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Geología

Geocronometría: La ciencia de medir el tiempo en geología

La geocronometría tiene como objetivo la medición del tiempo en el registro geológico. El registro geológico es la memoria de la Tierra, que obedece a procesos cuyos resultados están preservados en las rocas, incluyendo aquellos que suponen erosión o no sedimentación pero sobre los cuales hay evidencias de que se desarrollaron. El registro geológico se compone de elementos materiales y tiempo.

Los procesos geológicos se desarrollan en intervalos de tiempo desde muy breves hasta muy largos. De los primeros podemos citar  los procesos nucleares, como la división de un isótopo radioactivo en el interior de un grano de apatito, liberando una partícula α que daña su estructura cristalina en forma de una traza recta visible al microscopio petrográfico. El proceso más largo es la desgasificación del Manto terrestre, iniciada hace 4.000 millones de años  y todavía activa,  a la que debemos la formación de la atmósfera y los océanos.

En geología describimos el tiempo de tres formas distintas. Por ejemplo, en la siguiente frase: las huellas más antiguas de homínidos bípedos halladas en Europa, en la isla de Creta,  son de hace 5,7 millones de años, hablamos de un tiempo histórico, pues se trata de un momento pasado en relación con la fecha del día en que leemos este escrito. En esta forma el tiempo máximo posible, en valores absolutos, es el de las rocas preservadas más antiguas de la Corteza (3.900 millones de años) y cada día se amplía en 24 horas más. Otra manera es cuando decimos, por ejemplo, que en el volcán del Cerro de Agras, en Cofrentes, se produjeron tres fases eruptivas en 300.000 años. Aquí  hacemos referencia solo a un intervalo de tiempo físico.

Un tercer modo de considerar el tiempo es mediante el reconocimiento de procesos que se desarrollan de una manera cíclica, a veces periódica, y cuya duración podemos estimar. En este caso contar ciclos en una sucesión de materiales es una forma de contar el tiempo, a veces de manera absoluta. La figura 1 es un gráfico en el que se ha representado el espesor individual de 141 láminas de un cuerpo sedimentario formado en aguas marinas someras, de los materiales del Eoceno de Vic (Barcelona). Los espesores se agrupan en ciclos de traslación lunar de forma que cada capa representa el depósito de sedimento producido por las mareas en un día.

Figura 1. Ciclos mareales en un cuerpo sedimentario marino del Eoceno de la Cuenca del Ebro (Santisteban y Taberner, 1988).

Los Ciclos de Wilson —por el nombre de quien propuso la teoría de la Tectónica de Placas— describen la apertura y el cierre de un océano mediante los mecanismos que rigen la dinámica litosférica. Suelen tener centenares de millones de años de duración, no son periódicos y obedecen a causas internas de la Tierra. Pero hay muchos otros tipos de ciclos que responden a los parámetros astronómicos de nuestro planeta, como los que determinan las mareas, las glaciaciones o el clima (Figura 2). A una escala menor, algunos organismos como el coral Manicina alveolata, o  los estromatolitos cianobacterianos, desarrollan bandas de crecimiento diario que pueden ser observadas en sus esqueletos o construcciones de carbonato. La aplicación de este criterio a corales del Devónico Medio (hace 383 millones de años), que presentan estructuras  similares en su epiteca, dan como resultado 400 bandas a lo largo de un período  anual, lo que supone 400 días de 21,9 horas. Esta diferencia con respecto a la duración del día actual y al número de días de un ciclo de traslación completo es debida a la fricción mareal, lo que provoca una disminución en el momento angular de la Tierra.

Figura 2. Alternancias rítmicas de calizas y margas hemipelágicas de los depósitos eocenos de Sopelana (Vizcaya). Esta sedimentación marina profunda estuvo regulada por ciclos de precesión de 21 mil años modulados por ciclos de excentricidad en la órbita de la Tierra de 100 mil años (Martínez-Braceras  et al., 2017).

Se ha observado que incluso hay una periodicidad en la interrupción de muchos procesos implicados en la formación del registro geológico, cada 30 millones de años, que obedece a causas extraterrestres. Se  cree que es debida al impacto de grandes meteoritos procedentes de la nube de Oort y cuyos efectos en la Tierra se describen como cambios climáticos, importantes episodios de volcanismo, variaciones del nivel del mar o extinciones biológicas en masa.

El reconocimiento de cambios faunísticos importantes en el registro sedimentario está en la base del desarrollo de la Escala de Tiempos Geológicos y en la Tabla Cronoestratigráfica Global. La primera depende, por motivos de procedimiento histórico, de la segunda. La escala de tiempos geológicos comprende una jerarquía de unidades de  tiempo en sentido físico (Eón, Era, Período, Época y Edad) y que solo supimos certificar cuando se establecieron los métodos de datación absoluta en el siglo XX. La Tabla Cronoestratigráfica Global comprende una jerarquía de unidades que corresponden a conjuntos de materiales formados en un determinado lapso de tiempo (Eonotema, Eratema, Sistema, Serie y Piso). Es correcto decir que los dinosaurios no avianos proliferaron en la Tierra en la Era Mesozoica, pero no que lo hicieron en el Mesozoico, pues éste se refiere solamente al eratema  correspondiente, que es el conjunto de estratos en el que fueron enterrados y en los que hoy encontramos sus restos. No es correcto anunciar el Antropoceno como una nueva “Era”, tal como ha sido publicado en la prensa: Bienvenidos al Antropoceno: la era de un planeta acorralado por el Hombre (El Mundo); La Tierra entra en la era del Antropoceno (ABC); Nuestra huella lleva a una nueva era geológica: el Antropoceno (La Vanguardia); Antropoceno: la era del cambio global (Museo Nacional de Ciencias Naturales). La similitud del nombre de las unidades de la escala geocronológica con palabras del lenguaje común induce a confusión, que puede perdonarse por lo provisorio de lo escrito en la prensa diaria. El Antropoceno, si el método científico lo confirma, será posiblemente una Serie con la duración de una Época, lo que para nuestra Era, la Cenozoica, implica entre 18 millones de años y 10.000 años. Si de verdad es algo distinto a lo anterior, su confirmación se verá cuando nos acerquemos a su final.


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