| X. El aspecto cambiante de América del Norte, o los geosinclinales, las zonas fronterizas y los geanticlinales | Página de título | XII. La Era Proterozoica, o Edad de la Fabricación del Hierro |
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¶ Historia de las clasificaciones
La mayor parte de Canadá, o mejor dicho, el Escudo Canadiense, con más de 2.000.000 de millas cuadradas de extensión, expone la porción más antigua del continente norteamericano (véase la fig., pág. 139). Aquí reside el complejísimo registro de sucesos, registrado durante las primeras eras del tiempo geológico.
Obra de Sir William Logan. — El inicio del desenlace de esta historia recayó en William Edmond Logan (1798-1875), el primer director del Servicio Geológico de Canadá. Realizó una excelente labor pionera y, al inaugurar el estudio de las formaciones precámbricas, se le ha llamado el Padre de la Geología Precámbrica.
Geikie dice de Sir William Logan: «Al comienzo mismo de su conexión con el Servicio Geológico de Canadá en 1843, Logan confirmó la observación [de geólogos anteriores] de que las formaciones fosilíferas más antiguas de América del Norte se encuentran de manera discordante en una vasta serie de gneis y otras rocas cristalinas, a las que continuó al principio aplicando el antiguo término Primario». Después de años de trabajo por parte de él y sus asociados, propuso para estas masas minerales más antiguas la denominación general de Laurentian, a partir de su desarrollo entre las montañas Laurentide. … En el curso de su progreso, se encontró con una serie de pizarras duras y conglomerados, que contenían guijarros y cantos rodados de [ p. 144 ] el gneis, y evidentemente de origen más reciente. . . . Estas rocas, que se muestran ampliamente a lo largo de las orillas del norte del lago Huron, las llamó Huronian. Posteriormente describió una segunda serie de rocas cupríferas que se encontraban discordantes en las rocas huronianas del Lago Superior. Así, reconoció la existencia de al menos tres vastos sistemas más antiguos que las formaciones fosilíferas más antiguas. … Siempre será recordado como uno de los pioneros de la geología, quien, frente a increíbles dificultades, abrió el camino hacia la comprensión de las rocas más antiguas de la corteza terrestre.
Método de correlación. — Para descifrar la cronología precámbrica, el geólogo no cuenta con fósiles en los que basarse, y los criterios utilizados para determinar la secuencia geológica son de naturaleza física, como se indica a continuación: (1) similitud del carácter de las rocas, (2) naturaleza estructural de las rocas, (3) superposición de las formaciones, (4) movimientos de la corteza y (5) ciclos de erosión. El estudio de las diversas formaciones precámbricas deja claro que sus dos características más significativas y distintivas son: (1) las extensas revoluciones de la corteza, caracterizadas por vastas afloraciones de rocas fundidas; y (2) la profunda profundidad a la que la erosión ha erosionado, revelando en grandes áreas niveles más profundos de la corteza que, aunque profundamente enterrados, estuvieron sujetos a metamorfismo regional; niveles cuyo lugar original estaba millas por debajo de la superficie actual.
Duración del Tiempo Precámbrico. — Los geólogos generalmente admiten que el tiempo del Cámbrico, el primer período con abundancia de fósiles, fue extremadamente largo. Durante este tiempo hubo al menos dos y posiblemente tres revoluciones marcadas, y se desconoce cuántas rupturas menores existen en el registro geológico. En consecuencia, hemos asignado, basándonos en el reloj radiactivo (véase la Fig., pág. 105), más de la mitad del tiempo geológico a las eras Arqueozoica y Proterozoica.
Terminología. — Con respecto al uso de los términos Arqueozoico y Proterozoico para la Era de la Vida Larval y la Era de los Invertebrados Primitivos, respectivamente, cabe señalar lo siguiente. Dado que las eras posteriores se caracterizan por una abundancia de vida preservada en fósiles, es muy conveniente destacar este hecho en los nombres mediante la terminación zoico, que significa vida. Previas a las eras con abundancia de fósiles, las más antiguas casi no presentan ninguno en formas reconocibles, y en el mejor de los casos, son siempre extremadamente escasos. Por lo tanto, no se puede desarrollar una clasificación de las formaciones del Proterozoico y el Arqueozoico basada en fósiles, aunque es cierto que existió vida a lo largo de ambas eras. El uso de zoico en los nombres de estas eras es, sin embargo, justificable y armoniza [ p. 145 ] con los utilizados para las eras posteriores, aunque la clasificación de las formaciones del Arqueozoico y el Proterozoico se realiza por estructura geológica y no por fósiles. Dado que las formaciones del Arqueozoico aparentemente carecen de fósiles y, además, están muy alteradas, algunos geólogos prefieren llamarlo Arcaico (que significa muy antiguo o que podría interpretarse como comienzo), término que antiguamente se aplicaba a todas las formaciones precámbricas. Sin embargo, en este libro se prefiere Arqueozoico porque significa vida más antigua o primigenia, un significado que concuerda con nuestra concepción actual.
Divisiones del Tiempo Arqueozoico. — En el Capítulo VII se presentan los eventos geológicos del tiempo precámbrico en forma de tabla y en relación con las formaciones más jóvenes; a continuación, solo se enumeran los eventos más importantes del Arqueozoico, ordenados de más jóvenes a más antiguos.
Tabla de eventos arqueozoicos
Ep- Intervalo Arqueozoico y peneplanación
Registro diastrófico < Revolución Laurentiana, formación de montañas e intrusión de granitos lauentianos
Registro acuoso y volcánico < serie Grenville (puede resultar ser Proterozoico (Huroniano)) Volcánicos y sedimentos de Keewatin-Coutchiching
El comienzo irrecuperable de la historia de la Tierra
¶ Tiempo Arqueozoico
En el Capítulo IX se describen los eventos que se cree tuvieron lugar durante el tiempo pre-Arqueozoico, y ahora procederemos a una presentación de las formaciones más antiguas conocidas por los geólogos.
Complejo Basamental. — El estudiante de rocas arqueozoicas se enfrenta a grandes dificultades, ya que ninguna de las formaciones del complejo basamental se encuentra en su estado original. Se denominan rocas basálticas por ser las más antiguas conocidas, y un complejo por su naturaleza actual altamente alterada. Los sedimentos depositados por el agua, las lavas y los granitos han sido alterados considerablemente por las tremendas presiones de las fuerzas formadoras de montañas, y curvados y retorcidos por las masas ígneas intrusivas. Por lo tanto, su estado original, debido al calor, la presión y el consiguiente flujo de roca, ha sufrido cambios químicos, y su materia mineral se ha recristalizado en otros tipos, dando lugar a nuevas rocas en estado cristalino, gneisico o esquistoso. En muchos lugares nada permanece como antes; todo parece estar en una confusión desesperada, por lo que [ p. 146 ] el orden de superposición de las formaciones y el valor temporal que debe asignarse a sus contactos son extremadamente difíciles de establecer. Actualmente, se otorga mayor importancia al grado en que las erupciones más recientes que surgen desde abajo han cortado las formaciones más antiguas, ya que la edad de una roca eruptiva se calcula a partir del momento en que se enfrió en las masas intrusivas. Le sigue en importancia la extensión superficial de las discordancias angulares resultantes de la formación de montañas y de los intervalos de erosión posteriores, de larga duración.
El Arqueozoico, en su conjunto, es homogéneo en su heterogeneidad, es decir, es igual en su extraordinaria complejidad.
Primeras Rocas Sedimentarias. — En la historia geológica más temprana, aunque aún no descubierta, se cree que la superficie terrestre solo contenía rocas ígneas, y estas eran esencialmente granitos. Con la llegada de las lluvias, se formaron los primeros sedimentos, productos de la erosión de granitos y lavas, además de polvo volcánico y materiales de disolución como calizas disueltas de los granitos y lavas. Por lo tanto, los sedimentos debieron ser areniscas y lutitas, y es posible que las calizas se precipitaran inicialmente químicamente; posteriormente, organismos participaron en su deposición.
Ausencia de la corteza terrestre original. — Los geólogos aún no tienen evidencia de lo que ocurrió en el Arqueozoico más temprano, ni han visto la base original sobre la que se asientan las series Coutchiching, Keewatin y Grenville. Por lo tanto, la evidencia es concluyente de que la base original del Escudo Canadiense, es decir, las rocas más antiguas que las que ahora descansan sobre los granitos Laurentianos, ha sido desplazada o refusionada por las grandes surgencias de estos, los granitos más antiguos conocidos.
Formaciones Arqueozoicas. — Keewatin y Coutchiching son las formaciones más antiguas conocidas de Norteamérica. La formación Coutchiching es la serie sedimentaria más antigua conocida y se encuentra típicamente en la región de los Lagos Lluviosos de Canadá, al norte de Minnesota. Su espesor mínimo es de 1400 metros, y originalmente consistía principalmente de lutitas carbonosas, ahora metamorfoseadas en micaesquistos, y dolomita, ambas probablemente de origen marino. Keewatin, más conocida en la zona del Lago de los Bosques, en el extremo occidental de Ontario, consiste en flujos de lava oscura subacuática (generalmente basaltos, ahora piedras verdes o esquistos), con algunos lechos de ceniza y lutitas carbonosas y arenosas negras, ahora transformadas en esquistos. Más al este, como en la Isla Hunter y el río Mattawin, hay mucho hierro (generalmente hematita) en jaspes bandeados, y el hierro se extrae en la Cordillera Vermilion de Minnesota. El Keewatin, al igual que el posterior Grenville, tiene una amplia distribución, pero los afloramientos son generalmente pequeños y muy localizados. Representa uno de los mayores derrames de basalto.
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En la provincia de Ontario, al norte del lago Ontario y al este del lago Hurón, se encuentra una vasta sucesión de estratos esencialmente calcáreos: la gruesa serie Grenville. En este libro, estas formaciones se conservan en el Arqueozoico, de acuerdo con la opinión predominante, aunque Leith y Collins creen que podrían ser del Proterozoico (Huroniano). Conocimos esta serie por primera vez gracias a Logan, quien les dio el nombre del municipio de Grenville. Actualmente, se sabe que cubren la mayor parte de Labrador, Quebec, Ontario, las Mil Islas, las Adirondacks y el sur de la Tierra de Baffin. Adams y Barlow han estimado el espesor en Ontario en más de 94.000 pies (casi 18 millas), de los cuales unos 50.000 pies son de caliza. Sin embargo, la fase caliza se limita prácticamente al sur de Ontario, las Adirondacks y Quebec. (Véase la figura, pág. 147).
Las partes más llamativas de la serie Grenville son la caliza cristalina, a veces un mármol blanco tosco, pero con mayor frecuencia coloreada. Abunda en grafito, mica, hornblenda y serpentina. Debido a su fácil meteorización, se encuentra comúnmente en valles o junto a lagos. Asociado a la caliza se encuentra el gneis y, en menor cantidad, las cuarcitas; estas originalmente eran lutitas y areniscas. Bajo la Grenville se encuentran antiguos flujos de lava que sugieren los del Keewatin.
Las rocas de Grenville suelen extenderse sobre el terreno como largas bandas entre áreas de granitos gneísicos, ya que comúnmente forman depresiones sinclinales de inclinación pronunciada atrapadas entre los batilitos del gneis Laurentiano. Estas estructuras bandeadas se deben a que los estratos fueron abovedados por los batilitos ascendentes de las montañas Laurentianas, que ahora están tan profundamente erosionados que solo exponen sus raíces, las partes más profundas de los tres ticlines de Grenville, entre los cuales se encuentran los domos de granito. (Coleman y Parks.)
La serpentina es común en los mármoles de Grenville, y aquí se encuentran las estructuras de aspecto fósil conocidas como Eozoon, descritas más adelante. Grenville es la serie más gruesa conocida de estratos arqueozoicos y parece ser los depósitos de un mar de aguas cálidas poco profundo. Probablemente se trate en parte de una deposición química y en parte bacteriana. Hacia la bahía de Hudson, las calizas desaparecen y dan paso a lo que originalmente eran lodos y arenas, y ahora son cuarcitas, gneis y esquistos (Cooke, 1919).
Debido a la poca profundidad de los mares de Grenville y a que sus lodos y arenas provienen de la región de la Bahía de Hudson, Cooke señala que gran parte del Escudo Canadiense ya existía en la época de Gremille como elemento positivo o continental. [ p. 149 ] Esto demuestra la antigüedad geológica de las rocas de este escudo, y que el núcleo de Norteamérica probablemente surgió durante la formación de la corteza terrestre original.
En el Gran Cañón del Colorado (véase la portada), las rocas arqueozoicas se conocen como la serie Vishnu. Aquí, la Garganta de Granito del río expone estas rocas a lo largo de 64 kilómetros. Están compuestas de gneis (50%), micaesquistos (30%, los sedimentos metamorfoseados), intrusivos básicos (10%) e intrusivos silíceos de pinlr. Es posible que aquí se encuentre un antiguo basamento de gneis sobre el que se depositaron los esquistos (Noble, 1916).
Grafito. — La gran cantidad de grafito presente en los estratos arqueozoicos, principalmente en los esquistos cuarcíticos, ha llamado la atención de los geólogos desde hace tiempo. Sir William Dawson afirmó hace tiempo que había más grafito diseminado en la serie Grenville que materia carbonosa en todos los sistemas carboníferos (carboníferos). Bastin afirma que en las Adirondacks el grafito varía entre el 3 y el 10 % del peso de la roca. Cerca de Hague, en el lago George, Nueva York, se encuentran capas alternas de esquistos grafíticos de entre 90 y 400 cm de espesor, con la apariencia de un yacimiento de carbón fósil. Se cree que este grafito se deriva principalmente de lutitas carbonosas o bituminosas, de origen orgánico, y probablemente del residuo de plantas marinas primitivas.
Geosinclinal de Quebec. — Desde Labrador hasta el Lago Superior, a lo largo de una distancia de más de 2250 kilómetros, se extendía a lo largo del lado sur del Escudo Canadiense en la época Arqueozoica el gran geosinclinal de Quebec (llamado así porque la mayor parte se encontraba en la provincia de Quebec), aparentemente más profundo en el noreste que en el suroeste. En general, el rumbo de las formaciones depositadas en esta depresión se encuentra entre N. 75° E. y S. 70° E. A lo largo del lado sur de la depresión, al este del Lago Hurón, se encuentra la densísima serie de calizas Grenville, que se metamorfosea, pliega, arruga y eleva progresivamente hacia el norte. Hacia finales del Arqueozoico, una extensa masa de granito con dirección noreste-suroeste, con la dirección general de la actual orilla norte del río San Lorenzo, y seguida al norte, no por calizas, sino por areniscas y conglomerados (Cooke), atravesó los sedimentos de la depresión, dando lugar a la formación de las montañas Laurentianas. Posteriormente, a principios del Proterozoico, se desarrolló, a partir del área de la depresión anterior, la depresión posterior de Ontario, que se describirá en el siguiente capítulo. (Véase la fig., pág. 159).
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¶ Formación de montañas arqueozoicas y penillanura laurentiana
Granito Laurentiano. — La principal formación rocosa del Escudo Canadiense es el gneis y el granito Laurentiano, ampliamente distribuidos. Se trata de la consolidación de innumerables batilitos que han aflorado como magma fundido en los sedimentos más antiguos conocidos como la serie Keewatin en la región del Lago Superior, y hacia el este en Ontario como la serie Grenville. Estos granitos son tan comunes que cubren más del 90 % de la región del Lago Superior, y durante mucho tiempo se consideraron la superficie o corteza terrestre original y enfriada, sobre la que descansan las formaciones mencionadas. Sin embargo, desde 1887, se ha comprobado que estos granitos no son más antiguos que las formaciones que parecen subyacer, sino que son realmente más antiguos, pues han aflorado desde profundidades desconocidas de la tierra, han fragmentado las rocas más antiguas y han fragmentado e invadido las formaciones que se encuentran por encima. Por lo tanto, los geólogos aún desconocen la base sobre la que se asientan estas formaciones invadidas más antiguas, y se ha dicho que no descansan sobre nada. Si bien, desde el punto de vista de su origen, no descansan sobre nada conocido, en la superposición real descansan o flotan sobre los granitos Laurentianos. Sin embargo, el estudiante no debe olvidar que estos granitos del basamento son intrusivos y, por lo tanto, más jóvenes que las series Keewatin y Grenville, que descansan sobre ellos.
Las rocas Laurentianas son principalmente granito, granodiorita o sienita, con cantidades menores de gabro o diorita; pero generalmente estos materiales presentan una estructura esquistosa o bandeada y se denominan gneis. Las rocas son mayoritariamente de grano grueso y a menudo contienen cristales de feldespato porfídico; en muchos casos, se han cizallado formando gneis granitoide porfídico, una fase muy común en las Laurentianas.
Los batolitos laurentianos suelen ser ovalados, pero a veces presentan una forma irregular donde se han combinado varias surgencias, y presentan una estructura esquistosa paralela al borde curvo, que cambia hacia el interior hasta la estructura habitual del granito. Pueden ser de todos los tamaños, desde unas pocas millas hasta cincuenta millas de diámetro máximo, como en el lago Rainy; y su disposición general se extiende aproximadamente al noreste (50° 80° al este del norte), lo que indica la dirección de las grandes cadenas montañosas de las que formaron los núcleos (Coleman y Parks).
Intervalo Ep-Arqueozoico. — Tras una era extremadamente larga de eventos aparentemente tranquilos y la acumulación de vastas profundidades de depósitos marinos y algunos continentales, el período Arqueozoico en la zona sur del Escudo Canadiense se adentró en las laderas de las montañas Laurentianas, como se describe en el artículo sobre los granitos Laurentianos. A continuación, siguió un largo [ p. 151 ] período de erosión, el Intervalo Ep-Arqueozoico, que redujo las tierras altas a una penillanura (véase pág. 145). Este intervalo de erosión constituye la ruptura más significativa de toda la geología norteamericana, y el Escudo Canadiense la penillanura más notable de todas las conocidas.
“Las colinas son sombras y fluyen
De forma en forma y nada permanece;
Se derriten como nieblas las tierras sólidas,
Como nubes, se forman y se mueven”.
Tennyson.
Características actuales del Escudo Canadiense. — La mayor parte de la superficie actual del Escudo Canadiense (véase el mapa, pág. 139) es una llanura ondulada repleta de una intrincada serie de lagos y ríos conectados (Fig., abajo); cerca de su centro se encuentra una zona deprimida que contiene la Bahía de Hudson, un mar epíforo con una profundidad promedio de 128 metros. Desde esta cuenca central hay una pendiente ascendente en todas direcciones hacia la Altura de Tierra. El nivel general de la llanura sobre el nivel del mar es de unos 450 metros, y los desniveles locales suelen ser inferiores a 45 metros, aunque rara vez pueden alcanzar los 152 metros por encima de la llanura general.
La penillanura del escudo en su conjunto se eleva lentamente hacia el este, y en el centro de Ungava se encuentra a unos 730 metros sobre el nivel del mar. A lo largo del margen oriental del Labrador se encuentran escarpadas montañas que, en el norte, alcanzan los 1800 metros, y algunos picos incluso los 2280 metros. De hecho, se puede decir que una zona montañosa se extiende por 3200 kilómetros [ p. 152 ] desde Belle Isle, al norte, hasta el cabo Sabine, en la Tierra de Ellesmere. Esta topografía accidentada, así como la del margen sur al este de la ciudad de Quebec, presenta una forma joven, y se cree que la deformación del escudo en esta zona se originó a principios del Pleistoceno, y que los movimientos continúan hasta tiempos recientes.
Suess limitaría el escudo a Canadá, como se definió anteriormente, pero Adams y otros geólogos incluyen Groenlandia y las Adirondacks de Nueva York. Esta última región alcanza actualmente una altitud de unos 1524 metros sobre el nivel del mar, en algunos picos montañosos, con una elevación media de unos 614 metros, altitud que también es resultado de un levantamiento cenozoico de carácter regional.
¶ Evidencia de vida en el Arqueozoico
La evidencia directa de que existió vida en el tiempo Arqueozoico es extremadamente escasa, y sin embargo indica positivamente que al menos algas verdeazuladas microscópicas relacionadas con los modernos Inactis o Microcoleus vivían en esa época (Gruner 1923, ver figura arriba).
Hace mucho tiempo, Sir William Dawson describió el Eozoon canadense, que significa «animal del amanecer de Canadá», a partir de las calizas de Grenville. Durante un tiempo, muchos aceptaron estas masas globulares, a veces de varios pies de diámetro, como de origen orgánico, y han figurado como tales en muchos libros de texto desde 1864, aunque nadie demostró con éxito a qué clase de animales pertenecían. Se parecen mucho a la Fig. 54, pág. 176. Ciertamente no son animales protozoarios como los que suponía Dawson. Estas masas consisten en delgadas bandas de calcita alternadas irregularmente y capas verde oscuro, generalmente de serpentina, y son resultado del metamorfismo de los depósitos de cal. Actualmente se considera probablemente de origen orgánico y se cree que son deposiciones calcáreas, formadas involuntariamente por plantas marinas (algas), es decir, mediante las reacciones químicas de la materia viva (metabolismo).
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La habitual ausencia de fósiles en el Arqueozoico no refuta la teoría de que la vida comenzó en microcosmos de cuerpos blandos, sino que constituye una evidencia indirecta que la confirma. La vida primordial, a juzgar por las etapas tempranas de los seres vivos actuales, era demasiado perecedera y diminuta para ser preservada como fósiles. Por lo tanto, Lane ha denominado al Arqueozoico la Era Colozoica, lo que significa que entonces los organismos eran gelatinosos.
La evidencia indirecta apoya aún más la idea de que la vida afloró en el Arqueozoico. Esto se demuestra por la naturaleza de la hidrosfera y, más especialmente, por la presencia de oxígeno en la atmósfera y su reacción en los sedimentos. Otra prueba indirecta se observa en la extensa y extensa cantidad de grafito en estos sedimentos más antiguos. Este grafito es, en gran parte, si no en su totalidad, el carbono metamorfoseado que alguna vez estuvo en los cuerpos orgánicos, y por lo tanto constituye una clara evidencia de la presencia de vida y oxígeno libre en la atmósfera. Estos temas se abordan en páginas posteriores de este capítulo.
La atmósfera y la hidrosfera primordiales, generadoras de vida. — En los párrafos anteriores se presentó la evidencia directa e indirecta de la vida en el Arqueozoico, y ahora estudiaremos la naturaleza de la atmósfera y la hidrosfera primordiales y veremos cómo evolucionaron hasta convertirse en las actuales. Lo siguiente se basa principalmente en la obra de Barrell.
La atmósfera ácida y densa, analizada en un capítulo anterior, atacó químicamente la corteza terrestre en enfriamiento cuando esta se enfrió lo suficiente, y entonces las cuencas oceánicas se cargaron de soluciones, no solo de carbonatos, sino también de cloruros de sodio, magnesio, calcio y hierro, debido a la gran cantidad de cloro presente. Mientras las soluciones de cloruro continuaban acumulándose, los carbonatos de calcio y magnesio se depositaban químicamente como hmestones y dolomitas. Donde el silicato de sodio emanaba del interior de la tierra, su reacción con el cloruro de hierro resultó en el intercambio de hierro por sodio, formando cloruro de sodio y silicato de hierro. Este último, al precipitar junto con los carbonatos de calcio y magnesio, según creen Van Hise y Leith (1911), dio lugar a las formaciones de carbonato de hierro de color granate, tan comunes en el Precámbrico.
Dado que el oxígeno, uno de los componentes esenciales de la atmósfera actual y el elemento energizante de la vida animal, estaba ausente en la atmósfera primigenia, debemos ahora examinar su origen y también el momento en que la cantidad de este importantísimo gas se volvió abundante. Su única fuente conocida se encuentra en el dióxido de carbono de la hidrosfera y la atmósfera, cuando se libera mediante los procesos vitales de asimilación de las plantas verdes, que absorben el CO₂, retienen el C y exhalan el O₂. Sin embargo, el oxígeno liberado no permanecería en la atmósfera a menos que el carbono de las plantas quedara enterrado y excluido de las influencias oxidantes de la hidrosfera y la atmósfera. Por lo tanto, las plantas muertas en descomposición deben estar enterradas bajo lodo o en su propia masa. Que este proceso se produjo ya en las primeras etapas del Arqueozoico lo atestigua la gran cantidad de grafito en las calizas de Grenville. La cantidad de carbono así [ p. 154 ] atrapado como grafito o diseminado en los sedimentos oscuros es una medida del oxígeno libre que se ha añadido al aire y a las aguas a lo largo del tiempo geológico. Por lo tanto, los depósitos carbonáceos más antiguos o el grafito resultante de sus metamorfosis ofrecen una clara evidencia de la presencia temprana de vida y de oxígeno libre.
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Figs. 1-3. — Three forms of bacteria (1, Pseudomonas; 2, MicrospiTa; 3, Spirillum),
4r-5. — Lime-secreting algae or rhabdospheres.
6-9. — Protozoa (6, Flagellata (Peranema); 7, colony of Choanoflagellata (Codosigna); 8, Ciliata (Stylonychia) ; 9, Dinoflagellata or peridineans).
10-12. — Stages of growth in primitive sponges (10, amphiblastula of Grantia; 11, gastrula of Sycandra; 12, the full-grown sponge Sycandra, x 1/2).
13-16. — Stages of growth in a tubularian hydroid (13, planula-like larva; 14, larva with tentacles; 15, crawling actinula; 16, mature anchored individual).
17. — The fixed strobilla larva that develops into the medusa Aurelia (Fig. 19). Figs. 18 and 20 are other medusse or swimming bells (AEquorea and Tima),
21. — Two small actinians (Anemonia) growing on seaweed.
22. — Free larva of an actinian before fixation (Urticina).
23-28. — Trochophora and trochophore-like larvae (23, trochophore of the gastropod Patella; 24, same of the annelid worm Polygordius; 25, larva of the brachiopod Terdyratulina; 26, pilidium larva of a nemertine worm; 27, dipleurula larva of the crinid Antedon; 28, tomaria larva of the ancestral chordate Bdllmoglossus) ,
29-30. — Ctenophora or paddling bells, to illustrate the probable appearance of the Protoccelomata* (29, Beroe; 30, Idyia).
Most of the figures have been copied from E. W. MacBride's Text-book of Embryology.
Plate 2
Adults and larvae of living things suggestive of the probable life of the Archeozoic seas. Nearly all of this hypothetic life was microscopic in size, short-lived, and pelagic in habit, that is, it floated and drifted, or swam but poorly, near the surface of the marine waters. The kinds illustrated in Figs. 12, 1&-21, and 29-30 may have attained diameters easily seen by the imassisted eye. Figs. 1-9, 12, 16, l8-21, 29
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La primera evidencia clara de una atmósfera rica en oxígeno libre la demuestra la hematita arqueozoica del distrito Bermellón, y especialmente el color rojo de los estratos proterozoicos. En ausencia de oxígeno libre, el hierro de los sedimentos se deposita como una sal ferrosa, lo que les confiere únicamente colores grises o verdes; sin embargo, en presencia de oxígeno libre, el hierro puede oxidarse a un estado férrico, adquiriendo los depósitos colores amarillo, rojo o marrón. Los sedimentos arqueozoicos más antiguos son de color oscuro o gris, pero los depósitos continentales del Proterozoico suelen oxidarse a tonos rojos. De esta evidencia se deduce que, en el Arqueozoico, la meteorización de las enormes áreas de rocas básicas consumió el oxígeno libre casi a la misma velocidad con la que lo liberaban las plantas asimiladoras. Por lo tanto, es evidente que la meteorización de todos los tiempos geológicos ha extraído de la atmósfera mucho más oxígeno libre del que contiene actualmente.
De lo dicho se desprende además que la vida primigenia debe haber sido más o menos como las bacterias anaeróbicas, que pueden vivir sin oxígeno libre y probablemente pueden tolerar el monóxido de carbono.
En el Proterozoico tardío (Beltiense), observamos una abundancia de sedimentos rojos de agua dulce, lo que demuestra que la atmósfera de entonces era rica en oxígeno libre. Además, las formaciones Animikienses del Proterozoico son muy ricas en depósitos carbonáceos, y en las formaciones Beltianas se encuentran restos animales de estructura tan compleja como los anélidos que habitan en tubos.
Durante un tiempo, las aguas oceánicas primigenias fueron casi dulces y, según cree Lane, probablemente tendían a ser ácidas. En tales condiciones, ningún organismo podía secretar directamente partes duras hasta que la concentración de sales alcanzaba y superaba el nivel óptimo para cierta actividad celular, momento en el que la cal sobrante se secretaba como reacción patológica. La evidencia geológica tiende a demostrar que, a lo largo del Arqueozoico, los organismos no utilizaban directamente el calcio ni la sílice. Los primeros esqueletos externos, tanto de plantas como de animales, eran nitrogenados, y posteriormente algunos se volvieron silíceos y más calcáreos.
Vida Probable del Arqueozoico (véase lámina, pág. 155). — Dado que ahora se sabe que existieron algas y bacterias en las últimas etapas del Arqueozoico, podemos concluir, a partir de la presencia de abundante grafito y la evidencia adicional de la naturaleza de los propios sedimentos, que en ese entonces había una abundancia de vida. Por lo tanto, es pertinente especular sobre las probables formas y etapas de evolución alcanzadas por los organismos del Arqueozoico. Además, dado que en las últimas etapas de la era subsiguiente se añade la evidencia de los tubos de los anélidos, tenemos mayor razón para afirmar que se logró un considerable progreso orgánico en esta era temprana.
En nuestra teoría sobre los tipos de vida, podemos tomar como guía segura la embriología del mundo viviente, el cual, tanto plantas como animales, comienza en una sola célula o en una célula fructificada, y cada individuo vivo recapitula el desarrollo de la raza. Por lo tanto, se cree que durante mucho tiempo las aguas oceánicas debieron estar pobladas por una gran variedad de diminutas plantas flotantes, cuya organización completa residía en una célula esférica, y eran de color verde o rojo. Vivían del dióxido de carbono y el nitrógeno del agua, su hogar. Su abundancia pronto condujo a la congregación y al parasitismo, a la vida celular comunitaria y a la alimentación mutua, dando así origen al reino animal. La supervivencia [ p. 157 ] se facilitó primero al alcanzar un mayor tamaño celular, luego a través de la congregación en una vida colonial, y finalmente a través de la división del trabajo entre las propias células. Así se desarrolló un «corporal», un taller orgánico más grande y mejor, y una masa resistente donde también se almacenaba una mayor cantidad de alimento, todo lo cual finalmente condujo a la longevidad. Mediante etapas sencillas, las plantas unicelulares (Protophyta) y los animales (Protozoa) pasaron a los cada vez más complejos, los multicelulares Metaphyta y Metazoa.
El desarrollo de los animales metazoos vivos es variablemente rápido, desde la célula fecundada hasta una pequeña comunidad de células que se transforma en un embrión diminuto, hueco y esférico conocido como blástula (que significa pequeño germen, brote o embrión). Estos agregados, sin desarrollo superior, siguen vivos hoy en día (p. ej., Volvox, un protozoo colonial; sin embargo, estas son colonias más grandes, compuestas por miles de células). Las blástulas más simples no muestran diferenciación celular, y los invertebrados acuáticos en esta etapa de desarrollo suelen estar uniformemente ciliados y se mueven libremente por el agua con un movimiento rotatorio sobre un eje definido, uno de cuyos extremos siempre apunta en la dirección del movimiento.
Las blástulas, flotando, evolucionaron hacia la siguiente etapa, conocida como gasinda (diminutivo griego de estómago), en la que el embrión introduce una cavidad abierta para la digestión de los alimentos. Esta gastrulación es el resultado de la invaginación de las células del polo vegetativo o alimenticio de la blástula. El embrión es ahora un saco celulífero de dos capas, compuesto por una piel externa y una cavidad interna que forma el intestino primitivo, mientras que su única abertura al exterior es la boca de la gástrula. El animal ahora es todo piel, estómago y boca (véase lámina, pág. 155, fig. 11). En los metazoos superiores, la capa externa de células da lugar al tegumento, el sistema nervioso y los órganos sensoriales del adulto, mientras que de la interna provienen el tracto digestivo y algunas glándulas, como el hígado.
Todos los animales metazoos pasan por la etapa de blástula y también por la siguiente, la de gástrula. Esto fue señalado hace mucho tiempo por Haeckel y constituye la base de su teoría de las gastrías del desarrollo animal. Luego, la serie progresiva de gástrulas desarrolla cavidades corporales, y debido a estas bolsas primitivas se denominan protocelomados (significa animales primitivos con cavidades corporales. Véase la lámina, pág. 155, figs. 29-30). De ellos han surgido todos los animales superiores. La mayor parte de esta vida es larvaria en el mundo actual y está en transición hacia formas superiores, pero en el Arqueozoico, poco de ella había progresado más allá de las etapas de evolución mencionadas, y en consecuencia, gran parte de esta microvida flotaba en las aguas soleadas de los océanos. Sin embargo, algunas formas habían descendido al fondo marino y se habían deslizado sobre él o se habían adherido a él. Entonces florecieron las algas marinas y probablemente pequeñas esponjas con esqueletos nitrogenados; También debieron estar presentes planulsos, hidroides primitivos y actinianos; y entre la vida flotante debieron haber pequeñas medusas y ctenóforos. Todos eran seres de cuerpo blando y probablemente ninguno de los animales alcanzó una pulgada de diámetro.
¶ Lectura colateral
F. D. Adams, Problemas del Escudo Canadiense: el Arqueozoico. En «Problemas de la Geología Americana». New Haven (Yale University Press), 1915.
A. P. Coleman y W. A. Paeks, Geología elemental. Londres y Toronto (Dent), 1922.
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