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Universidad politècnica salesiana
 

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    Universidad politècnica salesiana Universidad politècnica salesiana Document Transcript

    • UNIVERSIDAD POLITÈCNICA SALESIANA INGENIERÌA AMBIENTAL GEOLOGÌANOMBRE: MAURICIO SANTAMARÌA. FECHA: 08-11-2011.CURSO: 5to AMBIENTAL. TEMA: CONSULTA.EDAD DE LAS ROCAS DE LA TIERRA:En el siglo XX para determinar la edad de la Tierra fueron aplicados diversos tipos derelojes radiactivos. A título de base de dichas definiciones sirve una suposiciónbastante sencilla y evidente de que las rocas terrestres se formaron en la fasetemprana de la existencia de la Tierra, y así, la edad de la Tierra es un poco mayorque la de las más antiguas de ellas. Por ejemplo, en el trabajo de A. Holmes de lageocronología de África se dan los valores de la edad absoluta para las rocas,determinada por diversos métodos. Citemos algunos de ellos: la edad de la galenita enRhodesia Meridional fue igual a 2,17 mil millones de años, de la galenita de TransvaalOccidental, a 2,30 mil millones de años, de la monacita de Rhodesia Meridional, a 2,6mil millones de años y de la galenita de un lugar de Congo, cerca de 3,3 mil millonesde años. En los últimos años en algunos continentes fueron descubiertos unosbloques grandes de las rocas más antiguas, cuya edad absoluta supera los 3 milmillones de años. Por ejemplo, en la URSS, en Ucrania en la región de la ciudad deDnepropetrovsk se descubrió una roca, cuya edad es de 3,2 mil millones de años; enla península de Kola en la región del río Voronia, una roca de una edad absoluta 3,6mil millones de años. V. P. Mac-Gregor mostró que los granitos del distrito deGodthaab (Groenlandia Occidental) tienen una edad absoluta de 3,70 a 7,35 milmillones de años. Hace poco se mostró que la edad absoluta de una de las rocas másantiguas en Antártica (rocas de Enderby) alcanza los 3,9 ± 0,3 mil millones de años.La edad de los minerales terrestres más antiguos que conocemos, evidentemente nodan la edad de la Tierra. Sin embargo, la corteza terrestre no puede ser más joven quela época de la formación de los minerales cristalizados en una fase determinada de sudesarrollo. De esta manera, la definición de las fechas de los minerales más antiguospermitió establecer que la edad absoluta de la corteza terrestre supera los 4 milmillones de años. Al fechar las rocas muy antiguas por el método de uranio-plomotiene un gran significado el saber en lo posible con mayor precisión la composiciónprimaria de isótopos de plomo.Procedimientos de medición: Uno de los procedimientos se basa en la medición de la composición de isótopos de plomo en los minerales muy pobres en uranio y torio. Está claro que en semejantes minerales la impureza de plomo radiogénico tampoco será grande. El otro método para buscar la composición primaria de isótopos de plomo se basa en el análisis de las muestras, cuya edad se determina por otro método cualquiera. El saber la edad de la muestra y el contenido de uranio y torio en ella permite calcular la cantidad de plomo radiogénico acumulado, y la comparación con el contenido real da la posibilidad de hallar el exceso de ciertos isótopos. Dicho exceso ofrece precisamente la composición primaria de
    • isótopos de plomo en la muestra dada. El tercer y el más perfecto método para encontrar la composición primaria del plomo se fundamenta en la investigación de la composición de isótopo de los meteoritos. A diferencia de las rocas terrestres los meteoritos antes de caer sobre la Tierra llevaban mucho tiempo una existencia solitaria que obstaculizaba su contaminación. En efecto, en los meteoritos férreos las relaciones de isótopos 207 Pb/ 204 Pb, 206 Pb/ 204 Pb en comparación con las rocas terrestres tienen valores mínimos. Así, resultó quo para determinar la edad de la Tierra es cómodo hacer uso de las «piedras celestes». GEOCRONOLOGÍA (De geo, Tierra; chronos, tiempo; logos, el verbo, la razón) Ciencia que estudia las diversas épocas geológicas y su duración, así como el tiempo de formación de una roca, un ambiente, etc.Conjunto de métodos que permiten datar formaciones geológicas, formastopográficas, vestigios de plantas y animales, tejidos antiguos y, enconsecuencia, reconstituir evoluciones paleontológicas.El estado actual de la Tierra no es sino la sucesión de una serie de acontecimientosgeológicos encadenados en el tiempo. La composición de minerales y rocas, laorografía del terreno, los estratos sedimentarios y los fósiles animales y vegetales sondocumentos históricos del pasado de la Tierra. El geólogo estudia e interpreta lahistoria del planeta de una forma similar a como lo hace el arqueólogo con respecto alos restos de antiguas civilizaciones.La geocronología o geología histórica es ladisciplina científica que se ocupa de la datación, absoluta y relativa, de la Tierra. Sucampo de estudio incluye; además de la duración de los períodos geológicos, ladatación de fósiles animales, vegetales y humanos y de objetos producidos por elhombre en la prehistoria.Fundamentos de la geocronología:Uno de los principios básicos en los que se basa el geólogo para realizar estimacionesaproximadas sobre el momento en el que sucedió un fenómeno geológico es elactualismo, que postula la semejanza entre los procesos geológicos ocurridos entodas las eras, incluyendo la contemporánea.El principio de la superposición de losestratos permite establecer una cronología relativa, según la cual los estratosdepositados son tanto más antiguos cuanto mayor sea la profundidad a la que sesitúan dentro de su serie. Para el desarrollo de un estudio geológico histórico riguroso,es preciso contar con el auxilio de otras ciencias más específicas, como laestratigrafía, la petrología y la sedimentología, además de otras técnicas analíticascomo la cronología radiactiva, por medio de la cual es posible determinar conconsiderable precisión la edad de los minerales y rocas de la corteza terrestre a travésde la evaluación de las proporciones relativas de los isótopos radiactivospresentes.Mediante la utilización de los distintos métodos es posible situar en eltiempo los diversos fenómenos geológicos, como las transgresiones y regresionesmarinas o la aparición, evolución y desaparición de las especies animales y vegetales,etc.
    • Estratigrafía:Los estudios estratigráficos siguen criterios cronológicos basados en la deposición desedimentos producida en distintos períodos. El tiempo necesario para la formación deun determinado espesor de estratos puede ser muy variable, tanto por la velocidad desedimentación, como por las diferentes presiones a las que pueden verse sometidoscon posterioridad, que pueden hacer variar significativamente su grosor, incluso si nose tiene en cuenta otro tipo de fenómenos naturales, como crecidas de ríos, etc.Elconjunto de características de un determinado estrato, en el que se reflejan lascondiciones relativas a su sedimentación, se denomina facies estratigráfica. En ellahay que considerar por una parte el conjunto de caracteres petrográficos o litofacies, ypor la otra el conjunto de caracteres paleontológicos o biofacies. De la interpretaciónsimultánea de ambos tipos de características puede llegarse a significativasconclusiones sobre las condiciones ambientales existentes en el momento en el quese formó el estrato.Las facies se clasifican en dos grupos principales: las marinas y lascontinentales. En las primeras influye más que ningún otro factor la profundidad a laque se formó el estrato, siendo la litoral la más próxima a la superficie y la abisal lamás profunda. En las continentales, en cambio, cabe tener en cuenta consideracionesrelativas al clima existente en el momento de la formación del estrato. En cada épocalos sedimentos pueden haberse depositado en ambientes muy diversos, y por ellopueden considerarse sincrónicas facies de características muy diferentes, de la mismamanera que en una época pueden darse condiciones ambientales similares a las deotras.La correlación estratigráfica:La identificación de los diferentes estratos es el problema básico de la estratigrafía, ypor tanto de la geología histórica, que debe establecer su correlación. Es importante,pues, establecer relaciones temporales entre varios estratos de una misma serie, asícomo determinar en columnas de terrenos diferentes los estratos contemporáneos.Dosson los criterios que se emplean para llevar a cabo esta tarea: el petrográfico y elpaleontológico. El criterio petrográfico se basa en el estudio de la roca, tanto de sucomposición química como de su cristalización, alteración y fractura. Tras este estudiose determinan los llamados horizontes guía, que sirven de referencia para posterioresestimaciones y comparaciones con otras series.El criterio paleontológico toma a losfósiles presentes en el estrato como referencia para determinar la secuencia de laestratificación. Por lo general es un criterio más seguro que el anterior, aunquerequiere un conocimiento más amplio y descriptivo, mientras que el petrográfico puedereducirse a unas técnicas de análisis fácilmente sistematizables.Cronometría:El conocimiento de la edad de la Tierra se lleva a cabo mediante diversos métodosque revelan el momento de formación de los estratos geológicos a partir de suscaracterísticas físicas.El estudio de la propagación de las ondas sísmicas en lasuperficie terrestre y la determinación de la electricidad y de las propiedadeselectromagnéticas de las rocas se complementa con la radiometría. Los métodos deanálisis radiométrico, basado en las radiaciones nucleares de algunos minerales,permiten establecer una cronología absoluta, independientemente de la velocidad desedimentación de los estratos, ya que para su elaboración no se tiene en cuenta elgrosor de los estratos, ni tan siquiera su disposición relativa, sino tan solo el momentoestimado de su deposición.Entre los métodos radiométricos figuran el del potasio-argón (tiempo que tardan los átomos del potasio en transformarse en argón: 1.470millones de años); el del uranio-plomo (4.500 millones de años); el del rubidio-
    • estroncio (47-50 millones); y el del carbono 14, que permite datar materiales orgánicosde hasta cincuenta mil años de antigüedad.El origen y evolución geológica de la Tierra:Uno de los principales problemas de las ciencias naturales es la determinaciónfundamentada y precisa del origen del planeta Tierra. A lo largo de la historia se hanformulado distintas hipótesis filosóficas y científicas a este respecto.En general, seacepta que la Tierra pasó por una etapa de incandescencia, en la que la atmósferaestaría compuesta de vapores y gases muy calientes desprendidos de la masafundida. Debieron pasar muchos millones de años para que el aspecto de la superficieterrestre fuese similar al actual. Modernos métodos de análisis cronológicos basadosen la radiactividad han determinado que algunas rocas de la península escandinavatendrían unos 3.700 millones de años, aunque no se descarta el que puedanencontrarse otras más antiguas. A partir de entonces se sucedieron las erasgeológicas, desde la arcaica hasta la cuaternaria, en la que el hombre hizo suaparición sobre la Tierra.Escala geológica:Los principales intervalos de tiempo en que se divide la edad de la Tierra sedenominan eras. Universalmente se aceptan las cuatro eras siguientes: precámbrica,paleozoica o primaria, mesozoica o secundaria, terciaria y cuaternaria. En las primeraseras aparecieron sobre la faz de la Tierra las formas iniciales de vida, queposteriormente fueron evolucionando hasta la aparición del hombre. Así, en lapaleozoica surgieron los anfibios, los reptiles y los insectos, y en la mesozoica losmamíferos y las aves.La última era, la cuaternaria, se distingue por la aparición del ser humano.Las eras se dividen en períodos. La terciaria y la cuaternaria, designadas comoperíodos según algunas clasificaciones, forman parte de un período o era mayorconocido como cenozoico.Los nombres de los sistemas o períodos geológicos tienenun origen diverso. Muchos de ellos provienen del punto geográfico donde primero seencontraron y estudiaron depósitos procedentes de esa edad. Un ejemplo de ello es elpérmico, que se debe a las rocas descubiertas en la provincia de Perm, en la UniónSoviética.Al comparar la duración de las distintas eras se aprecia con claridad unaprogresiva disminución en su duración. Esto se debe a que los restos de losorganismos encontrados en los depósitos fosilizados permiten desarrollar una divisióntanto más detallada cuanto más reciente sea su origen.La geocronología se divide en: - Absoluta: permite atribuir una edad concreta a un material. - Relativa: se utiliza para comparar dos o más procesos y ordenarlos por su antigüedad. EJEMPLOS: Absoluta: Si una de las huellas ha pisado un periódico que es de ese día, podremos situar la huella en ese mismo día, y las rizaduras poco tiempo antes.
    • Relativa: Cuando paseamos por una playa, vamos dejando huellas sobre las rizaduras de la arena. Si alguien pasa detrás de nosotros sabrá que primero se hicieron las rizaduras y luego las huellas; desconocerá en qué momento exacto sucedieron ambos hechos, pero sí sabrá cuál sucedió antes y cuál despuésLa radiactividad (geocronología absoluta): • La radiactividad se produce en la desintegración de los núcleos de átomos inestables como el uranio.En estas desintegraciones, el átomo inicial se transforma en otro átomo de unelemento diferente. Esa transformación se ajusta a la misma ley:La desintegración de la mitad de los átomos radiactivos que hay en una muestra seproduce en un periodo fijo de tiempo, llamado periodo de semidesintegración o periodode vida media.Tabla con algunos elementos radiactivos y el elemento resultante en el que se transforman tras su desintegración.Junto a ellos, su periodo de vida media.(datación radiométrica*)La datación radiométrica: • La datación radiométrica calcula la edad de un material, basándose en sus porcentajes de elemento inicial y elemento resultante de una desintregración.
    • Principios de la superposición de los estratos( geocronología relativa): • Las capas de sedimentos depositadas en una cuenca sedimentaria se acumulan de forma que las más recientes recubren a las más antiguas. • La superposición normal de los estratos puede verse alterada por los procesos tectónicos, como el plegamiento o la fracturación de las series sedimentarias.MÉTODOS DE DATACIÓN ABSOLUTA:La datación absoluta es aquella que nos proporciona edades numéricas. Existendiversos métodos para la datación absoluta: medidas radiométricas, de ritmosbiológicos, de ritmos sedimentarios y magnetoestratigrafía.Medidas radiométricas:La radiactividad consiste en átomos inestables que se descomponenespontáneamente emitiendo partículas, ondas y calor. En 1907 Rutherford sugirió laposibilidad de datar minerales mediante la radiactividad, calculando la proporción entrela cantidad residual de elementos radiactivos (o elementos padres o primarios) y las desustancias derivadas (o elementos hijos o radiogénicos). Por ejemplo, una roca, en suformación, poseía un 100% de U 238 , éste sería el elemento radiactivo o elementopadre que es inestable. Tras 4.510 × 10 6 años (vida media o período desemidesintegración) obtendríamos en esa roca un 50% de U-238 y un 50% de Pb-206que sería el elemento radiogénico o hijo estable.Métodos de ritmos biológicos:El más común es la Dendrocronología, se basa en el estudio de los anillos decrecimiento de los árboles. Cada año los árboles añaden a su tronco un anillocompuesto de una parte clara y otra oscura, cuyo grosor depende de clima durante elperíodo de crecimiento. Contando los anillos de un tronco vivo a partir de su corteza sellega a conocer su edad con una precisión de un año. Como cada año se producen encada región de igual clima anillos con un grosor característico, los anillos internos (másantiguos) de un árbol sirven para datar anillos exteriores de otros árboles más viejos.Encadenando las dataciones, se ha llegado a obtener una secuencia continua de7.240 años. Además son indicadores climáticos, ya que permiten un registro fiel delas variaciones de pluviosidad en diferentes regiones, incluso pueden registrarindirectamente otros acontecimientos que influyan en el clima, como las grandeserupciones volcánicas.
    • Métodos de ritmos sedimentarios:Las varvas son pares de estratos producidos anualmente en relación con los cambiosestacionales. Se producen en lagos de frente glaciar y constan de un estrato claro,limoso o arenoso, y otro arcilloso oscuro. La sedimentación clara se produce entreprimavera y otoño, cuando hay más aportes exteriores en el lago, y las arcillas eninvierno, cuando el lago se hiela y sólo se depositan las arcillas en suspensión,incluyendo materia orgánica que no puede ser oxidada. Las variaciones climáticasproducen varvas más o menos gruesas, en una secuencia específica para cadaregión. Una vez que se ha logrado averiguar la edad de una varva, y mediantecorrelaciones, se puede definir con mucha precisión la historia de los retrocesos yavances glaciares en una región, así como su climatología. En Escandinavia se hahallado un cronología que se remonta 8.800 años.Magnetoestratigrafía:Las inversiones de polaridad del campo magnético terrestre son universales ygeológicamente instantáneas siendo la duración media de las inversiones de 5.000años aproximadamente. Por esta razón pueden servir como elementos de datación.En teoría, el método es muy simple: basta con datar las rocas inmediatas a unainversión. Cada vez que consigamos localizar ésta en cualquier otro punto sabremoscuál es la edad de las rocas adyacentes, y de esta forma se construye una escalamagnetoestratigráfica con apoyo cronológico.La unidad básica se llama cron de polaridad, que es un intervalo de tiempo superior alos 100.000 años y de polaridad homogénea. Los subcrones son unidades del ordende 10.000-100.000 años y de polaridad opuesta a los crones en los que estánincluidas. A los subcrones muy cortos se les llama excursiones.MÉTODOS DE DATACIÓN RELATIVA:Método bioestratigráfico:Fue el método más corriente a mitad del siglo XIX. Se basa en la idea de queformaciones geológicas que se suceden en el tiempo tienen diferentes fósiles. La zonaes la unidad bioestratigráfica y se define como los estratos que contienen unconjunto constante y exclusivo de especies fósiles que los distingue de los estratosinferiores y superiores. Mediante la comparación de unas zonas con otras sabemos laedad que queremos.Métodos de relaciones estructurales:Consiste en identificar en el tiempo todo un conjunto de sucesos referidos a unosestratos.