Geología

Introducción

Las diversas interpretaciones de los filósofos griegos sobre la naturaleza y origen de las materias pueden considerarse el origen de los estudios geológicos. No obstante, hasta el Renacimiento y el inicio de las investigaciones sobre fósiles en el siglo XVI, el interés por la conformación de la Tierra se vio reflejado sólo en testimonios ocasionales.

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Renacimiento

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En el s. XVI, asistimos a un verdadero renacimiento cient\u00edfico. Leonardo da Vinci (1452-1519) es el verdadero precursor de la geolog\u00eda como ciencia, puesto que enunci\u00f3, describi\u00f3 y explic\u00f3 los fen\u00f3menos de erosi\u00f3n, mecanismo de formaci\u00f3n de estratos, diag\u00e9nesis, verdadero significado de los f\u00f3siles e, incluso, es autor de la primera reconstrucci\u00f3n paleogeogr\u00e1fica, realizada en el valle del Arno. \n

Es la primera figura cient\u00edfica que sabe seguir un m\u00e9todo en la investigaci\u00f3n de los fen\u00f3menos naturales; comienza por asentar varias experiencias, busca causas y, finalmente, define el problema. Desafortunadamente sus manuscritos permanecieron in\u00e9ditos hasta el s. XIX. \n

En Alemania, Georg Bauer, m\u00e1s conocido como Georgius Agricola (1494-1555), escribe dos obras fundamentales: De natura fossilium (1530) y De re metallica (1546). Le debemos la primera descripci\u00f3n ordenada de minerales, metalogenia y mineralog\u00e9nesis. En Francia, Bernard Palissy (1510-1589) proclama la subordinaci\u00f3n de la teor\u00eda a la pr\u00e1ctica, de la experiencia a las ideas preestablecidas; observa por primera vez que no todos los f\u00f3siles son marinos; los hay dulceacu\u00edcolas e incluso de tierra firme. En 1580, publica su Discurso admirable de las aguas y fuentes; en esta \u00e9poca dicta en Par\u00eds el primer curso de Geolog\u00eda.\n

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Siglos XVII y XVIII

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En 1635, por medio de medidas magn\u00e9ticas, Henry Gellibrand (1597-1636) comprueba que la declinaci\u00f3n var\u00eda con el tiempo. Kicher (1664) se\u00f1ala que la temperatura aumenta a medida que penetramos en el interior de la Tierra. A Niels Stensen (1638-1686) se debe el primer principio estratigr\u00e1fico o de la \u00absuperposici\u00f3n de los estratos\u00bb: disposici\u00f3n en capas sucesivas, de las cuales las m\u00e1s antiguas son las m\u00e1s profundas. Se\u00f1ala perturbaciones (discordancias) en capas inclinadas, truncadas por arriba y recubiertas por capas horizontales, as\u00ed como el concepto de fil\u00f3n y roca encajarte.\n

Robert Hooke (1635-1703), m\u00e1s conocido por sus observaciones microsc\u00f3picas, es el primer autor de la paleoclimatolog\u00eda. Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), en su obra La Tierra primitiva, intenta reconstruir los or\u00edgenes del planeta. Ren\u00e9 Just Ha\u00fcy (1742-1822) demostr\u00f3 la simetr\u00eda de los cristales y describi\u00f3 los siete sistemas de simetr\u00eda posibles, que han llegado a ser cl\u00e1sicos. Georges Louis Leclerc, conde de Buffon, en 1749 y en su Historia de la Tierra, distingue en los f\u00f3siles marinos, los litorales y los pel\u00e1gicos y es el primer naturalista que quiere evaluar los periodos geol\u00f3gicos por a\u00f1os; su interpretaci\u00f3n es considerada her\u00e9tica y termina aceptando el Antiguo Testamento como historia literal y completa de la Tierra. \n

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Placas de la litosfera

En este siglo se ordenan los conocimientos geol\u00f3gicos y aparecen los principios fundamentales con James Hutton (1726-1796) que, en su Teor\u00eda de la Tierra, da a la geolog\u00eda su configuraci\u00f3n actual destruyendo muchos conceptos dogm\u00e1ticos e interpretaciones fant\u00e1sticas; es el primero en relacionar erosi\u00f3n con sedimentaci\u00f3n, definir discordancias, diag\u00e9nesis y otros muchos conceptos. \n

El inter\u00e9s creciente por el terreno y su representaci\u00f3n es uno de los rasgos caracter\u00edsticos de la geolog\u00eda en el s. XVIII; as\u00ed, en 1739, se publica un mapa de los yacimientos fosil\u00edferos de Italia debido a Piccoli. En 1743, se confecciona el primer mapa geol\u00f3gico \u2014de los alrededores de Canterbury\u2014 debido a Packe. En 1746, Guettard publica Memoria y carta mineral\u00f3gica de la naturaleza y situaci\u00f3n de los terrenos que atraviesan Francia e Inglaterra, con m\u00e1s de cincuenta signos convencionales, indicando litolog\u00edas, canteras, yacimientos de f\u00f3siles, fuentes, etc.\n

En esta \u00e9poca se desarrolla el concepto de geolog\u00eda para designar el estudio de la Tierra, aunque este vocablo se hab\u00eda utilizado ya, por vez primera, en 1473, por Richard de Bury, obispo de Durham, para designar el estudio de las cosas terrenales y poder diferenciarlas de las cosas divinas o teolog\u00eda. Una vez m\u00e1s, el descubrimiento deber\u00e1 volver a hacerse; William Smith (1769-1839) es un gran observador y viajero; recoge rocas, minerales y f\u00f3siles, anotando las observaciones realizadas. Este estudio le permite comprobar que las rocas se suceden con un orden, el mismo en las diferentes partes de Inglaterra, y que cada capa est\u00e1 caracterizada por an\u00e1logo contenido faun\u00edstico. En 1799 publica la lista de esas capas y, en 1815, la carta geol\u00f3gica de Inglaterra y Pa\u00eds de Gales. Llama estratos a las capas y su descripci\u00f3n pronto es bautizada como estratigraf\u00eda.\n

En el s. XVIII, el progreso cient\u00edfico y el avance t\u00e9cnico traen consigo un gran desarrollo en las aplicaciones pr\u00e1cticas de la geolog\u00eda. As\u00ed, en 1715, Vallisneri estudi\u00f3 los Alpes, proporcionando los primeros cortes geol\u00f3gicos con las capas del terreno y la distribuci\u00f3n del agua dentro de ellas. En 1745, el petr\u00f3leo de Pechelbronn, cerca de Estrasburgo, se explota a trav\u00e9s de pozos y galer\u00edas. En 1765 se abre la primera Escuela de Minas en Freiberg, Sajonia. En 1796, el ingl\u00e9s Parker fabrica un cemento de tipo moderno calcinando arcillas calc\u00e1reas.\n

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Siglos XIX y XX

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Sismograma del terremoto de San Francisco del 18 de abril de 1906. Magnitud: 7,7. Museo de la Ciencia Fundaci\u00f3n \"La Caixa\" de Barcelona, Espa\u00f1a.
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Pin\u00e1culos del Parque Nacional de Nambung (Australia.)

A partir de 1800 se efect\u00faa un doble trabajo: por un lado, la explotaci\u00f3n, aplicaci\u00f3n de m\u00e9todos e instrumentos por medio del levantamiento de cartas geol\u00f3gicas, estudio de f\u00f3siles y rocas; por el otro, el progreso de los m\u00e9todos, adopci\u00f3n de puntos de vista m\u00e1s amplios, multiplicaci\u00f3n de conocimientos, etc. Ambos tipos de trabajo son inseparables y frecuentemente obra de los mismos hombres.\n

Los progresos de la geolog\u00eda en estos dos siglos consisten, fundamentalmente, en la introducci\u00f3n de medidas (por ejemplo, en el estudio de los f\u00f3siles y de las rocas en la cronolog\u00eda absoluta) y en las probabilidades de realizaci\u00f3n y sucesi\u00f3n de los fen\u00f3menos. De esta forma, se pasa del estudio puramente cualitativo a otro cuantitativo.\n

En 1820, Mohs inventa una escala de dureza para los minerales que a\u00fan hoy se usa. En 1829, Nicol idea las l\u00e1minas de calcita, base del microscopio polarizante. \n

En 1803, Hall inicia la geolog\u00eda experimental, calentando caliza en tubos de hierro y obteniendo m\u00e1rmol; queda as\u00ed demostrado el origen de las rocas metam\u00f3rficas. En 1825, Charles Lyell introduce el t\u00e9rmino de metamorfismo; en 1836, Beamont el de roca eruptiva. En 1848, se revelan estructuras vegetales en el carb\u00f3n visto por el microscopio polarizante. \n

En 1900, Cayeux describe gran n\u00famero de rocas vistas al microscopio; otros autores definen \u00edndices de forma de granos, estudio de porosidad, etc. En 1935, Krumbein demuestra que muchos caracteres cuantitativos de los dep\u00f3sitos sedimentarios obedecen a leyes logar\u00edtmicas, noci\u00f3n que pronto se extender\u00e1 a todas las ramas de la geolog\u00eda.\n

A partir de 1800, las investigaciones paleontol\u00f3gicas se orientan en tres direcciones: descripci\u00f3n de especies y su utilizaci\u00f3n como punto de referencia cronol\u00f3gico; estudio de sus g\u00e9neros de vida y dep\u00f3sito y la noci\u00f3n de evoluci\u00f3n. Hacia 1830 se cre\u00f3 la Sociedad Geol\u00f3gica de Francia y se empez\u00f3 a ense\u00f1ar geolog\u00eda en la Universidad de la Sorbona. En 1834 se crea la palabra paleontolog\u00eda gracias al trabajo met\u00f3dico de Georges Cuvier, descubriendo faunas sucesivas. \n

El perfeccionamiento de las t\u00e9cnicas permite descubrir y estudiar otro aspecto, el de restos microsc\u00f3picos, tan \u00fatiles actualmente en las investigaciones petrol\u00edferas. Pero el gran problema del s. XIX es el origen de las especies. En 1809 Jean-Baptiste Lamarck propone una soluci\u00f3n: las especies derivan unas de otras; es la teor\u00eda de la Evoluci\u00f3n; sus ideas son rechazadas y habr\u00e1 que esperar a 1859, para que, con Charles Darwin, el evolucionismo sea admitido. De este primer evolucionismo queda la realidad de la evoluci\u00f3n org\u00e1nica en los tiempos geol\u00f3gicos, base de los modernos estudios paleontol\u00f3gicos.\n

El ingl\u00e9s Charles Lyell (1789-1875), con su concepto de actualismo, marca el punto de partida para la diversificaci\u00f3n de las ciencias geol\u00f3gicas, creando un aut\u00e9ntico cuerpo de doctrina. Elie de Beaumont hace aparecer con sus ideas la tect\u00f3nica y metalurgia. James Dwight Dana (1813-1895) demuestra que los sedimentos se acumulan en zonas deprimidas que llama geosinclinales.\n

En 1861 se publica el primer mapa geol\u00f3gico del globo, debido al franc\u00e9s Marcou. En un principio, las cartas geol\u00f3gicas representan litolog\u00edas y edades; cualitativas al comienzo, van siendo cada vez m\u00e1s cuantitativas. La existencia de bases topogr\u00e1ficas correctas, as\u00ed como la utilizaci\u00f3n de fotograf\u00edas a\u00e9reas, hace que la cartograf\u00eda experimente un gran desarrollo, siendo actualmente la base imprescindible para cualquier tipo de trabajo geol\u00f3gico.\n

En la segunda mitad del s. XIX la geolog\u00eda experiment\u00f3 un gran desarrollo gracias a la aparici\u00f3n de nuevos instrumentos, t\u00e9cnicas y teor\u00edas, de entre las que cabe citar como m\u00e1s importantes el microscopio de polarizaci\u00f3n, de gran uso en el estudio de minerales y rocas, la teor\u00eda de los mantos de corrimiento (A. Heim, 1878), la explicaci\u00f3n de transgresiones y regresiones por eustatismo (Eduard Suess, 1897), etc. \n

En el s. XX continu\u00f3 el extraordinario progreso de la geolog\u00eda; las aportaciones m\u00e1s valiosas de este per\u00edodo son la teor\u00eda de la deriva de los continentes (Taylor, 1910; Alfred Wegener, 1912), la utilizaci\u00f3n de los rayos X para el estudio de materiales (William Henry Bragg, 1920), el uso de m\u00e9todos radiactivos para la determinaci\u00f3n de edades absolutas, la aplicaci\u00f3n de m\u00e9todos geof\u00edsicos para el estudio de la composici\u00f3n y estructura de la Tierra, etc. \n

En las dos \u00faltimas d\u00e9cadas del s. XX la geolog\u00eda experiment\u00f3 una verdadera revoluci\u00f3n con el enunciado de las teor\u00edas de la expansi\u00f3n de los oc\u00e9anos y de la tect\u00f3nica de placas, que dan una idea global de la evoluci\u00f3n de la corteza terrestre en los \u00faltimos doscientos millones de a\u00f1os.\n


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Jos\u00e9 Mart\u00ednez Di\u00e1z y Juan Miguel Insua. INTERGEO
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Divisi\u00f3n de la geolog\u00eda

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Hasta finales del siglo XIX esta ciencia no se independiz\u00f3 de la geograf\u00eda. Su separaci\u00f3n se puede explicar mediante el siguiente axioma: \u00abLa geograf\u00eda es la ciencia del presente explicada por el pasado; la geolog\u00eda es la ciencia del pasado explicada por el presente\u00bb.\n

El siglo XX es el de la multiplicaci\u00f3n de los conocimientos y, por consiguiente, el de la especializaci\u00f3n cient\u00edfica, siendo sustituido el trabajo individual por el de equipo. En geolog\u00eda, la especializaci\u00f3n sufre un retraso de un cuarto de siglo respecto a otras ciencias, siendo la primera mitad del siglo XX la culminaci\u00f3n de la llamada por Pruvost (1965) \u00e9poca de los \u00abge\u00f3logos completos\u00bb. \n

Este retraso de la geolog\u00eda frente al resto de las ciencias se debe a la gran diferencia entre el tama\u00f1o de la Tierra y la peque\u00f1a dimensi\u00f3n que el hombre es capaz de alcanzar a su alrededor, junto con la imposibilidad de realizar observaciones en profundidad, dentro de la corteza terrestre, y la gran duraci\u00f3n del tiempo geol\u00f3gico, frente al peque\u00f1o de la vida humana. La especializaci\u00f3n de las ciencias geol\u00f3gicas, que acaban separ\u00e1ndose del tronco geol\u00f3gico com\u00fan, se realiza al adoptar los m\u00e9todos y objetos de estudio de las otras ciencias.\n

La geolog\u00eda comprende diversas ciencias particulares. Los fen\u00f3menos naturales que modifican el aspecto de la superficie terrestre son el objeto de estudio de la geomorfolog\u00eda, que los considera realidades est\u00e1ticas. Sus apreciaciones sirven de base para el desarrollo de la geodin\u00e1mica externa, que se complementa con otras ciencias dirigidas a fen\u00f3menos m\u00e1s concretos, como los atmosf\u00e9ricos por parte de la meteorolog\u00eda. \n

En su contexto se sit\u00faan los an\u00e1lisis sobre los efectos del hielo, el calor y las acciones qu\u00edmica y biol\u00f3gica en los constituyentes terrestres. As\u00ed mismo, competen a la geodin\u00e1mica externa el estudio de los fen\u00f3menos que modifican la estructura de la corteza terrestre: los glaciares, la acci\u00f3n de aguas continentales \u2014r\u00edos, torrentes, lagos, etc.\u2014, y la de los mares y oc\u00e9anos.\n

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El g\u00e9iser Lady Knox, en Nueva Zelanda.
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La geolog\u00eda tambi\u00e9n analiza las causas de estos cambios, que en la mayor\u00eda de las ocasiones se deben a fuerzas procedentes del interior de la Tierra y que son estudiadas por la geodin\u00e1mica interna, dividida a su vez en tect\u00f3nica y estratigraf\u00eda. \n

La primera se diferencia a su vez en tect\u00f3nica anal\u00edtica, destinada a la descripci\u00f3n de las deformaciones sobrevenidas en la corteza terrestre \u2014esencialmente fallas y pliegues\u2014, y tect\u00f3nica general, orientada al establecimiento de leyes que expliquen el origen y la evoluci\u00f3n de fosas, sistemas monta\u00f1osos, etc. \n

El estudio y reparto de las capas o estratos, su posici\u00f3n relativa, as\u00ed como las condiciones de formaci\u00f3n y las anomal\u00edas contenidas, es el objetivo de la estratigraf\u00eda. Al buscar las razones l\u00f3gicas de todos los fen\u00f3menos acaecidos en las rocas sedimentarias, se convierte en una ciencia compleja que se vale y necesita de las dem\u00e1s ciencias geol\u00f3gicas, especialmente de la petrograf\u00eda y paleontolog\u00eda. La paleogeograf\u00eda, apoy\u00e1ndose en la estratigraf\u00eda, tect\u00f3nica y paleontolog\u00eda, permite la reconstrucci\u00f3n de los ambientes que han existido a lo largo del tiempo geol\u00f3gico.\n

En tal \u00e1mbito se ubica el campo de aplicaci\u00f3n de la orog\u00e9nesis (formaci\u00f3n de monta\u00f1as). Tambi\u00e9n se integran en el \u00e1rea de la geodin\u00e1mica interna los estudios de vulcanismo y sismolog\u00eda.\n

Por otra parte, al considerar los estados en que se encontr\u00f3 la Tierra con anterioridad, la geocronolog\u00eda o geolog\u00eda hist\u00f3rica precisa de los datos ofrecidos por las disciplinas anteriores, as\u00ed como principios en los que basar los razonamientos que expliquen tales procesos. Uno de estos fundamentos es el actualismo, que postula la semejanza entre el comportamiento actual de la Tierra y la evoluci\u00f3n que experiment\u00f3 en \u00e9pocas remotas. \n

Los trabajos de geocronolog\u00eda se desarrollan a partir de las aportaciones de diferentes disciplinas tales como la paleontolog\u00eda, estudio de los f\u00f3siles, la sedimentolog\u00eda o an\u00e1lisis de la superposici\u00f3n de capas, y la cronometr\u00eda. A este respecto, entre los m\u00faltiples y diversificados m\u00e9todos cronom\u00e9tricos cabe citar los electromagn\u00e9ticos, que valoran el comportamiento en tal sentido de las rocas, los s\u00edsmicos y los radiactivos (carbono 14, rubidioestroncio, etc.).\n

La paleontolog\u00eda, iniciada por Georges Cuvier como una prolongaci\u00f3n de la zoolog\u00eda, pronto se revel\u00f3 como una ciencia indispensable para la geolog\u00eda al permitir, mediante el estudio de los restos org\u00e1nicos (conchas, esqueletos, dientes, etc.), contenidos en las rocas sedimentarias, determinar su edad relativa. Recordando una frase afortunada de Gaudry, \u00abla Historia natural es realmente historia gracias a la paleontolog\u00eda\u00bb. \n

Se han independizado de la paleontolog\u00eda, con propiedad, la paleozoolog\u00eda, paleobot\u00e1nica y micropaleontolog\u00eda. Esta \u00faltima se ha destacado, en la actualidad, por la gran importancia que tienen los organismos f\u00f3siles de peque\u00f1o tama\u00f1o (microf\u00f3siles) en determinados aspectos de la geolog\u00eda aplicada, as\u00ed como por la abundancia de sedimentos, que permite la utilizaci\u00f3n de m\u00e9todos cuantitativos, lo cual s\u00f3lo es posible excepcionalmente en los f\u00f3siles de mayor tama\u00f1o. En realidad, s\u00f3lo difiere de la paleontolog\u00eda cl\u00e1sica por los m\u00e9todos empleados; su objetivo es el mismo.\n

Las investigaciones pueden, por otra parte, orientarse para tratar de explicar no solamente los hechos, sino tambi\u00e9n la procedencia de las fuerzas que los provocan. As\u00ed, la geof\u00edsica entra en el \u00e1mbito de las leyes est\u00e1ticas, din\u00e1micas y termodin\u00e1micas de la f\u00edsica que regulan el comportamiento de la materia terrestre, mientras que la geoqu\u00edmica aborda el estudio de su constituci\u00f3n y propiedades.\n

Ciencia auxiliar de la mineralog\u00eda y de la petrograf\u00eda es la geoqu\u00edmica, que se ocupa de la distribuci\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos en la litosfera. Puede decirse que es la base de la mineralog\u00e9nesis y petrog\u00e9nesis. Es una ciencia nacida en el siglo XX que camina a pasos agigantados y hace conquistas diarias; de sus investigaciones ha de obtenerse un conocimiento completo de las condiciones por las que la corteza terrestre ha pasado en su proceso de consolidaci\u00f3n y evoluci\u00f3n.\n

Los materiales que forman la corteza terrestre tienen una estructura peculiar, cuyo conocimiento necesita de m\u00e1s informaci\u00f3n que la que proporciona el an\u00e1lisis qu\u00edmico cuantitativo. Es preciso, por tanto, indagar la estructura \u00edntima de esta materia por medio de la cristalograf\u00eda, as\u00ed como las propiedades y mutuas relaciones, de lo cual se encargan la mineralog\u00eda y la petrograf\u00eda. Los estudios mineral\u00f3gicos tienen por objeto los minerales en tanto que componentes no org\u00e1nicos de la corteza terrestre, mientras que la petrograf\u00eda se ocupa de las caracter\u00edsticas que presentan las formaciones rocosas.\n

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el volc\u00e1n Etna (Sicilia) expeliendo gases. Vista a\u00e9rea.
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Formaciones rocosas en el Salar de Tara, Reserva Nacional de Los Flamencos (II Regi\u00f3n de Antofagasta, Chile).
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La cristalograf\u00eda empez\u00f3 a estudiarse desde un punto de vista geom\u00e9trico; gracias a las modernas t\u00e9cnicas roentgenogr\u00e1ficas, ha cambiado por completo. Su objetivo actual es el estudio de estructuras y redes cristalinas, con un conocimiento total de la estructura \u00edntima de la materia. \n

La mineralog\u00eda, desarrollada paralelamente a la cristalograf\u00eda, comenz\u00f3 por determinar la composici\u00f3n de los minerales y sus formas cristalinas; despu\u00e9s se plantearon los problemas relativos al origen y g\u00e9nesis de los minerales, naciendo as\u00ed la mineralog\u00e9nesis (estudio gen\u00e9tico de criaderos y yacimientos). Simult\u00e1neamente se desarroll\u00f3 la cristalog\u00e9nesis.\n

La inquietud por los problemas de la composici\u00f3n de la corteza terrestre hace que el conocimiento de las rocas (petrograf\u00eda), que comenz\u00f3 desde un punto de vista puramente descriptivo, pasara a una etapa posterior de conocimiento detallado del proceso formativo de las rocas (petrog\u00e9nesis), su distinci\u00f3n b\u00e1sica en sedimentarias, \u00edgneas y metam\u00f3rficas, abriendo con ello nuevos cauces a la investigaci\u00f3n geol\u00f3gica y progresando indirectamente con el conocimiento de las zonas profundas y de los fen\u00f3menos que all\u00ed tienen lugar para la formaci\u00f3n de los magmas.\n

La geolog\u00eda f\u00edsica es una de las ciencias geol\u00f3gicas m\u00e1s complejas; su objetivo es el estado actual de la corteza terrestre, modelado y formas superficiales. De hecho, comprende varias partes: topograf\u00eda, hidrograf\u00eda, oceanograf\u00eda, etc. \n

Como la geolog\u00eda ofrece m\u00faltiples aplicaciones en la b\u00fasqueda y explotaci\u00f3n de los recursos humanos, estas necesidades humanas han hecho que aparezcan diversas ramas dentro del campo de la geolog\u00eda aplicada. Todo trazado de carretera, v\u00edas f\u00e9rreas, ubicaci\u00f3n de presas, etc., cualquier obra de ingenier\u00eda, ha de ir precedida de un concienzudo y minucioso estudio geol\u00f3gico del terreno en que se ha de emplazar la obra para determinar la resistencia, permeabilidad, disposici\u00f3n estructural y otras circunstancias, sin cuyo conocimiento no es posible realizar una obra con las m\u00ednimas garant\u00edas; este cometido entra dentro del campo de la geotecnia. \n

De una forma especial, la investigaci\u00f3n de yacimientos petrol\u00edferos, cuencas carbon\u00edferas y criaderos minerales, ha tomado tal importancia que se ha individualizado en diversas ramas: geolog\u00eda del petr\u00f3leo, geolog\u00eda del carb\u00f3n y geolog\u00eda minera. Especial auge ha alcanzado, en los \u00faltimos tiempos, la b\u00fasqueda y prospecci\u00f3n de los recursos h\u00eddricos, con vistas a su explotaci\u00f3n. Las necesidades actuales de agua para el consumo, agricultura e industria han dado car\u00e1cter de verdadera doctrina a la hidrogeolog\u00eda. Del mismo modo, la cartograf\u00eda geol\u00f3gica y fotogeolog\u00eda se han transformado en t\u00e9cnicas indispensables para la investigaci\u00f3n geol\u00f3gica actual.\n

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Evoluci\u00f3n geol\u00f3gica

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La Tierra se encuentra inmersa en un proceso de continua transformaci\u00f3n que se inici\u00f3 hace miles de millones de a\u00f1os. \n

La evoluci\u00f3n en el tiempo del planeta es el resultado de la acci\u00f3n combinada de al menos dos fuerzas antag\u00f3nicas que act\u00faan sobre la corteza terrestre. Una de ellas tiene su origen en la radiaci\u00f3n solar, que ha incidido ininterrumpidamente desde el origen del planeta. La otra es una fuente de energ\u00eda propia de la Tierra, y se debe a los restos de materia estelar que se suponen en su interior.\n

La corteza terrestre se ve constantemente transformada por la actividad que se registra bajo ella o en las superficies continental y del suelo oce\u00e1nico, lo que provoca tambi\u00e9n las consiguientes modificaciones mec\u00e1nicas y de \u00edndole qu\u00edmica. Las manifestaciones m\u00e1s violentas de las fuerzas del interior de la Tierra son las erupciones volc\u00e1nicas y los terremotos, y las m\u00e1s lentas, aunque de efectos trascendentales, son la formaci\u00f3n de monta\u00f1as y la deriva continental o desplazamiento de las placas tect\u00f3nicas.\n

Los agentes que act\u00faan desde el exterior de la superficie terrestre provienen de cambios de temperatura causados por las radiaciones solares. Todos los fen\u00f3menos meteorol\u00f3gicos obedecen directa o indirectamente a tal efecto. Sin embargo, desde el punto de vista geol\u00f3gico, es la acci\u00f3n acumulada a lo largo de miles de a\u00f1os la que conforma la disposici\u00f3n del relieve terrestre. El conjunto de procesos relacionados con la actividad externa sobre la Tierra se conoce como erosi\u00f3n.\n

En un an\u00e1lisis macrosc\u00f3pico, es decir, si se considera el planeta como un todo, los fen\u00f3menos siguen los principios de la termodin\u00e1mica. El primer principio de esta rama de la f\u00edsica establece la universal tendencia de los sistemas a reducir su energ\u00eda potencial, mientras que el segundo muestra su orientaci\u00f3n en el sentido de desordenar sus componentes tanto como sea posible, concepto identificado con la entrop\u00eda o medida del desorden. A modo de ejemplo puede citarse por una parte el magma que emerge del interior de la Tierra, que tiende a disminuir su energ\u00eda t\u00e9rmica al ceder calor a las rocas circundantes o al aire que lo enfr\u00eda. \n

Por otra parte, las rocas, una vez constituidas, manifiestan tendencia a la disgregaci\u00f3n por la intervenci\u00f3n de los agentes erosivos. Cabe distinguir pues entre procesos f\u00edsicos reversibles e irreversibles y, aunque esta diferencia resulta en ocasiones dif\u00edcilmente determinable, la mayor parte de los procesos implicados en la evoluci\u00f3n geol\u00f3gica presentan un acusado car\u00e1cter unidireccional. Al seguir tal evoluci\u00f3n, los fen\u00f3menos geol\u00f3gicos mantienen a la Tierra en un equilibrio din\u00e1mico por el que permanentemente se conforman y destruyen estructuras sobre su superficie.\n

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Eras geol\u00f3gicas de la Tierra
Archivo:Escala-temporal-geologica.svg


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El tiempo en geolog\u00eda

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Todos los fen\u00f3menos geol\u00f3gicos vienen determinados en funci\u00f3n del tiempo. En geolog\u00eda la unidad de tiempo, el \u00absiglo geol\u00f3gico\u00bb, es el mill\u00f3n de a\u00f1os; es muy dif\u00edcil, como humanos, poder comprender lo que representa este espacio de tiempo. B\u00e1stenos saber que este espacio de un mill\u00f3n de a\u00f1os es el tiempo m\u00ednimo en el que podemos hallar vestigios de cambio sobre la superficie de la Tierra. Es la duraci\u00f3n de la era Cuaternaria, con sus glaciarismos, dep\u00f3sitos morr\u00e9nicos, valles glaciares, encajamiento de la red fluvial, etc., y tiempo suficiente para que se desarrolle la humanidad. Otro dato temporal, muy interesante por su espectacularidad, es el de la duraci\u00f3n de la orogenia alpina; hay que asignarle como m\u00ednimo de 30 a 40 millones de a\u00f1os para explicar el levantamiento y formaci\u00f3n de cadenas monta\u00f1osas como los Alpes, Pirineos, Andes, Himalaya, etc.\n

Este proceso continuo de transformaci\u00f3n de la Tierra a trav\u00e9s de miles de millones de a\u00f1os es el resultado de la acci\u00f3n combinada de dos fuerzas antag\u00f3nicas que act\u00faan sobre la corteza terrestre, una de origen interno y otra externa. La din\u00e1mica interna del globo tiende a trastornar la corteza terrestre, levant\u00e1ndola, hundi\u00e9ndola y provocando reajustes f\u00edsico-qu\u00edmicos y mec\u00e1nicos entre sus componentes. Las fuerzas externas se manifiestan mediante procesos de erosi\u00f3n y transporte de materiales que, finalmente, al llegar a zonas favorables, se sedimentar\u00e1n; de esta forma, se establece un ciclo geol\u00f3gico. La historia evolutiva de la corteza terrestre no es m\u00e1s que una sucesi\u00f3n c\u00edclica de fen\u00f3menos.\n

En la actualidad, la geolog\u00eda se caracteriza por una mayor ponderaci\u00f3n de los hechos, prescindiendo de exclusivismos y llegando a la coordinaci\u00f3n de las tres concepciones cl\u00e1sicas. El actualismo ocupa su puesto entre las hip\u00f3tesis necesarias para una explicaci\u00f3n b\u00e1sica de los hechos, sin excluir al evolucionismo, aunque en forma distinta y no tan universal como lo concibieron Charles Darwin y Aldous Huxley; incluso el catastrofismo, en su forma m\u00e1s restringida, tiene su puesto en las modernas concepciones de algunos tectonicistas modernos (Eduard Suess, Alfred Wegener).\n

\n

Investigaci\u00f3n geol\u00f3gica

\n

Los trabajos de campo son el principio del estudio de las condiciones naturales del terreno, que deben ser sistematizados de modo que el an\u00e1lisis pueda ser coherente. Un conocimiento previo necesario para el ge\u00f3logo es la topograf\u00eda, disciplina destinada al estudio de la forma y las dimensiones del terreno, que resulta de gran utilidad para situarse y tomar referencias de car\u00e1cter espacial. En tal contexto, la cartograf\u00eda geol\u00f3gica permite se\u00f1alar los posibles l\u00edmites de las formaciones geol\u00f3gicas, y ubicar los accidentes del relieve, las fallas, los anticlinales y sinclinales (pliegues convexos y c\u00f3ncavos respectivamente), los yacimientos de minerales y los f\u00f3siles, etc.\n

\n
\"\"
Parque Nacional del Gran Ca\u00f1\u00f3n del Colorado. Borde sur del Gran Ca\u00f1\u00f3n. (Arizona, Estados Unidos.)
\n

La informaci\u00f3n ha de complementarse mediante el establecimiento de la disposici\u00f3n relativa de los accidentes geol\u00f3gicos, al cual se procede con la especificaci\u00f3n de la direcci\u00f3n y buzamiento (\u00e1ngulo formado por la horizontal y la m\u00e1xima pendiente) de los planos caracter\u00edsticos del accidente. Para ello se precisa de una br\u00fajula de ge\u00f3logo, que se diferencia de una convencional en tener incorporado un p\u00e9ndulo que permite medir inclinaciones con respecto a la vertical que le sirve de referencia.\n

Las muestras geol\u00f3gicas pueden tomarse empleando el martillo de ge\u00f3logo o por medio de los cinceles apropiados a la dureza del material por arrancar. Si se trata de f\u00f3siles, deber\u00e1n ser separados adecuadamente, con indicaci\u00f3n del estrato del que procede cada uno. Cuando las muestras no se encuentran pr\u00f3ximas a la superficie se deben realizar sondeos mec\u00e1nicos, en los que la muestra ha de encontrarse escasamente fracturada para poder reconstruir la columna de material, y relacionar la composici\u00f3n de cada parte con la profundidad a la que se encontraba en origen.\n

Otros m\u00e9todos indirectos permiten obtener gran n\u00famero de datos complementarios. La prospecci\u00f3n del subsuelo se realiza en ocasiones por m\u00e9todos gravim\u00e9tricos, en los que complejos y sensibles aparatos son capaces de apreciar m\u00ednimas diferencias de atracci\u00f3n gravitatoria existentes en distintos lugares y, a partir de los datos registrados, deducir la composici\u00f3n del subsuelo. Las ondas s\u00edsmicas proporcionan tambi\u00e9n una valios\u00edsima informaci\u00f3n, tanto si su procedencia es de terremotos naturales, como si se deben a explosiones provocadas por el hombre. Otras medidas el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas pueden aportar informaci\u00f3n, tras ser cuidadosamente interpretadas.\n

Por su parte, la fotogeolog\u00eda a\u00e9rea, realizada tanto desde aviones como desde sat\u00e9lites, permite realizar estudios geol\u00f3gicos de grandes extensiones de terreno. Si bien la precisi\u00f3n conseguida oscila entre amplios m\u00e1rgenes, capacita para recabar datos en zonas de dif\u00edcil acceso a un costo reducido. El estudio e interpretaci\u00f3n de estos datos permiten justificar o no las considerables inversiones necesarias para realizar prospecciones m\u00e1s directas.\n

\n

Estructura y composici\u00f3n de la Tierra

\n

En sus prospecciones, el hombre ha logrado profundizar s\u00f3lo algunos kil\u00f3metros hacia el interior de la corteza terrestre. Ni siquiera en los lugares en los que esta corteza es de menor grosor le ha sido posible obtener muestras del material que pueda encontrarse bajo la corteza. De hecho, la mayor parte de los trabajos geol\u00f3gicos orientados hacia la fijaci\u00f3n de la estructura terrestre interna se fundamentan en procedimientos indirectos. Entre ellos cabe citar el an\u00e1lisis de la propagaci\u00f3n de las ondas s\u00edsmicas por el interior de la Tierra y la observaci\u00f3n y comparaci\u00f3n de los meteoritos procedentes de otros cuerpos astrales ca\u00eddos de la exosfera (exterior de la atm\u00f3sfera).\n

En relaci\u00f3n con la disposici\u00f3n estructural del interior del planeta, se diferencian como porciones b\u00e1sicas la corteza terrestre, el manto y el n\u00facleo. La primera es la capa externa y presenta una profundidad de hasta cincuenta kil\u00f3metros en los continentes y de unos diez bajo el oc\u00e9ano. \n

\n
\"\"
G\u00e9iseres del Tat\u00edo, situados a m\u00e1s de 4.000 m. de altura. II Regi\u00f3n de Antofagasta, Chile.
\n

La corteza terrestre se separa en una capa discontinua, la llamada discontinuidad de Mohorovicid. Bajo ella, el manto ocupa en sucesivas capas \u2014ferrosp\u00f3rica y litosp\u00f3rica\u2014 una porci\u00f3n del orden de los 2.900 km de profundidad y constituye el 83% del volumen planetario. Por \u00faltimo, el n\u00facleo presenta un brusco e ingente aumento de densidad, y registra, seg\u00fan distintas hip\u00f3tesis, variaciones en los estados de agregaci\u00f3n: s\u00f3lido, l\u00edquido y el denominado plasm\u00e1tico.\n

Las observaciones en el interior de los pozos y minas permiten asegurar que la temperatura aumenta con la profundidad. Aunque la apreciaci\u00f3n puede ser muy variable en distintos lugares y circunstancias, un valor t\u00edpico de este incremento es el de unos 3 \u00b0C por cada cien metros profundizados, aunque este valor determinado en las zonas m\u00e1s superficiales de la corteza terrestre no puede ser aplicado a zonas m\u00e1s interiores. Esto no s\u00f3lo se debe a que las energ\u00edas liberadas en cada nivel son muy diferentes, sino a que tambi\u00e9n lo es la composici\u00f3n.\n

A este respecto, la corteza terrestre comprende dos capas b\u00e1sicas. La primera, denominada sial, es de naturaleza gran\u00edtica y contiene porcentajes elevados de silicio y aluminio. Bajo ella se dispone la segunda, llamada sima o manto, que consta esencialmente de rocas bas\u00e1lticas y que en su composici\u00f3n presenta como elementos predominantes el silicio y el magnesio. Por cuanto se refiere a la composici\u00f3n porcentual de la corteza, los elementos qu\u00edmicos m\u00e1s abundantes son el ox\u00edgeno, con una proporci\u00f3n del 46,6%; el silicio, cuyo contenido es del 27,7%; el aluminio, con el 8,1%; y el hierro, con el 5%.\n

Las composiciones del manto y del n\u00facleo son objeto de notables controversias, aunque se conocen datos parciales como la presencia de rocas b\u00e1sicas en el manto y se especula que hierro y n\u00edquel sean los elementos predominantes en el n\u00facleo. Las diversas teor\u00edas parten en cualquier caso de la carencia de homogeneidad por debajo de la corteza terrestre.\n

\n

Movimientos epirog\u00e9nicos y orog\u00e9nicos

\n

Por la observaci\u00f3n de las estructuras de rocas sedimentarias, seg\u00fan se puede apreciar por la disposici\u00f3n de sus estratos, los estudios geol\u00f3gicos han permitido deducir que \u00e9stas han sido sometidas a presiones laterales y desplazamientos, lo que puede hacerse extensivo a otros tipos de rocas, como las metam\u00f3rficas y las \u00edgneas. Otros trabajos tambi\u00e9n realizados sobre rocas sedimentarias han favorecido la formulaci\u00f3n de la teor\u00eda seg\u00fan la cual tuvieron su origen en el mar, pese a que en la actualidad puedan encontrarse a centenares o miles de metros de altitud.\n

\n
\"\"
Arco natural de roca en una playa marroqu\u00ed.
\n

Por otra parte, los materiales geol\u00f3gicos est\u00e1n plegados y dislocados, lo que evidentemente obedece al hecho de que han sido sometidos a presiones laterales y tangenciales, de intensidad variable, que pueden haberlos fracturado en mayor o menor grado. Estas fuerzas de distinta l\u00ednea de acci\u00f3n pueden descomponerse en dos grandes grupos, en funci\u00f3n de los movimientos que producen.\n

Se llaman movimientos epirog\u00e9nicos los que provocan un desplazamiento vertical de la corteza terrestre. \u00c9stos son los responsables de que el relieve sea m\u00e1s o menos pronunciado. Por su parte, los orog\u00e9nicos son aquellos que ocasionan los plegamientos y fracturas, y mantienen componentes horizontales cualquiera que sea su direcci\u00f3n en el plano. El resultado de tales presiones constituye el llamado diastrofismo de la corteza terrestre, conjunto de alteraciones morfol\u00f3gicas debidas a fuerzas end\u00f3genas que la afectan.\n

\n

Teor\u00edas orog\u00e9nicas

\n

Es aseveraci\u00f3n gen\u00e9ricamente aceptada en geolog\u00eda que entre los componentes terrestres existe un equilibrio similar al de la flotaci\u00f3n de bloques sobre l\u00edquidos. Este equilibrio se denomina isost\u00e1tico, y tiene la particularidad de que hace corresponder las mayores profundidades sumergidas con las m\u00e1ximas altitudes en la superficie, an\u00e1logamente a lo que ocurre si bloques met\u00e1licos de distinto tama\u00f1o y densidad son arrojados a una balsa de mercurio. Sin embargo, este equilibrio se rompe con relativa frecuencia a escala geol\u00f3gica, y las causas a las que se debe este hecho han dado pie a la elaboraci\u00f3n de numerosas teor\u00edas, algunas de ellas muy diferentes entre s\u00ed.\n

As\u00ed, se diferencian la teor\u00eda de la contracci\u00f3n, generada por el mantenido enfriamiento de la corteza terrestre, y el denominado neocontraccionismo, que explica el hecho anterior por razones f\u00edsicas y qu\u00edmicas que dan lugar a la disminuci\u00f3n de la densidad de los materiales.\n

Uno de los inconvenientes de esta teor\u00eda est\u00e1 en que no explica la raz\u00f3n de que haya habido \u00e9pocas de relativa inactividad tect\u00f3nica, puesto que sugiere cierta continuidad en el tiempo del proceso. Por su parte, la hip\u00f3tesis de la deriva de los continentes o desplazamiento por choque de placas continentales se ve justificada, entre otras razones, por la complementariedad de las costas africanas y europeas con las del continente americano.\n

Por fin, otras teor\u00edas orog\u00e9nicas se fundamentan en la valoraci\u00f3n de las fuerzas que ejercen las corrientes del material dispuesto bajo la corteza terrestre, y frente a las que \u00e9sta presenta resistencias que la deforman. \n

Estas teor\u00edas se han desarrollado en el \u00e1mbito de una antigua divergencia de la oposici\u00f3n entre el actualismo, sustentado en el siglo XIX por el brit\u00e1nico Charles Lyell y que defend\u00eda la intervenci\u00f3n de fuerzas geol\u00f3gicas permanentes mantenidas moderadamente, y el catastrofismo sostenido por Georges Cuvier y que postulaba la transformaci\u00f3n geol\u00f3gica a trav\u00e9s de grandes cataclismos. Las ciencias naturales se diferencian de las exactas en la relatividad de sus teor\u00edas. Sin embargo es posible que sea la geolog\u00eda la que de todas ellas posea unos conocimientos m\u00e1s relativos, pese a que su antig\u00fcedad es superior a la de la mayor\u00eda de las dem\u00e1s disciplinas de esta \u00e1rea del conocimiento.\n

\n

Escala temporal geol\u00f3gica

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Edad (m.a)
\n
Era
\n
Periodo
\n
\u00c9poca
\n
Los primeros. . .
\n
Importante
\n
0 \n

1,8\n

\n
Ceno-
 
 
zoico
\n
Holoceno\n\nHomo sapiens (0,5) \n


H. erectus (1,5) \n
Homo h\u00e1biles(2,0)\n

\n
\u00c9pocas glaciales\n\n
Pleistoceno\nSuperior \n


Medio \n
Inferior\n

\n
\u00c9pocas glaciales\nHielo Antarc.\n
1,8 \n


 \n22,5\n

\n
Neógeno\nPlioceno \n

Mioceno\n

\n
Afarensis (3,0) \n


Proc\u00f3nsul (20) \n
Girasol (20-25 m.a.) \n
Delfines (mio inf.) \n

\n
Mastodontes,  \n


Pliohippus (Caballo) , ratones, sapos, Ballenas \n
Hierbas / c\u00e9sped\n

\n
Hielo=Ant arctica (3m.a.) \n

Volc.: N-Chile\n

\n
22,5 \n


 \n65\n

\n
Paleógeno\nOligoceno \n

Eoceno \nPaleoceno\n

\n
Los prim. Ballenas (eoceno) \n


Los prim. rosas (eoceno) \n
los prim. gatos, perros (eoc) \n
El prim. césped\n

\n
Mesohippus (Caballo) \n


Foramin\u00edferas \n
Monos \n
plantas con flor \n
Diversificación de los mamíferos\n

\n
Europa sal, carbón, Los Alpes \n


Chile: Subducción tipo Andino\n

\n
65 \n


 \n
 \n
 \n141\n

\n
Meso-
 
 
zoico
\n
Cretácico\nsuperior \n


 \ninferior\n

\n
Los primeros angiospermas: \n


como palmeras, platanes \n
Los prim. Tortugas modernas \n
Los prim. Serpientes \n
Los prim. Cocodrilos\n

\n
Ext. Ammonites, Belemnites \n


Ext. Dinosaurios \n

\n


Ammonites irregulares \n


Belemnites \n
Dinosaurios \n
Erizos \n
Ginkos\n

\n
Separación \u00c1frica - Am\u00e9rica de Sur\n
141 \n


 \n
 \n
 \n
195\n

\n
Jurásico \n


 \n

\n
Malm \n

Dogger \nLias\n

\n
Los primeros aves Archaeopteryx \n


Los primeros mamíferos \n
Primeros Araucarias\n

\n
Ammonites  \n


Dinosaurios \n
Ginkgos\n

\n
Atl\u00e1ntico se abrió \n

Chile: Subducción/ Back arc \n

\n
195 \n


 \n
 \n \n230\n

\n
Triásico\nSuperior \n

medio \ninferior\n

\n
Pterosauros (que vuele), sup. \n


 \n
Los primeros sapos antiguos \n
Los primeros tortugas ant.\n

\n
Ext.: Conodontes, la mayoría de Bivalvos, \n


Gaster\u00f3podos \n


Plantas \n
Peces \n
Reptiles ( Tortugas, Dinosaurios) \n
Ceratites\n

\n
Ginkgo\n
230 \n


 \n
 \n280\n

\n
Paleo -
\n

 \n
 \n
 \n

\n
zoico
\n
Pérmico\nsuperior \n


 \n
 \n
 \ninferior\n

\n


Los primeros gimnospermas \n


 \nEl primer huevo como fósil  (inf.)\n

\n
Ext.: Goniatites, Trilobites, casi todos Braqui\u00f3podos \n


Depósitos de sal \n


Coníferas \n
Foramin\u00edferas, Conodontes, Braqui\u00f3podos, Reptiles \n
Glossopteris - flora\n

\n
Choque Siberia con Europa = Ural \n

\u00c9pocas glaciales\n

\n
280 \n


 \n345\n

\n
Carbonífero\nsuperior \n

inferior\n

\n
Los primeros reptiles (sup.) \n


Los primeros Coníferas \n
Insectos volantes\n

\n
Depósitos de Carbón \n


Glossopteris, Calamites, Lepidodendron \n
Libélulas de 0,5m \n
Anfibios terrestres\n

\n
Fases tectónicas: Apalachiano, Acadian, Varisciano\n
345 \n


 \n408\n

\n
Devónico\nsuperior \n


medio \n
inferior\n

\n
Los primeros \u00e1rboles (sup.) \n


Vertebrados van a la tierra firme \n
Los primeros insectos (inf.) \n
Los primeros tiburones\n

\n
Corales, Arrecifes \n


Goniatites, Braqui\u00f3podos\n

\n
Gondwana \n

\"Old Red\"\n

\n
408 \n

439\n

\n
Silúrico\nsuperior \n

inferior\n

\n
La vida conquistó   la tierra firme:\n

Alacranes\n

\n
Graptolites, Conodontes\nFases tectónicas: Caledoniano, Taconiano\n
439 \n

510\n

\n
Ordovício\nsuperior \n


medio \n
inferior\n

\n
Los primeros peces\nGraptolites, Trilobites, Braqui\u00f3podos, Gaster\u00f3podos\n\n
510 \n


 \n
 \n
 \n570\n

\n
Cámbrico\nsuperior \n

medio \ninferior\n

\n
Los primeros Nautiloideos y apretadores \n


Los primeros Conodontes \n
Los primeros Trilobites (inf.) \n
Los primeros Braqui\u00f3podos \n
Los primeros animales con caparazones. (inf.) Los primeros\n\"carnívoros\"\n

\n
Trilobites, Braqui\u00f3podos\nPeriodos glaciales\n
570 \n


 \n
 \n2500\n

\n
Pre -
cámbrico
\n
Proterozoico\n\n650: Ediacara Fauna; multicelulares, diferentes\n

tipos, sin caparaz\u00f3n  \n
800-900: Los primeras algas multicelulares  \n
800: los primeros protozoos  \n
1000-1300: Probablemente los primeros multicelulares \n
1900 Fósiles \"Gunflint Formation\" \n
2000-2200: Banded Iron Formations \n
2300-2200 begin_of_the_skype_highlighting 2300-2200 end_of_the_skype_highlighting: Estromatolitos; Depósitos glaciales\n

\n
2500 \n


 \n
 \n4600\n

\n
Arcaica\n\n2500-3000: Formación de los Cratones \n


3100: Fig Tree (\u00c1frica de sur); Cianobacterias \n
3300: Onverwacht ( \u00c1frica de sur): fósiles (bacterias) \n
3400-3500: Pilbara / Australia: Los primeros estromatolitos \n
3700: Gneis de Amitsoq: rocas terrestres más antiguas \n
4600-4000: Cráteres lunares \n
4600: Rocas lunares, meteoritos; Formación de\nla tierra\n

\n
\n\n\n\n\n\n\n
\n


\n

\n

Bibliograf\u00eda

\n\n\n\n
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\u2022 Manuel JULIVERT. Una historia de la geolog\u00eda en Espa\u00f1a: En su contexto socioecon\u00f3mico, cultural y pol\u00edtico y en el marco de la geolog\u00eda internacional. Barcelona: Publicacions i Edicions de la Universitat de Barcelona, 2014. ISBN 978-84-475-3772-3.
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Del griego γῆ, 'Tierra', y -λογία, 'tratado'. Ciencia que estudia la composición, estructura interna e historia de la Tierra, así como los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico.

Introducción

Las diversas interpretaciones de los filósofos griegos sobre la naturaleza y origen de las materias pueden considerarse el origen de los estudios geológicos. No obstante, hasta el Renacimiento y el inicio de las investigaciones sobre fósiles en el siglo XVI, el interés por la conformación de la Tierra se vio reflejado sólo en testimonios ocasionales.

Desde que figuras tales como el alemán Georgius Agricola (Georg Bauer) o el italiano Ulisse Aldrovandi dieron inicio a los trabajos geológicos, se ha sucedido la diferenciación de disciplinas como la tectónica y la estratigrafía, con personalidades como el sueco Nicolaus Steno y el británico William Smith, la glaciología, desarrollada en el siglo XIX por el suizo Louis Agassiz, o la cristalografía, de la que realizaron importantes aplicaciones el sueco Jöns Jacob Berzelius y el británico William Hyde Wollaston.

Definición

La geología es la ciencia que estudia la composición y estructura de la Tierra, así como todo tipo de fenómenos naturales que tienen lugar tanto en su interior como sobre su superficie. Además, tal investigación no se dirige únicamente al actual estado geológico. También se interesa por su pasado, el cual trata de deducir a partir de los más diversos restos e indicios conservados en las rocas.

Historia de la disciplina

Aunque desde la Antigüedad se encuentran datos y descripciones de tipo geológico (Heródoto, Plinio el Viejo, etc.), la geología, como ciencia individualizada de las restantes ciencias de la naturaleza, nació en el s. XVIII, y se considera a Jean Louis Leclerc, conde de Buffon; Abraham Gottlob Werner y James Hutton como sus creadores.

Periodo primitivo

Una ciencia se puede considerar como conjunto de observaciones y teorías desarrolladas por el hombre desde que se despierta su inquietud hacia los problemas de esta ciencia y hasta los tiempos actuales. El hombre primitivo tuvo ya conocimiento de los procesos geológicos, que para él eran sinónimos de catástrofes, atribuyéndolos a causas sobrenaturales o al trabajo de un dios poderoso. La utilización de productos naturales (cristales y minerales) en el hogar, la industria y la guerra, así como el hallazgo de fósiles considerados como amuletos, son las únicas explicaciones que tenemos del medio en que se desarrolló la vida y los fenómenos observados.

Las leyendas de carácter catastrófico, diluvio y fuego, son conocidas por las distintas civilizaciones que nacen en los albores de la época histórica. La antigüedad del universo es el primer problema planteado; los primeros datos que obtenemos son de carácter religioso, filosófico y moral, recogidos en los libros sagrados. En el libro sagrado hindú Manusmitri (s. VIII a.C.), el pasado y futuro del mundo corresponden a un día en la vida entera de Brahma; este «día» es de 4.320 millones de años, durante los cuales las cosas finitas van siendo sacadas del universo, de lo infinito.

Por otra parte, el año 2017 de nuestra era corresponde a los 1.972.949.118 años desde la creación de la Tierra, según este calendario hindú recogido en el Vishnu Purana. Es interesante confirmar que este valor aproximado de 2.000 millones de años fue el primer dato conseguido mediante la aplicación de métodos de geocronología radiactiva. Ejemplos análogos podrían citarse con respecto a Babilonia, el antiguo Egipto, Fenicia, etc.

Grecia y Roma

Son los griegos los primeros que describen algunos principios teóricos recogiendo las ideas de su tiempo. En el s. VIII a.C., Hesíodo señala que los sedimentos del Aqueloo unieron la isla de Artemia al continente; Anaximandro (610-546 a.C.) establece el primer mapamundi; Pitágoras (580-500 a.C.) estimaba que el terreno es la gran escuela del geólogo. Sus enseñanzas y los comentarios de sus discípulos abundan en nociones exactas: el planeta es esférico; las corrientes de agua excavan valles, socavan el suelo de las montañas y lo arrastran hasta el mar; existen fuentes inflamables (exudaciones petrolíferas en las llanuras del Irak); los temblores de tierra provocan agotamiento en algunas fuentes y hacen aparecer otras; los ríos cambian de curso; las bocas volcánicas varían, unas se abren y otras se cierran. En toda su obra y en boca de sus personajes, encontramos descripciones y síntesis de fenómenos naturales que recogió en todos los lugares donde le llevó su espíritu viajero y científico.

Formación de la cordillera del Himalaya por colisión entre las placas índica y euroasiática

Un siglo después, Demócrito, movido tal vez por su teoría de los átomos, observa en las playas la selección de guijarros según su forma.

Empédocles de Agrigento es el primer hombre que estudia un fenómeno geológico aislado, el volcán Etna, legándonos las primeras teorías sobre corrientes de lavas, aguas termales y génesis de las rocas cristalinas; su afición le hizo ser víctima de la ciencia, pues cayó dentro del cráter del Etna.

Aristóteles (384-322 a.C.) era un gran naturalista: «el mar —dice— no deja de abandonar ciertos lugares y de invadir otros» y cita como ejemplo el delta del Nilo; explica el desgaste de los guijarros en las playas por los choques que fracturan y desgastan las partes salientes.

Es el precursor del «actualismo» (sólo admitido después de Charles Lyell, en el s. XIX) al escribir: «las revoluciones del globo son tan lentas, en relación con la duración de nuestra existencia, que pasan inadvertidas». Esboza el ciclo hidrogeológico e interpreta los fósiles como indicadores del medio de formación.

Teofrasto (368-284 a.C.), escribe el primer Tratado de Geología, que desgraciadamente se ha perdido; por citas posteriores se sabe que conocía el marfil fósil y diversas clases de carbón de piedra. Estrabón (63 a.C.-20 d.C.) es a la vez geógrafo y geólogo; da la primera descripción de los nummulites, protozoos fósiles parecidos a pequeñas monedas; explica los movimientos relativos de la Tierra y del mar y enuncia el principio de las causas actuales.

Los romanos añadieron pocos conocimientos geológicos, ocupados en construir su Imperio. Lucrecio (98-55 a.C.), en su gran poema De la naturaleza de las cosas, sostiene la teoría de los átomos, que tomó de los griegos. Virgilio, Horacio, Ovidio y otros poetas, describen en sus obras los grandes cataclismos y evocan las etapas sucesivas por las que ha pasado el hombre: piedra, bronce y hierro.

El más grande de los escritores científicos latinos es Plinio el Viejo (23-79 d.C.), un apasionado de la Historia natural que encuentra la muerte observando la erupción del Vesubio; no obstante, su obra Historia Natural es una recopilación de autores griegos, pues las observaciones científicas propias que contiene son una mezcla de leyendas y supersticiones sin espíritu crítico.

Edad Media

En Europa, desde el s. V al XV no hay un desarrollo especial de los estudios geológicos, si bien se conocen —al menos en parte— las teorías esbozadas por los griegos. Si bien a lo largo de esa época encontramos un interés creciente por las ciencias naturales, a veces mezcladas con la alquimia, ello no se extiende a la geología. Las referencias más numerosas que a lo largo de esos siglos cabe encontrar a los temas geológicos es en los comentarios a los primeros capítulos del Génesis, es decir, a aquellos en los que se narra la obra divina de la creación. Al comentar esos capítulos los autores medievales recogen a veces datos provenientes de las investigaciones geológicas griegas, bien como mera ejemplificación, bien con un interés concordista. No suelen conocer directamente a los griegos, sino a través de fuentes patrísticas, en especial san Agustín y san Basilio el Grande.

Con la expansión de los árabes y su asimilación de parte de la tradición cultural griega, el conocimiento de los griegos bien directamente bien a través de sus comentadores árabes se difunde por Europa, ocupando en ello al-Ándalus un papel importante. Sabios judíos hacen traducciones de textos griegos del árabe al hebreo, y posteriormente al latín. De esta manera, la obra de Aristóteles empieza a ser más conocida sobre todo a partir del s. XII. Diversas personas en Francia, Italia, etc., aprenden griego para poder realizar traducciones directamente al latín. La asimilación de Aristóteles alcanza su cumbre con san Alberto Magno y santo Tomás de Aquino; todo lo cual trae consigo un interés mayor por las ciencias, especialmente relevante en el primero de los mencionados. Otro foco de interés por las ciencias naturales es la Universidad de Oxford. Con todo, y como ya antes decíamos, ello apenas roza a la geología propiamente dicha.

Renacimiento

En el s. XVI, asistimos a un verdadero renacimiento científico. Leonardo da Vinci (1452-1519) es el verdadero precursor de la geología como ciencia, puesto que enunció, describió y explicó los fenómenos de erosión, mecanismo de formación de estratos, diagénesis, verdadero significado de los fósiles e, incluso, es autor de la primera reconstrucción paleogeográfica, realizada en el valle del Arno.

Es la primera figura científica que sabe seguir un método en la investigación de los fenómenos naturales; comienza por asentar varias experiencias, busca causas y, finalmente, define el problema. Desafortunadamente sus manuscritos permanecieron inéditos hasta el s. XIX.

En Alemania, Georg Bauer, más conocido como Georgius Agricola (1494-1555), escribe dos obras fundamentales: De natura fossilium (1530) y De re metallica (1546). Le debemos la primera descripción ordenada de minerales, metalogenia y mineralogénesis. En Francia, Bernard Palissy (1510-1589) proclama la subordinación de la teoría a la práctica, de la experiencia a las ideas preestablecidas; observa por primera vez que no todos los fósiles son marinos; los hay dulceacuícolas e incluso de tierra firme. En 1580, publica su Discurso admirable de las aguas y fuentes; en esta época dicta en París el primer curso de Geología.

Siglos XVII y XVIII

En 1635, por medio de medidas magnéticas, Henry Gellibrand (1597-1636) comprueba que la declinación varía con el tiempo. Kicher (1664) señala que la temperatura aumenta a medida que penetramos en el interior de la Tierra. A Niels Stensen (1638-1686) se debe el primer principio estratigráfico o de la «superposición de los estratos»: disposición en capas sucesivas, de las cuales las más antiguas son las más profundas. Señala perturbaciones (discordancias) en capas inclinadas, truncadas por arriba y recubiertas por capas horizontales, así como el concepto de filón y roca encajarte.

Robert Hooke (1635-1703), más conocido por sus observaciones microscópicas, es el primer autor de la paleoclimatología. Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), en su obra La Tierra primitiva, intenta reconstruir los orígenes del planeta. René Just Haüy (1742-1822) demostró la simetría de los cristales y describió los siete sistemas de simetría posibles, que han llegado a ser clásicos. Georges Louis Leclerc, conde de Buffon, en 1749 y en su Historia de la Tierra, distingue en los fósiles marinos, los litorales y los pelágicos y es el primer naturalista que quiere evaluar los periodos geológicos por años; su interpretación es considerada herética y termina aceptando el Antiguo Testamento como historia literal y completa de la Tierra.

Placas de la litosfera

En este siglo se ordenan los conocimientos geológicos y aparecen los principios fundamentales con James Hutton (1726-1796) que, en su Teoría de la Tierra, da a la geología su configuración actual destruyendo muchos conceptos dogmáticos e interpretaciones fantásticas; es el primero en relacionar erosión con sedimentación, definir discordancias, diagénesis y otros muchos conceptos.

El interés creciente por el terreno y su representación es uno de los rasgos característicos de la geología en el s. XVIII; así, en 1739, se publica un mapa de los yacimientos fosilíferos de Italia debido a Piccoli. En 1743, se confecciona el primer mapa geológico —de los alrededores de Canterbury— debido a Packe. En 1746, Guettard publica Memoria y carta mineralógica de la naturaleza y situación de los terrenos que atraviesan Francia e Inglaterra, con más de cincuenta signos convencionales, indicando litologías, canteras, yacimientos de fósiles, fuentes, etc.

En esta época se desarrolla el concepto de geología para designar el estudio de la Tierra, aunque este vocablo se había utilizado ya, por vez primera, en 1473, por Richard de Bury, obispo de Durham, para designar el estudio de las cosas terrenales y poder diferenciarlas de las cosas divinas o teología. Una vez más, el descubrimiento deberá volver a hacerse; William Smith (1769-1839) es un gran observador y viajero; recoge rocas, minerales y fósiles, anotando las observaciones realizadas. Este estudio le permite comprobar que las rocas se suceden con un orden, el mismo en las diferentes partes de Inglaterra, y que cada capa está caracterizada por análogo contenido faunístico. En 1799 publica la lista de esas capas y, en 1815, la carta geológica de Inglaterra y País de Gales. Llama estratos a las capas y su descripción pronto es bautizada como estratigrafía.

En el s. XVIII, el progreso científico y el avance técnico traen consigo un gran desarrollo en las aplicaciones prácticas de la geología. Así, en 1715, Vallisneri estudió los Alpes, proporcionando los primeros cortes geológicos con las capas del terreno y la distribución del agua dentro de ellas. En 1745, el petróleo de Pechelbronn, cerca de Estrasburgo, se explota a través de pozos y galerías. En 1765 se abre la primera Escuela de Minas en Freiberg, Sajonia. En 1796, el inglés Parker fabrica un cemento de tipo moderno calcinando arcillas calcáreas.

Siglos XIX y XX

Sismograma del terremoto de San Francisco del 18 de abril de 1906. Magnitud: 7,7. Museo de la Ciencia Fundación "La Caixa" de Barcelona, España.
Pináculos del Parque Nacional de Nambung (Australia.)

A partir de 1800 se efectúa un doble trabajo: por un lado, la explotación, aplicación de métodos e instrumentos por medio del levantamiento de cartas geológicas, estudio de fósiles y rocas; por el otro, el progreso de los métodos, adopción de puntos de vista más amplios, multiplicación de conocimientos, etc. Ambos tipos de trabajo son inseparables y frecuentemente obra de los mismos hombres.

Los progresos de la geología en estos dos siglos consisten, fundamentalmente, en la introducción de medidas (por ejemplo, en el estudio de los fósiles y de las rocas en la cronología absoluta) y en las probabilidades de realización y sucesión de los fenómenos. De esta forma, se pasa del estudio puramente cualitativo a otro cuantitativo.

En 1820, Mohs inventa una escala de dureza para los minerales que aún hoy se usa. En 1829, Nicol idea las láminas de calcita, base del microscopio polarizante.

En 1803, Hall inicia la geología experimental, calentando caliza en tubos de hierro y obteniendo mármol; queda así demostrado el origen de las rocas metamórficas. En 1825, Charles Lyell introduce el término de metamorfismo; en 1836, Beamont el de roca eruptiva. En 1848, se revelan estructuras vegetales en el carbón visto por el microscopio polarizante.

En 1900, Cayeux describe gran número de rocas vistas al microscopio; otros autores definen índices de forma de granos, estudio de porosidad, etc. En 1935, Krumbein demuestra que muchos caracteres cuantitativos de los depósitos sedimentarios obedecen a leyes logarítmicas, noción que pronto se extenderá a todas las ramas de la geología.

A partir de 1800, las investigaciones paleontológicas se orientan en tres direcciones: descripción de especies y su utilización como punto de referencia cronológico; estudio de sus géneros de vida y depósito y la noción de evolución. Hacia 1830 se creó la Sociedad Geológica de Francia y se empezó a enseñar geología en la Universidad de la Sorbona. En 1834 se crea la palabra paleontología gracias al trabajo metódico de Georges Cuvier, descubriendo faunas sucesivas.

El perfeccionamiento de las técnicas permite descubrir y estudiar otro aspecto, el de restos microscópicos, tan útiles actualmente en las investigaciones petrolíferas. Pero el gran problema del s. XIX es el origen de las especies. En 1809 Jean-Baptiste Lamarck propone una solución: las especies derivan unas de otras; es la teoría de la Evolución; sus ideas son rechazadas y habrá que esperar a 1859, para que, con Charles Darwin, el evolucionismo sea admitido. De este primer evolucionismo queda la realidad de la evolución orgánica en los tiempos geológicos, base de los modernos estudios paleontológicos.

El inglés Charles Lyell (1789-1875), con su concepto de actualismo, marca el punto de partida para la diversificación de las ciencias geológicas, creando un auténtico cuerpo de doctrina. Elie de Beaumont hace aparecer con sus ideas la tectónica y metalurgia. James Dwight Dana (1813-1895) demuestra que los sedimentos se acumulan en zonas deprimidas que llama geosinclinales.

En 1861 se publica el primer mapa geológico del globo, debido al francés Marcou. En un principio, las cartas geológicas representan litologías y edades; cualitativas al comienzo, van siendo cada vez más cuantitativas. La existencia de bases topográficas correctas, así como la utilización de fotografías aéreas, hace que la cartografía experimente un gran desarrollo, siendo actualmente la base imprescindible para cualquier tipo de trabajo geológico.

En la segunda mitad del s. XIX la geología experimentó un gran desarrollo gracias a la aparición de nuevos instrumentos, técnicas y teorías, de entre las que cabe citar como más importantes el microscopio de polarización, de gran uso en el estudio de minerales y rocas, la teoría de los mantos de corrimiento (A. Heim, 1878), la explicación de transgresiones y regresiones por eustatismo (Eduard Suess, 1897), etc.

En el s. XX continuó el extraordinario progreso de la geología; las aportaciones más valiosas de este período son la teoría de la deriva de los continentes (Taylor, 1910; Alfred Wegener, 1912), la utilización de los rayos X para el estudio de materiales (William Henry Bragg, 1920), el uso de métodos radiactivos para la determinación de edades absolutas, la aplicación de métodos geofísicos para el estudio de la composición y estructura de la Tierra, etc.

En las dos últimas décadas del s. XX la geología experimentó una verdadera revolución con el enunciado de las teorías de la expansión de los océanos y de la tectónica de placas, que dan una idea global de la evolución de la corteza terrestre en los últimos doscientos millones de años.


José Martínez Diáz y Juan Miguel Insua. INTERGEO


División de la geología

Hasta finales del siglo XIX esta ciencia no se independizó de la geografía. Su separación se puede explicar mediante el siguiente axioma: «La geografía es la ciencia del presente explicada por el pasado; la geología es la ciencia del pasado explicada por el presente».

El siglo XX es el de la multiplicación de los conocimientos y, por consiguiente, el de la especialización científica, siendo sustituido el trabajo individual por el de equipo. En geología, la especialización sufre un retraso de un cuarto de siglo respecto a otras ciencias, siendo la primera mitad del siglo XX la culminación de la llamada por Pruvost (1965) época de los «geólogos completos».

Este retraso de la geología frente al resto de las ciencias se debe a la gran diferencia entre el tamaño de la Tierra y la pequeña dimensión que el hombre es capaz de alcanzar a su alrededor, junto con la imposibilidad de realizar observaciones en profundidad, dentro de la corteza terrestre, y la gran duración del tiempo geológico, frente al pequeño de la vida humana. La especialización de las ciencias geológicas, que acaban separándose del tronco geológico común, se realiza al adoptar los métodos y objetos de estudio de las otras ciencias.

La geología comprende diversas ciencias particulares. Los fenómenos naturales que modifican el aspecto de la superficie terrestre son el objeto de estudio de la geomorfología, que los considera realidades estáticas. Sus apreciaciones sirven de base para el desarrollo de la geodinámica externa, que se complementa con otras ciencias dirigidas a fenómenos más concretos, como los atmosféricos por parte de la meteorología.

En su contexto se sitúan los análisis sobre los efectos del hielo, el calor y las acciones química y biológica en los constituyentes terrestres. Así mismo, competen a la geodinámica externa el estudio de los fenómenos que modifican la estructura de la corteza terrestre: los glaciares, la acción de aguas continentales —ríos, torrentes, lagos, etc.—, y la de los mares y océanos.

El géiser Lady Knox, en Nueva Zelanda.

La geología también analiza las causas de estos cambios, que en la mayoría de las ocasiones se deben a fuerzas procedentes del interior de la Tierra y que son estudiadas por la geodinámica interna, dividida a su vez en tectónica y estratigrafía.

La primera se diferencia a su vez en tectónica analítica, destinada a la descripción de las deformaciones sobrevenidas en la corteza terrestre —esencialmente fallas y pliegues—, y tectónica general, orientada al establecimiento de leyes que expliquen el origen y la evolución de fosas, sistemas montañosos, etc.

El estudio y reparto de las capas o estratos, su posición relativa, así como las condiciones de formación y las anomalías contenidas, es el objetivo de la estratigrafía. Al buscar las razones lógicas de todos los fenómenos acaecidos en las rocas sedimentarias, se convierte en una ciencia compleja que se vale y necesita de las demás ciencias geológicas, especialmente de la petrografía y paleontología. La paleogeografía, apoyándose en la estratigrafía, tectónica y paleontología, permite la reconstrucción de los ambientes que han existido a lo largo del tiempo geológico.

En tal ámbito se ubica el campo de aplicación de la orogénesis (formación de montañas). También se integran en el área de la geodinámica interna los estudios de vulcanismo y sismología.

Por otra parte, al considerar los estados en que se encontró la Tierra con anterioridad, la geocronología o geología histórica precisa de los datos ofrecidos por las disciplinas anteriores, así como principios en los que basar los razonamientos que expliquen tales procesos. Uno de estos fundamentos es el actualismo, que postula la semejanza entre el comportamiento actual de la Tierra y la evolución que experimentó en épocas remotas.

Los trabajos de geocronología se desarrollan a partir de las aportaciones de diferentes disciplinas tales como la paleontología, estudio de los fósiles, la sedimentología o análisis de la superposición de capas, y la cronometría. A este respecto, entre los múltiples y diversificados métodos cronométricos cabe citar los electromagnéticos, que valoran el comportamiento en tal sentido de las rocas, los sísmicos y los radiactivos (carbono 14, rubidioestroncio, etc.).

La paleontología, iniciada por Georges Cuvier como una prolongación de la zoología, pronto se reveló como una ciencia indispensable para la geología al permitir, mediante el estudio de los restos orgánicos (conchas, esqueletos, dientes, etc.), contenidos en las rocas sedimentarias, determinar su edad relativa. Recordando una frase afortunada de Gaudry, «la Historia natural es realmente historia gracias a la paleontología».

Se han independizado de la paleontología, con propiedad, la paleozoología, paleobotánica y micropaleontología. Esta última se ha destacado, en la actualidad, por la gran importancia que tienen los organismos fósiles de pequeño tamaño (microfósiles) en determinados aspectos de la geología aplicada, así como por la abundancia de sedimentos, que permite la utilización de métodos cuantitativos, lo cual sólo es posible excepcionalmente en los fósiles de mayor tamaño. En realidad, sólo difiere de la paleontología clásica por los métodos empleados; su objetivo es el mismo.

Las investigaciones pueden, por otra parte, orientarse para tratar de explicar no solamente los hechos, sino también la procedencia de las fuerzas que los provocan. Así, la geofísica entra en el ámbito de las leyes estáticas, dinámicas y termodinámicas de la física que regulan el comportamiento de la materia terrestre, mientras que la geoquímica aborda el estudio de su constitución y propiedades.

Ciencia auxiliar de la mineralogía y de la petrografía es la geoquímica, que se ocupa de la distribución de los elementos químicos en la litosfera. Puede decirse que es la base de la mineralogénesis y petrogénesis. Es una ciencia nacida en el siglo XX que camina a pasos agigantados y hace conquistas diarias; de sus investigaciones ha de obtenerse un conocimiento completo de las condiciones por las que la corteza terrestre ha pasado en su proceso de consolidación y evolución.

Los materiales que forman la corteza terrestre tienen una estructura peculiar, cuyo conocimiento necesita de más información que la que proporciona el análisis químico cuantitativo. Es preciso, por tanto, indagar la estructura íntima de esta materia por medio de la cristalografía, así como las propiedades y mutuas relaciones, de lo cual se encargan la mineralogía y la petrografía. Los estudios mineralógicos tienen por objeto los minerales en tanto que componentes no orgánicos de la corteza terrestre, mientras que la petrografía se ocupa de las características que presentan las formaciones rocosas.

el volcán Etna (Sicilia) expeliendo gases. Vista aérea.
Formaciones rocosas en el Salar de Tara, Reserva Nacional de Los Flamencos (II Región de Antofagasta, Chile).

La cristalografía empezó a estudiarse desde un punto de vista geométrico; gracias a las modernas técnicas roentgenográficas, ha cambiado por completo. Su objetivo actual es el estudio de estructuras y redes cristalinas, con un conocimiento total de la estructura íntima de la materia.

La mineralogía, desarrollada paralelamente a la cristalografía, comenzó por determinar la composición de los minerales y sus formas cristalinas; después se plantearon los problemas relativos al origen y génesis de los minerales, naciendo así la mineralogénesis (estudio genético de criaderos y yacimientos). Simultáneamente se desarrolló la cristalogénesis.

La inquietud por los problemas de la composición de la corteza terrestre hace que el conocimiento de las rocas (petrografía), que comenzó desde un punto de vista puramente descriptivo, pasara a una etapa posterior de conocimiento detallado del proceso formativo de las rocas (petrogénesis), su distinción básica en sedimentarias, ígneas y metamórficas, abriendo con ello nuevos cauces a la investigación geológica y progresando indirectamente con el conocimiento de las zonas profundas y de los fenómenos que allí tienen lugar para la formación de los magmas.

La geología física es una de las ciencias geológicas más complejas; su objetivo es el estado actual de la corteza terrestre, modelado y formas superficiales. De hecho, comprende varias partes: topografía, hidrografía, oceanografía, etc.

Como la geología ofrece múltiples aplicaciones en la búsqueda y explotación de los recursos humanos, estas necesidades humanas han hecho que aparezcan diversas ramas dentro del campo de la geología aplicada. Todo trazado de carretera, vías férreas, ubicación de presas, etc., cualquier obra de ingeniería, ha de ir precedida de un concienzudo y minucioso estudio geológico del terreno en que se ha de emplazar la obra para determinar la resistencia, permeabilidad, disposición estructural y otras circunstancias, sin cuyo conocimiento no es posible realizar una obra con las mínimas garantías; este cometido entra dentro del campo de la geotecnia.

De una forma especial, la investigación de yacimientos petrolíferos, cuencas carboníferas y criaderos minerales, ha tomado tal importancia que se ha individualizado en diversas ramas: geología del petróleo, geología del carbón y geología minera. Especial auge ha alcanzado, en los últimos tiempos, la búsqueda y prospección de los recursos hídricos, con vistas a su explotación. Las necesidades actuales de agua para el consumo, agricultura e industria han dado carácter de verdadera doctrina a la hidrogeología. Del mismo modo, la cartografía geológica y fotogeología se han transformado en técnicas indispensables para la investigación geológica actual.

Evolución geológica

La Tierra se encuentra inmersa en un proceso de continua transformación que se inició hace miles de millones de años.

La evolución en el tiempo del planeta es el resultado de la acción combinada de al menos dos fuerzas antagónicas que actúan sobre la corteza terrestre. Una de ellas tiene su origen en la radiación solar, que ha incidido ininterrumpidamente desde el origen del planeta. La otra es una fuente de energía propia de la Tierra, y se debe a los restos de materia estelar que se suponen en su interior.

La corteza terrestre se ve constantemente transformada por la actividad que se registra bajo ella o en las superficies continental y del suelo oceánico, lo que provoca también las consiguientes modificaciones mecánicas y de índole química. Las manifestaciones más violentas de las fuerzas del interior de la Tierra son las erupciones volcánicas y los terremotos, y las más lentas, aunque de efectos trascendentales, son la formación de montañas y la deriva continental o desplazamiento de las placas tectónicas.

Los agentes que actúan desde el exterior de la superficie terrestre provienen de cambios de temperatura causados por las radiaciones solares. Todos los fenómenos meteorológicos obedecen directa o indirectamente a tal efecto. Sin embargo, desde el punto de vista geológico, es la acción acumulada a lo largo de miles de años la que conforma la disposición del relieve terrestre. El conjunto de procesos relacionados con la actividad externa sobre la Tierra se conoce como erosión.

En un análisis macroscópico, es decir, si se considera el planeta como un todo, los fenómenos siguen los principios de la termodinámica. El primer principio de esta rama de la física establece la universal tendencia de los sistemas a reducir su energía potencial, mientras que el segundo muestra su orientación en el sentido de desordenar sus componentes tanto como sea posible, concepto identificado con la entropía o medida del desorden. A modo de ejemplo puede citarse por una parte el magma que emerge del interior de la Tierra, que tiende a disminuir su energía térmica al ceder calor a las rocas circundantes o al aire que lo enfría.

Por otra parte, las rocas, una vez constituidas, manifiestan tendencia a la disgregación por la intervención de los agentes erosivos. Cabe distinguir pues entre procesos físicos reversibles e irreversibles y, aunque esta diferencia resulta en ocasiones difícilmente determinable, la mayor parte de los procesos implicados en la evolución geológica presentan un acusado carácter unidireccional. Al seguir tal evolución, los fenómenos geológicos mantienen a la Tierra en un equilibrio dinámico por el que permanentemente se conforman y destruyen estructuras sobre su superficie.

Eras geológicas de la Tierra


El tiempo en geología

Todos los fenómenos geológicos vienen determinados en función del tiempo. En geología la unidad de tiempo, el «siglo geológico», es el millón de años; es muy difícil, como humanos, poder comprender lo que representa este espacio de tiempo. Bástenos saber que este espacio de un millón de años es el tiempo mínimo en el que podemos hallar vestigios de cambio sobre la superficie de la Tierra. Es la duración de la era Cuaternaria, con sus glaciarismos, depósitos morrénicos, valles glaciares, encajamiento de la red fluvial, etc., y tiempo suficiente para que se desarrolle la humanidad. Otro dato temporal, muy interesante por su espectacularidad, es el de la duración de la orogenia alpina; hay que asignarle como mínimo de 30 a 40 millones de años para explicar el levantamiento y formación de cadenas montañosas como los Alpes, Pirineos, Andes, Himalaya, etc.

Este proceso continuo de transformación de la Tierra a través de miles de millones de años es el resultado de la acción combinada de dos fuerzas antagónicas que actúan sobre la corteza terrestre, una de origen interno y otra externa. La dinámica interna del globo tiende a trastornar la corteza terrestre, levantándola, hundiéndola y provocando reajustes físico-químicos y mecánicos entre sus componentes. Las fuerzas externas se manifiestan mediante procesos de erosión y transporte de materiales que, finalmente, al llegar a zonas favorables, se sedimentarán; de esta forma, se establece un ciclo geológico. La historia evolutiva de la corteza terrestre no es más que una sucesión cíclica de fenómenos.

En la actualidad, la geología se caracteriza por una mayor ponderación de los hechos, prescindiendo de exclusivismos y llegando a la coordinación de las tres concepciones clásicas. El actualismo ocupa su puesto entre las hipótesis necesarias para una explicación básica de los hechos, sin excluir al evolucionismo, aunque en forma distinta y no tan universal como lo concibieron Charles Darwin y Aldous Huxley; incluso el catastrofismo, en su forma más restringida, tiene su puesto en las modernas concepciones de algunos tectonicistas modernos (Eduard Suess, Alfred Wegener).

Investigación geológica

Los trabajos de campo son el principio del estudio de las condiciones naturales del terreno, que deben ser sistematizados de modo que el análisis pueda ser coherente. Un conocimiento previo necesario para el geólogo es la topografía, disciplina destinada al estudio de la forma y las dimensiones del terreno, que resulta de gran utilidad para situarse y tomar referencias de carácter espacial. En tal contexto, la cartografía geológica permite señalar los posibles límites de las formaciones geológicas, y ubicar los accidentes del relieve, las fallas, los anticlinales y sinclinales (pliegues convexos y cóncavos respectivamente), los yacimientos de minerales y los fósiles, etc.

Parque Nacional del Gran Cañón del Colorado. Borde sur del Gran Cañón. (Arizona, Estados Unidos.)

La información ha de complementarse mediante el establecimiento de la disposición relativa de los accidentes geológicos, al cual se procede con la especificación de la dirección y buzamiento (ángulo formado por la horizontal y la máxima pendiente) de los planos característicos del accidente. Para ello se precisa de una brújula de geólogo, que se diferencia de una convencional en tener incorporado un péndulo que permite medir inclinaciones con respecto a la vertical que le sirve de referencia.

Las muestras geológicas pueden tomarse empleando el martillo de geólogo o por medio de los cinceles apropiados a la dureza del material por arrancar. Si se trata de fósiles, deberán ser separados adecuadamente, con indicación del estrato del que procede cada uno. Cuando las muestras no se encuentran próximas a la superficie se deben realizar sondeos mecánicos, en los que la muestra ha de encontrarse escasamente fracturada para poder reconstruir la columna de material, y relacionar la composición de cada parte con la profundidad a la que se encontraba en origen.

Otros métodos indirectos permiten obtener gran número de datos complementarios. La prospección del subsuelo se realiza en ocasiones por métodos gravimétricos, en los que complejos y sensibles aparatos son capaces de apreciar mínimas diferencias de atracción gravitatoria existentes en distintos lugares y, a partir de los datos registrados, deducir la composición del subsuelo. Las ondas sísmicas proporcionan también una valiosísima información, tanto si su procedencia es de terremotos naturales, como si se deben a explosiones provocadas por el hombre. Otras medidas eléctricas y magnéticas pueden aportar información, tras ser cuidadosamente interpretadas.

Por su parte, la fotogeología aérea, realizada tanto desde aviones como desde satélites, permite realizar estudios geológicos de grandes extensiones de terreno. Si bien la precisión conseguida oscila entre amplios márgenes, capacita para recabar datos en zonas de difícil acceso a un costo reducido. El estudio e interpretación de estos datos permiten justificar o no las considerables inversiones necesarias para realizar prospecciones más directas.

Estructura y composición de la Tierra

En sus prospecciones, el hombre ha logrado profundizar sólo algunos kilómetros hacia el interior de la corteza terrestre. Ni siquiera en los lugares en los que esta corteza es de menor grosor le ha sido posible obtener muestras del material que pueda encontrarse bajo la corteza. De hecho, la mayor parte de los trabajos geológicos orientados hacia la fijación de la estructura terrestre interna se fundamentan en procedimientos indirectos. Entre ellos cabe citar el análisis de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra y la observación y comparación de los meteoritos procedentes de otros cuerpos astrales caídos de la exosfera (exterior de la atmósfera).

En relación con la disposición estructural del interior del planeta, se diferencian como porciones básicas la corteza terrestre, el manto y el núcleo. La primera es la capa externa y presenta una profundidad de hasta cincuenta kilómetros en los continentes y de unos diez bajo el océano.

Géiseres del Tatío, situados a más de 4.000 m. de altura. II Región de Antofagasta, Chile.

La corteza terrestre se separa en una capa discontinua, la llamada discontinuidad de Mohorovicid. Bajo ella, el manto ocupa en sucesivas capas —ferrospórica y litospórica— una porción del orden de los 2.900 km de profundidad y constituye el 83% del volumen planetario. Por último, el núcleo presenta un brusco e ingente aumento de densidad, y registra, según distintas hipótesis, variaciones en los estados de agregación: sólido, líquido y el denominado plasmático.

Las observaciones en el interior de los pozos y minas permiten asegurar que la temperatura aumenta con la profundidad. Aunque la apreciación puede ser muy variable en distintos lugares y circunstancias, un valor típico de este incremento es el de unos 3 °C por cada cien metros profundizados, aunque este valor determinado en las zonas más superficiales de la corteza terrestre no puede ser aplicado a zonas más interiores. Esto no sólo se debe a que las energías liberadas en cada nivel son muy diferentes, sino a que también lo es la composición.

A este respecto, la corteza terrestre comprende dos capas básicas. La primera, denominada sial, es de naturaleza granítica y contiene porcentajes elevados de silicio y aluminio. Bajo ella se dispone la segunda, llamada sima o manto, que consta esencialmente de rocas basálticas y que en su composición presenta como elementos predominantes el silicio y el magnesio. Por cuanto se refiere a la composición porcentual de la corteza, los elementos químicos más abundantes son el oxígeno, con una proporción del 46,6%; el silicio, cuyo contenido es del 27,7%; el aluminio, con el 8,1%; y el hierro, con el 5%.

Las composiciones del manto y del núcleo son objeto de notables controversias, aunque se conocen datos parciales como la presencia de rocas básicas en el manto y se especula que hierro y níquel sean los elementos predominantes en el núcleo. Las diversas teorías parten en cualquier caso de la carencia de homogeneidad por debajo de la corteza terrestre.

Movimientos epirogénicos y orogénicos

Por la observación de las estructuras de rocas sedimentarias, según se puede apreciar por la disposición de sus estratos, los estudios geológicos han permitido deducir que éstas han sido sometidas a presiones laterales y desplazamientos, lo que puede hacerse extensivo a otros tipos de rocas, como las metamórficas y las ígneas. Otros trabajos también realizados sobre rocas sedimentarias han favorecido la formulación de la teoría según la cual tuvieron su origen en el mar, pese a que en la actualidad puedan encontrarse a centenares o miles de metros de altitud.

Arco natural de roca en una playa marroquí.

Por otra parte, los materiales geológicos están plegados y dislocados, lo que evidentemente obedece al hecho de que han sido sometidos a presiones laterales y tangenciales, de intensidad variable, que pueden haberlos fracturado en mayor o menor grado. Estas fuerzas de distinta línea de acción pueden descomponerse en dos grandes grupos, en función de los movimientos que producen.

Se llaman movimientos epirogénicos los que provocan un desplazamiento vertical de la corteza terrestre. Éstos son los responsables de que el relieve sea más o menos pronunciado. Por su parte, los orogénicos son aquellos que ocasionan los plegamientos y fracturas, y mantienen componentes horizontales cualquiera que sea su dirección en el plano. El resultado de tales presiones constituye el llamado diastrofismo de la corteza terrestre, conjunto de alteraciones morfológicas debidas a fuerzas endógenas que la afectan.

Teorías orogénicas

Es aseveración genéricamente aceptada en geología que entre los componentes terrestres existe un equilibrio similar al de la flotación de bloques sobre líquidos. Este equilibrio se denomina isostático, y tiene la particularidad de que hace corresponder las mayores profundidades sumergidas con las máximas altitudes en la superficie, análogamente a lo que ocurre si bloques metálicos de distinto tamaño y densidad son arrojados a una balsa de mercurio. Sin embargo, este equilibrio se rompe con relativa frecuencia a escala geológica, y las causas a las que se debe este hecho han dado pie a la elaboración de numerosas teorías, algunas de ellas muy diferentes entre sí.

Así, se diferencian la teoría de la contracción, generada por el mantenido enfriamiento de la corteza terrestre, y el denominado neocontraccionismo, que explica el hecho anterior por razones físicas y químicas que dan lugar a la disminución de la densidad de los materiales.

Uno de los inconvenientes de esta teoría está en que no explica la razón de que haya habido épocas de relativa inactividad tectónica, puesto que sugiere cierta continuidad en el tiempo del proceso. Por su parte, la hipótesis de la deriva de los continentes o desplazamiento por choque de placas continentales se ve justificada, entre otras razones, por la complementariedad de las costas africanas y europeas con las del continente americano.

Por fin, otras teorías orogénicas se fundamentan en la valoración de las fuerzas que ejercen las corrientes del material dispuesto bajo la corteza terrestre, y frente a las que ésta presenta resistencias que la deforman.

Estas teorías se han desarrollado en el ámbito de una antigua divergencia de la oposición entre el actualismo, sustentado en el siglo XIX por el británico Charles Lyell y que defendía la intervención de fuerzas geológicas permanentes mantenidas moderadamente, y el catastrofismo sostenido por Georges Cuvier y que postulaba la transformación geológica a través de grandes cataclismos. Las ciencias naturales se diferencian de las exactas en la relatividad de sus teorías. Sin embargo es posible que sea la geología la que de todas ellas posea unos conocimientos más relativos, pese a que su antigüedad es superior a la de la mayoría de las demás disciplinas de esta área del conocimiento.

Escala temporal geológica

Edad (m.a)
Era
Periodo
Época
Los primeros. . .
Importante

1,8

Ceno-
 
 
zoico
Holoceno Homo sapiens (0,5) 


H. erectus (1,5) 
Homo hábiles(2,0)

Épocas glaciales
Pleistoceno Superior 


Medio 
Inferior

Épocas glaciales Hielo Antarc.
1,8 


  22,5

Neógeno Plioceno 

Mioceno

Afarensis (3,0) 


Procónsul (20) 
Girasol (20-25 m.a.) 
Delfines (mio inf.) 

Mastodontes,  


Pliohippus (Caballo) , ratones, sapos, Ballenas 
Hierbas / césped

Hielo=Ant arctica (3m.a.) 

Volc.: N-Chile

22,5 


  65

Paleógeno Oligoceno 

Eoceno  Paleoceno

Los prim. Ballenas (eoceno) 


Los prim. rosas (eoceno) 
los prim. gatos, perros (eoc) 
El prim. césped

Mesohippus (Caballo) 


Foraminíferas 
Monos 
plantas con flor 
Diversificación de los mamíferos

Europa sal, carbón, Los Alpes 


Chile: Subducción tipo Andino

65 


 
 
  141

Meso-
 
 
zoico
Cretácico superior 


  inferior

Los primeros angiospermas: 


como palmeras, platanes 
Los prim. Tortugas modernas 
Los prim. Serpientes 
Los prim. Cocodrilos

Ext. Ammonites, Belemnites 


Ext. Dinosaurios 




Ammonites irregulares 


Belemnites 
Dinosaurios 
Erizos 
Ginkos

Separación África - América de Sur
141 


 
 
 
195

Jurásico 


 

Malm 

Dogger  Lias

Los primeros aves Archaeopteryx 


Los primeros mamíferos 
Primeros Araucarias

Ammonites  


Dinosaurios 
Ginkgos

Atlántico se abrió 

Chile: Subducción/ Back arc 

195 


 
    230

Triásico Superior 

medio  inferior

Pterosauros (que vuele), sup. 


 
Los primeros sapos antiguos 
Los primeros tortugas ant.

Ext.: Conodontes, la mayoría de Bivalvos, 


Gasterópodos 


Plantas 
Peces 
Reptiles ( Tortugas, Dinosaurios) 
Ceratites

Ginkgo
230 


 
  280

Paleo -

 
 
 

zoico
Pérmico superior 


 
 
  inferior



Los primeros gimnospermas 


  El primer huevo como fósil  (inf.)

Ext.: Goniatites, Trilobites, casi todos Braquiópodos 


Depósitos de sal 


Coníferas 
Foraminíferas, Conodontes, Braquiópodos, Reptiles 
Glossopteris - flora

Choque Siberia con Europa = Ural 

Épocas glaciales

280 


  345

Carbonífero superior 

inferior

Los primeros reptiles (sup.) 


Los primeros Coníferas 
Insectos volantes

Depósitos de Carbón 


Glossopteris, Calamites, Lepidodendron 
Libélulas de 0,5m 
Anfibios terrestres

Fases tectónicas: Apalachiano, Acadian, Varisciano
345 


  408

Devónico superior 


medio 
inferior

Los primeros árboles (sup.) 


Vertebrados van a la tierra firme 
Los primeros insectos (inf.) 
Los primeros tiburones

Corales, Arrecifes 


Goniatites, Braquiópodos

Gondwana 

"Old Red"

408 

439

Silúrico superior 

inferior

La vida conquistó   la tierra firme:

Alacranes

Graptolites, Conodontes Fases tectónicas: Caledoniano, Taconiano
439 

510

Ordovício superior 


medio 
inferior

Los primeros peces Graptolites, Trilobites, Braquiópodos, Gasterópodos
510 


 
 
  570

Cámbrico superior 

medio  inferior

Los primeros Nautiloideos y apretadores 


Los primeros Conodontes 
Los primeros Trilobites (inf.) 
Los primeros Braquiópodos 
Los primeros animales con caparazones. (inf.) Los primeros "carnívoros"

Trilobites, Braquiópodos Periodos glaciales
570 


 
  2500

Pre -
cámbrico
Proterozoico 650: Ediacara Fauna; multicelulares, diferentes

tipos, sin caparazón  
800-900: Los primeras algas multicelulares  
800: los primeros protozoos  
1000-1300: Probablemente los primeros multicelulares 
1900 Fósiles "Gunflint Formation" 
2000-2200: Banded Iron Formations 
2300-2200 begin_of_the_skype_highlighting 2300-2200 end_of_the_skype_highlighting: Estromatolitos; Depósitos glaciales

2500 


 
  4600

Arcaica 2500-3000: Formación de los Cratones 


3100: Fig Tree (África de sur); Cianobacterias 
3300: Onverwacht ( África de sur): fósiles (bacterias) 
3400-3500: Pilbara / Australia: Los primeros estromatolitos 
3700: Gneis de Amitsoq: rocas terrestres más antiguas 
4600-4000: Cráteres lunares 
4600: Rocas lunares, meteoritos; Formación de la tierra


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