han ocurrido en la Tierra desde su formación, hace 4600 millones de años, hasta la actualidad.
Métodos de Datación Relativa
Los métodos de datación relativa ordenan los hechos geológicos que han ocurrido en la Tierra en una secuencia desde el más antiguo al más moderno. Estos métodos se basan en la estratigrafía, que es la disciplina que se encarga de los estudios de los estratos de las rocas sedimentarias, su origen, su disposición espacial, su ordenación temporal y los acontecimientos que han quedado marcados en ellos con el paso del tiempo.
Principios de la Estratigrafía
Para establecer el orden cronológico de los hechos que han sucedido en la cubierta sólida del planeta, la estratigrafía se basa en los tres principios que siguen:
- Principio de superposición de estratos y de horizontalidad: Los estratos más modernos se sitúan sobre los más antiguos y, en condiciones normales, forman capas horizontales. Si los estratos no son horizontales (están plegados, rotos o invertidos), sugieren la intervención de procesos geológicos responsables de que este principio parezca no cumplirse; por eso es necesario determinar, en una serie estratigráfica, cuál es el estrato más antiguo y cuál es el más moderno.
- Principio de superposición de acontecimientos geológicos: Cualquier proceso geológico es posterior a los estratos a los que afecta. Cuando ocurre un accidente o un acontecimiento geológico (un plegamiento, una falla o la erosión), este siempre sucede después de la formación de los materiales a los que atañe y antes de la aparición o del depósito de los materiales a los que no afecta.
- Principio de sucesión faunística: Un estrato es tan antiguo como los fósiles que contiene.
Conceptos Clave en el Estudio de Estratos
- Estrato: Es una capa de sedimentos procedentes de la erosión que se deposita de forma horizontal en una cuenca sedimentaria.
- Series estratigráficas: Es la disposición secuencial de unos estratos sobre otros.
- Estratos concordantes: Los estratos paralelos indican un depósito continuo de materiales.
- Disconformidad: Aparece una discontinuidad en la disposición paralela de los estratos que sugiere una erosión previa.
- Discordancia angular: Unos estratos sufren una alteración antes de la siguiente sedimentación.
- Inconformidad: Existe una discontinuidad entre estratos sedimentarios y materiales de origen magmático.
Los Fósiles y la Edad de los Estratos
Los fósiles son restos de seres vivos o de su actividad que se conservaron en los sedimentos y que, tras un proceso de mineralización, se encuentran asociados a las rocas sedimentarias. Si se conoce la época en la que vivió cada ser vivo fosilizado, es posible establecer la edad del estrato en el que aparece, o si es más antiguo o más moderno que otro estrato que contiene fósiles de otro periodo de tiempo.
Los fósiles exclusivos o particulares de una época concreta se denominan fósiles guía, ya que permiten establecer con precisión la edad de los estratos en los que se encuentran. Sus características principales son:
- Abundar en una determinada época.
- Tener facilidad de fosilización.
- Presentar una amplia distribución geográfica.
- Aparecer en un número reducido de estratos.
- Ser fáciles de identificar.
- Tener una rápida evolución.
El Proceso de Fosilización
El proceso de fosilización consiste en la sustitución de los compuestos orgánicos de un ser vivo por compuestos minerales (como carbonato de calcio o sílice). Las estructuras más duras, como las conchas o los esqueletos que estaban inicialmente mineralizados, son los que mejor se fosilizan. En algunas ocasiones, los restos duros se disuelven y solo permanece el relleno de sedimentos que copian las estructuras desaparecidas; de este modo se forma una reproducción o molde que conserva los detalles superficiales del organismo.
Métodos de Datación Absoluta
Tienen como objetivo fijar las fechas en que se produjeron acontecimientos geológicos concretos:
- Estudio de las varvas glaciares: Las varvas son capas de sedimentos que se originan en los lagos glaciares con una alternancia de capas claras y oscuras.
- Dendrocronología: Estudia la edad de los árboles analizando los anillos de crecimiento anual de sus troncos. Las bandas claras corresponden a la primavera y las bandas oscuras al otoño/invierno.
- Métodos radiométricos: Se basan en la desintegración espontánea de isótopos radiactivos inestables que se convierten en otros elementos más estables. El periodo de semidesintegración de un isótopo es el tiempo que tarda en reducir su masa a la mitad (ejemplos: uranio-plomo, rubidio-estroncio y carbono-14).
Cambios en la Atmósfera y el Clima
Evolución Atmosférica
La atmósfera muy primitiva estaba formada por los mismos gases que hoy salen de los volcanes (vapor de agua, dióxido de carbono). Esa primera atmósfera, pobre en oxígeno, no tenía la capa de ozono que protege a los seres vivos de los rayos UVA. El poder mutagénico de esta radiación condicionó la evolución de los organismos primitivos.
En esas condiciones aparecieron en el agua los primeros seres vivos; entre ellos, algunos fueron capaces de realizar la fotosíntesis. La producción de oxígeno a través de este proceso derivó en la formación de la ozonosfera. La protección frente a los rayos UVA permitió a los seres vivos existentes colonizar el medio terrestre.
El oxígeno atmosférico reacciona gracias a los rayos UVA y forma un compuesto denominado ozono; a su vez, el ozono también reacciona con los rayos UVA. Así, la energía de estos rayos se disipa en la capa de ozono y no llega a alcanzar la superficie terrestre.
La Capa de Ozono en la Actualidad
La composición de la ozonosfera se ha modificado debido a la emisión por parte del ser humano de productos que provocan su destrucción, como los clorofluorocarbonos (CFC). Este descenso en los niveles de ozono troposférico facilita la llegada de una mayor cantidad de rayos ultravioletas a la superficie del planeta.
Cambios Climáticos y Glaciaciones
El clima de nuestro planeta ha experimentado notables cambios a lo largo de su historia. Durante la mayor parte del tiempo, la Tierra ha tenido un clima cálido, aunque en determinados momentos ha sufrido alteraciones. Las glaciaciones y el incremento del efecto invernadero son dos causas de estas alteraciones.
Las glaciaciones son periodos de clima frío que aparecen de forma esporádica en la historia del planeta y que mantienen una gran parte de la superficie terrestre cubierta por los hielos. Se han sucedido al menos siete grandes glaciaciones desde la primera, hace 2300 millones de años, hasta hace unos 10.000 años, en que terminó la última.
Incremento del Efecto Invernadero
La Tierra presenta una temperatura media de 14 °C; este es uno de los factores que hacen posible la existencia de vida en ella. Esta temperatura se debe, en parte, al efecto invernadero que existe gracias a la presencia en la atmósfera de los gases de efecto invernadero como el CO2 y el vapor de agua.
El ser humano ha modificado ese equilibrio ya que, desde la Revolución Industrial, la cantidad de CO2 atmosférico se ha incrementado considerablemente por el consumo masivo de combustibles fósiles. El aumento del efecto invernadero está causando la subida del nivel del mar, cambios en las rutas de aves migratorias y en la distribución y los hábitos reproductivos de plantas y animales, entre otras consecuencias.
Los rayos solares penetran en la atmósfera y calientan la superficie terrestre. El calor tiende a salir de la atmósfera, de modo que la superficie se enfriaría; sin embargo, los gases de efecto invernadero retienen una parte de ese calor de tal manera que la superficie del planeta se calienta. El incremento de los gases de efecto invernadero aumenta este fenómeno, por lo que escapa menos calor de la atmósfera y se eleva la temperatura de la Tierra.