| VI. Los mares, los registros esenciales de la historia de la Tierra | Página de título | VIII. La evolución de las estrellas y el origen del sistema solar. |
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La geología es una de las ciencias naturales y, entre sus diversas áreas de estudio, también busca desentrañar la historia y la edad de la Tierra. «Habla a la tierra y ella te enseñará», leemos en el libro de Job. «Ve y mira» es el principio fundamental de la geología. La historia de la Tierra se ha registrado automáticamente en la litosfera, y es este maravilloso registro el que los geólogos buscan plasmar como Geología Histórica.
Con Lyell, estamos de acuerdo en que «los estratos siempre se han estado formando en algún lugar y, por lo tanto, en cada momento del tiempo pasado la Naturaleza ha agregado una página a sus archivos; pero, en referencia a este tema, debe recordarse que nunca podemos esperar compilar una historia consecutiva reuniendo monumentos que originalmente estaban separados y dispersos por todo el globo».
El Auge de las Ciencias de la Tierra. — En la antigüedad, la mayoría de los filósofos de la India, Grecia y Roma no estudiaron el orden de la litosfera y se dedicaron a la discusión, más atractiva pero infructuosa, sobre el origen de la Tierra y las grandes catástrofes a las que se suponía que estuvo sujeta. Ciertos escritores árabes del siglo X, y entre los siglos XVI y XVIII, los filósofos de Italia y, posteriormente, de Francia, Alemania e Inglaterra, sentaron las bases de la geología. Un avance notable se produjo cuando comprendieron plenamente que los fósiles en los estratos terrestres representaban seres vivos, y que la Tierra tiene una antigüedad mucho mayor que algunos miles de años. «Es muy difícil a primera vista», dice Judd en The Students’ Lyell, «creer que la formación de altas montañas y profundos valles, la acumulación de muchos miles de pies de materiales y la desaparición de generaciones enteras de criaturas vivientes no hayan sido provocados por grandes y convulsivos estertores de la naturaleza, en lugar de por causas simples que operan a lo largo de vastos períodos de tiempo».
La clasificación geológica tuvo su origen en las «formaciones» de dos geólogos alemanes, Lehmann (1756) y Puchsel (1762). Los geólogos más antiguos, en general, no tenían una idea clara de [ p. 89 ] la extensión geográfica de las formaciones geológicas, pero Abraham Gottlob Werner (1775-1817), profesor de minería en Friburgo, Alemania, sí la tenía y, basándose en algunos hechos y mucha imaginación, enseñó con notable éxito que las formaciones eran universales para la Tierra, una falacia de la que la geología hasta el día de hoy no se ha deshecho por completo.
La geología fue inicialmente una ciencia de minerales y rocas, y no fue hasta que Smith (1799-1801) en Inglaterra, y con mayor claridad aún por Cuvier y Brongniart en Francia (1808-1811), que se establecieron la estratigrafía y la cronología geológica. Cuvier, y más especialmente D’Orbigny, enseñaron que cada formación contenía su propia flora y fauna, creadas específicamente para ella, y que cada creación era, a su vez, destruida por una catástrofe general. Los geólogos se vieron influenciados en gran medida por estas ideas hasta la aparición del famoso libro de Darwin, El origen de las especies, aunque Lyell (el gran uniformista) ya había combatido las teorías de los catastrofistas desde hacía mucho tiempo.
El principio del funcionamiento uniforme de las leyes de la Naturaleza (= uniformismo) es el que guía no solo la evolución orgánica, sino también la geología. Fue ampliamente difundido por Lyell, quien lo obtuvo del primer gran geólogo, James Hutton de Escocia (1795). El principio de uniformidad y continuidad en la Naturaleza implica la improbabilidad de un catastrofismo violento, tanto en el mundo inerte como en el viviente; enseña que debemos buscar en el funcionamiento de las acciones presentes de la Naturaleza la explicación de sus actos pasados. Esta es la ley de la uniformidad.
La idea del catastrofismo ha dado paso a la teoría de los cambios locales y generales en el medio ambiente, cambios que provocan pequeñas y grandes alteraciones en las plantas y los animales, así como en sus asociaciones locales. Por lo tanto, aprendemos que la base principal para discernir la secuencia de los eventos geológicos son los fósiles sepultados en los estratos en el momento de su formación. Sin embargo, muchas rocas carecen de fósiles, y en la parte más temprana y extensa de la historia de la Tierra, la vida entonces existente se conservó tan raramente que se han tenido que idear otros métodos para desentrañar su secuencia y relación genética. Estos diversos principios se describirán más adelante en este capítulo, comenzando con los criterios (estándares de juicio) de los fósiles y luego continuando con los de la expansión oceánica, la erosión y el diastrofismo.
Base de la cronología. — El principio fundamental que subyace a todo intento de comprender el pasado geológico es la evolución, [ p. 90 ] los cambios oscilantes pero progresivos producidos a lo largo de largas eras, cambios cuya interpretación conduce a la historia de la Tierra: la ciencia de la geología histórica.
La Tierra se desarrolla como un todo, pero el registro dista mucho de ser igual en todas partes; incluso si así fuera, no sería totalmente accesible para su estudio, ya que las capas de roca, una tras otra, ocultan otras que se encuentran debajo, y los agentes atmosféricos han destruido gran parte de su superficie mediante la erosión. Asimismo, el registro estratigráfico más completo, enterrado bajo los océanos, es irremediablemente inaccesible. Por lo tanto, el registro geológico completo se compilará eventualmente a partir de la evidencia de todos los lugares que actualmente son tierra firme. Esta historia se debe en gran medida a los ajustes periódicos de la litosfera, que se asienta sobre un núcleo en contracción y, al hacerlo, comprime la capa exterior en grandes pliegues que tienden a elevarse, especialmente hacia los márgenes de los continentes. A veces también se producen amplios movimientos verticales, por los cuales los continentes tienden a deformarse y restaurar las elevaciones destruidas por la erosión. Por otro lado, las áreas oceánicas también se mueven hacia arriba y hacia abajo, y como son los reservorios de todos los sedimentos derivados del desgaste terrestre, es natural que las aguas marinas inunden periódicamente las tierras.
¶ Términos de tiempo en geología
El tiempo geológico se divide en eras, y estas en períodos compuestos por formaciones. Por lo tanto, es necesario definir estos términos de gran alcance, ya que se repetirán a lo largo del resto de este libro.
Eras. — Una era es la división temporal más larga utilizada en geología; las eras son los volúmenes del libro del tiempo geológico. Son comparables en la historia de la humanidad a la era cristiana y, al igual que esta, se caracterizan por un cambio drástico en los acontecimientos. Los términos de era provienen del griego y se basan en el estado actual de la evolución orgánica. En la era Paleozoica, la vida es primitiva (palaios, antiguo, y zoe, vida), y en la Cenozoica (cainos, reciente) es moderna. Vivimos en la era Psicozoica, la era de la razón.
Una era geológica se compone de un grupo de períodos. Está delimitada por «períodos críticos», por las mayores discordancias y por las interrupciones más prolongadas en los registros geológicos y orgánicos. En estos momentos de emergencia, los continentes son más grandes y protuberantes sobre el nivel del mar, y cuando los océanos comienzan a extenderse de nuevo sobre ellos, se observa que la vida ha cambiado en el intervalo, cuyo recuerdo se pierde.
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Cerca del final de las eras también ocurren los períodos más extensos de formación de montañas, y estas elevaciones provocan cambios marcados en los entornos que influyen notablemente en la vida del mundo. Estos períodos de gran diastrofismo son los períodos críticos o revoluciones en la historia de la Tierra, y dividen, por así decirlo, el libro del tiempo geológico en capítulos.
Los períodos críticos están marcados por las siguientes características:
(1) Por una deformación generalizada de la corteza terrestre, transmitida de un lugar a otro. Esto provoca la elevación de numerosas cordilleras muy separadas, seguida de largos intervalos de erosión y remoción de montañas, y por lo tanto, discordancias casi universales. Cada revolución o período crítico recibe el nombre de una de las cordilleras prominentes formadas en el momento designado, por ejemplo, las revoluciones Laramide y Apalache.
(2) Por cambios generalizados en la geografía física. Es decir, en estos momentos se observa una topografía muy diversificada o joven, alteraciones marcadas en los contornos continentales, la creación o la ruptura de antiguas conexiones terrestres (los puentes terrestres que permiten las migraciones orgánicas intercontinentales) y cambios marcados en las corrientes oceánicas, todo lo cual también provoca variaciones marcadas de temperatura y, a menudo, períodos glaciares.
(3) Mediante la destrucción marcada y generalizada de los tipos orgánicos previamente dominantes, prósperos y altamente especializados.
(4) Por la marcada evolución de nuevos tipos orgánicos dominantes a partir de especies de tamaño pequeño y menos especializadas, y por el desarrollo de hordas de nuevas especies.
La última Revolución Cascadiana es tan reciente que su registro no se ha perdido, y su estudio nos permite comprender mejor los cambios provocados por las revoluciones anteriores. LeConte la considera un ejemplo, la mejor prueba de la existencia de períodos críticos, y arroja abundante luz sobre la verdadera naturaleza de dichos períodos, y especialmente sobre las causas de los enormes cambios en las formas orgánicas durante tales épocas.
Las eras se dividen en suberas (las «divisiones principales» de la tabla, página 101) según los cambios físicos y el predominio de un grupo de organismos. Por ejemplo, en la subera del Paleozoico temprano prácticamente no hay plantas terrestres ni animales con columna vertebral; en la división media aparecen las floras terrestres y los peces son comunes, mientras que en la división más reciente aparecen los vertebrados terrestres.
Períodos o Sistemas. — Las eras y suberas se componen de períodos de tiempo o sistemas de rocas y constituyen los capítulos del libro del tiempo geológico. Los geólogos más antiguos las basaban en discordancias o marcadas diferencias en los fósiles enterrados. Sin embargo, a medida que avanzaba el trabajo y el conocimiento se volvía más detallado, se hizo cada vez más difícil formular principios para la distinción de períodos y sistemas naturales.
De una forma u otra, los geólogos siempre han delimitado sus divisiones geológicas según los movimientos de la corteza terrestre, [ p. 92 ] pero ahora se está volviendo más claro cómo distinguir los movimientos menores de aquellos que tienen una aplicación más o menos global para la delimitación de períodos o sistemas. Siempre habrá que basarse principalmente en los fósiles, pero se necesita algún criterio además del de la vida contenida para diferenciar entre los sistemas de rocas estratificadas. Este principio físico aparentemente existe en las sumersiones periódicas de los continentes, también conocidas como cambios positivos del nivel del mar, ya que cuando una de las inundaciones alcanza su máxima extensión, se esperaría naturalmente la distribución más amplia de faunas similares y especies idénticas. Por el contrario, la máxima emergencia continental debe marcar la ausencia de fauna marina en la mayoría de las áreas terrestres, seguida durante un tiempo por faunas más o menos disímiles en todas las provincias. El trazado de estas sumersiones y emergencias periódicas en mapas paleogeográficos, no solo para un continente, sino para la mayor parte del mundo, permitirá definir los límites de los sistemas rocosos y también contribuirá en gran medida a determinar una estimación temporal más precisa de las formaciones y su vida en los diversos continentes. Por lo tanto, son los principios del diastrofismo, la paleogeografía y la evolución orgánica los que finalmente definirán correctamente los períodos o sistemas.
Un período de tiempo, según H. S. Williams, se basa en una secuencia de formaciones rocosas cuyo orden estratigráfico y composición litológica están completamente bien expresados en alguna región geográfica definible, y cuyos fósiles indican una secuencia biológica más o menos continua. Por lo tanto, sus nombres se toman del área geográfica donde se estudiaron por primera vez, por ejemplo, Pensilvánico, del mayor estado carbonífero. Los sistemas Cámbrico, Silúrico y Devónico se discriminaron por primera vez en Inglaterra y Gales, y toman sus nombres de los pueblos antiguos que vivían en estos países, o del distrito en el que las rocas están mejor desarrolladas. El Triásico hace referencia al desarrollo tripartito de rocas de esa edad en Alemania, y es una reliquia de los días de la Geología cuando la ciencia aún no había desarrollado el principio de que las formaciones y los períodos deben basarse en áreas tipo. El Cretácico es una herencia aún más antigua de los días de la Geología mineral, cuyo nombre se basa en los depósitos de tiza de Europa occidental.
La triple naturaleza de los períodos. — Un período suele comenzar con tierras altas heredadas del período anterior. Por lo tanto, también hay una marcada erosión, y las limitadas vías marítimas albergan faunas disímiles. Durante la parte media de los períodos, las transgresiones oceánicas son mayores, las tierras bajas están en su punto más bajo, y las faunas [ p. 93 ] a lo largo de un continente son más parecidas en composición y comparten el mayor número de especies, es decir, son «faunas cosmopolitas». La restricción se produce de nuevo durante la parte final de los períodos, aunque en estos momentos hay muchas más especies remanentes de las faunas anteriores, ampliamente dispersas; en otras palabras, no hay una introducción marcada de nuevos tipos orgánicos durante la recesión de los mares. Sin embargo, antes de que los océanos se extiendan de nuevo sobre los continentes, habrá transcurrido mucho tiempo, muchas de las antiguas formas familiares habrán desaparecido bajo la presión del hábitat restringido, y se habrán desarrollado nuevas formas, precursoras de un nuevo período e indicativas de la siguiente tendencia en la evolución.
Épocas y Series. — Un período de tiempo es muy largo, y un sistema de formaciones suele ser de gran espesor; de hecho, estas divisiones abarcan tantos eventos que se requieren otras agrupaciones más pequeñas para su mejor comprensión. Por lo tanto, un período se subdivide en épocas de tiempo, y un sistema de formaciones se distribuye en series de estratos. En general, las épocas y series son ahora divisiones bastante arbitrarias establecidas ya sea por motivos faunísticos o por una larga serie de estratos que se supone representan un ciclo sedimentario, comenzando en un conglomerado o arenisca y terminando en depósitos calcáreos. Si bien estos criterios son más o menos correctos, deben verificarse mediante el diastrofismo y la paleogeografía. Las épocas y series se dividen a su vez en edades (tiempo) y etapas (rocas), pero estas divisiones aún carecen de precisión científica.
Formaciones. — Las épocas se dividen a su vez en formaciones. El término formación se utiliza generalmente para las unidades más pequeñas que pueden representarse en un mapa geológico, y puede abarcar una única sucesión más o menos densa de sedimentos similares, como la caliza de Trenton, la lutita de Rochester o la arenisca de Medina, o una sucesión o alternancia de sedimentos diferentes (por ejemplo, lutita, caliza y arenisca), pero con faunas estrechamente relacionadas, como la formación Hamilton. En resumen, cualquier conjunto de estratos conformables sin interrupciones temporales significativas y agrupados por cualquier razón estratigráfica o faunística, o por varias razones, puede denominarse formación.
Perturbaciones. — Así como las eras terminan en revoluciones, los períodos pueden terminar en movimientos de la corteza, y estos tiempos de diastrofismo se conocen como perturbaciones, un término utilizado por H. D. Rogers en 1856. Parece probable que todos los períodos estuvieran separados por perturbaciones, eventos que ocurrían ahora en este y ahora en ese continente.
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¶ Evidencia de fósiles
Los fósiles constituyen el primer paso en el proceso de correlación estratigráfica. Su testimonio se verifica mediante la distribución geográfica de los sedimentos que los contienen y la relación de estos con las formaciones que se encuentran debajo y por encima de ellos (superposición). Estos principios son fáciles de enunciar, pero muy difíciles de aplicar con precisión a una masa continental tan extensa como Norteamérica, y aunque se ha dedicado aproximadamente un siglo de trabajo al respecto, solo la mitad del terreno está cubierto por estudios detallados.
Ambiente cambiante. — En general, la sedimentación es un proceso descendente, y en entornos relativamente constantes, se sostiene que se desarrolla poco o ningún cambio reconocible en las especies, pero como el entorno de los organismos cambia continuamente, aunque solo sea en mínima medida, estas alteraciones físicas hacen que los conjuntos de vida, como mínimo, alteren sus combinaciones y se desplacen de un lugar a otro. Se extinguen en una zona, pero se afianzan en otra, y aunque esta migración de ida y vuelta es lenta cuando se mide en años, en la estratigrafía los conjuntos de vida parecen introducidos repentinamente. Este hecho siempre ha despertado el interés del paleontólogo, quien ha explicado el fenómeno según la perspectiva de su generación. En una época pensó que se debía a creaciones especiales de nuevos tipos o a recolecciones de antiguos, pero desde la época de Darwin se ha considerado que se debe a evoluciones lentas de las que solo se obtienen vislumbres en los fragmentos del registro geológico; O puede deberse a desplazamientos de la fauna, o a migraciones geológicamente repentinas hacia los mares continentales o interiores desde los reservorios oceánicos permanentes o exteriores, los reinos continuos de la evolución orgánica marina. Las faunas fósiles de los océanos se extendieron tan rápido como el mar invadió la tierra y, a efectos prácticos de la estratigrafía, puede aceptarse que aparecieron simultáneamente en lugares muy distantes.
Diferentes Valores de Distintos Fósiles. — Las especies localizadas (formas restringidas a una localidad) son de mayor valor en la estratigrafía de áreas pequeñas, mientras que las nuevas formas que alcanzan una amplia dispersión son, por otro lado, de mayor importancia para correlacionar las etapas del ciclo en regiones separadas, ya que son progresivas, precursoras del tiempo, a diferencia de sus asociadas, con variaciones conservadoras. Por lo tanto, en la correlación cronológica de las rocas estratificadas, la mayor dependencia recae en unas pocas especies, conocidas como «fósiles guía», junto con la evidencia colateral de las formas asociadas.
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Disimilitud de Faunas Sucesivas. — Las faunas marinas localmente sucesivas derivadas del mismo reino oceánico suelen exhibir una relación genética más o menos ancestral o directa entre sí. En algunos casos son los descendientes que regresan, ligeramente alterados, de una fauna más antigua, en otras palabras, «faunas recurrentes». Por lo tanto, la posibilidad de una «ruptura» en la sedimentación entre los estratos que contienen tales faunas sucesivas se pasa por alto fácilmente y se subestima el valor temporal de las faunas recurrentes. O bien, dos faunas localmente superpuestas pueden ser totalmente diferentes, no solo en las especies sino incluso en la mayoría de los géneros, y sin embargo, la ruptura temporal entre ellas puede ser comparativamente corta; la razón de esta disimilitud es que las dos faunas son migraciones de diferentes reinos oceánicos y, por lo tanto, se han desarrollado a partir de diferentes ancestros.
¶ Evidencia física
Evidencia de Expansión Oceánica Periódica. — Otro principio fundamental para marcar los períodos de la cronología geológica es el reconocimiento de los momentos en que la superficie terrestre y el nivel oceánico se encuentran en movimiento decidido. Las oscilaciones de la corteza terrestre no se deben a movimientos heterogéneos ni relacionados, sino que están conectadas, en el sentido de que las áreas de elevación y depresión permanecen como tales a lo largo de las eras, o durante períodos más o menos largos de tiempo geológico. Actualmente, es evidente que América del Norte ha sido inundada de forma más o menos extensa por los océanos al menos quince años desde el Proterozoico, y que los demás continentes han sido inundados de forma similar en numerosas ocasiones. El movimiento de las aguas oceánicas puede ser pequeño y estrecho, debido a las deformaciones de la litosfera, o puede extenderse sobre áreas de gran magnitud. Dado que se sabe que las tierras se deforman y se pliegan formando cordilleras, es lógico concluir que los fondos oceánicos se ven afectados de la misma manera. No solo las tierras se mueven hacia arriba y hacia abajo, siendo la suma de este movimiento principalmente ascendente (movimientos positivos, llamados geocráticos por Stefanini en 1917), sino que también está claro que los fondos oceánicos se mueven periódicamente más o menos, con la suma de sus movimientos descendentes (movimientos negativos, llamados talasocráticos por Stefanini). Por estas razones, el nivel oceánico en relación con los continentes es inconstante y, por lo tanto, las extensiones marinas sobre las tierras, con su sedimentación concomitante, son variables no solo en el tiempo, sino también en extensión geográfica. Por otro lado, cuando las tierras sobresalen más de lo habitual por encima de la línea costera, los océanos se superponen naturalmente a los continentes al menos [ p. 96 ] ampliamente y, en esos momentos, los registros estratigráficos marinos son limitados, los cuales se restringen a los márgenes y sus bahías y a los ejes persistentes de las depresiones, los geosinclinales de los continentes (véase el Capítulo X). Dado que los océanos y los mares están conectados entre sí y son también receptores de la mayor parte de la erosión terrestre o los detritos, se deduce que un desplazamiento de la línea costera en cualquier lugar, por cualquier causa, debe transmitirse a todas las aguas marinas. Se ha calculado que si las actuales masas de tierra protuberantes se transfirieran a los océanos, el nivel general del mar aumentaría unos 200 metros y, por lo tanto, el continente norteamericano se inundaría a una profundidad de al menos 60 metros. Bajo las aguas hay entonces una sedimentación continua, y abundan en mayor o menor proporción de vida en evolución, que se encuentra en una situación muy ventajosa para su enterramiento y preservación; por lo tanto, la secuencia estratigráfica marina es el registro histórico menos fragmentado de los diversos tipos de registros históricos accesibles a los geólogos.
Como ya se mencionó, la cantidad de agua en los océanos es quince veces mayor que la masa terrestre sobre el nivel del mar. Esto se debe a que los océanos tienen una profundidad promedio de 3.668 metros y cubren aproximadamente el 70 % de la superficie terrestre, mientras que la elevación promedio de todas las tierras es de tan solo 680 metros y ocupan tan solo el 30 % de la litosfera.
Se sabe que los océanos se han extendido periódica y ampliamente sobre el continente norteamericano, cuya extensión es de aproximadamente 8.300.000 millas cuadradas. Estas inundaciones apenas se produjeron durante el Cenozoico; cuatro veces más extensas durante el Mesozoico; y, con la máxima extensión, aparentemente doce veces durante el Paleozoico. En términos más generales, se puede afirmar que las inundaciones comienzan y terminan en mares de plataforma marginales al continente, ocupando entre el 1% y el 5% de la superficie total de la plataforma continental, siendo las condiciones, por lo tanto, similares a las actuales de superposición; mientras que las mayores inundaciones se producen en los mares interiores o eperíricos, que a mediados de los períodos cubren entre el 12% y el 47% del continente.
Por lo tanto, es evidente por qué la mayor parte de la cronología terrestre depende de los sedimentos marinos para su determinación. Estas formaciones, salvo en la medida en que se erosionan posteriormente, registran la extensión de las transgresiones y, en sus características físicas, algo de la topografía de las tierras adyacentes, con un indicio también de sus climas; y mediante sus fósiles, establecen la cronología de un lugar a otro.
Existe cierto ritmo en estos movimientos periódicos, y esta métrica nos permite agrupar las formaciones en sistemas o períodos. [ p. 97 ] Como se ha demostrado, los períodos suelen comenzar con tierras altas heredadas de los movimientos orogénicos de cierre del período anterior. En contraste, las deformaciones más silenciosas pero más amplias dentro del período, de naturaleza epirogénica, como lo demuestran los movimientos globales de las líneas de costa (niveles eustáticos), son de larga duración. Cada inmersión con su posterior emergencia es aparentemente la base natural para la delimitación de un período.
Evidencia de Erosión. — La cronología geológica se ha interpretado hasta ahora casi en su totalidad, aunque necesariamente, basándose en acumulaciones de roca estratificada, es decir, los estratos marinos y continentales. Sin embargo, existe otro registro cuyo reconocimiento en nuestras cronologías ha sido prácticamente negado. Se trata de la evaluación temporal de la forma topográfica en cualquier etapa de desarrollo (la fisiografía del presente, la paleofisiografía del pasado). Si bien se trata principalmente de la erosión de las historias previas, la forma topográfica del terreno aún permanece y tiene un valor temporal. Todos apreciamos, hasta cierto punto, la importancia de las discordancias como registros de surgimiento y erosión entre períodos de inundación, pero ¿puede alguien determinar qué valor temporal debe atribuirse a la completa desaparición al nivel del mar de cordilleras como los actuales Alpes del sur de Europa? En numerosas ocasiones, cadenas montañosas similares han sido arrasadas y luego reelevadas verticalmente una y otra vez, solo para ser erosionadas después de cada reelevación.
Evidencia de Rupturas. — Los intervalos de erosión son las «rupturas», los «intervalos perdidos» o las discordancias y diastemas (o diar stemata) en la sucesión de estratos. Además de las discordancias, existen discordancias debidas a movimientos en la corteza terrestre durante la formación de las montañas (véase Parte I, pág. 306 y siguientes).
Se sabe que las rupturas son numerosas, pero su número es mucho mayor, y su duración, aunque ciertamente muy variable, es mucho mayor de lo que se suele creer (véase la Fig., pág. 98). La columna geológica probablemente nunca se completará basándose en la evidencia física y orgánica recuperable, pero alcanzará una mayor perfección durante mucho tiempo, y este crecimiento se logrará mediante el descubrimiento de nuevas formaciones a lo largo de estas rupturas, y más particularmente en las áreas más cercanas a los márgenes continentales. La perfección de la columna también traerá consigo una mayor armonía en las muy variables estimaciones sobre la edad de la Tierra, dadas por un lado por los geólogos y por otro por los físicos.
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Las principales rupturas en el registro geológico se indican en la tabla cronológica mediante intervalos, los períodos de erosión marcados, representativos principalmente de continentes anchos y altos, y de erosión dominante, no registrados por sedimentos observables; por lo tanto, en la cronología geológica, estos son «tiempos perdidos» de larga duración. No se consideró conveniente dar un nombre nuevo e independiente a cada uno de estos intervalos, sino usar, con modificaciones, uno antiguo y familiar. Por lo tanto, se adopta aquí la palabra griega epi (sobre o después) como prefijo de los términos de era, para indicar el tiempo subsiguiente, es decir, los intervalos. Estos intervalos se conocerán entonces como Epi-Mesozoico, Epi-Paleozoico, Epi-Proterozaico, Epi-Algomano y Epi-Arqueozoico. Este método de denominación fue propuesto por primera vez por Lawson. La misma combinación puede utilizarse, cuando sea necesario, para los intervalos entre los períodos, como Epi-Silúrico, etc.
Diastrofismo. — Dado que el desplazamiento de la línea de costa es el criterio más importante para determinar la acción diastrófica (un término que incluye todos los movimientos de las partes externas de la Tierra, descritos extensamente en el Capítulo IX de la Parte I), conviene explicar brevemente cómo se determinan estas alteraciones con mayor facilidad. Orgánicamente, se registran: (1) por cambios abruptos en las faunas superpuestas, y (2) por la aparición repentina de poblaciones recién evolucionadas; físicamente, (3) por interrupciones más o menos evidentes en la sedimentación, debido a la retirada [ p. 99 ] del mar, (4) por cambios en la naturaleza de los depósitos, especialmente cuando esto implica una transición abrupta de estratos formados orgánicamente (marga, creta, caliza, dolomita) a limolita y arenisca, o un cambio de deposición continental a marina, y (5) por superposiciones marinas sobre rocas de edad anterior, lo que produce discordancias típicas.
La correlación de formaciones en regiones separadas se realiza, en parte, también sobre una base física. Esto se logra mediante la búsqueda de similitudes en las discordancias (rupturas temporales en estratos concordantemente superpuestos o paralelos, véase Parte I, pág. 31 L y Fig., pág. 183) y la modificación de los caracteres petrológicos. Sin embargo, una correlación física es, en general, mucho menos fiable y siempre debe permanecer en segundo lugar, después de la correlación fósil, para el discernimiento de la acción diastrófica. Por supuesto, los movimientos corticales más fáciles de determinar son aquellos de carácter compresivo que conducen al plegamiento montañoso. Tras la erosión y la posterior invasión marina, estas discordancias angulares o estructurales son las más fáciles de encontrar y aquellas sobre las que existe la menor duda. Por el contrario, las flexiones amplias y suaves conocidas como deformaciones corticales suelen provocar las discordancias.
¶ El horario geológico
Aún no ha llegado el momento de una evaluación completa de los movimientos diastróficos menores, las perturbaciones, debido a que la sucesión geológica registrada en los diferentes países no es en absoluto la misma. Por lo tanto, no se puede afirmar que los períodos de la tabla adjunta sean los únicos que finalmente se reconocerán. Sin embargo, se puede afirmar con certeza que existe una gran coincidencia entre los geólogos en el uso de la teoría de que la superficie terrestre se mueve periódica y rítmicamente, y que esta acción diastrófica es la base de la cronogénesis, desarrollando no solo ciclos de invasión marina y emergencia de tierra, y ciclos de erosión, sino también ciclos de evolución orgánica. Esta condición cíclica se debe a la rotación de la Tierra sobre su eje y alrededor del Sol, y de este último en el universo. Aunque las eras son claramente reconocibles en todas partes, sin embargo, hasta que se complete la paleogeografía de Europa, no podremos afirmar que los diversos períodos en uso actual estén todos establecidos en la naturaleza.
Se insta al estudiante a memorizar al menos todos los nombres de las eras y períodos, y lo que se dice sobre la vida en las tablas siguientes. Este conocimiento es el A, B, C de la Geología Histórica, y sin él, el progreso posterior es casi imposible.
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¶ Cronología geológica de América del Norte
Las eras se distinguen por revoluciones mundiales y marcados cambios orgánicos. Los períodos están separados por perturbaciones de la corteza y cambios moderados en la vida.
I. CLASIFICACIÓN BASADA EN LA EVOLUCIÓN ORGÁNICA, SUPERPOSICIÓN DE ESTRATOS Y DISCONFORMIDADES
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Cronología geológica de América del Norte (continuación)
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Cronología geológica de América del Norte (continuación)
Arcaico o Precámbrico de autores más antiguos, principalmente para los lagos Superior y Hurón, y la provincia de Ontario
II. CLASIFICACIÓN BASADA EN LA SECUENCIA DE ROCAS Y MOVIMIENTOS DE LA CORTEZA
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Cronología geológica de América del Norte (continuación)
III. Clasificación hipotética. No se conoce registro rocoso.
¶ La edad de la Tierra
Medir la duración del tiempo geológico se convirtió en una aspiración científica definitiva durante el siglo pasado. Muchos de los cosmogonistas e incluso algunos de los geólogos del siglo XIX sostuvieron la interpretación bíblica de que la tierra fue creada 4004 años a. C. Esta fue la estimación del obispo Ussher en 1650, su interpretación de «En el principio» del Génesis, a pesar del hecho de que algunas de las religiones antiguas sostenían que la humanidad había vivido durante muchos ciclos, cada uno de incontables milenios. Hutton en sus estudios de geología escocesa (1795) no encontró «ningún vestigio de un principio ni perspectiva de un fin». En 1860, John Phillips situó la edad de la tierra en 38.000.000 a 96.000.000 de años, y hace veinte años los geólogos aceptaron de forma bastante general 100.000.000 de años como la edad probable [ p. 104 ] desde el comienzo del tiempo arqueozoico. En 1903, se produjo el trascendental descubrimiento del radio y el conocimiento de que algunos de los llamados elementos se descomponen en otros. Poco después, los físicos les dijeron a los geólogos que debían multiplicar su cifra al menos por diez. En realidad, ahora existe una vergonzosa riqueza de tiempo.
Los diferentes métodos para calcular la edad de la Tierra se basan en un principio común. Las fechas de ciertos cambios en la actualidad se determinan con la mayor precisión posible y, en la imaginación, se rastrean los procesos respectivos en el tiempo hasta llegar a condiciones límite. Así, Kelvin nos remonta a una época en la que la Tierra aún no era un globo sólido; [George] Darwin rastrea la historia de la Luna hasta encontrarla girando cerca de la Tierra; Joly nos invita a imaginar los océanos en su estado original, libres, o casi, de sal; Geikie encuentra finalmente el fin a la larga sucesión de rocas estratificadas y busca estimar el tiempo que representan. Por último, y de lo más prometedor, reside en el mecanismo de la radiactividad un método elegante para asignar una fecha al período de cristalización de cada roca ígnea en la que se pueden encontrar minerales adecuados (Holmes).
Los dos métodos principales de la geología utilizados para determinar la edad de la Tierra son (1) la tasa de denudación de la tierra, o la tasa de deposición del registro sedimentario, y (2) la tasa de derivación de cloruro de sodio de la tierra y su acumulación en los océanos.
Las tasas de denudación de nueve grandes ríos son tan discordantes que no pueden «proporcionar ninguna información de valor cuantitativo» (Harker). En la cuenca del Irawadi de la India, es de 30 cm en 400 años, y en la región de la Bahía de Hudson, de 30 cm en 47.000 años. Para la denudación por solventes, es de 30 cm en 30.000 años, y para la remoción mecánica, de 30 cm en 12.000 años. El registro sedimentario conocido en sus áreas de depósitos más gruesos ahora alcanza algo así como 70 millas de profundidad. Tal masa de material significa el desgaste hasta el nivel del mar, uno tras otro, de más de veinte cadenas montañosas como los actuales Alpes europeos o las Rocosas americanas. En el otro lado de este panorama de denudación están los largos períodos intermedios de reposo, cuando todas las tierras niveladas por la base casi no proporcionaron sedimentos a los mares y océanos.
El «reloj radiactivo» del físico obtiene cifras del orden de 1.600.000.000 de años desde principios del Arqueozoico, mientras que los geólogos más destacados admitirían hoy en día, basándose en su reloj de arena, que los registros sedimentarios y salinos indican un tiempo del orden de, digamos, 250.000.000 a 300.000.000 de años. Sin embargo, esta estimación aceptable [ p. 105 ] no tiene en cuenta las innumerables rupturas, es decir, el menor número de discordancias angulares de larga duración, el gran número de disconformidades y los diastemas excesivamente numerosos. T. M. Reade estimó, basándose en la piedra caliza como índice del tiempo geológico, que la edad de la Tierra es de «al menos 600.000.000 de años». Por lo tanto, la geología puede decir que la Tierra desde el comienzo del Arqueozoico tiene probablemente al menos 500.000.000 de años. Sobre esta base se ha ajustado el reloj del tiempo geológico en la figura anterior.
Parece probable que el «reloj radiactivo» no siempre haya funcionado al ritmo actual de desintegración, una opinión firmemente respaldada por Joly. Este último, en 1923, aún mantiene una edad de aproximadamente 130.000.000 de años, basando su conclusión [ p. 106 ] en la desintegración del torio y no en la del uranio. Por otro lado, también es probable que la lectura del reloj de arena de denudación por parte de los geólogos no sea totalmente fiable; de hecho, se admite que el tiempo geológico es mayor que el que indican las lecturas. Sin embargo, de los dos cálculos, la base radiactiva es la más fiable.
Cualquiera que desee impresionarse visualmente con la inmensidad del tiempo geológico debería pararse al borde del Gran Cañón en Arizona y reflexionar sobre cuánto tiempo le ha llevado al río Colorado excavar esta garganta de casi una milla de profundidad, la más hermosa e impresionante del mundo. Debería también pensar en cuánto tiempo han tardado los mares en depositar esta profundidad de estratos paleozoicos y los más de dos millas de sedimentos proterozoicos que se encuentran bajo ellos. Tras todo esto, debería recordar que, después de todo, solo ha visto una pequeña parte de toda la columna geológica.
Aún de pie al borde del Gran Cañón, en una noche despejada, debería alzar la vista al cielo y observar las numerosas estrellas. Todas están extremadamente lejos. Shapley nos dice que uno de los cúmulos estelares está a 220.000 años luz de distancia, y que la luz viaja a una velocidad de 186.000 millas por segundo.
Con estas afirmaciones, dejamos atrás el tema de la edad de la Tierra y nos reconforta saber que, durante todo este tiempo, el Sol ha irradiado energía al espacio aproximadamente al mismo ritmo que ahora. La vida del Arqueozoico disfrutaba del calor del sol con la misma comodidad que los lirios y las rosas, o las secuoyas y el hombre, disfrutan ahora.
¡En verdad todo esto está más allá de la comprensión humana!
¶ Lectura colateral
A. Geikie, Los fundadores de la geología. Londres (Macmillan), 1905.
G. P. Merrill, Los primeros cien años de la geología estadounidense. New Haven (Yale University Press), 1924.
K. Von Zittel, Historia de la geología y la paleontología. Londres (Walter Scott), 1901.
J. Barrell, Ritmos y mediciones del tiempo geológico. Boletín de la Sociedad Geológica de América, vol. 28, 1917, págs. 745-904.
A. Harker, Geología en relación con las ciencias exactas, con un excurso sobre el tiempo geológico. Nature, vol. 95, 1915, págs. 105-109.
A. Holmes, La edad de la Tierra. Londres y Nueva York (Harper), 1913.
J. Joly, Radiactividad y Geología. Londres (Constable), 1909.
| VI. Los mares, los registros esenciales de la historia de la Tierra | Página de título | VIII. La evolución de las estrellas y el origen del sistema solar. |