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En este volumen se presenta la sucesión de los eventos físicos y vitales más importantes que se sabe o se cree que la Tierra atravesó. Es una historia de la Tierra, y más especialmente de Norteamérica, durante las largas eras geológicas, tal como se lee en las diversas formas de rocas y en los organismos del pasado, los fósiles, que juntos conforman su capa más externa.
La Geología Histórica, a veces también llamada Geología Estratigráfica, reúne todo lo conocido en los demás departamentos de Geología y Paleontología. Al organizar este conocimiento, dilucidamos la historia de la Tierra desde los primeros registros geológicos conocidos hasta la actualidad. Sin embargo, hasta el momento, nuestro conocimiento se limita a Europa Occidental y Norteamérica, aunque se ha recopilado información dispersa de todos los países.
A medida que aumenta nuestro conocimiento de la geología, y en especial de la geología histórica, los nuevos datos que salen a la luz sugieren nuevas maneras de explicar y correlacionar lo que ya hemos aprendido. En consecuencia, las perspectivas y la terminología antiguas cambian constantemente y seguirán haciéndolo durante mucho tiempo. Todo conocimiento en aumento evoluciona hacia la verdad, y lo que ahora es aceptable puede ser rechazado con el posterior descubrimiento de nuevos hechos y nuevas interpretaciones.
El registro geológico conocido es, en el mejor de los casos, una crónica imperfecta de la historia de la Tierra, y siempre lo será. Abundan las interrupciones que marcan omisiones en el registro, algunas de las cuales se deben a la falta de sedimentación de estratos, otras a la destrucción del registro por erosión de las formaciones, o a su ocultación y alteración por metamorfismo o cambios en las rocas, como se explica en la primera parte de este tratado.
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En nuestra lectura del registro geológico mediante el proceso de ensayo y error, nos guiamos por la ley de continuidad o uniformidad en las operaciones de la naturaleza: mediante el estudio de las fuerzas que actúan hoy y sus resultados, aprendemos a descifrar la historia geológica de nuestra esfera terrenal; y llegará el día en que los geólogos serán mucho más capaces que ahora de visualizarse y describir a otros la naturaleza del relieve detallado de las tierras, la extensión y el carácter de los océanos, y la vida esencial de cualquier época. Ni siquiera se conocen aún todos los rasgos más importantes de esta historia, y apenas se conocen los detalles, por lo que muchas generaciones de investigadores aún tienen un vasto campo de investigación científica por delante. Es mediante la recopilación de todos los detalles que se discernirán no solo los rasgos más importantes de la evolución de la Tierra, sino también su método cotidiano de trabajo y los resultados incidentales de sus operaciones físicas y orgánicas.
Dana ha dicho con acierto: «En el estudio de la geología, a menudo se espera encontrar líneas claramente definidas entre las eras y los períodos, o las subdivisiones correspondientes de las rocas; pero la historia geológica es como la historia humana en este sentido. El tiempo es uno en su curso, y todo progreso es uno en su plan».
Los océanos se extienden periódicamente sobre las tierras y las inundaciones se retiran con la misma frecuencia. Grandes cordilleras se han alzado muchas veces cerca de los límites de los continentes, solo para fragmentarse poco a poco y extenderse como gruesas o delgadas capas de sedimentos sobre los fondos de las cuencas hidrográficas adyacentes. «Las rocas se convierten en polvo y las montañas se derriten». Este desplazamiento de los materiales de las zonas altas de las tierras hacia las más bajas o hacia los mares y océanos desplaza una cantidad de agua equivalente a la masa de sedimentos vertidos en los mares, lo que tiende a provocar que los océanos inunden las tierras. Sin embargo, la gran mayoría de estas inundaciones oceánicas se deben a movimientos de la corteza terrestre: depresiones y elevaciones. Las raíces de las antiguas montañas permanecen para siempre donde antaño alzaban orgullosas sus crestas, pero su antigua grandeza solo puede revelarse restaurando la extensión de los pliegues y calculando la cantidad de sedimentos transportados a las zonas cercanas y depositados allí como formaciones. En la primera parte de este libro de texto se ha explicado el origen de estas montañas, la naturaleza de su estructura rocosa interna y las fuerzas que las desintegraron y transportaron sus escombros a niveles inferiores. Ahora veremos la sucesión de estos fenómenos.
Las tierras están cambiando lenta pero continuamente. No solo cambian sus superficies, sino incluso sus contornos, [ p. 3 ] y, sin embargo, no ha habido un intercambio general de posición, en un momento dado o en el transcurso de los siglos, entre los continentes y los océanos. Es cierto, sin embargo, que estos últimos a menudo se han extendido temporalmente sobre los continentes como mares poco profundos más o menos anchos, y también que vastas áreas de tierra firme se han hundido permanentemente en los abismos. Las áreas oceánicas son las características más permanentes de la superficie terrestre, y sus cuencas han crecido constantemente a expensas de los continentes. Originalmente, los continentes eran mucho más grandes y se extendían de este a oeste a ambos lados del Mediterráneo (Tetis); ahora se extienden de norte a sur debido a vastos hundimientos de tierras en las profundidades de los océanos Atlántico e Índico. Australasia no es más que los restos de una gran Australia y el sureste de China (Sino-Australia).
La geografía de la Tierra ha experimentado numerosos cambios, e incluso durante cada período geológico se han producido alteraciones profundas. Grandes cordilleras se han plegado en un período y erosionado en el siguiente; muchas de ellas han sufrido elevaciones más de una vez y, con la misma frecuencia, han sido arrastradas a los mares adyacentes. Dado que los procesos dinámicos son lentos, esta simple observación indica que las divisiones del tiempo geológico son de larga duración y que la edad de la Tierra es muy grande. Restaurar estas antiguas fases de la geografía (= paleogeografía) es uno de los problemas geológicos más difíciles. Las líneas de costa rara vez se indican en los sedimentos, y sin embargo, las acumulaciones marinas permanecen donde se depositaron originalmente. A partir de su naturaleza y sus inclusiones orgánicas, se pueden descifrar los fenómenos geológicos y biológicos de una época determinada, el relieve topográfico del terreno y si el clima era húmedo o seco, cálido, fresco o frío.
El orden cronológico es el principio fundamental de toda historia, y en la Geología Histórica, la secuencia ordenada del tiempo la determina el geólogo mediante una sucesión probable de formaciones rocosas. El orden cronológico final se determina (1) mediante el orden local real en la secuencia superpuesta de rocas estratificadas y su superposición de un lugar a otro; (2) mediante el grado de evolución alcanzado por los fósiles contenidos en los estratos; (3) mediante las discordancias o rupturas en la secuencia de formaciones rocosas; y (4) mediante el orden determinado en que las rocas ígneas se intersecan o cortan entre sí y con las formaciones estratificadas.
Así como la superficie terrestre se encuentra en un estado continuo de lento cambio debido a las alteraciones internas y la gravedad, también debe ocurrir lo mismo con la atmósfera, ya que sus gases provienen del interior cálido. Incluso el agua nace del interior de la tierra. Cuando las tierras son [ p. 4 ] más altas y el aire más seco de lo habitual, los climas son más rigurosos para las montañas, especialmente para las plantas y animales que viven en sus laderas. En ese momento, la actividad ígnea también alcanza su máximo nivel, y los materiales rocosos profundos se inyectan en la litosfera, las lavas y las cenizas volcánicas se esparcen sobre ella, y se añaden nuevos vapores de agua y gases a la atmósfera. Vivimos en una época en la que tales acciones e interacciones, físicas y orgánicas, se aceleran e intensifican, y debemos prestar la debida atención a esta condición al intentar explicar los fenómenos de eras geológicas pasadas mediante la ley de continuidad o uniformidad. Actualmente conocemos muchos de estos crescendos o aceleraciones en la evolución física y orgánica de la Tierra. Por otro lado, a lo largo de vastos períodos de tiempo geológico, existe una estabilidad cortical y atmosférica más o menos pronunciada, con cambios leves. Sin embargo, con el tiempo, la estabilidad da paso a una inestabilidad cortical máxima.
Esta inestabilidad de la corteza terrestre provoca cambios en el entorno de las plantas y los animales, en mayor medida en la materia orgánica terrestre y en menor medida en los océanos. Por consiguiente, el cambio orgánico es más lento en los organismos oceánicos y mucho más acelerado en la vida terrestre. En la segunda mitad de la historia de la Tierra, se conservan abundantes evidencias de la vida del pasado en los sedimentos rocosos, y estos fósiles son nuestra principal fuente de información para clasificar y correlacionar las rocas estratificadas de un tiempo determinado. Durante la primera mitad del tiempo geológico, el registro rocoso está casi desprovisto de fósiles, pero para el Cámbrico la vida marina ya estaba presente. Del reino marino llegaron migrantes a la tierra, primero por elección en las aguas dulces, luego por necesidad en las aguas efímeras y finalmente en las tierras secas. En los mares y océanos, la evolución orgánica continuó monótonamente a lo largo de los siglos, pero en la tierra, las plantas y los animales estaban en constante conflicto con sus hábitats variables. Mediante un esfuerzo constante y la eliminación de los menos aptos, surgieron organismos cada vez más perfeccionados y superiores, con una mentalidad cada vez mayor, que finalmente culminaron en el hombre. La vida, originada en el agua y el dióxido de carbono, ha continuado incesantemente, luchando por la fuerza de las circunstancias hacia mecanismos mejor adaptados, dotados de capacidades de pensamiento cada vez más elevadas.