EL TIEMPO GEOLÓGICO

GeoloGía Física

Casa abierta al tiempoUNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

CONTENIDO La Geología necesita una escala temporal. Datación relativa: principios fundamentales.

Correlación de las capas rocosas. Fósiles: evidencias de vida en el pasado.

Datación con radioactividad.

Escala de tiempo geológico. Dificultades para fechar la escala de tiempo geológico.

A finales del siglo XVIII, James Hutton (1726~1797) reconoció la inmensidad de la historia de la Tierra …

y la importancia del tiempo como componente de todos los procesos geológicos.

En el s. XIX Sir Charles Lyell y otros científicos demostraron que la Tierra había experimentado muchos episodios de formación y erosión de montañas, que debían haber precisado grandes intervalos de tiempo geológico.

Durante muchos años no hubo método para calcular la fecha de los diversos acontecimientos geológicos.

Escala de tiempo geológico

¿Principio de datación relativa? ¿Qué parte desempeñan los fósiles?

¿Qué es la radiactividad? Relojes geológicos

“Libro de Revelaciones en la Biblia de la Geología”

John Wesly Powell (1869).

La geología necesita una escala temporal

Comprendió que las pruebas para una Tierra antigua están ocultas en las rocas.

Como las páginas en un libro de historia extenso y complicado, las rocas registran los acontecimientos geológicos y las formas de vida cambiantes del pasado.

Interpretar la historia de la Tierra es un objetivo fundamental de la Geología.

Entre las principales contribuciones de la Geología al conocimiento humano se cuenta la escala del tiempo geológico y el descubrimiento de que la historia de la

Tierra es extraordinariamente larga.

TIEMPO GEOLÓGICO Datación Relativa

(s. XIX) Los acontecimientos

geológicos se colocan en su secuencia u orden apropiados sin conocer su edad absoluta en años.

Ley de la superposición de

los estratos. Principio de la sucesión

faunística (biótica).

Escala del Tiempo Geológico

En el estudio de la

geología, es importante la apreciación de la

magnitud del tiempo geológico.

Edad de la Tierra: 4567

m.a.

Velocidad de sedimentación

Salinidad del océano

Calculos de Lord Kelvin: propuso que la Tierra no podía tener más de 100 millones de años.

Datación relativa: principios fundamentales

Ley de la superposición Nicolaus Steno (1638 – 1686)

En una secuencia no deformada de rocas sedimentarias, cada estrato es más antiguo que el que tiene por encima y más joven que el que tiene por

debajo.

Horizontalidad Original

Relaciones en corte transversal

Principio de intersección

Principio de intersección

Un cuerpo rocoso intrusivo es más joven que la roca en la que intruye. Una falla es más joven que la capa que corta.

A. Las inclusiones de granito del estrato sedimentario adyacente indican que la capa sedimentaria se depositó encima de una masa meteorizada de granito. B. Intrusión magmática desde abajo y posterior cristalización del magma.

Inclusiones

A B

Granito Granito

Discontinuidades estratigráficas.

Representan largos periodos durante los cuales se interrumpió la sedimentación.

Cuando observamos estratos rocosos que se han ido depositando sin interrupción, se dice que son concordantes.

Cuando rocas ígneas intrusivas más antiguas están cubiertas por estratos sedimentarios más jóvenes, existe una discontinuidad denominada no conformidad litológica.

No conformidad: separa rocas ígneas, metamórficas e intrusiones más antiguas de los estratos sedimentarios más jóvenes.

Paraconformidad: los estratos situados a ambos lados son en esencia paralelos.

Angular: rocas sedimentarias inclinadas o plegadas sobre las que reposan estratos más planos y jóvenes.

Corte geológico del Gran Cañón que ilustra los tres tipos básicos de discontinuidades estratigráficas.

Una discordancia representa un periodo prolongado durante el cual se produjo deformación y erosión.

Corte geológico de una región hipotética

Dique estrato o sill

dique

Revela la extensión total de las rocas sedimentarias en la región.

Correlación de estratos En tres localidades de la meseta de

Colorado

Los organismos fósiles se sucedieron unos a otros en un orden definido y determinable, y por consiguiente, cualquier periodo puede reconocerse

por su contenido de fósiles.

Principio de Sucesión Faunística William Smith s. XIX

Ejemplo de una disconformidad y de una sucesión faunística.

El solapamiento de fósiles contribuye a la datación de las rocas con más exactitud que la utilización de un solo fósil.

Fósil índice o guía

Los fósiles son herramientas importantes para el geólogo. Además de ser muy importantes en la datación relativa, los fósiles pueden ser útiles indicadores ambientales.

A. Molde natural de un trilobites. B. Cefalópodo extinto.

A B

Madera petrificada

Moldes de invertebrados con caparazón

Avispa conservada como película de carbón

Impresiones que muestran considerable detalle

Insecto en ámbar

Huella de dinosaurio en caliza

La Tierra tiene alrededor de 4,567 m. a.

Los dinosaurios se extinguieron hace unos 65 m.a.

Datación con radiactividad

átomo simplificado

nubes de electrones de forma esférica

Número atómico

Masa atómica

El núcleo del uranio tiene siempre 92 protones, de manera, que su número atómico es siempre 92. pero su contenido de neutrones varía, de modo que el uranio tiene tres isótopos: U234, U235 y U238.

Tabla Periódica de los Elementos Químicos

Tipos comunes de desintegración radiactiva. Observe que en cada caso cambia el número de protones (# atómico) en el núcleo, produciendo así

un elemento diferente.

El radioisótopo padre (uranio-238) se descompone siguiendo una serie de etapas, emitiendo 8 partículas alfa y 6 partículas beta antes de convertirse en el isótopo hijo estable, el plomo 206.

Periodo de semidesintegración (vida media)

Tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los núcleos de una muestra. El P-S es una forma común de expresar la velocidad de desintegración radiactiva.

Curva exponencial

Isótopo radioactivo Período de semidesintegración

en años (mediavida)

Producto de desintegración radioactiva = isótopo radiógeno

87Rb 48,6 x 109 87Sr

232Th 14,0 x109 208Pb

40K 1,3 x109 40Ar

238U 4,5 x109 206Pb

235U 0,7 x109 207Pb

14C 5730 14N

www.geovirtual2.cl

Uranio 238 Plomo 206 4, 500 m.a.

Uranio 235 Plomo 207 713 m.a.

Torio 232 Plomo 208 14, 100 m.a.

Rubidio 87 Estroncio 87 47,000 m.a.

Potasio 40 Argón 40 1, 300 m.a.

Isótopos utilizados frecuentemente en la datación radio métrica

Carbono 14

Se utiliza para fechar acontecimientos muy recientes (radiocarbono).

Algunos neutrones son absorbidos por los átomos de nitrógeno, haciendo que cada núcleo emita un protón; creando un elemento diferente, el carbono 14.

Producción

Desintegración

Escala de tiempo geológico

Cascadiana

Laramídica

Nevadiana

Apalachiana

(Herciniana) Acadiana Caledoniana

Taconiana

Grenvilliana

Hudsoniana

Orogenias

Durante todo el transcurso del T. G., se produjeron breves pero intensos episodios de deformación de la corteza.

Dificultades para fechar la escala de tiempo geológico

Las fechas absolutas

para los estratos

sedimentarios suelen

determinarse examinando su relación

con las rocas ígneas.

Tarea

Lecturas de comprensión y complementaria sobre el Catastrofismo vs Uniformitarismo y Actualismo.

Registro de la vida a lo largo de la Historia de la Tierra.

Comprensión de la lectura: Quaternary geologists win timescale vote.

Historia geológica: Paleozoico. Deposición de materiales de grano fino en un ambiente de sedimentación marino.

Los estratos contienen fósiles de artrópodos marinos del Paleozoico (Trilobites). ¿Mediados del Paleozoico?. Proceso de metamorfismo de bajo grado que afecta a los

materiales marinos depositados, formándose pizarras que conservan su contenido paleontológico. Este proceso metamórfico puede estar relacionado con una orogenia hacia mediados del Paleozoico. Posible regresión marina.

Finales del Paleozoico- principio del Mesozoico. Erosión importante de los materiales

afectados por la orogenia del Paleozoico. Mediados del Mesozoico. Posible transgresión marina. Deposición de materiales

carbonatados en zona de plataforma continental (ambiente de sedimentación marino). Este material presenta restos de cefalópodos del Mesozoico (Ammonites).

Mediados-final del Mesozoico. Posibles regresión marina. Deposición de materiales

continentales. Restos de dinosaurios terrestres. Actividad tectónica. Se produce una falla que afecta a los materiales depositados hasta el

momento. Principios-mediados del Cenozoico. Erosión o no deposición de materiales. Finales del Cenozoico. Deposición de materiales de posible origen fluvial. Restos

paleontológicos de restos de mamíferos. Ambiente de sedimentación continental.