Ciencias de Joseleg: Geología

La geología es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra, su historia y los procesos que la moldearon a lo largo del tiempo geológico. El tiempo geológico se refiere a la escala temporal que se utiliza para entender los eventos que ocurrieron en la Tierra, desde su formación hace unos 4500 millones de años hasta el presente. El estudio del tiempo geológico es fundamental para entender la evolución de la vida en la Tierra y las transformaciones que han tenido lugar en su superficie. En esta serie de artículos se explorará la geología y el tiempo geológico desde distintos enfoques y se abordarán temas como la tectónica de placas, la estratigrafía, la paleontología y la geología ambiental, entre otros.

Alfred Wegener

Alfred Wegener (1880-1930) fue un geofísico y meteorólogo alemán conocido por su teoría de la deriva continental. Wegener propuso que los continentes de la Tierra habían estado juntos en un supercontinente llamado Pangea, que se separó y derivó lentamente hacia su posición actual. Aunque inicialmente fue criticado y ridiculizado por la comunidad científica, la teoría de Wegener sentó las bases para la comprensión moderna de la tectónica de placas y la evolución de la Tierra.

Contexto social

Alfred Wegener nació en 1880 en Berlín, Alemania, en una época de intensa rivalidad entre las potencias europeas y la carrera por el control colonial. La Alemania imperial de la época estaba gobernada por el emperador Guillermo II y su canciller Otto von Bismarck había consolidado el poder del estado alemán a través de una política de alianzas y de la creación de un estado fuertemente centralizado.

Durante la juventud de Wegener, Alemania estaba experimentando una rápida industrialización y un aumento en la producción de acero, maquinaria y químicos. Además, la economía alemana dependía en gran medida del comercio internacional y la expansión colonial.

La familia de Wegener era acomodada y pertenecía a la clase media alta de la sociedad alemana. Alfred Wegener creció en un ambiente intelectual y culturalmente estimulante, ya que su padre, Richard Wegener, era un reconocido clasicista y lingüista.

La familia de Wegener era luterana, una religión predominante en Alemania en ese momento. A pesar de haber crecido en una familia religiosa, Wegener más tarde se convirtió en un escéptico y se alejó de la religión en su vida adulta.

En el momento en que Wegener estaba creciendo, la cultura alemana estaba experimentando un renacimiento que incluía la literatura, la música y la filosofía. También estaba en auge la ciencia, y figuras como Albert Einstein estaban haciendo importantes descubrimientos científicos en ese momento. Wegener, quien estudió en la Universidad de Berlín, se vio influenciado por estas tendencias culturales y científicas en su desarrollo intelectual.

Infancia

Alfred Wegener nació el 1 de noviembre de 1880 en Berlín, en una familia adinerada y culta. Su padre, Richard Wegener, era un pastor protestante y su madre, Anna Wegener, era hija de un destacado filólogo. Wegener creció en un ambiente intelectual y culto, donde se le inculcó la curiosidad y el amor por la ciencia. Desde temprana edad, mostró interés por la meteorología, la astronomía y la geología, y pasaba horas leyendo libros y observando el cielo y la naturaleza.

A los 16 años, Wegener ingresó en la Universidad de Berlín para estudiar Física, pero pronto se sintió atraído por la geología y la meteorología, lo que lo llevó a cambiar de carrera y a estudiar Geofísica y Meteorología. Durante sus años universitarios, Wegener se destacó como un estudiante brillante y entusiasta, y participó en numerosas expediciones científicas y proyectos de investigación. Esta formación temprana en Geofísica y Meteorología sentó las bases para el trabajo por el que es más conocido hoy en día: su teoría de la deriva continental.

Logros

Alfred Wegener inició su educación en el Gymnasium de Berlín, donde se destacó como estudiante de matemáticas y física. Luego, estudió en las universidades de Heidelberg, Berlín y Estrasburgo, donde obtuvo su doctorado en astronomía. También se interesó en la meteorología, la glaciología y la geofísica, y realizó expediciones a Groenlandia para estudiar la capa de hielo y el clima.

Los principales logros científicos de Wegener se relacionan con su teoría de la deriva continental, presentada en su libro "El origen de los continentes y océanos" en 1915. Esta teoría proponía que los continentes se movían sobre la superficie terrestre a lo largo del tiempo geológico, y que en un pasado lejano estuvieron unidos en un supercontinente llamado Pangea. Esta teoría tuvo una gran oposición inicial, pero finalmente se demostró correcta y se convirtió en la base de la teoría de la tectónica de placas.

Wegener también desarrolló una ley que establece que el ángulo de inclinación de las líneas costeras de una masa terrestre es igual al ángulo de inclinación del borde del continente sumergido, conocida como la ley de Wegener. Además, inventó un instrumento para medir la velocidad del viento, llamado el anemómetro de paletas.

En cuanto a publicaciones, Wegener escribió varios artículos y libros sobre temas geofísicos, meteorológicos y glaciológicos. Su libro más conocido, "El origen de los continentes y océanos", es considerado un hito en la historia de la geología.

En resumen, la educación y los logros científicos de Alfred Wegener abarcan un amplio espectro de disciplinas científicas, y su teoría de la deriva continental ha tenido un impacto duradero en la comprensión de la historia geológica de la Tierra.

Comunidad científica

La comunidad científica de Wegener estaba compuesta principalmente por geólogos, meteorólogos y físicos. Entre sus principales colaboradores se encontraban su esposa, la meteoróloga Elsa Köppen, y su hermano, el geofísico Kurt Wegener. También colaboró con el meteorólogo alemán Julius von Hann y el geólogo danés Johan Kjær.

Sin embargo, Wegener también tuvo oponentes en la comunidad científica. La mayoría de los geólogos de su tiempo rechazaron sus ideas sobre la deriva continental, ya que no había suficiente evidencia para apoyar su teoría en ese momento. Uno de sus críticos más prominentes fue el geólogo británico Arthur Holmes, quien defendió la idea de que la expansión del fondo del océano era la causa de la deriva continental.

Wegener también tuvo problemas con algunos líderes políticos en la época en que vivía. Durante la Primera Guerra Mundial, Wegener sirvió como meteorólogo en el ejército alemán y fue capturado como prisionero de guerra en Rusia. Más tarde, en la década de 1920, fue criticado por algunos líderes políticos alemanes por ser demasiado "internacional" en su pensamiento científico. Wegener también tuvo problemas financieros durante su carrera y tuvo que trabajar en una variedad de trabajos no relacionados con la ciencia para mantenerse a sí mismo y a su familia.

A pesar de estos obstáculos, Wegener logró publicar su libro seminal "El origen de los continentes y océanos" en 1915, donde presentó su teoría de la deriva continental. También desarrolló el concepto de la isostasia, que explica cómo la corteza terrestre flota en el manto de la Tierra. Además, fue pionero en la investigación de la meteorología polar y desarrolló el concepto de "aire polar" en sus estudios sobre la atmósfera.

Desafortunadamente, Wegener murió en 1930 mientras realizaba una expedición a Groenlandia, sin haber visto su teoría de la deriva continental ampliamente aceptada por la comunidad científica. Sin embargo, su trabajo sentó las bases para la teoría de la tectónica de placas, que finalmente explicó cómo los continentes se mueven y cambian a lo largo del tiempo geológico.

Reconocimiento

Durante su vida, Alfred Wegener recibió varios reconocimientos por sus logros científicos, aunque también enfrentó críticas y rechazo de la comunidad científica de la época. En 1915, fue nombrado profesor de meteorología y geofísica en la Universidad de Graz en Austria, y en 1924 recibió una cátedra de geofísica en la Universidad de Berlín. En 1928, fue elegido como miembro de la Academia de Ciencias de Prusia y en 1930, recibió la Medalla de Oro de la Royal Geographical Society de Londres.

Sin embargo, su teoría de la deriva continental y la tectónica de placas no fue aceptada por gran parte de la comunidad científica de la época, lo que provocó críticas y rechazo a sus ideas. A pesar de ello, Wegener continuó trabajando en su teoría y publicó su obra más famosa, "El origen de los continentes y los océanos", en 1915.

Desafortunadamente, Wegener falleció en una expedición a Groenlandia en 1930, antes de que su teoría fuera ampliamente aceptada por la comunidad científica. Sin embargo, su trabajo y su legado inspiraron a muchos científicos a continuar investigando y desarrollando su teoría en las décadas siguientes. En 1955, el término "tectónica de placas" fue acuñado por el geólogo británico Arthur Holmes, en reconocimiento a la importancia de las ideas de Wegener en el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas.

A lo largo de los años, se han nombrado varios lugares en honor a Wegener, como el cráter lunar Wegener, el glaciar Wegener en Groenlandia, el monte Wegener en la Antártida, y el asteroide 29227 Wegener. Además, la Asociación Europea de Geólogos ha establecido la medalla Alfred Wegener en su honor, que se otorga a científicos destacados en el campo de la geología y la geofísica.

¿Por qué es importante?

El trabajo de Alfred Wegener ha tenido un gran impacto en nuestra comprensión de la historia de la Tierra y en la forma en que entendemos la dinámica de los continentes. La teoría de la deriva continental de Wegener, aunque inicialmente fue rechazada por la comunidad científica de la época, finalmente fue aceptada y ha sido fundamental para la comprensión moderna de la tectónica de placas.

Gracias a la teoría de la deriva continental, ahora sabemos que los continentes no son estructuras fijas e inamovibles, sino que están en constante movimiento y cambian a lo largo del tiempo. Esto ha tenido implicaciones importantes en campos como la geología, la geografía, la climatología y la biología, y ha permitido el desarrollo de una serie de herramientas y técnicas para estudiar estos procesos.

Por ejemplo, la teoría de la deriva continental ha permitido la identificación de zonas de subducción, donde una placa tectónica se desliza debajo de otra, lo que ha llevado a un mayor entendimiento de los terremotos y la actividad volcánica. Además, ha permitido a los geólogos comprender mejor la formación de montañas y otros rasgos geológicos, así como el papel que desempeña la deriva continental en la evolución de la vida en la Tierra.

En resumen, el trabajo de Alfred Wegener ha tenido un impacto significativo en nuestra comprensión de la historia de la Tierra y ha llevado a una serie de avances en campos como la geología, la geografía, la climatología y la biología. Sus ideas han llevado a nuevas herramientas y técnicas para estudiar los procesos en la Tierra y han tenido implicaciones importantes para nuestra comprensión de la vida en el planeta.

¿Qué debemos aprender de él?

Como modelo a seguir, podemos inspirarnos en la determinación, perseverancia y pasión por la investigación de Alfred Wegener. A pesar de las críticas y oposición de sus contemporáneos, continuó con su trabajo y no se dejó desanimar por las dificultades. También podemos aprender de su enfoque interdisciplinario y creativo para resolver problemas científicos, así como su capacidad para integrar observaciones geológicas, meteorológicas y biológicas en una teoría unificadora.

Además, su legado nos recuerda la importancia de la revisión constante y la actualización de nuestras teorías en función de nuevas evidencias y avances científicos. En general, podemos inspirarnos en la pasión, perseverancia y pensamiento innovador de Wegener para abordar los desafíos y alcanzar nuestras metas en la vida.

2. Generalidades

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Tiempo, esta es la clave de nuestro problema. Cuando afrontamos los temas de ecología realizamos una indagación sobre el modo en que se relacionan los seres vivos en la actualidad, sin embargo, esto es solo un momento en el tiempo, ¿pero siempre ha sido así? Muchas culturas así lo creen, y en sus mitos de creación del mundo poseen a apartes para la creación de los seres vivos en las formas en las cuales se nos presentan en la actualidad, muchas de estas explicaciones son culturalmente aceptadas, amadas y defendidas con un poderoso arraigo. Sin embargo, nos encontramos ante un curso de Ciencias de la naturaleza, por lo que la primera regla que debemos asumir es intentar encontrar una explicación desde la materialidad natural, la que sea e intentar realizar más preguntas a partir de esta suposición inicial.

Figura 2.1. Representación altamente idealizada de los principales capítulos de la escala geológica, sin embargo, debido a que el planeta se mueve, esas páginas pueden tumbarse de lado o perderse por la erosión y otros cataclismos.

Nuestra historia, una historia del tiempo y del planeta, o del tiempo y el universo deben leerse en algún lugar, evidentemente no en libros de papel escritos por seres humanos, sino en los fenómenos que presenta el universo. Para la escala del tiempo del universo se emplea la luz, mientras que para el tiempo del planeta Tierra hay que saber leer la roca.

Las rocas al igual que las páginas de un complicado libro de historia poseen información sobre varios momentos pasados. El problema es que el libro es fragmentario y se encuentra disperso por todo el mundo, algunas veces roto, otras aplastado, otras arrasado por inundaciones, pero a pesar de todos estos inconvenientes, la interpretación de este libro es el objetivo principal de la geología. Este libro no tiene sentido a menos que se le organice de alguna forma y es allí donde ingresa la escala geológica del tiempo, la cual entre otras debe estar en concordancia con la escala del universo.

Figura 2.2. En algunos lugares los estratos geológicos están bien conservados.

Figura 2.3. En otros lugares los estratos se pliegan y la interpretación que se hace de ellos se dificulta.

En cualquier caso, la geología basa sus explicaciones en una teoría holista que toma en cuenta el tiempo irreversible o evolutivo, los fenómenos geológicos, aunque siguen diseño los mismos le han dado forma al planeta, una forma diferente a la que tuvo en el pasado, y aun le siguen dando una nueva forma en el futuro.

Figura 2.4. En otros lugares los estratos se inclinan.

En esta serie de artículos discutiremos de forma interdisciplinar algunos aspectos históricos y actuales de la geología, la física y la biología que han permitido la formación de un modelo que nos permite organizar y entender el modo en que nuestro universo, nuestro mundo y nosotros mismos hemos llegado hasta ahora. Evidentemente tal monumental esfuerzo debe ser entendido en forma de un resumen bastante grosero, sin embargo, al hacer parte del currículo de ciencias es menester realizar la correspondiente transposición.

3. Historia de la geología

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La geología es la ciencia que estudia la estructura, composición y evolución de la Tierra. A lo largo de la historia, el ser humano ha tenido una relación cercana con la geología, ya sea por la necesidad de comprender su entorno o por su curiosidad científica. En este artículo, se hará un recorrido por la historia de la geología, desde sus inicios en la antigua Grecia hasta los avances más recientes en el campo de la geología planetaria. Se explorarán los hitos más importantes, los científicos y pensadores que han influido en la disciplina, y cómo sus descubrimientos han impactado en nuestra comprensión de la Tierra y su historia.

La geología, desde la antigua Grecia hasta el siglo XVII

Algunos de los primeros análisis geológicos fueron realizados con respecto al Origen de la Tierra o a la formación de algunas estructuras particulares del terreno. Uno de los primeros en realizar esto fue el gran Aristóteles (384-322 AC). Una de las ideas principales –que de hecho sería olvidada por un largo tiempo –es que los cambios geológicos a gran escala son muy lentos y no pueden percibirse en el periodo de vida de una persona.

Posteriormente su sucesor llamado Teofrasto (371-287) realizó mayores avances en términos de describir propiedades de algunos materiales como cristales y metales, sin embargo sería Plinio el Viejo (23-79) en su obra Magna “Naturalis Historia” quien realizaría el registro más detallado de materiales geológicos en la antigüedad, aunque hay que anotar que los mayores expertos eran los mineros, los herreros y los alquimistas (Eliade & Ledesma, 1974).

El problema del tiempo se hizo más evidente con la aceptación por parte de la Europa Cristiana de la cronología Bíblica, que asumía un tiempo no mayor a unos cuantos miles de años, por lo que pequeños cambios geológicos no tendrían tiempo para ser realizados. Sin embargo, no todos los pensadores en geología no hacían parte de la Europa Cristiana.

Figura 3.1. El Diluvio comenzó siendo la teoría imperante en los círculos académicos de geología, el objetivo era simple, obtener la mayor cantidad de pruebas de su autenticidad.

Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) propuso que el subcontinente indio había sido en el pasado un gran Océano –cosa que no es descabellada, ¡pero que no sería aceptada sino hasta mediados del siglo XX! (Asimov, 1999). No fue sino hasta el siglo XVII que la geología comenzó a realizar avances significativos, lo irónico de esto fue que el motor que provocó que los naturalistas se volcaran hacia las evidencias de las rocas fue el intento de corroborar la realidad del Diluvio Universal (Adams, 1941). Esta búsqueda rápidamente comenzó a generar una serie de fenómenos peculiares, como la composición de los minerales de múltiples regiones de Europa, así como los reportes de fósiles. Sin embargo, las interpretaciones de estos primeros datos fueron realizados a la luz de la mitología judeo-cristiana para tratar de dar un peso evidencia al concepto del Diluvio Universal (Whiston, 1737).

Figura 3.2. Al igual de los griegos, durante el apogeo de la cultura islámica, grandes sabios tuvieron la oportunidad de plantear hipótesis válidas, las cuales con el tiempo han pasado a ser parte de los modelos aceptados en la actualidad, las ideas de al-Biruni son representan primeros esbozos de lo que posteriormente ha sido denominado la Teoría de la Deriva Continental y de las placas tectónicas.

Figura 3.3. La madera petrificada (A) fue reconocida como tal solo hasta 1665 cuando Robert Hooke (B) perfeccionó el microscopio (C), hasta entonces muchos pensaban que no se trataba de madera, sino de una pareidolia generada por la plasticidad de la roca en adquirir diferentes formas. La estructura microscópica reportada por Hooke y otros investigadores mostraron que tanto al nivel macro como al micro la madera petrificada era similar a la madera, por lo que estos fósiles debieron haber pasado por un proceso de transformación en el que la roca calca el tejido orgánico, proceso que actualmente llamamos fosilización (Kusukawa, 2013).

Sin embargo, la controversia sobre el método de estudio de la naturaleza ya empezaba a hacerse muy patente, los dos bandos, el idealista representado por la interpretación religiosa; y el materialista-naturalista representado por la búsqueda de explicaciones naturales a los fenómenos naturales propulsaron una controversia que a su vez estimuló la búsqueda de más y mejores datos sobre la composición geológica de diferentes lugares del mundo, de esta época emergen los primeros estudios sistemáticos para la identificación de los estratos geológicos (Gohau, 1990).

Los estratos pueden definirse como capas horizontales de roca de una composición semejante, las cuales en ocasiones presentan una fauna y flora de fósiles que también son semejantes entre sí, aun cuando los estratos son reportados en diferentes localidades no continentes (Jardine, Secord, & Spary, 1996). Muchos autores se encargaron de el tedioso trabajo de coleccionar rocas y caracterizarlas, pero esto no se realizó de la nada, pues ya desde la antigüedad clásica muchos minerales habían sido empleados por los herreros y los alquimistas (Eliade et al., 1974). Uno de los más importantes pioneros en la geología de la época fue Nicolas Steno (1638-1686).

Figura 3.4. En el siglo XVII existía un tipo raro de roca llamado "Rocas lengua" (A), astas rocas tenían una apariencia similar con los dientes de ciertos peces carnívoros llamados tiburones (B), esta similitud fue reportada por Nicolas Steno (C) en su texto prodromo el cual incluida una ilustración (D).

Nicolas Steno fue un obispo católico, pero su posición idealista ontológica no influyó en sus razonamientos científicos, de hecho, algunas de sus ideas pueden ser consideradas como las precursoras del pensamiento evolutivo en tiempos posteriores hasta Darwin. Nicolas Steno publicó sus conclusiones sobre la formación de los estratos geológicos en 1669 en un libro denominado “Dissertationis prodromus” (Steno, 1669) traducido al español como Pródromo, estas conclusiones son por lo general citadas como las leyes básicas de la geología moderna:

(a) Ley de la superposición: en el momento en que algún estrato se está formando, toda la materia que descansa sobre él era fluida, y, por lo tanto, en el momento cuando un estrato inferior se estaba formando, no existía nada del estrato superior.

(b) Principio de horizontalidad: Un estrato perpendicular al horizonte o inclinado al horizonte fueron en el momento de su formación siempre paralelos al horizonte.

(c) Principio de continuidad lateral: el material que forma cualquier estrato era continuo sobre la superficie del terreno a menos que objetos sólidos perturbara su camino.

(d) Principio de corte transversal: si un cuerpo o discontinuidad corta transversalmente un estrato, este debe haberse formado después de este estrato.

La anomalía más grande de las ideas de Steno era sin duda el principio de horizontalidad, esto se debe a que en ocasiones los estratos inclinados al horizonte son estructuras de roca colosales, por lo que explicar su formación en periodos de tiempo muy cortos se hacía problemático.

Figura 3.5. (A) Fósiles de amonitas que eran descritas como una formación rocosa cristalina por naturalistas como Martin Lister (B), pero que en la actualidad son interpretadas como los remanentes de antiguos seres extintos (C).

A pesar de la influencia del Pródromo varios historiadores naturales como Martin Lister (1638-1712) y John Ray (1627-1705) continuaron cuestionando el origen orgánico de muchos fósiles debido a que representaría seres vivos que ya no existen “como los amonites”, abriendo las puertas al concepto de extinción, el cual iba en contra de varias posturas teológicas (Rudwick, 1976).

La geología en el siglo XVIII

El siglo XVIII constituyó el surgimiento de los imperios coloniales y la edad de la exploración. Como ya se ha mencionado en otros apartados, los imperios crearon tres grandes instituciones para demostrar su poder, el museo de historia natural, el jardín botánico y el zoológico. Cada uno tenía por objeto crear colecciones de seres vivos o inertes de las colonias más recónditas del imperio. Pero no solo era una cuestión de prestigio, la clasificación y la nomenclatura permitieron determinar propiedades útiles para el comercio, la ingeniería, o la guerra.

La minería por ejemplo, esta era con frecuencia una de las mayores fuentes de riqueza (Jardine et al., 1996). Los académicos comenzaron a realizar estudios más sistemáticos y de mayor escala sobre la composición de los suelos (Werner, 1774). El objetivo era simple, lograr que las minas produjeran más riqueza mediante el aprovechamiento de otros tipos de minerales, no solo vivir de oro y plata. La codicia capitalista fue el motor que apoyó el desarrollo de la geología descriptiva (Eliade & Ledesma, 1974; Werner, 1774).

Figura 3.6. (A) Los imperios coloniales basaban su poder en una tecnología marítima superior y en armas de fuego, las cuales les permitieron oprimir a poblaciones nativas alrededor del mundo (B), adicionalmente crearon instituciones para representar el poder del imperio e identificar fuentes de riqueza de las colonias en forma del Museo de Historia Natural (C) y el jardín botánico (D).

Sin embargo, lo anterior simplemente era descripción de fenómenos, algo muy semejante –y de hecho una de las funciones de –la Historia Natural, la cual era la ciencia que antecedió a la biología y la geología. De hecho, los museos de Historia Natural donde vemos los restos disecados de animales, los restos de seres fosilizados y muestras de minerales raros adquieren su nombre por esta tradición, la cual se originó debido a la obra de Plinio el Viejo llamada “Historia Naturalis”. En paralelo con esta tradición descriptiva, una nueva casta de historiadores naturales interesados por el conocimiento de la tierra comenzó a criticar las ideas fuertemente religiosas sobre el origen del Planeta Tierra. En primera instanció el debate circulaba a si preguntarse sobre el Origen del Planeta y su correspondiente cambio a través del tiempo era una pregunta válida de ser estudiada académicamente en una cultura de fuertes valores cristianos. En 1749 en naturalista francés Georges-Louis Leclerc Conde de Buffon (1707-1788) publicó en uno de sus libros una crítica en contra la postura de que la edad del mundo se limitara a unos cuantos miles de años (Gohau, 1990).

Tal vez uno de los autores más influyentes, pero menos relacionados con la geología es el filósofo germano Immanuel Kant (1724-1804) quien en 1755 en su obra titulada “Historia del Universo Natural y Teoría del Cielo” (Jardine et al., 1996; Kant, 1797) describió la historia de la Tierra sin referencias a Dios o a la Biblia. Gracias al trabajo de estos respetados autores, las preguntas sobre un origen del planeta y una edad del mundo más allá de los cánones bíblicos se convirtió en un objeto legítimo de estudio por parte de las nuevas ciencias positivas como la Física y la recientemente formada Química.

Bajo esta perspectiva resulta notable establecer que la Geología se independizó de la Historia Natural que la misma Biología. El término Geología fue empleado por vez primera en publicaciones técnicas de dos naturalistas genoveses (Gohau, 1990) llamados Jean-André Deluc (1727-1817) y Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799). En 1751 el término ya había sido aceptado por la mayoría de naturalistas y sancionado como tal en la Enciclopedia de Dierot (Gohau, 1990), aunque su estudio sistemático en instituciones reconocidas como el museo de Historia Natural de París ya tenía una tradición de al menos 10 años (Gohau, 1990).

Figura 3.7. El Conde de Buffon (A) y Cuvier (B) fueron dos de los más importantes historiadores naturales del siglo XVIII y el trabajo de ambos sería importante para sustentar las teorías evolutivas de Lamarck y de Darwin. Ambos realizaron trabajos sobre megafauna, y especialmente Cuvier identificó al mamut, el mastodonte y las dos poblaciones de elefantes en África y en India (C) como especies independientes pertenecientes a un linaje más general.

Para la época, las posturas religiosas y no religiosa habían evolucionado –aunque en el fondo seguían siendo la misma discusión del siglo XVII – por un lado, se encontraban los que defendían el canon bíblico con argumentos científicos, y por otro lado se encontraba una teoría estrictamente naturalista. La teoría basada en el canon bíblico no era otra que explicar los estratos geológicos en base a un solo evento catastrófico, el diluvio universal, sus defensores procedían de la recientemente formada ciencia de la Química argumentando que los estratos se habían formado por procesos de sedimentación en solución acuosa (Eddy, 2008). Algunos denominaron a los defensores de esta teoría como neptunistas. Casi en paralelo otra teoría fue propuesta, en este caso se sostenía que los estratos eran formados por la sedimentación lenta de materiales calientes independientemente de si estaban en solución acuosa o no, para ellos el efecto de los volcanes era muy importante y fueron denominados plutonistas.

Para la época los fósiles ya habían sido reconocidos como seres vivos extintos, y se habían convertido en el objeto de estudio de historiadores naturales interesados en la geología como el conde de Buffon. Buffon estudió la megafauna del norte de Europa como los mamuts y los rinocerontes lanudos, llegando a la conclusión de que el clima del planeta no había sido el mismo siempre. Otros naturalistas darían inicio a una nueva rama de la biología –o de la Historia Natural en el contexto histórico – y es la Anatomía Comparada, de la mano de Georges Cuvier (1769-1832) este nuevo campo de estudio comenzó a arrojar información sistemática de las estrechas relaciones entre diferentes tipos de animales. Entre otras se llegó a la conclusión de que lo que había sido llamado coloquialmente elefante pertenecía en realidad a varias especies, dos vivas –en áfrica y en india –y otras tantas extintas como el mastodonte y el mamut (McGowan, 2001).

Adicionalmente, de la mano de William Smith (1769-1839) nació la geocronología cualitativa mediante la correlación de la fauna y flora fósil con un determinado estrato geológico y su composición mineral, gracias a esto podía y pueden identificarse formaciones geológicas de un mismo periodo en diferentes partes del mundo, el problema sin embargo recaía en que tan antiguas eran estas formaciones, respuesta que no tendrían una solución posible durante el siglo XVIII. En cualquier caso, Smith estableció un principio que da forma literalmente a la historia de la vida en la tierra y es el principio de sucesión de fauna (Berry, 1966).

El principio de sucesión de fauna establece que una vez que se determina la horizontalidad de una secuencia de estratos, el tipo de fósiles que se encuentran presentan un orden predecible; este principio es la base para el concepto de eras geológicas que constituye el centro de análisis de la presente unidad de estudio.

La geología en el siglo XIX

Los problemas e incentivos de la geología en el siglo XIX son básicamente los mismos del siglo anterior. Por un lado, la confrontación de partidarios de interpretar los fenómenos geológicos en base a un Diluvio Universal como William Buckland (1784-1856) y Adam Sedgwick (1785-1873) con un creciente número de evidencias correspondientes a cambios graduales, procesos cíclicos e inundaciones localizadas ante las cuales tuvieron que ceder tarde o temprano.

Por otra parte, estaba el creciente prestigio de la geología como ciencia que generaba riqueza, en este sentido la escala geológica ya empezaba a recibir su nomenclatura moderna, pues estratos denominados cámbrico, precámbrico, devónico, o terciario ya empezaban a ser de uso común por parte de la comunidad de expertos. Adicionalmente su correcta identificación facilitaba los procesos de minería.

Sin embargo, el autor más influyente en este periodo es Charles Lyell (1797-1875) quien plantea que la mayoría de los cambios geológicos se realizan muy lentamente y son imperceptibles durante el periodo de vida de una persona, si les suena conocida esta afirmación, tan solo trasládenla a los seres vivos y adicionen el concepto de Selección Natural. Esto no es coincidencia ya que Lyell fue uno de los autores que más influyó en Darwin durante su viaje (Lyell, 1837; Vorzimmer, 1969).

Figura 3.8. Charles Lyell (Kinnordy, Forfarshire, 14 de noviembre de 1797-Londres, 22 de febrero de 1875), fue un geólogo británico, uno de los fundadores de la Geología moderna. Lyell fue uno de los representantes más destacados del uniformismo y el gradualismo geológico.

Desde este punto, la estratigrafía se comprendía como el cambio gradual por depósito de materiales de tiempos pasados, el problema era determinar cuánto había durado cada una de estas épocas, pregunta que fue asumida por el grupo de investigación de Cuvier, pero que no recibiría una respuesta concreta hasta el desarrollo de los métodos fisicoquímicos de datación.

Figura 3.9. Los mosasaurios fueron de los fósiles más importantes descritos a principios del siglo XIX. Los mosasaurios son un grupo de reptiles marinos extintos que vivieron durante el período Cretácico, hace aproximadamente 98 a 66 millones de años. Eran animales de gran tamaño, con cuerpos alargados, cabezas grandes y mandíbulas fuertes con dientes afilados. Algunas especies podían alcanzar tamaños gigantescos, como el mosasaurio de Tylosaurus, que medía hasta 15 metros de longitud. Los mosasaurios fueron depredadores ágiles y eficientes, y se cree que se alimentaban de peces y otros reptiles marinos. Son conocidos por su presencia en los mares que cubrían gran parte de la tierra durante el Cretácico, y se han encontrado fósiles en todo el mundo.

Los fósiles comenzaron a ser buscados con mayor seriedad iniciando el periodo llamado la Guerra de los Fósiles. Muchas de las especies más reconocidas fueron descritas en esta época como Mosasaurus en 1808 (Theunissen, 1986). Cuvier continuó con la idea de sucesión de fauna entre los estratos geológicos proponiendo que la gran edad de los mamíferos en la actualidad fue antecedida por una edad de los reptiles (Rudwick, 2008).

Figura 3.10. (A) Tamaño, (B) modelo artístico y (C) esqueleto de un megalosaurio, se trata de un dinosaurio terópodo carnívoro.

Muchos fósiles famosos fueron descritos en esta época, por ejemplo, el ictiosaurio y el plesiosaurio de estratos del jurásico fueron descritos por Mary Anning (1799-1847) (P. Pierce, 2013); William Buckland (1784-1856) describió el megalosaurio; Gideon Algernon Mantell (1790-1852) describió los dientes del iguanodon y un esqueleto parcial del hilaeosaurio. En 1841 Richard Owen (1804-1892) propondría la creación de una nueva categoría taxonómica entre las cinco de vertebrados clásicas a la cual se le denominó Dinosauria (McGowan, 2001). El botánico Adolphe Brongniart (1801-1876) realizó un análisis propio para diferentes tipos de plantas, y al igual que con los animales encontró que diferentes tipos de estratos geológicos estaban caracterizados por diferentes tipos de flora (Faul, Faul, & Serjeant, 1983).

Figura 3.11. (A) Tamaño y (B) representación artística moderna del iguanodón, la representación de los dinosaurios ha cambiado mucho con los años, en las primeras representaciones (C y D) se percibían a los dinosaurios como animales lentos, de sangre fría y cuadrúpedos.

En Estados Unidos la cacería de fósiles conllevó a la guerra de los Huesos, un intervalo de tiempo en el que los paleontólogos parecían más vaqueros y forajidos buscando oro.

La teoría de la Evolución de Charles Darwin (1809-1882) revolucionó el modo en que se entendía la geología y la paleontología en aquella época, hasta entonces no se había generado una teoría que pudiera explicar la sucesión de especies desde una época hasta la siguiente, era como si los seres vivos transmutaran al pasar de era o simplemente una gran catástrofe barriera sucesivamente la vida en el límite de cada era para luego ser creadas nuevas especies en la siguiente. Para Darwin el paso de una era a la siguiente se caracterizaría por el reemplazo de unas formas de vida comunes en una era por otras menos comunes. Evidencia de esto era la ya conocida anomalía de encontrar mamíferos primitivos poco comunes en los estratos donde los dinosaurios eran muy prevalentes.

El problema para geólogos, paleontólogos y biólogos evolutivos seguía siendo el mismo, el tiempo absoluto de las eras geológicas recientemente descritas. En 1862 William Thomson el primer Barón de Kelvin (1824-1907) –el mismo de los grados Kelvin de temperatura –propuso un método para aproximarse a la edad del planeta, asumiendo que la Tierra se formó como una bola de fuego incandescente calculó el tiempo necesario para que la corteza se enfriara a su temperatura actual, los valores obtenidos de lavan un intervalo de entre 200 millones de años hasta 400 millones de años (Burchfield, 1975). El problema con este método era que Kalvin asumía un enfriamiento demasiado rápido al no tomar en cuenta el calor generado por una fuente de energía desconocida para su época, es decir el decaimiento radioactivo del núcleo del planeta.

En la época se propusieron otros métodos para aproximarse a la edad del planeta, como calcular el tiempo que le tomaría al Sol llegar a su estado actual de tamaño y calor desde una nube de gas, pero al igual que los cálculos de Kelvin el problema era asumir un enfriamiento muy rápido al no tomar en cuenta el decaimiento radioactivo –y no se los puede culpar, para la época nadie sabía que eso existía. Para 1897 el problema de la edad del planeta era candente, y la edad oscilaba entre 10 millones de años hasta unos 400 millones de años.

La geología en el siglo XX

La nueva serie de Cosmos nos proporciona un buen recuento de aspectos relacionados con la geología en el siglo XX, la primera es la obtención de edades absolutas para diferentes estratos y para el planeta como un todo (Capítulo 7 de la nueva serie de Cosmos) y sobre la gran teoría de la geología, la Deriva Continental y la tectónica de placas (capítulo 9 de la nueva serie de Cosmos).

Como se entenderá de los eventos en la historia de la geología, la paleontología se vio sacudida por el ingreso de los métodos radiométricos para poder datar de forma absoluta los estratos de la escala geológica, adicionalmente, el rompecabezas de algunos fósiles similares en continentes separados en algunos estratos geológicos fue resuelto por la Teoría de la Deriva Continental.

Figura 3.12. Clair "Pat" Patterson (1922-1995) fue el primer geoquímico en obtener una edad estimada para el planeta Tierra empleando el método del Uranio-Plomo.

Adicional a esto, después de los años de 1920 la comunidad académica comenzaría a aceptar cada vez más y más la nueva teoría de la evolución –Teoría Sintética de la Evolución –la cual fue rescatada casi del olvido por T. H. Morgan (1866-1945) y los genetistas que lo sucedieron.

Junto a este andamiaje teórico, los paleontólogos tuvieron un mayor acceso a regiones recónditas del planeta gracias al proceso de expansión imperialista y colonialista de las grandes potencias de Europa, aunque algunas regiones continuaron siendo vedadas como la gran mayoría del territorio chino y mongol. Para 1969 ya se habían identificado cerca de 170 géneros solo de dinosaurios, sin contar otros tipos de fósiles como los reptiles marinos, voladores y de protomamíferos. En los 25 años posteriores a 1969 el número de géneros de dinosaurios se elevó a 315. Muchos de estos nuevos especímenes provenían de América del Sur y de África (McGowan, 2001). Para finales del siglo XX los territorios de China se expandieron a la investigación lo cual ha conllevado a un mejor entendimiento de la evolución de las aves y los mamíferos (Luo, 2007; Zhou, 2004), pero otras áreas siguen siendo un agujero negro para la investigación como el oriente próximo, Asia central y algunas regiones de la India.

Con la datación absoluta una pregunta que había asombrado a los paleontólogos del siglo XX renovó su interés, la extinción en masa, aunque ya se sospechaba seriamente de que se había tratado de VARIAS extinciones y no de un único evento, solo cuando se pudo fechas los estratos se pudo confirmar esta sospecha. Uno de los eventos de extinción en masa que siempre ha recibido mayor atención no es otro de la desaparición de los dinosaurios no aviares al final del cretáceo (Alvarez, Alvarez, Asaro, & Michel, 1980).

(YouTube) La formación del planeta tierra desde su nacimiento hasta hoy en español.

La paleontología no solo fue un campo pasivo que recibía su comprensión de la teoría evolutiva, también contribuyó a esta durante la segunda generación de la Síntesis Moderna. En primera instancia, varios especímenes mostraban rasgos compartidos entre grupos de animales aparentemente separados por grandes huecos, por ejemplo la transición de cetáceos-ungulados, la transición de reptiles cocodrilianos-aves o la transición de primates homínidos-el ser humano (Futuyma, 2005; Kutschera & Niklas, 2004).

En 1944 George Gaylord Simpson (1902-1984) publicó el resultado de varias investigaciones en el libro Tempo and Mode in Evolution, el cual empleó un análisis cuantitativo para mostrar que el registro fósil consistía en un patrón de ramificación adireccional predicho por procesos de Selección Natural y Deriva Genética, en lugar de un proceso lineal de reemplazo y aparición como habían propuesto los defensores del lamarckismo y la ortogénesis (Nee, Mooers, & Harvey, 1992; Simpson, 1944; Wright, 1945).

En 1972 Niles Eldredge (1943-vivo) y Stephen Jay Gould (1941-2002) emplearon algunos patrones del registro fósil para plantear una propuesta de modificación al tempo de evolución denominado Equilibrio Puntuado, el cual establece que los procesos de diversificación no son graduales, sino que se acumulan en momentos de cambios ambientales fuertes, donde la diversidad disminuye e inmediatamente aumenta de forma puntual (Bak & Sneppen, 1993; Bornholdt & Sneppen, 1998; Gould, 2014; Gould & Eldredge, 2000).

4. Tiempo y fenómenos geológicos

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Bueno la historia es algo apasionante, sin embargo, hay que ir al grano. ¿Qué es lo que se pretende al estudiar la escala del tiempo geológico? A finales del siglo XVIII, James Hutton (1726-1797) reconoció la inmensidad de la Historia de la Tierra y la importancia del tiempo como un componente de todos los procesos geológicos. Para el siglo XIX otros habían demostrado que el planeta había pasado por diferentes episodios de formación de montañas y erosión que requerían colosales cantidades de tiempo.

Figura 4.1. James Hutton (Edimburgo, 3 de junio de 1726–Edimburgo, 26 de marzo de 1797) fue un geólogo, médico, naturalista, químico y granjero experimental escocés, primer formulador de las ideas que conducirían a la corriente científica llamada uniformista y del plutonismo, en las que incluyó sus teorías de la geología y del tiempo geológico y su escala, también llamado tiempo profundo. Es considerado el fundador de la geología moderna. Compartió espacio y época con grandes pensadores y científicos formando junto a ellos la que ha sido llamada la Ilustración escocesa.(Tarbuck, Lutgents, & Tasa, 2014)

Aunque estos científicos pioneros entendieron que la Tierra era muy vieja –mucho más que 5000 años –no tenían forma de saber cuánto, ya fueran decenas de miles, millones o decenas de millones. Lo único que pudo establecerse fue una secuencia de capas de sedimentos y una datación relativa unas a otras, pero sin valores numéricos. Los eventos geológicos de por si tienen muy poco significado, lo mismo puede decirse de los fenómenos biológicos y en esencia de cualquier fenómeno ligado a un devenir histórico. Solo cuando dichos eventos se ponen bajo la perspectiva del tiempo irreversible es que adquieren sentido lógico.

Para tener en cuenta en su proceso de enseñanza y aprendizaje hay que tener en cuenta la importancia de los siguientes conceptos:

(a) Los modos de datación de la escala geológica empleados en la actualidad.

(b) Que son los fósiles, cuáles son las condiciones que deben cumplirse para su formación y cuál es su relación con la escala del tiempo geológico.

(c) Que es la radioactividad y como los isotopos radioactivos son empleados para generar fechas de eventos pasados anteriores a la aparición de la especie humana.

(d) Que es la escala geológica y cuáles son sus principales subdivisiones.

(e) Porqué es difícil asignar fechas a muestras de rocas sedimentarias.

(f) Que constituye las principales características de cada una de las eras de la escala de tiempo geológico.

Los geólogos que desarrollaron la escala de tiempo geológico revolucionaron el modo en que las personas piensan a cerca del tiempo y la historia del planeta. En principio comprendieron que el planeta era mucho más viejo de lo que se había imaginado previamente. Sin embargo, el problema de las cantidades fue ignorado en la medida que el programa de investigación de la geología no contaba con los medios para alcanzar tal conocimiento.

Figura 4.2. Nicolas Steno (1638-1686), padre de la geología moderna, y sacerdote católico "llegando al rango de Obispo". Sus argumentos serían básicos para que en el siglo XIX se desarrollaran firmemente las teorías sobre una Tierra antigua y en consecuencia para la Evolución de los seres vivos en el sentido propuesto por Darwin y Wallace.

Es por esto que la geología se funda esencialmente en procesos fácilmente identificables, en este caso se trata de la organización en estratos y a una serie de leyes sobre la estructura de los estratos propuesta en el siglo XVII por Nicolás Steno.

La ley de superposición

En una formación de roca sedimentaria no perturbada, cada capa representa un periodo de tiempo, en donde las capas más profundas son más viejas que las capas más recientes. Esta regla aplica no solo para la roca sedimentaria, sino también para los flujos de lava y los depósitos de ceniza de las erupciones volcánicas.

Figura 4.3. Ejemplos del principio de superposición (A, B, C) en el cual la naturaleza de la Tierra se organiza en capas identificables a simple vista y modelos (D y E) de la escala geológica.

Esta es una ley de datación relativa en el sentido que permite señalar quien es más antiguo con respecto a otro más reciente.

Principio de horizontalidad original

Los sedimentos son generalmente depositados en capas horizontales, y que los depósitos que se encuentran en sentidos verticalizados se encuentran de este modo debido a disturbios secundarios como terremotos, es decir originalmente eran horizontales.

Figura 4.4. La horizontalidad algunas veces es intuitiva, pero explicar la razón por la que no siempre se sigue una horizontalidad llegaría solo hasta mediados del siglo XX con la teoría de las Placas Tectónicas y la Deriva Continental.

Principio de relación por corte transversal

Cuando algo afecta los estragos geológicos, por ejemplo, que un terremoto provoque un corte transversal haciendo que los estratos queden discontinuos –descrito en inglés con la palabra fault –o cuando por la acción de una grieta material volcánico penetra en la roca y se cristaliza –expresado en inglés con la palabra dike – se asume que estas intrusiones o discontinuidades fueron realizadas después de que el estrato se formara.

Figura 4.5. Corte transversal.

Principio de fragmentos incluidos

Los fragmentos de roca que se encuentran rodeados por otro tipo de roca son más viejos que la roca que los rodea. Este principio no le adjudica a Charles Lyell (1797-1875), el cual se encuentra incluido en su obra Principios de Geología (Lyell, 1837).

Figura 4.6. Roca intrusa más vieja "Xenolita" rodeada de otro tipo de roca más joven "Granito".

Concordancias y discordancias

Cuando se observa un estrato geológico continuo como si fuera una alfombra sin interrupciones, grietas y orificios la denominados concordante “en inglés comformable”. Existen zonas particulares que exhiben capas concordantes, las cuales representan periodos de tiempo geológico. El problema es que no existe lugar en la Tierra que exhiba un patrón concordante demasiado extenso, siempre se encuentra algún punto de fractura. Estas fracturas se denominan discordancias.

Las discordancias pueden ser de varios tipos, por ejemplo, en algunos casos el estrato que corresponde a uno o más eras geológicas no aparece por ninguna parte, en otros varios estratos geológicos se encuentran atravesados por líneas de roca, y en otras ocasiones los estratos geológicos simplemente no son continuos. Estas discordancias no pueden explicarse asumiendo un planeta fijo, y de hecho cualquiera que haya experimentado un simple terremoto puede saber que el suelo es bastante móvil. Cada una de las discordancias puede ser explicada por medio de procesos geológicos graduales que suceden el día de hoy, a este modo de entender los estratos geológicos se lo denomina actualismo y fue propuesto en el siglo XIX por Charles Lyell.

Inconformidad angular.

Es la disconformidad más fácilmente reconocible. Consiste en sedimentos que han sido plegados de forma tal que ya no se encuentran en su sentido horizontal, en algunas ocasiones el plegamiento sigue siendo continuo, pero en otras existe un punto de fractura o grieta en la que una de las puntas queda expuesta a la intemperie como la saliente de una roca.

Figura 4.7. Ejemplos del principio de horizontalidad original y de la disconformidad angular (A, B, C, D) y modelo del proceso (E).

Debido a lo colosal de algunas rocas plegadas era difícil asumir que un solo proceso catastrófico pudiese mover tantas toneladas de roca sin que esta se desintegrase en el proceso, el proceso debe ser gradual, pero al mismo tiempo con una fuerza colosal.

Disconformidad.

Las disconformidades son mucho más numerosas, pero menos evidentes debido a que los estratos que se han fracturado siguen siendo paralelos al horizonte. El proceso consiste en que una capa continua –que llamaremos C –se fractura por efectos de un terremoto, posteriormente todas las capas se mueven de forma tal que en el punto de la fractura queda una grieta y la capa C a un lado de la grieta queda en contacto con otra capa diferente –ya sea B o D. Identificar este tipo de disconformidades es complicado ya que en muchas ocasiones los estratos pueden contener tipos muy semejantes de roca.

Figura 4.8. Disconformidad geológica.

Otro tipo de disconformidad no obedece a una fractura, sino a que una capa geológica quedó expuesta a la erosión, mientras que el estrato que lo rodea no. Cuando se analiza la escala geológica es como si una capa hubiese desaparecido por completo. Esto se explica debido al proceso de erosión, el agua y el viento son capaces de lavar los estratos cuando están recientemente formados, esto provoca que en algunas regiones la escala geológica no esté completa.

Figura 4.9. El valle generado por un río es un ejemplo de erosión que elimina grandes cantidades de estratos geológicos, estos procesos también permiten identificar los lechos de ríos antiguos mediante la identificación de una disconformidad de un estrato muy reciente que rellena el valle del río hasta dejarlo todo nuevamente horizontal.

A pesar de esto, los procesos de erosión permiten identificar las disconformidades mucho más fácilmente.

No-conformidad

En este caso se debe a la acción de roca intrusiva en manta de estratos geológicos antiguos, un ejemplo de esto es el magma. El magma es intrusivo en su fase líquida y penetra en las grietas de los estratos, al cristalizarse queda como una intrusión no continua en los estratos geológicos inferiores más antiguos. Cabe anotar que estos procesos ocurren en simultánea y es la labor del geólogo y/o paleontólogo saber “leer” la roca del estrato que está trabajando.

YouTube. Historia Geologica 3D.

5. Datación geológica relativa

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La datación relativa es un proceso de razonamiento deductivo en el cual empleamos las premisas generales de los principios de la geología para comprender una sucesión ordenada de eventos en un corte transversal concreto, ya sea que se encuentra a unas cuadras de tu casa en una cantera o en el Gran Cañón del Colorado. El objetivo como se mencionó antes de ordenar los eventos, en este caso determinar cuáles son las capas más recientes y cuáles son las más viejas, pero sin saber nunca cuánto duraron en términos de años solares. Esto se debe a que es imposible correlacionar el grosor de un estrato con su duración, debido en consecuencia a la erosión del suelo, en algunos yacimientos un estrato puede ser más delgado o estar ausente en comparación con otros. Estos trabajos fueron objeto de la geología el siglo XIX mientras se esperaba por una nueva tecnología que permitiera datar la roca.

Una vez que las capas de roca fueron descritas en órdenes relativos a sus propios yacimientos, los geólogos de la época de Lyell comenzaron a realizar algo más elevado, y es el proceso de “Correlación Geológica”. En la correlación geológica se busca identificar los estratos de varios yacimientos de forma tal que se puedan identificar los estratos repetidos y los estratos diferentes. Este proceso permite reconstruir un MODELO de estratos geológicos más completo.

Figura 5.1. En la región cercana al Gran Cañón se encuentran montañas y valles, lo cual es evidente, el punto es que todas las capas se encuentran horizontales, lo cual permite correlacionar fácilmente las capas ubicadas a kilómetros de distancia, aun cuando existen discontinuidades debidas a la erosión de la superficie.

La correlación de estratos puede llevarse a cabo por diferentes mecanismos, el más simple es caminar a lo largo de la línea del estrato, pero para correlacionar yacimientos muy alejados se requieren métodos deductivos, todos ellos basados en encontrar “algo” que distingue a un estrato de los demás. Estas particularidades distintivas pueden clasificarse como de origen geológico y de origen biológico. Las de origen geológico son minerales raros, propios del estrato que lo diferencian de los demás. Las de origen biológico son fósiles relacionados al mismo estrato y a las mismas particularidades geológicas –evidentemente si se emplearan únicamente los fósiles tendríamos un pequeño razonamiento circular y eso sería malicioso.

La mayoría de lo que sabemos a cerca del planeta se basa en la correlación de muchos estudios pequeños en áreas confinadas y muy pequeñas. Cada uno de esos estudios es importante por sí mismo, pero solo adicionan verdadero conocimiento cuando se los correlaciona a través de procesos más generales.

Fósiles y la geología

Como se mencionó anteriormente, los fósiles son particularidades geológicas de origen biológico, y se clasifican como los remanentes de la vida que existió en el planeta antes del registro histórico –por eso se lo llama prehistórico. El estudio científico de los fósiles se denomina paleontología –la verdad sobre el pasado literalmente, aunque se la entiende más como el estudio del pasado o de lo antiguo.

YouTube. Fósiles huellas del pasado.

La paleontología es un campo de estudio interdisciplinar que une la geología con la biología en un intento de entender todos los aspectos de la historia de la vida en la Tierra a través del tiempo geológico.

YouTube. Los fósiles.

Existen muchos tipos de fósiles, los más comunes son fragmentos de dientes, huesos y conchas. Mucho menos comunes, pero inmensamente más influyentes son los restos completos de animales y plantas que no han sido alterados, destruidos o degradados de alguna forma. Aunque por lo general lo que deja remanentes son los huesos o impresiones de la piel, algunos fósiles son de naturaleza orgánica como los restos de mamuts congelados o el colágeno del tuétano de algunos huesos largos de dinosaurios (Asara, Schweitzer, Freimark, Phillips, & Cantley, 2007; Mary H Schweitzer, Wittmeyer, Horner, & Toporski, 2005; Mary Higby Schweitzer et al., 2007)

YouTube. Historia del origen del ámbar.

Figura 5.2. Los fósiles completos son una rareza geológica, pero son indudablemente inspiradores.

Fósiles pétreos

Descontando los restos orgánicos que son muy raros, la mayoría de los fósiles se los puede clasificar como petrofósiles, es decir literalmente roca, una roca que ha calcado las formas –incluso a nivel microscópico –de los tejidos vivos reemplazándolos poco a poco. La formación de un petrofosil depende por lo tanto de la posibilidad de petrificación, y para eso se requiere de un molde.

Figura 5.3. Este fósil de Microraptor spp., muestra detalles finos de sus plumas.

Estos moldes provienen de la mezcla de sedimento con agua que rápidamente cubren al animal después de su muerte. Es muy común que la descomposición destruya los órganos blandos y, en consecuencia, el molde solo petrifica el hueso y demás partes duras, aunque en ocasiones los sedimentos del molde permiten la retención de detalles más finos como plumas y pelo. A parte de la petrificación, existe otro tipo de fosilización petrificante llamada carbonización, en este caso el molde es sometido a enormes presiones que sacan todos los gases metabólicamente importantes, incluyendo el vapor de agua. Sin bacterias que degraden los tejidos blandos al morirse asfixiadas y desecadas, este molde puede calcar los detalles blandos.

Figura 5.4. Algunos tipos de fósiles: (A) Madera petrificada del bosque fósil de Arizona; (B) Trilobite inmerso en su molde; (C) Abeja fósil carbonizada; (D) Relieve de peces antiguos; (E) Una araña preservada en ambar; (F) Coprolito.

Los sedimentos entre menor cantidad de oxígeno tengan, más tienden a carbonizar sus fósiles. Algunos fósiles carbonizados pueden perder su molde original, pero estos pueden dejar detrás impresiones en bajorrelieve con grandes y muy finos detalles. Los insectos y demás artrópodos son particularmente frágiles a la carbonización, ya que al aplastarlos se pierden sus detalles, de demás fosilizan mal en procesos de petrificación comunes al poseer muy pocas partes realmente duras, esto es verdad especialmente para los artrópodos terrestres como los insectos, arácnidos y centípedos, los crustáceos poseen conchas mucho más duras que si fosilizan fácilmente. En consecuencia, los fósiles de artrópodos son relativamente raros en tierra, especialmente los más pequeños y frágiles.

Un tipo de fósil que preserva los delicados detalles de los insectos y arácnidos en tres dimensiones es el baño de Ámbar. La resina que exudan algunos árboles es capaz de atrapar a nos insectos, con el tiempo la resina pierde el agua y se solidifica, transformándose paulatinamente en ámbar. Adicionalmente existen otros tipos de fósiles menos conocidos: las huellas, excavaciones “madrigueras de larvas y otros animales pequeños”, Coprolitos “literalmente excremento petrificado”, gastrolitos “piedras digestivas empleadas por aves, dinosaurios y algunos reptiles para digerir el alimento vegetal”. YouTube. Proceso de fosilización.

Condiciones de fosilización.

Solo una pequeña fracción de los seres vivos que alguna vez existieron ha sido preservada como fósiles. Normalmente los remanentes orgánicos de un animal o planta son el alimento de depredadores o carroñeros que no dejan ni los huesos.

Figura 5.5. El fósil más impresionante encontrado en Colombia es sin duda el Cronosaurio kronosaurus boyacensis "no es un dinosaurio" se trata de un reptil marino perteneciente al linaje de los pliosaurios: Modelo artístico (A), tamaño comparativo con un humano (B) y espécimen de Villa de Leiva en Colombia "se ve algo aplastado" (YouTube).

Básicamente para que un ser vivo se fosilice debe cumplir una serie de requisitos:

(a) La probabilidad de fosilización aumenta conforme a la cantidad de individuos de una especie, entre más exitosa y numerosa haya sido la especie, habrá más fósiles de dicha especie, en consecuencia, especies de poblaciones muy pequeñas no tendrán tantos fósiles preservados. Esto contribuye a que poblaciones pequeñas de evolución rápida dejen pocos especímenes fosilizados en comparación con especies de poblaciones numerosas y de evolución más lenta.

(b) La fosilización ocurre en ambientes acuosos, donde los sedimentos pueden enterrar rápidamente los restos impidiendo su degradación por la cadena alimenticia. El agua es lo que permite la formación del molde que adquiere los detalles del organismo, en consecuencia, la mayoría de los fósiles preservados se encuentran en ambientes rivereños o en el océano, lo cual deja muchos ambientes ecológicos fuera del alcance de la investigación como los desiertos.

(c) La probabilidad de fosilización aumenta en la medida que el organismo tuviera partes duras, las partes blandas son degradadas a mayor velocidad, por lo que solo una fracción muy pequeña de los fósiles puede preservar animales como medusas o gusanos, esto contribuye a la supuesta ausencia de formas fósiles en estratos muy antiguos.

Fósiles y datación relativa

La existencia de los fósiles ha sido conocida desde la época de la Grecia clásica, pero no fue hasta el siglo XVIII cuando su importancia como instrumentos de la geología comenzó a hacer evidente.

Figura 5.6. Los fósiles deben ser asociados a un determinado estrato para poder ser empleados como parte de un índice, lo cual implica que la determinación del estrato se realiza por otros métodos -generalmente microminerológicos -y luego se emplean los fósiles asociados solo para acelerar la identificación. Después del desarrollo de la datación absoluto, la identificación cualitativa de los estratos fue cambiada por la determinación por decaimiento de isotopos.

Aunque raras, las localidades con estratos geológicos completos y ordenados ofrecían fósiles organizados en un patrón ordenado, repetitivo y predecible. El primero en darse cuenta de esto fue el ingeniero inglés William Smith (1769-1839) cuando trabajaba en la construcción de canales. Basados en las observaciones de Smith, muchos geólogos concordaron en el principio de Sucesión de Fósiles:

“Los organismos fósiles se suceden unos a otros en un orden definido y determinado, y por lo tanto cualquier periodo de tiempo puede ser reconocido por sus fósiles característicos.”

Este principio debe ser analizado con pinzas, esto se debe a que algunos tipos de fósiles, como los mamíferos han habitado la Tierra en diferentes eras geológicas, mientras que otros como los dinosaurios no aviares están restringidos. En cualquier caso, este principio es el fundamento para denominar a algunos estratos geológicos como Edades de X, donde X puede ser peces (Devónico), dinosaurios (Terciario), hielo (glaciaciones) entre otros.

Antes de la datación absoluta, las edades fueron clasificadas cualitativamente mediante una nomenclatura muy compleja. Existen cuatro divisiones generales denominadas primario, secundario, terciario y cuaternario, y a su vez cada una de estas edades tiene subdivisiones. Por ejemplo, el terciario se divide en triásico, jurásico y cretáceo. Del mismo modo estas divisiones pueden ser subdivididas en estratos dependiendo de la profundidad. Por ejemplo, el jurásico de divide en jurásico profundo, jurásico medio y jurásico superficial. Más aun, cada una de estas subdivisiones puede ser dividida aún más, por ejemplo, el jurásico medio se divide en Calloviano, Bathoniano, Bajociano y Aaleniano. La última subdivisión toma como referencia la localidad o yacimiento concreto, por ejemplo, el Aaleniano toma su nombre de Aelen una localidad a 70 Km de la ciudad de Stuttgart en Alemania.

El conocimiento de los seres vivos del presente puede ayudar a contextualizar el estrato del cual proceden, por ejemplo, los corales crecen de ciertas formas dependiendo de la temperatura del agua. Así por ejemplo los corales de Florida son típicos de ese tipo de temperatura, si se encuentran fósiles de coral con un crecimiento semejante se puede afirmar que el ambiente debía tener similitudes con la florida moderna.

Este razonamiento tiene implicaciones geológicas, por ejemplo, los montes Himalayas, algunas de las montañas más altas del mundo están tachonadas de fósiles marinos, lo cual implica que esas montañas estuvieron en alguna ocasión bajo la superficie del océano. La aparición de fósiles marinos no es uniforme en todas las montañas, lo que implica que algunos territorios nunca fueron océanos.

Sin embargo, el problema de fondo a principios del siglo XX seguía siendo el mismo, aunque se podía ordenar los estratos –aun en yacimientos muy complejos –no se sabía cuánto habían durado.

6. Datación geológica absoluta

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El siglo XX emergió con una enorme pregunta para la geología ¿Cuánto tiempo habían durado las eras geológicas? Algunos de los primeros intentos se basaron en la dendrocronología, este método desarrollado a principios del siglo XX por el astrónomo Estadounidense Andrew Ellicott Douglass (1867-1967) y se basa en los círculos concéntricos que se encuentran en los árboles (Douglass, 1909, 1919, 1920; Huntington, Schuchert, Douglass, & Kullmer, 1914) Cada circulo representa un ciclo anual, por lo que el grosor de laca circulo no solo representa el año, sino las condiciones ambientales como la lluvia en aquel año. Por lo general este tipo de datación absoluta –que permite asignar valores numéricos de ciclos anuales solares –solo va hasta unos cientos de años atrás, pero algunos árboles muy viejos han permitido asignar fechas a unos pocos miles de años.

Figura 6.1. Asignarles fechas a los estratos es el principal objetivo de la datación absoluta.

Otro método análogo a los anillos de hielo es la datación de los núcleos de hielo, sin embargo, contar las capas de hielo probó ser una labor bastante compleja y solo se volvió efectiva a medida que la química y la física arrojaron nuevos métodos para el análisis de materiales en el siglo XX. Por ejemplo, en la actualidad los núcleos de hielo se emplean en combinación con los métodos de decaimiento radioactivo (Crozaz & Langway Jr, 1966; Parrenin, Jouzel, Waelbroeck, Ritz, & Barnola, 2001)

Por mucho, la metodología que ha abierto las puertas al conteo absoluto del tiempo fue la datación radiométrica. Aunque para entonces la mayoría de la comunidad científica de geólogos y paleontólogos ya había aceptado la noción de un planeta antiguo, nadie tenía un método que en verdad fuera absoluto, de hecho, el propio decaimiento radioactivo había desviado las mediciones de Lord Kelvin arrojando valores de una Tierra más joven de lo que era (Burchfield, 1975).

La datación radioactiva surgió en paralelo a los métodos anteriores, es decir durante la primera década del siglo XX de la mano de Bertram Borden Boltwood (1870-1927), un físico de la universidad de Yale y perteneciente al grupo de investigación de Rutherford. Fue el primero en determinar el producto de desintegración del uranio (el plomo) y bajo la guía de Rutherford realizó las primeras dataciones por el método del Uranio-Plomo (Boltwood, 1907; Holmes, 1911). A continuación, indagaremos con mayor profundidad a cerca de los métodos de datación absoluta basados en la física, especialmente la datación radiométrica.

Ley del decaimiento radioactivo

Para una muestra lo suficientemente grande de material radioactivo se dice que la radiación es directamente proporcional a la cantidad de materia, es decir la cantidad de núcleos radioactivos, lo cual sigue una cinética química de primer orden:

Datación radiométrica

La datación radiométrica es una técnica empleada por los geólogos, arqueólogos e historiadores para determinar la edad de objetos antiguos dentro de unos marcos de referencia determinados. La edad de un objeto derivado de las plantas o los animales como la madera, la fibra vegetal, el cuero puede ser determinado mediante la técnica del carbono 14.

YouTube. Michio Kaku - Evidencia geológica de la edad de la Tierra.

El carbono 14 solo puede formarse en la alta atmósfera mediante el bombardeo de los rayos cósmicos al nitrógeno 14, lo cual genera este carbono que es empleado igual que el carbono 12 en la cadena alimenticia. Cuando el ser vivo muere la proporción de carbono 14 disminuye con respecto a la de carbono 12 debido a que no ingresa nuevo carbono desde la atmósfera. Con determinar la vida media es posible extrapolar o interpolar los valores, ya que todo isotopo genera una curva basada en un logaritmo natural, la única variable real es la constante (k) la cual puede ser determinada empleando la vida media.

Las pruebas radiométricas dependen de variables, como la capacidad de medir la muestra y la ausencia de contaminantes, por esta razón para el carbono 14 solo son válidas muestras de seres que alguna vez estuvieron vivos, que contengan carbono y que sean menores a unos 60.000 años.

YouTube. La historia de la tierra 3 Edad de la tierra Radioactividad Urano Plomo.

Para determinar la edad de objetos más antiguos se emplean técnicas de otros elementos. Un ejemplo es el uranio 238 el cual decae en serie hacia el plomo 206. La vida media del uranio 238 es muy larga, un criterio necesario para medir la edad de objetos muy antiguos. Puesto en términos simples, las concentraciones de uranio 238 y plomo 206 son determinadas por el tipo de roca, la razón de ambas concentraciones junto con la vida media del uranio 238 se emplean para calcular la edad de la roca. Esto funciona debido a que la roca se crea a partir del magma, pero la concentración de plomo 206 en el magma es conocida “vale 0”. Probablemente la desintegración más empleada para datar rocas es el potasio 40 – argón 40. El potasio 40 es un isótopo con una vida media casi tan larga como la del uranio, lo cual lo hace ideal para realizar corroboración cruzada de los datos obtenidos por la técnica del uranio 238. Para ambos métodos la edad mínima medible sin desviaciones representativas es de unos 300 000 años.

Condiciones para la datación radiométrica

La ecuación básica de la datación radiométrica requiere que los núcleos involucrados en la desintegración estén confinados del medio externo, de modo tal que el radio entre las dos sustancias esté afectado solo por las fuerzas del decaimiento radioactivo. En caso de que no se cumplan estas condiciones, es necesario contextualizar las probables condiciones que afectan la medición para hacer las correcciones necesarias en la ecuación. En consecuencia, es necesario contar con la mayor cantidad de información posible del mineral que está a punto de ser analizado (Stewart et al., 1996).

La precisión aumenta si se emplean múltiples muestras de diferentes locaciones del mismo cuerpo rocoso. En ocasiones pueden analizarse diferentes minerales en una misma muestra formada en un mismo evento geológico, estas muestras se denominan isócronas. Por otra parte, para generar una fecha mínimamente aceptable se requiere una combinación de varios métodos y varios muestreos, los cuales deben arrojar intervalos consistentes. Por ejemplo, cuando se realizó la datación de muestras del precámbrico de Groenlandia de la localidad de Amitsoq se emplearon cinco métodos para doce muestras, si los métodos se basaran en presunciones equivocadas, se esperaría que cada un arrojara una edad diferente con órdenes de magnitud discordantes, pero al realizar los cálculos se obtuvo una congruencia de 3.640 millones de años, con un intervalo de confianza de 30 millones de años (Dalrymple, 1994). El intervalo de confianza es generado por imprecisiones, ya sea el trabajo de laboratorio o en los supuestos iniciales, sin embargo, no son lo bastante fuertes como para desviar los resultados de forma significativa.

No puede aplicarse cualquier método a cualquier tipo de roca, del mismo modo en que no empleamos un mismo método de medición a diferentes distancias. Por ejemplo, un odómetro que mide en kilómetros no puede emplearse para medir el grosor de un cabello, que requiere de una microregla. Del mismo modo, algunos métodos radiométricos simplemente agotan muy rápido los núcleos parentales, y por lo tanto tienen un límite de medición máximo, un ejemplo de esto es el carbono-14 con un límite superior de 60.000 años.

YouTube. El reloj de la historia.

Otros métodos simplemente son demasiado lentos como para medir una diferencia estadísticamente significativa en una muestra reciente, por lo que solo pueden ser aplicados con confianza en muestras antiguas. De lo contrario, el mismo error de procedimiento y muestreo puede ser más significativo que la diferencia generada por la propia desintegración de los núcleos arrojando edades aleatorias. Este sucede por ejemplo al aplicar el método del Uranio-Plomo a muestras recientemente formadas. El carbono 14 también posee este límite inferior, ya que se ha determinado que es altamente impreciso cuando se analizan muestras muy recientes arrojando valores aleatorios en términos de (Reimer et al., 2004).

YouTube. Métodos de datación.

El mismo método puede generar desviaciones, por lo que el desarrollo tecnológico para determinar núcleos ha ido avanzando con los años, en la actualidad la técnica más empleada es la espectrometría de masas (Dickin, 1997).

Métodos de datación radiométrica

Aunque por alguna razón la cultura popular parece enamorada del método del carbono-14 que ya ha sido tratado con anterioridad, no es el único, y ni siquiera fue el primero de los métodos de datación radiométrica propuestos a lo largo del siglo XX (Geyh & Schleicher, 1990). La datación radiométrica puede ser llevada a cabo en la actualidad en muestras de isótopos filiales tan grandes como nanogramos empleando la técnica del espectrómetro de masas. El espectrómetro de masas fue inventado en 1940 para determinar la presencia de átomos en una determinada muestra como parte de los instrumentos del laboratorio de química analítica. Su uso para la datación radiométrica comenzó desde la década de 1950, funciona ionizando los átomos a analizar, luego los iones viajan a través de un campo magnético que separa la muestra.

YouTube. Espectrometría de masas.

La identificación se realiza debido a que cada elemento posee una curva de desviación característica bajo unas condiciones de ionización y de interacción magnética concretas. Los iones desviados impactan en receptores llamados copas de Faraday que emiten una señal que puede ser empleada para determinar la cantidad de sustancia en la muestra.

El método del Uranio-Plomo

El método del uranio-plomo fue el primero en ser reportado por el grupo de investigación de Rutherford en la primera década del siglo XX, y ha sido refinado hasta obtener errores de 0.8% para muestras con antigüedades apropiadas (Manyeruke et al., 2004; Oberthür, Davis, Blenkinsop, & Höhndorf, 2002), aunque estos porcentajes de error dependen de la juventud de la roca, por ejemplo en rocas muy recientes el error de medición puede subir hasta el 5% como en muestras del mesozoico (X. Li, Liang, Sun, Guan, & Malpas, 2001).

El método del Uranio-Plomo depende de una presunción importante y es que el sistema de uranio en decaimiento debe estar aislado del medio externo por medio de un cristal como el Zircón (silicato de zirconio) o la baddekeyita (dióxido de zirconio). El Zircón se cierra a muy altas temperaturas impidiendo que el átomo filial de la desintegración escape. Sin embargo, en ocasiones este cierre no es completo lo cual provoca que algunas cantidades de plomo se pierdan. La desviación provocada afecta la datación haciendo que la muestra aparente ser más JOVEN de lo que realmente es.

Una forma de calibrar este error es que el método del uranio plomo es en realidad dos. El primero mide el decaimiento de uranio-235 a plomo-207; y el segundo decaimiento va del uranio-238 al plomo 206. Los dos decaimientos tienen una vida media completamente diferente, la primera es de 700 millones de años y la segunda de 4500 millones de años.

Debido a que una de las formas de plomo es más pesada que la otra, se esperaría que cuando el cristal pierde plomo, el reloj basado en plomo 206 se pierda más rápido que el plomo 207, lo cual conllevaría a edades discordantes entre los dos métodos. Si la técnica arroja que los dos decaimientos arrojan edades similares podemos asumir con confianza que el sistema está calibrado.

Adicionalmente, el zircón tiene puede tener múltiples capas, cada una con su propia fecha de inicio como sistema radiocronológico, por lo que ha sido necesario emplear técnicas más finas para obtener edades más concretas y no simplemente promedios de las edades de un grupo de capas (Ireland, 1999).

El método del samario-neodimio

Es un método complejo ya que los diferentes minerales que los encierran afectan de algún modo la relación entre el isótopo parental y el isótopo filial, en este sentido se emplean funciones que toman en cuenta estos escapes o acumulaciones (Dickin, 1997)v, por lo que es usado como parte de una isócrona con los métodos del Rubido-Estroncio y el plomo-plomo. El decaimiento de samario 147 a neodimio 143 tiene una vida media de diez mil seiscientos millones de años, por lo que es útil para meteoritos que sean más viejos que el planeta Tierra.

El método del potasio-Argón

Se basa en el decaimiento por emisión de positrones del potasio-40 a argón-40 con una vida media de mil trescientos millones de años, por lo que aplica a edades similares del método del uranio-plomo siempre que se encuentren micas, feldespatos, y hornablenditas adecuadas (Dalrymple & Lanphere, 1969).

El método del rubidio estroncio

Se basa en el decaimiento de rubidio-87 a estroncio-87 con una vida media de cincuenta mil millones de años, y se emplea para datar rocas ígneas o metamórficas muy viejas. Debido a que las temperaturas de cerramiento son muy altas no se espera que los núcleos filiales escapen en concentraciones detectables. Es un método más impreciso que el del Uranio-Plomo, por lo que se emplea para corroborar el orden de magnitud arrojado por otros métodos (Bowen, 1994). Podríamos continuar con otros métodos, pero por el momento con estos será suficiente.

Importancia y dificultades de la datación radiométrica

Aunque el principio básico de la datación radiométrica es teóricamente simple, experimentalmente es muy compleja, en análisis químico debe realizarse con una precisión dolorosamente exacta, debido a que la más leve desviación puede alterar la medida en millones de años, por esta razón se deben emplear múltiples repeticiones para determinar los errores de procedimiento, ya sea por los límites de detección del equipo, o por los errores de procedimiento del operario. Algunos métodos presentan complejidades, por ejemplo, el mismo método del uranio-plomo requiere tomar en cuenta el decaimiento de los 11 núcleos inestables en medio, en otras ocasiones los minerales alrededor pueden acumular o perder materiales a ritmos constantes, lo cual implica la necesidad de realizar correcciones en las fórmulas, las cuales deben posteriormente ponerse a prueba por métodos de doble ciego para determinar que el método sea coherente y no de resultados aleatorios.

La edad promedio es importante, todo método tiene un límite superior donde al reloj se le acaba la forma de medir el tiempo ya que el isotopo parental decae a niveles indetectables, y también límites inferiores debido a que el isótopo filial aún no se ha producido en niveles detectables. El empleo de varios métodos en sistemas estadísticos de doble ciego, con patrones estandarizados permite tener una confianza relativa en que las edades arrojadas son correctas dentro de los intervalos de confianza arrojados.

Otro factor que arroja confianza en los valores radiométricos ha sido con su concordancia con el orden de la escapa geológica una vez que esta ha sido organizada por medio de los métodos cualitativos, estas dos líneas de evidencia obedecen a fundamentos diferentes, pero que al converger incrementan el nivel de confianza que tenemos sobre el modo en que entendemos la historia del planeta. Ahora, ya teniendo la información de cómo se organiza y como se fecha la escala geológica, comenzaremos su estudio.

7. Las eras geológicas introducción

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También conocidas como la escala del tiempo geológico o (GTS) por sus siglas en inglés, es un sistema de datación cronológica que clasifica los estratos geológicos (estratigrafía) en el tiempo. Es utilizado por geólogos, paleontólogos y otros científicos de la Tierra para describir el momento y las relaciones de los eventos en la historia geológica. La escala de tiempo se desarrolló a través del estudio y observación de capas de roca y sus relaciones, así como los momentos en que aparecieron, evolucionaron y se extinguieron diferentes organismos a través del estudio de restos y huellas fosilizadas. La tabla de períodos de tiempo geológicos, presentada aquí, concuerda con la nomenclatura, las fechas y los códigos de color estándar establecidos por la Comisión Internacional de Estratigrafía (ICS).

Figura 7.1. Esta representación de reloj muestra algunas de las principales unidades de tiempo geológico y eventos definitivos de la historia de la Tierra. El eón Hadeano representa el tiempo anterior al registro fósil de la vida en la Tierra; su límite superior ahora se considera como 4.0 Ga (hace mil millones de años). Otras subdivisiones reflejan la evolución de la vida; el Arcaico y el Proterozoico son ambos eones, el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico son eras del eón Fanerozoico. El período Cuaternario de tres millones de años, el tiempo de los humanos reconocibles, es demasiado pequeño para ser visible a esta escala.

Terminología

Las mayores divisiones de tiempo catalogadas son intervalos llamados eones. El primer eón fue el Hadeano, que comenzó con la formación de la Tierra y duró unos 540 millones de años hasta el eón Arcaico, que es cuando la Tierra se había enfriado lo suficiente como para que emergieran los continentes y la vida más antigua conocida. Después de unos 2 500 millones de años, el oxígeno generado por la fotosíntesis de organismos unicelulares comenzó a aparecer en la atmósfera marcando el comienzo del Proterozoico. Finalmente, el eón Fanerozoico abarca 541 millones de años de diversa abundancia de vida multicelular comenzando con la aparición de caparazones de animales duros en el registro fósil y continuando hasta el presente. Los primeros tres eones (es decir, cada eón excepto el Fanerozoico) pueden denominarse colectivamente el superón Precámbrico. Esto se debe a la importancia de la Explosión Cámbrica, una diversificación masiva de formas de vida multicelulares que tuvo lugar en el período Cámbrico al comienzo del Fanerozoico. Los eones se dividen en eras, que a su vez se dividen en períodos, épocas y edades. Un cron de polaridad o simplemente "cron" se puede utilizar como una subdivisión de una edad, aunque esto no está incluido en el sistema ICS.

Principios

La evidencia de la datación radiométrica indica que la Tierra tiene aproximadamente 4.540 millones de años (Brockhurst et al., 2014; Ferretti & Bolondi, 2021; Poirier, 2017). La geología o tiempo profundo del pasado de la Tierra se ha organizado en varias unidades de acuerdo con eventos que se cree que tuvieron lugar de acuerdo con la información recolectada por los geólogos durante los últimos 200 años. Los diferentes períodos de tiempo en el GTS suelen estar marcados por los cambios correspondientes en la composición de los estratos que indican eventos geológicos o paleontológicos importantes, como extinciones masivas. Por ejemplo, el límite entre el período Cretácico y el período Paleógeno está definido por el evento de extinción Cretácico-Paleógeno, que marcó la desaparición de los dinosaurios no aviares, así como de muchos otros grupos de vida. Los períodos de tiempo más antiguos, que son anteriores al registro fósil confiable (antes del eón del Proterozoico), se definen por su edad absoluta.

Las unidades geológicas de la misma época, pero diferentes partes del mundo a menudo no son similares y contienen fósiles diferentes, por lo que históricamente al mismo lapso de tiempo se le dio diferentes nombres en diferentes lugares. Por ejemplo, en América del Norte, el Cámbrico Inferior se denomina serie Waucobana que luego se subdivide en zonas según la sucesión de trilobites. En el este de Asia y Siberia, la misma unidad se divide en las etapas Alexiana, Atdabaniana y Botomiana. Un aspecto clave del trabajo de la Comisión Internacional de Estratigrafía es reconciliar esta terminología conflictiva y definir horizontes universales que se pueden utilizar en todo el mundo (Cowie, Ziegler, Boucot, Bassett, & Remane, 1986; Powell et al., 2020; Walker & Slack, 1970).

Algunos otros planetas y lunas del Sistema Solar tienen estructuras lo suficientemente rígidas como para haber conservado registros de sus propias historias, por ejemplo, Venus, Marte y la Luna de la Tierra. Los planetas predominantemente fluidos, como los gigantes gaseosos, no conservan su historia de manera comparable. Aparte del intenso bombardeo tardío, los eventos en otros planetas probablemente tuvieron poca influencia directa en la Tierra, y los eventos en la Tierra tuvieron, en consecuencia, poco efecto en esos planetas. La construcción de una escala de tiempo que vincule los planetas es, por lo tanto, de relevancia limitada para la escala de tiempo de la Tierra, excepto en el contexto del Sistema Solar. La existencia, el momento y los efectos terrestres del intenso bombardeo tardío siguen siendo un tema de debate (Gomes, Levison, Tsiganis, & Morbidelli, 2005; Lowe & Byerly, 2018).

Nombres de los periodos geológicos

Los primeros trabajos sobre el desarrollo de la escala de tiempo geológico fueron dominados por geólogos británicos, y los nombres de los períodos geológicos reflejan ese dominio. El "Cámbrico", (el nombre clásico de Gales) y el "Ordovícico" y "Silúrico", nombrados en honor a las antiguas tribus galesas, fueron períodos definidos utilizando secuencias estratigráficas de Gales que es la provincia occidental de Inglaterra (John, 1981). El "Devónico" fue nombrado para el condado inglés de Devon, y el nombre "Carbonífero" era una adaptación de "las medidas del carbón", el término de los antiguos geólogos británicos para el mismo conjunto de estratos. El "Pérmico" recibió su nombre de la región de Perm en Rusia, porque fue definido usando estratos en esa región por el geólogo escocés Roderick Murchison.

Sin embargo, algunos períodos fueron definidos por geólogos de otros países. El "Triásico" fue nombrado en 1834 por un geólogo alemán Friedrich Von Alberti a partir de las tres capas distintas (trias en latín que significa tríada) - capas rojas, cubiertas por tiza, seguidas de lutitas negras - que se encuentran en toda Alemania y el noroeste de Europa, llamadas el 'Trias'. El "Jurásico" fue nombrado por un geólogo francés Alexandre Brongniart por las extensas exposiciones de piedra caliza marina de las montañas del Jura en Francia. El "Cretácico" (del latín creta que significa 'tiza') como un período separado fue definido por primera vez por el geólogo belga Jean d'Omalius d'Halloy en 1822, utilizando estratos en la cuenca de París y llamado así por los extensos lechos de tiza (carbonato de calcio depositado por las conchas de invertebrados marinos) que se encuentra en Europa Occidental.

Los geólogos británicos también fueron responsables de la agrupación de períodos en eras y de la subdivisión de los períodos Terciario y Cuaternario en épocas. En 1841, John Phillips publicó la primera escala de tiempo geológico global basada en los tipos de fósiles encontrados en cada época. La escala de Phillips ayudó a estandarizar el uso de términos como Paleozoico ("vida antigua"), que extendió para cubrir un período más largo que en el uso anterior, y Mesozoico ("vida media"), que inventó (Herbert, 2010).

8. El precámbrico

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La historia del planeta Tierra puede dividirse en dos grandes etapas o Eones para ser más exactos, el primero de estos grandes Eones es el Precámbrico. Este Eón va desde la formación del planeta Tierra hace unos 4.6 mil millones de años hasta el inicio del Cámbrico hace unos (540-542) millones de años (MdA). Sin embargo no es un Eón formalmente reconocido, aunque es empleado comúnmente por los paleontólogos, incluso al interior de las publicaciones especializadas (Gradstein, Ogg, Smith, Bleeker, & Lourens, 2004).

En consecuencia, el precámbrico agrupa casi el 88% de la historia del planeta, pero al mismo tiempo es el Eón menos conocido debido a que los procesos geológicos han destruido la mayoría de sus estratos.

YouTube. Historia de la Tierra 1, el precámbrico.

El registro fósil del precámbrico es pobre, microscópico en la mayoría de los casos, aunque existen evidencias de indirectas como huellas o madrigueras. Para la época de Darwin, esto hacía ver como si el precámbrico estuviera desprovisto de toda vida, cuestión conocida como el Gran dilema de Darwin (Kutschera & Niklas, 2004).

Pero, aunque raros, algunos fósiles del precámbrico han sido encontrados –animales macroscópicos blandos –pero sin duda lo más relevante fue aplicar la tecnología de los microscopios para identificar microfósiles. Por estas razones la noción del Gran Dilema de Darwin ya no existe. El registro fósil del precámbrico aun cuando sigue siendo extremadamente fragmentario concuerda con las líneas generales predichas por la teoría Sintética de la Evolución, en la cual deben encontrarse microfósiles de procariotas al inicio, luego fósiles de eucariotas y finalmente vida multicelular blanda (Bowers, 2013; Fedonkin & Waggoner, 1997; Laflamme, Schiffbauer, & Dornbos, 2011; Seilacher, 1992; Williford et al., 2013). A continuación, trataremos las divisiones que posee el Precámbrico y algunos sucesos relevantes que han sido encontrados en el a la fecha.

El Hadeano

Debido a la falta de formalización del Gran Eón Precámbrico, sus subdivisiones también pueden considerarse Eones también –existe cierta complejidad y es fácil confundirse con la nomenclatura oficial. El Eón Hadeico inicia con la formación de la Tierra aproximadamente hace unos 4.6 mil millones de años (Dalrymple, 2001) y termina aproximadamente unos 4.0 mil millones de años (Holden et al., 2009; Valley et al., 2014; H. Wang et al., 2007). La formación de los planetas y de los soles difiere en los materiales que los forman y en el tamaño que adquieren. En primera instancia hay que tener en cuenta que el material más común en todo el Universo –que no es materia oscura –es el gas de hidrógeno molecular. Este al ser atraído por su propia gravedad forma masas de gas, si la presión es lo bastante alta, el gas de hidrógeno en su núcleo empieza a sufrir la fusión nuclear emitiendo enormes cantidades de radiación electromagnética convirtiéndose en una estrella.

YouTube. El nacimiento de las estrellas y los elementos.

Nuestras estrellas no provienen exclusivamente de hidrógeno, estas son estrellas de segunda generación, ya que aparte de hidrógeno también poseen trazas de otros elementos. Cuando una estrella de primera generación brilla, esta produce trazas de elementos más pesados en sus núcleos por la fusión del hidrógeno. Pero esto tiene un límite, una vez que el núcleo se queda sin hidrógeno las trazas de los demás elementos suben hasta llegar al hierro, momento en que la estrella muere sin haber consumido el hidrógeno restante en las capas más externas.

YouTube. Como se hizo la Tierra.

La muerte fusiona los núcleos de hierro en una supernova para formar los elementos más pesados, que posiblemente pueden llegar más arriba del uranio, pero que empiezan a decaer rápidamente en el espacio (Frebel et al., 2005). Una vez que se ha emitido la materia de la estrella en forma de la supernova se vuelve a formar una nube de gas de hidrógeno y otros materiales, de los cuales puede volver a formarse una estrella de segunda generación y planetas con materiales más pesados que el hidrógeno.

La formación del planeta Tierra no solo se debe a la acreción de materiales rocosos de una estrella de primera generación, sino también al impacto de otro planeta que estaba formándose por la misma órbita más o menos del tamaño de Marte llamado Thea. El impacto despidió un fragmento más pequeño, pero indudablemente colosal que sigue alejándose del planeta Tierra aproximadamente 3 cm al año, estamos hablando de la Luna (Canup & Asphaug, 2001; Canup & Righter, 2000)

YouTube. Formación de la Tierra y la Luna.

El Eón Hadeico recibe su nombre del infierno griego Hades, debido a que los modelos geológicos implican que la formación por acreción de materiales rocosas de la Tierra implica una alta emisión energética.

El Hadeico no posee divisiones oficiales en la Tierra, aunque se pueden realizar divisiones por medio de la escala geológica lunar. En primera instancia estaría el periodo correspondiente a la Tierra marca 1.0 que no es otra que la Tierra antes del impacto de Thea que formaría a la Luna. La siguiente etapa posterior al impacto se la denomina pre-nectariana y va desde 4.5 mil millones de años hasta 3.9 mil millones de años. Posteriormente la etapa de la formación del mar de Nectar en la Luna caracterizado por fuerte bombardeo de asteroides y meteoritos. Debido a que la luna no posee corrientes esta etapa de fuerte bombardeo es más fácil de identificarla allí. En la Tierra los impactos de la etapa de bombardeo son más difíciles de encontrar (Stöffler & Ryder, 2001). El Eón Hadeico termina justo en medio de la etapa de bombardeo fuerte en la Tierra.

El arcaico

El Eón Arcaico se encuentra enmarcado justo a la mitad de dos grandes eventos. Inicia a la mitad de la Etapa de Bombardeo Tardío (Gomes et al., 2005), cuando el manto y la corteza terrestre estaban finalizando su formación hace unos 4 mil millones de años y finaliza justo a la mitad del gran evento de oxigenación o Gran crisis de Oxígeno hace unos 2,5 mil millones de años.

Figura 8.1. El arcaica marca la aparición de la vida y la primera extinción masiva.

El Eón Arcaico presenta algunos de los eventos más importantes en la historia del planeta Tierra: (1) la formación de los océanos; (2) la formación de los continentes; (3) la formación de la atmósfera; y (4) la aparición de la vida sobre el planeta Tierra (Benn, Mareschal, & Condie, 2006; Schopf, Kudryavtsev, Czaja, & Tripathi, 2007)

(a) La formación de los Océanos: Existen varias hipótesis para la retención de agua en el planeta, la primera de ellas es la liberación de oxígeno de la corteza terrestre durante el Eón Hadéico lo cual llevó a un primer evento de oxidación de la corteza, en este sentido si había hidrógeno libre en la atmósfera de la Tierra solo bastaría una chispa para generar “explosiones atmosféricas” y una lluvia de agua recién creada.

YouTube. La aparición de los océanos.

Sin embargo, algunos autores opinan que el agua formada por la oxidación del hidrógeno remanente en la atmósfera no es lo suficientemente alta como para inundar los océanos de la joven Tierra.

YouTube. Hace 4500 millones de años, el origen de los océanos.

Otros autores proponen que el agua de la Tierra proviene del periodo de Bombardeo Fuerte ya que el hielo es uno de los materiales más comunes de los que están compuestos los cometas –que prácticamente son témpanos de hielo en el espacio – y parte de los meteoritos.

Aproximadamente para la mitad del periodo de Bombardeo Fuerte, hace unos 4 mil millones de cerca del 90% del volumen actual del agua oceánica estaba contenida en las cuencas oceánicas (Tarbuck, Lutgents, & Tasa, 2014).

En un planeta sin vida las condiciones atmosféricas y oceánicas debían ser radicalmente diferentes, uno de los primeros en proponer esta idea fue John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964). Algunos de los modelos más representativos para la atmosfera de la Tierra, plantean que esta era débilmente reductora, compuesta principalmente de dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y sulfuro de claro está y mucho nitrógeno por lo que las lluvias serían fuertemente ácidas.

La acidez de la lluvia seria lo bastante fuerte como para diluir muchos minerales de la recientemente formada corteza, y sus componentes químicos liberados a las aguas oceánicas o a los lagos ácidos permitiendo procesos químicos que aún no han sido entendidos de forma clara. Aunque procesos simples como la formación de sales binarias y ternarias, cristalizaciones y sedimentaciones debieron llevarse a cabo. Dada la ausencia de seres vivos, las síntesis de sustancias de interés biológico fue un proceso inevitable, esto es porque los seres vivos devoran materiales orgánicos con rapidez.

El Océano previno que la Tierra se calentara en exceso, cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua, este produce ácido carbónico que ingresa rápidamente en un equilibrio triple con los iones carbonato y bicarbonato. Adicionalmente los iones carbonato y bicarbonato pueden reaccionar con iones disolutos como el calcio II, formando minerales del lecho oceánico típicos como el carbonato de calcio y el bicarbonato de calcio, consumiendo más dióxido de carbono de la atmósfera. Básicamente el océano atrapa el dióxido de carbono, disminuyendo el efecto de invernadero. Venus por el contrario no tuvo océanos y su dióxido de carbono lo condenó a un efecto de invernadero galopante que lo tiene hoy con temperaturas de 475°C.

(b) La formación de los continentes: La formación de los continentes se concibe como una progresión del proceso de formación del planeta ya los efectos de la gravedad y la densidad. Cuando los materiales del planeta se unieron, aquellos más pesados como el níquel y el hierro junto con los metales radioactivos se fueron al núcleo al ser más densos, mientras que los materiales menos densos fueron a la superficie. Con el tiempo estos materiales menos densos se enfriaron formando la corteza, y las placas tectónicas, las cuales flotan como la nata de la leche en un océano incandescente de hierro y níquel fundido.

El núcleo arde debido a los procesos de fisión nuclear de los elementos más densos en el núcleo del planeta como el uranio, este calor es emitido a las capas de hierro y níquel manteniéndolas líquidas, y sumado a la rotación del planeta se genera un flujo de metales que crea un campo magnético dinámico. Los continentes al estar depositados en un fluido se mueven, lo cual es la base de la teoría de la deriva continental, la cual puede ser fácilmente corroborada con GPS satelital.

YouTube. El planeta milagroso 05 la formación de los continentes.

YouTube. Hace 3400 millones de años El nacimiento de los continentes.

Debido a la extensión de la historia del planeta, los continentes se han unido y separado varias veces, a este fenómeno se lo denomina el Ciclo Súper Continental, los nombres propuestos para cada uno de los Supercontinentes es: Vaalbará (Primer supercontinente) 3,8-3,6 mil millones de años; Kenorlandia 3,1 mil millones de años; Rodinia 1,1 mil millones de años; y Pangea 0,3 mil millones de años.

El movimiento continental afecta el patrón climático del planeta, y ha influido fuertemente en la Historia Evolutiva de la vida, sin la deriva continental algunos fenómenos evolutivos no tendrían sentido alguno en el registro fósil, y jamás se hubieran presentado en primer lugar.

(c) La formación de la atmósfera: La atmósfera de la Tierra debe haber pasado al menos por tres etapas grandes, la primera en la cual debía estar formada por gases altísimamente reductores como el hidrógeno y el metano a parte de otros como el helio, el amoníaco, el dióxido de carbono y el vapor de agua. Esta atmósfera altamente reductora no debe haber durado mucho, ya que la corteza terrestre liberó cantidades notables de oxígeno que oxidaron al hidrógeno gaseoso y al metano, generando más dióxido de carbono y más vapor de agua.

Lo anterior ha sido establecido por estudios posteriores al célebre experimento de Urey-Miller realizado en 1953 (Miller, 1953) ya que ellos proponían que la atmósfera del planeta había sido altamente reductora de forma constante. Posteriormente, los océanos rebajaron el dióxido de carbono mediante el mecanismo mencionado en la formación de los océanos. Esta atmósfera levemente reductora es la que con mayor probabilidad estuvo presente durante los procesos de Origen de la Vida.

La última gran etapa de la formación de la atmósfera depende de la vida misma. Cuando el oxígeno oxida crea óxidos, ya sea minerales terrestres o como el óxido del hidrógeno “agua”. Actualmente el oxígeno se encuentra alrededor del 21% gracias a que la vida literalmente lo arrebata del agua gracias al proceso de la fotosíntesis.

YouTube. Hace 2500 millones de años, la formación de la atmósfera.

El punto es que, en la Tierra primitiva, el hidrógeno quedaba almacenado en la biomasa creciente, por lo que el oxígeno liberado debería oxidar otras sustancias, en este caso el mineral de hierro ferroso presente en los océanos creando las Formaciones de Bandas de Hierro, tal evento marca el inicio de la Gran Crisis de Oxígeno y el fin de Eón Arcaico.

(d) La aparición de la vida: El Arcaico también es el Eón donde la vida aparece sobre el planeta, algunos de los microfósiles más antiguos de estromatolitos fotosintéticos NO productores de oxígeno datan de hace unos 3,8 mil millones de años, junto al finalizar el ultimo evento de bombardeo fuerte, por lo que algunos autores proponen que los meteoritos tuvieron una influencia importante en la aparición de la vida.

YouTube. El origen de la vida.

Más allá de las múltiples hipótesis planteadas en la actualidad, lo que se debe enfatizar es la extrema antigüedad de la vida procariota, ya que esta aparece en la Tierra tan pronto esta se hace habitable. Adicionalmente también se presenta el impacto de la bioquímica, los procariotas fotosintéticos productores de oxígeno que evolucionaron probablemente hace unos 3.5 mil millones de años saturaron la atmósfera con oxígeno al final del arcaico desencadenando una de las primeras extinciones en masa, denominada la Gran Crisis del Oxígeno.

La Gran Crisis del Oxígeno permitió el desarrollo evolutivo de procesos bioquímicos importantes como la respiración aeróbica y la aparición de los primeros eucariotas.

El Proterozoico

Proterozoico viene de dos raíces griegas, proto/protero que significa primero y zoico que significa animal, lo cual es un poco antropocéntrico ya que significa “Los Primeros Animales”, aun cuando los animales representan una breve fracción de los seres vivos, y tampoco fueron los primeros seres vivos. El nombre solo tiene sentido para la última era del Proterozoico llamada Edicariano, donde sí se encuentran los fósiles de los primeros animales.

YouTube. La historia de la tierra 8 Oxigeno Hierro

En cualquier caso, el Eón Proterozoico se encuentra enmarcado por dos grandes eventos de oxigenación de la atmósfera, el primero que inicia justo a la mitad de la Gran Crisis de Oxígeno hace unos 2,5 mil millones de años y termina hace unos 0,541-0,542 mil millones de años (543-541 millones de años) al inicio de la era cámbrica.

El proterozoico posee un registro geológico más rico que el arcaico y se encuentra dividido en tres eras, el Paleoproteorozoico, el Mesoproterozoico y el Neoproteorzoico.

El Proterozoico es reconocido por varios eventos de índole geológico como la finalización de la Gran Crisis de Oxígeno, la adaptación de los seres vivos a esta crisis mediante la evolución de la resistencia al oxígeno o la evolución de la respiración aeróbica. Durante el Proterozoico también se ha estimado que el clima del planeta fluctuó a edades de hielo severas.

El Mesoproterozoico se caracteriza por la evolución de los eucariotas, células complejas que emergieron por un proceso complejo de transferencia horizontal de genes y endosimbiosis, de los dos tipos de vida que habían poblado el planeta hasta ese momento, las bacterias y las arcaicas.

Con la aparición de los eucariotas hace unos 1.2 mil millones de años, también aparece rápidamente la multicelularidad y los seres vivos compuestos por múltiples tejidos complejos, proceso que conllevaría a la aparición de los animales, los hongos y otros protozoos complejos. Pero por el momento, algunos de los seres vivos multicelulares simples más importantes en aparecer son las algas verdes fotosintéticas, las cuales forman mantos verdes sobre las aguas someras.

YouTube. Aparición de las primeras formas de vida compleja.

El Neoproterozoico se caracteriza por la aparición de los primeros animales blandos realmente visibles sin necesidad de microscópios como los gusanos y las medusas en el periodo denominado Edicariano (635-542 millones de años). La fauna edicariana aunque escasa representa la solución a uno de los mayores dilemas de la geología del siglo XIX, la aparente falta de fósiles antes del Cámbrico.

9. La edad de los artrópodos

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Fanerozoico en griego significa literalmente, Animales Visibles –y seguimos con la obsesión con los animales –representa el eón actual de la vida en la Tierra, inicia hace unos 543-541 Millones de Años “MdA” en el periodo Cámbrico hasta la actualidad. El Fanerozoico se caracteriza por la evolución de los animales vertebrados y la evolución de las plantas terrestres y es el Eón mejor conocido de todos. Esto se debe a que sus estratos son más recientes y han experimentados menos procesos geológicos de subducción, convección y metamorfización.

Con el fanerozoico nos introduciremos fuertemente en la historia de los seres vivos, la cual se caracteriza por ciclos hiperbólicos de extinciones en masa y radiaciones adaptativas en las cuales la biodiversidad disminuye y luego aumenta de forma rápida. Estos ciclos de destrucción y evolución literalmente escriben la Historia Evolutiva de muchos linajes de seres vivos, en especial de las plantas terrestres y de los animales vertebrados.

Lo anterior se debe a que, sin extinciones en masa, los ecosistemas tienden a diversificarse de forma superflua, las formas de las especies dominantes cambian poco y es lo que se denomina un periodo de estasis o equilibrio evolutivo ( Gould & Eldredge, 1977). Las especies se especializan en sus roles ecológicos y difícilmente una nueva especie puede evolucionar para reemplazarlas. Las extinciones en masa cambian las reglas del juego, sin competencia linajes que habían pasado inadvertidos anteriormente pueden evolucionar para cumplir los roles de las especies extintas, esto sucede de forma muy rápida, a estos fenómenos puntuales se los denomina Radiaciones o Explosiones Evolutivas (Gould & Eldredge, 1977).

YouTube. Radiación adaptativa.

Históricamente el Fanerozoico fue el primer Eón en ser estudiado de forma sistemática, para finales del siglo XIX sus divisiones y subdivisiones ya habían sido organizadas de forma cualitativa, clasificando edades importantes, dos de las cuales son conocidas en la cultura popular como la Edad de los Dinosaurios y la Edad del Hielo. A continuación, describiremos algunos aspectos importantes de las divisiones y subdivisiones del eón de los seres vivos visibles.

La primera era del Fanerozoico se denomina Paleozoico, que significa literalmente Animales Viejos. Este nombre es relativamente engañoso y obedece en la actualidad a criterios históricos. Para el siglo XIX cuando se la bautizó, el paleozoico representaba los estratos donde se había encontrado la vida más antigua, específicamente en su primer período, el Cámbrico.

La era Paleozoica va desde el inicio del Cámbrico en 543-541 MdA hasta el final del Pérmico en 252-250 MdA. Geológicamente, el inicio del Paleozoico está marcado por la división del supercontinente de Pannotia en 550 MdA hasta la reunificación en el supercontinente de Pangea en 220 MdA.

En términos de seres vivos, el Paleozoico marca la evolución de la mayoría de los grandes grupos de plantas, excepto por la angiospermas o plantas con flor; y de los grandes grupos de vertebrados exceptuando las aves. Es por esto que muchos de los procesos evolutivos más relevantes ocurrieron en esta era, los cuales incluyen –pero no se limitan a –la evolución de los vertebrados, la evolución de los tetrápodos, la evolución de los dinosaurios y la evolución de los mamíferos.

Lo anterior es un punto importante, generalmente se cree que los mamíferos aparecen de la nada para reemplazar a los dinosaurios a finales del Mesozoico, pero ya desde el siglo XIX se sabía que los mamíferos habían convivido con los dinosaurios, aunque limitados a tamaños no mayores a un gato pequeño. La historia evolutiva de los mamíferos es de las más completas, pero menos conocidas por la cultura popular, y representa un ejemplo exquisito de cambios graduales a lo largo de la historia evolutiva (Gould, 1981). Lo anterior implica que la historia evolutiva no debe ser entendida de un modo lineal, aunque generalmente en cada era mencionamos las formas de vida dominantes, estas no son ni de cerca las únicas que pueden estar presentes en un determinado periodo.

El Cámbrico

El cámbrico es el primer periodo geológico de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 541.0 ± 1.0 MdA para su inicio y 485.4 ± 1.9 MdA para su finalización, siendo sucedido por el menos conocido periodo Ordovícico. Aunque por muchas décadas la fecha de inicio y finalización del cámbrico fueron controversiales en unos 20 millones de años dependiendo del autor, en 2004 se encontraron capas de origen volcánico en Oman, y donde hay estratos ígneos se pueden encontrar cristales de cuarzo donde se puede aplicar los métodos de uranio-plomo (Gradstein, Ogg, & Hilgen, 2012).

Figura 9.1. En el cámbrico aparecen por fin animales duros que dejaron multitud de fósiles (YouTube).

El periodo Cámbrico es importante tanto en sentido científico como histórico ya que engloba una de las principales controversias al interior de las nacientes ciencias de la Geología y de la Biología en el siglo XIX concerniente a la primera Teoría de la Evolución.

Un ejemplo es Adam Sedwick (1785-1873) el geólogo quien bautizo el periodo Cámbrico. Como cualquier periodo geológico, el periodo obedece a una serie de estratos localizados en lugares concretos, en este caso la localidad es Wales (Gales) uno de los estados de Inglaterra, ubicado al sur-oeste de la isla. El nombre emerge de un juego de palabras, Wales significa ballenas, y es en los terrenos de Wales donde están los primeros estratos reconocidos del cámbrico, Sedwick decidió emplear el mismo nombre, pero en latín (Wales ”inglés”, ballena “español”, cambria “latín”). Sedwick como personaje en la historia de las ciencias es interesante debido a que a pesar de defender la idea de la escala geológica por correlación de estratos “y por lo tanto un antidiluviano” por otra parte fue un férreo oponente de la teoría de Darwin de evolución por selección natural (Secord, 1991).

Para la época de Darwin y Sedwick los diferentes estratos revelaban una serie de cambios abruptos en la composición primaria de la fauna y la flora, lo evidente era ver saltos, desde faunas compuestas por peces, a faunas compuestas por reptiles a faunas compuestas por mamíferos. Para Sedwick la explicación era varios actos creativos por parte del Dios Cristiano en cada una de estas eras geológicas. Para Darwin, se trataba de cambios graduales que se dilataban en el tiempo, por lo que los cambios abruptos en el registro de fósil, debía ser explicado por lo imperfecto de la investigación geológica para la época.

YouTube. Hace 550 millones de años La explosión Cámbrica.

El problema era particularmente álgido en el límite del cámbrico-precámbrico, ya que antes del cámbrico no se había detectado fósiles de animales o plantas complejas, pero después de cámbrico si se detectaban, lo cual conllevó a varios autores como Sedwick a proponer que el límite del cámbrico marcaba el evento de creación especial original por parte de Dios –idea que aún es defendida por algunos fundamentalistas cristianos/islámicos.

Como hemos visto anteriormente, el precámbrico si contiene vida animal, pero estos son seres vivos que no pueden fosilizarse fácilmente al carecer de partes duras, o simplemente son invisibles y requieren de microscopios con los que no se contaban en el siglo XIX.

El periodo cámbrico también es notable por una alta tasa de sedimentos denominados Lagerstätte que permiten la formación de fósiles muy delicados, incluso de animales formados exclusivamente por partes blandas (Butterfield, 2003; Maas et al., 2006). Lo anterior hace que nuestro conocimiento sobre la fauna del cámbrico sea más completo que la de algunos periodos más recientes de la Era Paleozoica.

En términos de seres vivos, el Cámbrico marca un periodo de cambio con respecto a su inmediato antecesor, el Edicariano, donde los animales eran relativamente pequeños y sin partes duras como medusas y gusanos. En el cámbrico se tiene la evolución de los artrópodos de partes duras como los trilobites (Butterfield, 2007). El cámbrico también representa un ejemplo de Explosión Adaptativa (Erwin & Tweedt, 2012), un fenómeno evolutivo en el cual se da una rápida diversificación de unos pocos linajes debido a la falta de exclusión competitiva por especies viejas. Muchos linajes de animales evolucionaron en esta época, incluyendo un tipo de gusanos deuterostomos con una estructura cartilaginosa en su dorso llamada notocordio, los cuales representan las formas de los posibles ancestros de todos los vertebrados.

A diferencia de los animales, las plantas continuaron limitadas a formas unicelulares o multicelulares microscópicas que solo podían vivir en los océanos.

El Ordovícico

El Ordovícico es el segundo periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 485.4 ± 1.9 MdA para su inicio y 443.4 ± 1.5 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Silúrico. El periodo Silúrico generalmente se determina debido al evento de extinción en masa del Cámbrico-Ordovícico 485.4 ± 1.9 MdA, el cual coincide precisamente con las cenizas volcánicas de Oman (Gradstein et al., 2012). El evento de extinción en masa del Ordovícico es MUY dilatado –se puede considerar más una serie de eventos que uno solo – ya que abarca la totalidad del periodo.

Figura 9.2. Escorpiones marinos son lo que destaca, aunque es algo reduccionista (YouTube).

Por 44.6 millones de años la cantidad de géneros marinos se redijo en a un 40% con respecto a lo que puede encontrarse a finales del Cámbrico. Básicamente el Ordovícico es un perído que inicia con una extinción en masa, termina con otra extinción en masa y que posee otros eventos de extinción en masa intermedios; si se los toma en su conjunto esto representa el segundo evento de extinción en masa más fuerte registrado después de la Gran Muerte en el límite del Pérmico-Triásico.

La palabra ordovícico viene del nombre de una tribu celta llamada los ordovices, cuyo territorio corresponde a los primeros estratos en ser reconocidos. Su reconocimiento como periodo independiente del cámbrico fue controversial por casi 80 años, hasta que los métodos de datación por isótopos radioactivos permitieron sancionar los eventos de extinción en masa que lo enmarcan. El geólogo que propuso el nombre hacía parte de la comunidad de geólogos de Inglaterra al igual que Sedwick, si nombre era Charles Lapworth (1842-1920) en 1879 (Donovan, 2001).

Durante el ordovícico, los continentes se encuentran separados, y presentan una tendencia de marchar hacia el norte donde terminarían combinados durante el Pérmico.

La fauna del ordovícico sigue siendo dominada por los invertebrados, aunque debido a los diferentes eventos de extinción en masa que lo afectaron es difícil señalare un grupo de seres vivos dominantes. Por ejemplo, los trilobites experimentan su pico de dominio al inicio del cámbrico sobreviviendo el primer evento de extinción en masa que marca el inicio del periodo, pero son reemplazados poco antes de la mitad del periodo por comunidades ecológicas dominadas por cefalópodos y gastrópodos. Los trilobites del ordovícico son más diversos que los del cámbrico, muchos linajes desarrollaron espinas en sus conchas posiblemente como consecuencia de las relaciones depredador-presa (Harper, 2006; Laurie, 1997).

En esta época los peces sin mandíbula son comunes, estos peces poseen esqueletos internos de cartílago, aunque muchos presentan placas externas de hueso.

Figura 9.3. Peces sin mandíbula.

En cuanto a la flora, en el ordovícico se encuentra el desarrollo de las primeras plantas terrestres, las cuales recuerdan al actual musgo o al liquen, plantas no vasculares extremadamente simples y atadas a terrenos muy húmedos, lo cual implica que sus ancestros provenían del océano (Graham & Gray, 2001; Island & Arctic, 2001; Rubinstein, Gerrienne, de la Puente, Astini, & Steemans, 2010).

El Silúrico

El Silúrico es el tercer periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 443.4 ± 1.5 MdA para su inicio y 419.2 ± 3.2 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Devónico.

El Silúrico fue propuesto como nombre de una serie de estratos geológicos en 1830 por parte de Roderick Impey Murchison (1792-1871) basado en el nombre de una tribu celta llamada los silures (Donovan, 2001), aun cuando los territorios donde se encuentran los estratos del Silúrico no se corresponden con los territorios históricos de la tribu.

Este periodo está marcado con la evolución de los peces. En términos generales, los peces –o sus versiones más primitivas –ya habían aparecido en el Cámbrico, pero sin cráneo, vertebras, mandíbula o esqueleto, pero con una estructura única a los vertebrados-cordados en la actualidad, llamada notocordio. Uno de los linajes experimentó un desarrollo en la punta anterior encerrando el cerebro en una caja protectora a la cual llamamos cráneo, este tipo de animales con cráneo, pero sin vertebras, mandíbulas o cualquier otro tipo de esqueleto es la forma más primitiva y básica de un pez.

Figura 9.4. Los placodermos como este doncleosteus representan los primeros peces con mandíbulas registrados (YouTube).

Otro linaje que apareció a partir de los peces craneados desarrolló el notocordio, en este caso el notocordio se extendió para encerrar la medula del pez en estuches segmentados a los cuales denominados vertebras. Estos peces en consecuencia poseían vértebras y cráneo, pero no mandíbulas u otra clase de esqueletos, en la actualidad aún sobreviven descendientes de estos peces primitivos a los que llamamos lampreas, pero la mayoría de las especies vivieron durante el ordovícico. Posteriormente, las vértebras generaron espinas que permitieron la formación de arcos branquiales y aletas, los primeros arcos branquiales se desplazaron hacia el frente del pez para formar las primeras mandíbulas. Estos eran los peces del silúrico. Dos linajes emergen: los placodermos y los acantodios (Donoghue & Sansom, 2002).

Figura 9.5. Los acantodios son peces que presentan simultáneamente espinas de cartílago y de hueso, dos linajes emergen de esos, en uno el hueso se pierde completamente y en el otro, el hueso reemplaza al cartílago completamente.

Los placodermos se caracterizan por poseer enormes placas de hueso en sus cabezas que forman un cráneo y una mandíbula móvil, eran enormes y algunos alcanzaron el tamaño de un bus, pero el resto de su esqueleto era de cartílago. Los acantodios por otro lado eran peces cartilaginosos excepto por dos espinas en sus aletas laterales que eran de hueso. Los acantodios son de hecho un grupo transicional y de ellos emergerán los dos linajes de peces dominantes en la actualidad, los peces cartilaginosos y los peces óseos (Davis, Finarelli, & Coates, 2012).

Figura 9.6. Escorpiones marinos del género Jaekelopterus. Jaekelopterus es un género extinto de artrópodo marino que vivió durante el período Devónico, hace alrededor de 390 millones de años. Era un depredador acuático gigante y uno de los artrópodos más grandes que han existido, con una longitud estimada de hasta 2.5 metros.

Jaekelopterus pertenecía al grupo de los euriptéridos, conocidos como escorpiones de mar, y tenía un cuerpo segmentado con un par de pinzas fuertes y una serie de patas en el resto del cuerpo. Era capaz de moverse rápidamente en el agua y se cree que cazaba presas como peces y otros invertebrados marinos.

Se han encontrado restos fósiles de Jaekelopterus en Europa y América del Norte, lo que sugiere que era una especie ampliamente distribuida en el mundo durante el Devónico. Su tamaño y forma impresionantes lo convierten en uno de los artrópodos más fascinantes y temibles de la era prehistórica.

Otros fósiles marinos distintivos son los escorpiones marinos, algunos de los cuales eran verdaderos gigantes, alcanzando más de tres metros como en Jaekelopterus spp (Braddy, Poschmann, & Tetlie, 2008).

Figura 9.7. Bosque del Silúrico dominado por las primeras plantas vasculares: Cooksonia. Cooksonia es un género extinto de plantas vasculares que vivió durante el período Silúrico, hace alrededor de 420 millones de años. Es considerada como una de las primeras plantas terrestres que existieron en el planeta.

Cooksonia era una planta pequeña y primitiva que crecía en lugares húmedos y sombreados cerca de ríos y lagos. Tenía un tallo corto y delgado con varias ramas, que se dividían en pequeñas ramitas con hojas estrechas y tubulares. Las hojas estaban dispuestas en espiral alrededor del tallo, y podían medir sólo unos pocos milímetros de largo.

Se cree que Cooksonia se propagaba a través de esporas, ya que no tenía flores ni semillas. A pesar de su tamaño pequeño y apariencia simple, Cooksonia fue un hito importante en la evolución de las plantas terrestres, ya que estableció las bases para el desarrollo de plantas más grandes y complejas que surgieron más tarde en la historia evolutiva de la Tierra.

Se han encontrado fósiles de Cooksonia en varios lugares del mundo, incluyendo Europa, América del Norte y Asia, lo que indica que fue una especie ampliamente distribuida en la era Silúrica.

A finales del silúrico también se encuentra la colonización de la tierra seca por parte de los animales. Por varios millones de años, las plantas terrestres habían crecido sin ser devoradas por herbívoros terrestres, y habían pasado de ser tapetes aterciopelados en playas permanentemente húmedas a conformar bosques de plantas vasculares no muy grandes (Munnecke, Calner, Harper, & Servais, 2010; Weber, 1964). A finales del periodo esto cambió, los artrópodos comenzaron a presentar formas terrestres, como los primeros ciempiés “miriápodos” (Selden & Read, 2008), aunque no fueron los únicos, también se encuentran arácnidos.

10. La edad de los peces, anfibios y reptiles

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El Devónico

El Devónico es el cuarto periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 419.2 ± 3.2 MdA para su inicio y 458.9 ± 0.4 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Carbonífero. Popularmente el Devónico es conocido como la Gran Edad de los Peces, ya que la mayoría de los linajes de peces modernos se establecieron en esta época, incluyendo los peces pulmonados de aletas lobuladas que darían lugar a los tetrápodos terrestres.

Figura 10.1. El devónico marca la diversificación de los peces, concluyendo aquellos que se adaptaron al suelo seco (YouTube).

El nombre Devónico/Devoniano proviene de un condado de Inglaterra denominado Devon, en cuyo territorio fueron reconocidos originalmente algunos estratos correspondientes a la Edad de los Peces. Proponer la existencia del periodo Devónico no fue sencilla, cuando se lo propuso por parte de Roderick Murchison (1792-1871) y Adam Sedgwick (1785-1873) en la década de 1830 otros geólogos reconocidos opinaban que se trataba de una extensión del período Carbonífero en base a algunos fósiles de plantas (Rudwick, 1985, 1988). La controversia duró 10 largos años hasta que en Rusia se encontraron estratos del mismo tipo del condado de Devon, pero esta vez con una definición más clara entre Silúrico, Devónico y Carbonífero (Rudwick, 1985, 1988).

YouTube. Neil Shubin. Tiktaalik y los Tetrápodos.

La Edad de los Peces nos dice bastante sobre la fauna a encontrar, en el devónico temprano los peces sin mandíbula, los placodermos y acantodios aún se encuentran, pero poco a poco van siendo reemplazados. A partir de los acantodios emergen dos linajes, los peces de esqueleto cartilaginoso “condrictios” y los peces con esqueleto óseo “osteoictios”. A medida que el devónico avanza, tanto los peces sin mandíbula como los placodermos y acantodios van desapareciendo poco a poco, siendo reemplazados en sus nichos ecológicos por los condrictoios y los osteoictios. Las razones para este reemplazo puedes ser extinciones en masa al inicio del Devónico o simplemente exclusión competitiva. Los osteoictios también experimentan una radiación evolutiva, y uno de sus sublinajes experimenta un reforzamiento y fusión de los radios de sus aletas, formando protobrazos (quiridium), estos peces son denominados, peces con aletas lobuladas como los primeros celacantos, Eustenopteron, Tinirau y Osteoleptis.

YouTube. Los primeros animales sobre tierra firme.

Al interior de estos, también hubo una radiación evolutiva, algunos linajes se adaptaron a vivir en ambientes oceánicos, mientras que otros fortalecieron aún más sus aletas pélvicas y escapulares formando dígitos, así como perdiendo sus aletas dorsales. Un ejemplo de este tipo de peces es Panderichthys.

Figura 10.2. Panderichthys es un género extinto de peces sarcopterigios similares a un tetrápodo que vivieron durante el período Devónico Superior (Frasniense), hace 380 millones de años; fue hallado en Letonia. Medía de 90 a 130 cm de longitud. Tenía una cabeza grande similar a la de los tetrápodos. Panderichthys se considera el pariente evolutivo más cercano a los tetrápodos que aún poseía aletas, aunque carecía de dorsales.

Panderichthys así como los demás peces de su linaje también presenta una cabeza chata semejante a la de un cocodrilo, por lo que es de suponer que se trataba de un depredador de aguas someras que empleaba la emboscada para capturar presas terrestres (Severtsov, 2010). Otro espécimen de este linaje es Tiktaalik, presenta rasgos semejantes al de Panderichthys, pero con una diferencia, cuello no está fusionado a la cintura escapular como en los demás peces, sino que está conectado por vertebras y un sistema muscular denso, es decir, es un pez con cuello (Ericsson, Knight, & Johanson, 2013; Hohn-Schulte, Preuschoft, Witzel, & Distler-Hoffmann, 2013)

Figura 10.3. Tiktaalik es un pez sarcopterigio (aletas lobuladas) del periodo Devónico tardío, con muchas características de los tetrápodos, por lo que es considerado un importante fósil transicional. Restos excelentemente preservados de Tiktaalik fueron encontrados en 2004 en la isla de Ellesmere en Canadá.

En términos de invertebrados oceánicos, aparecen los amonitas, cefalópodos protegidos por conchas en espiral cuyo único pariente realmente semejante en la actualidad es el género Nautilus que cuenta con tres especies reconocidas “N. belauensis, N. macromphalus y N. pompilus”.

Figura 10.4. (A) Nautilus belauensis; (B) Un amonite.

En tierra las plantas continuaron su evolución para adaptarse a ambientes cada vez más secos, de esta forma los ancestros de los licopodios, colas de caballo y helechos hicieron su aparición para la mitad del periodo. Los helechos son plantas un poco más independientes del agua que los musgos, poseen un sistema vascular que les permite crecer más, pero aun necesitan agua estacionalmente para reproducirse y completar su ciclo estacional. Por esta razón, los bosques del Devónico estaban confinados a regiones costeras o en contacto con el agua dulce, lo que dejaba grandes extensiones continentales envueltas en desiertos (Le Hir et al., 2011).

La colonización de las áreas más secas fue favorecida por la evolución de las primeras semillas duras con reservas de agua y nutrientes, sin embargo, estas protogimnospermas permanecerían siendo una minoría durante el resto del periodo (Cornet, Gerrienne, Meyer-Berthaud, & Prestianni, 2012; Scheckler, 1978). Para el final del periodo, varios rasgos de las coníferas ya se habían definido como en el caso de Archaeopteris.

Figura 10.5. Bosque de helechos del Devónico.

Figura 10.6. El suelo tal como lo entendemos se desarrolló paulatinamente durante el Devónico “sucesión primaria”, a medida que las plantas evolucionaban un sistema de raíces verdadero.

Figura 10.7. Archeopteris (No confundir con Archaeopteryx) es un género de plantas extinto con rasgos intermedios entre helechos y gimnospermas. Sus hojas son semejantes a un helecho, pero están organizadas en un árbol alto, con raíces verdaderas.

Todos estos avances evolutivos permitieron a las plantas colonizar rápidamente la tierra seca, absorbiendo enormes cantidades de dióxido de carbono. Esto generó un efecto inverso al invernadero. Sin dióxido de carbono, el calor del Sol escapa fácilmente al espacio, lo cual conllevó a un evento de extinción en masa debido al congelamiento del planeta “Nota, un clima frio también hace que el planeta se haga más seco” (Formolo, Riedinger, & Gill, 2014; Stigall, 2012).

Para el devónico, los artrópodos ya habían establecido redes alimenticias con las plantas (Gess, 2013), sin embargo el ritmo de forrajeo no era equiparable al de nacimiento de nuevas plantas, es decir, nacían más plantas de las que eran devoradas por los artrópodos herbívoros. Esto conllevó a la perdida de equilibrio del dióxido de carbono y a la extinción en masa de finales del Devónico. Con la disminución del dióxido de carbono, los niveles de oxígeno aumentaron progresivamente, dando inicio al Carbonífero.

Los primeros vertebrados terrestres ya presentaban una estructura reconocible para finales del devónico “para el ojo no entrenado son semejantes a las salamandras”, siendo el más famoso de estas últimas etapas del Devónico el Acanthostega.

Figura 10.8. Acanthostega es uno de los tetrápodos más antiguos que se conoce. Habitó las marismas de finales del Devónico hace 370-360 millones de años. Se trata de un fósil transicional entre los peces sarcopterigios y los anfibios.

Sin embargo, Acanthostega al igual que sus predecesores inmediatos como Tiktaalik es básicamente un pez con patas y cuello móvil, sus hombros y cintura no serían lo bastante fuertes como para caminar en tierra, por lo que su hábitat más probable serían aguas someras, donde sus patas y brazos le darían agarre al lecho. El registro fósil de los tetrápodos experimenta un vacío de unos veinte millones de años, justo durante la etapa de la Extinción en Masa del Devónico Tardío, y. en consecuencia, no se tienen registros de más vertebrados terrestres hasta el Carbonífero (McGhee Jr, 2013).

Así que la pregunta de cuándo y porque los peces colonizaron la tierra se encuentra oculta en esos veinte millones de años, obstruida por el efecto de esta extinción en masa (McGhee Jr, 2013).

Carbonífero

El Carbonífero es el quinto periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 358.9 ± 0,4 MdA para su inicio y 298.9 ± 0,15 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Pérmico.

YouTube. La historia del período carbonífero.

El Carbonífero fue el primer conjunto de estratos geológicos en recibir un nombre peculiar en 1822 por parte de William Daniel Conybeare (1787-1587) y William Phillips (1775-1828). A diferencia de otros, su nombre no se basa en un lugar, sino en el significado mismo de lo que sus estratos almacenan, y es carbón, mucho carbón. De lo anterior viene el nombre Carbonífero que significa portador de carbón (Conybeare, 1822).

La tendencia iniciada en el Devónico continua en el Carbonífero, con el continuo reverdecimiento de los continentes, el radio oxígeno molecular/dióxido de carbono se afecta de forma tal que, obtenemos una atmósfera extremadamente cargada de oxígeno, al nivel incluso de ser explosiva, y por otro lado con muy poco dióxido de carbono. La baja en el dióxido de carbono se debe a que la fotosíntesis no es mermada por los herbívoros, nacen más plantas de las que son consumidas.

A parte de la baja tasa de herbívora, las plantas desarrollaron un nuevo truco, crear madera gracias a un nuevo polímero llamado lignina. Todos sabemos lo que es la madera, lo extraño de esta cuando recién evolucionó es que nada la podía biodegradar, por lo que cuando una planta leñosa moría en el carbonífero, sus restos no se degradaban, pasaban a compactarse haciéndose parte del suelo. Con el tiempo estos sedimentos conformaron las enormes reservas de carbón que empleamos en la actualidad.

La flora del carbonífero continúa siendo dominada por grandes bosques de helechos y parientes cercanos sin semillas verdaderas, sin embargo, los linajes más antiguos de plantas con semillas verdaderas como las Medullosales ya habían evolucionado, aunque permanecían siendo la minoría (Zodrow & Mastalerz, 2001). En el océano, los trilobites se hacen muy raros, siendo reemplazados por una fauna de invertebrados más semejante a la moderna, aunque los amonitas empiezan a diversificarse, siendo estos la principal característica distintiva del océano de la época.

En tierra podemos decir con respecto al carbonífero que es la Edad de los Artrópodos Gigantes, esto se debe a la alta concentración se oxígeno en la atmósfera, lo cual permite que un artrópodo pueda hacerse más grande con un sistema respiratorio angosto. Algunos de los especímenes característicos del periodo son la Meganeura, Pulmonoscorpius y Arthropleura.

Figura 10.9. Modelo de Arthropleura. Arthropleura es un género extinto de artrópodos terrestres que vivieron durante el período Carbonífero, hace alrededor de 300 millones de años. Fueron algunos de los animales terrestres más grandes que han existido, con una longitud máxima estimada de más de 2 metros.

Arthropleura tenía un cuerpo largo y segmentado, similar al de un ciempiés, con un exoesqueleto duro y un número variable de patas, que podían alcanzar hasta 30 pares en las especies más grandes. Se cree que se alimentaban de plantas y otros invertebrados, y que vivían en ambientes húmedos y boscosos.

A pesar de su gran tamaño, Arthropleura no era un depredador y probablemente se defendía de los ataques de los depredadores con su exoesqueleto resistente. También se cree que podía enrollarse en una bola para protegerse.

Se han encontrado restos fósiles de Arthropleura en Europa y América del Norte, lo que sugiere que fue una especie ampliamente distribuida durante el Carbonífero. Aunque se extinguió hace mucho tiempo, Arthropleura sigue siendo una de las criaturas más fascinantes y notables de la era prehistórica.

En el océano los tiburones y parientes sufren una radiación adaptativa enorme, de hecho, en esta época los tiburones son más diversos y con formas más extrañas que lo que puede verse en la actualidad.

En cuanto a los tetrápodos, estos vuelven a aparecer en el registro fósil después de la extinción en masa del Devónico tardío, a este hueco de veinte a quince millones de años se lo conoce como el Salto de Romer (Nyakatura, Andrada, Curth, & Fischer, 2014). Los tetrápodos cuentan ahora con especímenes como Ichthyostega, las modificaciones con respecto a los tetrápodos anteriores a la extinción representan una mayor fuerza en las cinturas escapular y pelviana, aunque caminar en tierra firme es poco probable, probablemente usara la flotabilidad del agua empleando sus extremidades para moverse en zonas poco profundas.

Figura 10.10. Ichthyostega (gr. "pez con techo") es un género extinto de tetrápodo que vivió durante el Devónico Superior (Fameniense), aproximadamente hace 367 a 362,5 millones de años; fue el primer tetrápodo basal en ser descubierto. Ichthyostega tenía ya patas con siete dedos, en lugar de aletas carnosas, a diferencia de Tiktaalik; pero probablemente no las utilizaba para desplazarse por tierra, como se creyó inicialmente, sino que es posible que con ellas realizara un movimiento como el de los anfibios y reptiles acuáticos para desplazarse bajo el agua, utilizando las extremidades para impulsarse en los pantanos, lo que indica que seguramente no vivía en tierra.

Posteriormente empiezan a encontrarse formas de lo que puede describirse como anfibios (los anfibios se distinguen de los tetrápodos primitivos como Ichthyostega debido a que la cantidad de dedos es fija en cinco, Ichthyostega por ejemplo es un tetrápodo con siete dedos en las patas). Al igual que los anfibios y los peces pulmonados modernos, estos primeros vertebrados terrestres pasaban por dos etapas, una de larva/renacuajo dependiendo del agua, con branquias, y otra de adulto con un modo de vida terrestre (Pierce, Hutchinson, & Clack, 2013).

Las pieles de estos animales eran delgadas, y fácilmente deshidratables, por lo que se encontraban dependientes al igual que los helechos del agua de estuarios, ríos, lagos y océanos para no morir desecados (De Duve & Pizano, 1995). Durante la época también evolucionaron los primeros amniotes (reptiles en sentido laxo), animales con escamas duras que impiden la deshidratación y huevos con cascara que impiden que el embrión se deshidrate (Fröbisch, Schoch, Müller, Schindler, & Schweiss, 2011; Laurin & Reisz, 1995; Monastersky, 1999; Paton, Smithson, & Clack, 1999).

El Carbonífero termina con una crisis medioambiental causada por un efecto de invernadero inverso, los niveles oceánicos descendieron, el ambiente se hizo más seco y mucho más frío, hasta regresar a ciclos de glaciación, los cuales no habían sido frecuentes desde antes del devónico. La razón de esto la mencionamos anteriormente, el dióxido de carbono estaba siendo atrapado de la atmósfera en madera que no era degradada. Al final el gran bosque tropical que había sido el carbonífero colapso en su propio éxito. A este evento se lo conoce como el Gran Colapso del Bosque Húmedo del Carbonífero (Sahney, Benton, & Falcon-Lang, 2010).

El futuro de los seres vivos estaría anclado a sobrevivir una era de frio y sed en el gran desierto Pérmico.

Pérmico

El Pérmico es el último periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 398,9 ± 0,15 MdA para su inicio y 252,2 ± 0,5 MdA para su finalización, siendo sucedido por la Era Mesozoica en su primer periodo, el Triásico.

Figura 10.11. El pérmico fue una época de grandes promesas, que terminó con la casi extinción de la vida compleja.

Como varios de los periodos del Paleozoico, el Pérmico fue bautizado por Roderick Murchison (1792-1871) en 1841 gracias al análisis de muestras recolectadas por Philippe Édouard Poulletier de Verneuil (1805-1873) en la región de Rusia central. El nombre Pérmico proviene de un antiguo reino llamado Permia y de su capital Perm ubicados precisamente en la región de Rusia central (Lang, 1937; Murchison & Harkness, 1864).

Los océanos del pérmico continúan siendo dominados por el mismo tipo de fauna que en el carbonífero, aunque la estructura de las conchas de algunos foraminíferos y de los amonitas permiten distinguir el periodo. Por otra parte, los trilobites continúan haciéndose cada vez más escasos.

El Pérmico se caracteriza por un clima mundial frio y seco producto del secuestro del dióxido de carbono en la lignina por parte de las plantas verdes. Adicionalmente la fusión de los continentes en Pangea provoca la expansión de un súper-desierto central, conocido popularmente como el Gran Desierto del Pérmico, sin embargo, algunas regiones del supercontinente poseían otros tipos de climas y biomas como bosques húmedos y sabanas (Fluteau, Besse, Broutin, & Ramstein, 2001).

El Pérmico inicia con la extinción en masa de finales de Carbonífero, y las cond8iciones de poca disponibilidad de agua alteraron las reglas para la supervivencia. Ahora solo aquellos vivos con adaptaciones para vivir con bajas cantidades de agua serían los únicos en sobrevivir en las regiones del desierto central. En las plantas el linaje que cumplía esto fueron las gimnospermas, las plantas como las coníferas con semillas que podían resistir vivas por años sin una gota de agua (Archangelsky & Cuneo, 1987; Meyen, 1997).

En cuanto a los animales, la ventaja la llevaban los amniotas (reptiles en sentido laxo), los cuales experimentaron una amplia diversificación en el gran desierto pérmico. Dos linajes de estos amniotas primitivos se bifurcaron rápidamente, los saurópsidos y los sinápsidos.

Los saurópsidos “caras de lagarto” son lo que en taxonomía moderna designa a lo que antiguamente “y popularmente” se reconoce como reptiles en sentido estricto. Mientras que los sinápsidos “arcos fusionados” agrupan a animales denominados “reptiles con rasgos mamiferoides y a los mamíferos modernos”. Ambos linajes experimentaron una amplia diversificación durante el Pérmico. Por ejemplo, los sinápsidos presentan formas bastante bizarras como algunos pelicosaurios, animales con crestas en los lomos para calentarse más rápido, los había herbívoros “edafosaurios” y los había carnívoros “Dimetrodon” (Brink, LeBlanc, & Reisz, 2014; Reisz, 2014).

El linaje verdaderamente interesante es el hermano de los pelicosaurios denominado terápsidos (Huttenlocker & Botha-Brink, 2014). A diferencia de los pelicosaurios que aún tenían un cuerpo reptiliano, con patas que salían a los lados del cuerpo, un solo paladar y dientes cónicos no especializados “todos rasgos de reptil”, los terápsidos ya mostraban los rasgos de mamíferos como patas saliendo por debajo del tronco, doble paladar “doble paladar = cavidad nasal y bucal separadas” y especialmente dientes especializados. Los terápsidos se diversificaron en varios linajes, algunos depredadores, otros herbívoros, aunque la mayoría parecía ser omnívoros. De sus linajes el único sobreviviente es el de los cinodontos, el cual representa nuestro propio linaje, a partir de los cinodontos como Thrinaxodon se generarían los mamíferos (Brink et al., 2014; Cisneros, Abdala, Rubidge, Dentzien-Dias, & de Oliveira Bueno, 2011)

Durante el mismo periodo, no solo la rama de los sinápsidos florecía, también lo hacia la rama de los saurópsidos, con los ancestros de las tortugas “eunotosaurus”, los cocodrilos, serpientes, lagartos y aves “arcosaurios”. A pesar de todo, en el Pérmico tanto los sinápsidos como los saurópsidos siguen asemejándose mucho a sus ancestros amniotas “todos tienen caras de reptil para el ojo no entrenado” (Ezcurra, Scheyer, & Butler, 2014; Hirasawa & Kuratani, 2013; Piñeiro, Ferigolo, Ramos, & Laurin, 2012; Ruta, Cisneros, Liebrecht, Tsuji, & Mueller, 2011). Los anfibios no desaparecieron del todo, gracias a pequeños reservorios de selvas tropicales al sur de Pangea lograron sobrevivir el periodo Pérmico manteniendo su modo de vida ancestral con una etapa de renacuajo dependiente del agua, lo mismo puede decirse de los helechos y del musgo (Dias-da-Silva & Marsicano, 2011).

El Pérmico inicia con una extinción en masa, y termina con otra, la Gran Muerte. Se la denomina así porque la extinción de finales del Pérmico es por mucho la mayor extinción en masa de todos los tiempos, y estuvo a punto de barrer con todas las formas de vida animales del planeta Tierra. Las causas de dicha extinción aún son desconocidas y no existe una sola hipótesis que logre explicar la monumental escala de muerte y desaparición de formas de vida (Burgess & Bowring, 2013; Jonathan L Payne & Clapham, 2012; Romano et al., 2013)

11. La edad de los dinosaurios

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La segunda era del Fanerozoico se denomina Mesozoico, que significa literalmente Animales Intermedios. Este nombre es relativamente engañoso y obedece en la actualidad a criterios históricos. Para el siglo XIX cuando se la bautizó, el paleozoico representaba los estratos donde se había encontrado la vida más antigua, específicamente en su primer período, el Cámbrico. El Mesozoico se encontraba justo en medio del estrato más reciente llamado Cenozoico caracterizado por la presencia de mamíferos grandes. La era Mesozoica va desde el inicio del Triásico en 252,2 ± 0,5 MdA hasta el final del Cretáceo en 66±0,5 MdA. Geológicamente, el inicio del Mesozóico está marcado por la división del supercontinente de Pangea hasta el sistema de múltiples subcontinentes semejante al actual.

En términos de seres vivos, el Mesozoico marca la evolución de los últimos grupos de animales y plantas, las aves y las plantas con flor. Pero es más conocido por ser la Edad de los Dinosaurios y por lo tanto la Era geológica que aglutina la mayor parte del imaginario colectivo popular sobre la prehistoria, a tal punto que algunas personas creen que antes de los dinosaurios no había nada. El Mesozoico está enmarcado por dos extinciones en masa, la Gran Muerte a finales del Pérmico e inicios de triásico, y la extinción de los dinosaurios no aviares a finales de Cretáceo e inicios del Eoceno.

Triásico

El Triásico es el primer periodo de la Era Mesozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 252,2 ± 0,5 MdA para su inicio y 201,3 ± 0,2 MdA para su finalización, siendo sucedido por el periodo Jurásico. El nombre Triásico significa tres y hace referencia a tres estratos que lo componen, fue bautizado de este modo en 1834 por Friedrich von Alberti (1795-1878) después de correlacionar estratos encontrados en Alemania y el noreste de Europa (Lucas, 2010; Payne, Van de Schootbrugge, Falkowski, & Knoll, 2007)

Figura 11.1. El triásico marca el inicio del dominio de los dinosaurios.

La vida en el mar inició su recuperación de la extinción de finales del Pérmico e inicios del Triásico con un factor bastante esperable, una diversificación rápida de formas generales semejantes, lo cual se explica por el hecho de que solo unos pocos linajes pudieron sobrevivir la Gran Muerte. Los corales se recuperaron parcialmente, mientras que los amonitas se diversificaron a partir de un solo linaje sobreviviente del Pérmico (Payne et al., 2007). Los reptiles sobrevivieron bastante bien la extinción del Pérmico y continuaron su diversificación, unos linajes aprovecharon que muchos nichos oceánicos habían quedado vacíos para asentarse allí, de esta forma evolucionaron linajes de reptiles marinos como los paquipleurosaurios (Olivier Rieppel, 1989), los notosaurios (J. Li & Rieppel, 2003), los placodontos (C. Li & Rieppel, 2002), los famosos plesiosauros (Sander, Rieppel, & Bucher, 1997), los talatosaurios (O Rieppel, Liu, & Bucher, 2000) y los ictiosaurios (Callaway & Brinkman, 1989).

Figura 11.2. El pistosaurio es un plesiosaurio del triásico, estos primeros especímenes no eran más grandes de una foca o elefante marino y probablemente tendrían un modo de vida similar, pero a finales del triásico alcanzarían tamaños colosales.

Figura 11.3. Aunque siempre vinculamos a los ictiosaurios con formas de delfín como en Ophthalmosaurus, los primeros ictiosaurios eran más semejantes a sus ancestros reptiles ya que carecían tanto de aleta dorsal como de aleta caudal como en el caso de Chaohusaurus.

En tierra, la Gran Muerte dejó grandes extensiones continentales para una sucesión ecológica que duró al menos unos 30 millones de años (Sahney & Benton, 2008). Como en cualquier sucesión ecológica las especies pioneras experimentan un éxito momentáneo durante los primeros años de la recuperación ecológica, siendo reemplazadas con el tiempo por especies especializadas.

Tal fue el caso de dos linajes de anfibios, los pioneros pertenecían a un linaje llamado temnospondilos (Brusatte, Butler, Mateus, Steyer, & Whiteside, 2013), su fisonomía era semejante a la de una salamandra o un lagarto. Estas especies experimentaron un gran éxito al inicio del triásico, pero con la recuperación de los ecosistemas fueron reemplazadas por un segundo linaje de anfibios llamado lisamfibia que corresponde a las ranas y sapos, en efecto el triásico es el primer periodo en que aparecen las ranas aun cuando los anfibios ya existían millones de años atrás (Reilly & Jorgensen, 2011).

Figura 11.4. Los crurortarsianos como Rausuchus eran los máximos depredadores del periodo triásico, sus únicos parientes modernos aún siguen siendo depredadores superiores, y son los cocodrilos.

Figura 11.5. Los sinápsidos sobrevivientes fueron pocos y ya presentaban muchos rasgos anatómicos de los mamíferos, aunque probablemente aun ponían huevos.

La extinción del pérmico no fue particularmente buena con los sinápsidos “reptiles mamiferoides” y muchos de sus nichos ecológicos fueron ocupados por descendientes de los saurópsidos denominados arcosaurios. De los arcosaurios se derivan muchos de los linajes de reptiles modernos como los cocodrilos, serpientes y lagartos, pero en el triásico eran mucho más diversos. De los arcosaurios podemos distinguir dos grupos principales: los Crurotarsi (pies en cruz) y los Avemetatarsalia (pies de ave).

El linaje de los Crurotarsi retuvo muchos de los rasgos de los saurópsidos y en él se agrupan todos los linajes más cercanos a los cocodrilos que a las aves. El linaje de los Avemetatarsalia se divide a su vez en dos grupos generales, los Pterosaurios y los reptiles con forma de dinosaurios que incluye a los dinosaurios y todos los grupos más cercanos a los dinosaurios que a los Pterosaurios (Nesbitt, Desojo, & Irmis, 2013). Aunque los sinápsidos fueron excluidos competitivamente de nichos grandes primero por los arcosauros crurortarsianos y luego por los dinosaurios, no se extinguieron totalmente, un linaje en particular se hizo exitoso aprovechando nichos nocturnos como insectívoros nocturnos, representando el posible linaje ancestral de los mamíferos modernos llamado los cinodontos (Habib, 2014).

Figura 11.6. Los primeros dinosaurios como Herrerarasus, Coelophysis o Eoraptor "todos muy similares" aún eran animales pequeños y secundarios en el sistema ecológico del triásico, por lo que puede decirse que este periodo continúa siendo una era de reptiles, pero no de dinosaurios.

El periodo termina con un evento de extinción en masa más tenue, pero que ayudó a ampliar las brechas entre los saurópsidos y los sinápsidos. En esta extinción muchos de los reptiles crurortarsianos se extinguieron menos por el exitoso grupo de los cocodrilos, Mientras que casi la totalidad de sinápsidos murieron, menos el linaje que daría lugar a los mamíferos, de esta forma la brecha morfológica entre los reptiles y mamíferos comenzó a hacerse más evidente. En el océano la extinción fue más severa, muchos de los reptiles marinos desaparecieron menos por los plesiosauros y los ictiosaurios (Limaye, Kumaran, Nair, & Padmalal, 2010; Martindale et al., 2012; Thorne, Ruta, & Benton, 2011)

La desaparición de los crurortarsianos no relacionados directamente con los cocodrilos y los sinápsidos no relacionados directamente con los mamíferos, dejó nichos abiertos, pero fue el linaje de los dinosaurios quien lo aprovecharía para desarrollarse y evolucionar en el siguiente periodo, el Jurásico.

El jurásico

El Jurásico es el segundo periodo de la Era Mesozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 201.3 ± 0.6 MdA para su inicio y 145.0 ± 4.0 MdA para su finalización, siendo sucedido por el periodo Cretáceo. El nombre Jurásico fue propuesto por Alexander von Humboldt (1759-1859) en 1795 por una formación de piedra caliza de las montañas Jura situada al norte de los Alpes occidentales (Prothero, 2006; Walls, 2010).

La vida en los océanos se recuperó rápidamente de la extinción en masa de finales del triásico, por ejemplo, el plancton experimentó una radiación evolutiva con la aparición de múltiples linajes (van de Schootbrugge et al., 2005). En términos de vertebrados, el Jurásico está marcado por la recuperación de algunos linajes de reptiles marinos como los plesiosaurios y los ictiosaurios, los cuales incrementaron sus tamaños.

Figura 11.7. Plesiosaurio de cuello largo.

Los plesiosaurios experimentaron una radiación evolutiva que conllevó a la aparición de un plano corporal diferente, mientras que un linaje continuó con la tendencia de generar un cuello muy largo con una cabeza muy pequeña propia de una alimentación de peces pequeños (Conybeare, 1824), el otro linaje agrandó su cabeza e hizo su cuello más pequeño. A este segundo linaje se lo denomina pliosaurios y es muy semejante a otro tipo de reptiles marinos que evolucionaría en el periodo cretáceo llamado mosasaurios.

YouTube. Se descubre que un tipo de dinosaurio, el pliosaurio, tenía muy buen olfato - science

Figura 11.8. Pliosaurio, o plesiosaurio de cuello corto.

Ambos descienden de un ancestro común, pero pertenecen a subgrupos diferentes, los mosasauros son arcosaurios y en consecuencia están más relacionados con los cocodrilos, los dinosaurios y las aves; mientras que los pliosaurios son lepidosaurios y están más relacionados con las serpientes, y los lagartos.

Por otra parte, los ictiosauros de Jurásico son formas muy avanzadas y especializadas en la vida marina, a diferencia de las formas del triásico que asemejaban reptiles, los ictiosaurios de Jurásico tienen una apariencia externa más semejante a los delfines, siendo un segundo caso de evolución convergente (Losos, 2011).

En tierra, los dinosaurios se convirtieron en la forma de vida dominante, diversificándose ampliamente. Los ornisquios (falsas caderas de aves) y los saurisquios (caderas de reptil) ya habían surgido durante el triásico, pero es en el jurásico donde alcanzan sus tamaños gigantescos. Por lo general las especies más representativas o representadas en la cultura popular pertenecen a los saurisquios. De los saurisquios emergen dos ramas, los saurópodos y los terópodos (Sereno, 1998, 1999).

Figura 11.9. Ictiosaurio del jurásico.

Los saurópodos son animales cuadrúpedos generalmente de cuellos muy largos y con una dieta presumiblemente herbívora dada la forma de sus dientes (Stevens & Parrish, 1999). Los terópodos son un linaje muy diverso de animales generalmente bípedos y ancestralmente carnívoros –aunque existieron y existen grupos herbívoros. La diversificación de los terópodos durante el Jurásico fue raída, mientras que algunos continuaron por el gigantismo como en los alosauros (Bybee, Lee, & Lamm, 2006), otros se hicieron pequeños y adoptaron la formación de estructuras cutáneas que formarían plumas como en Pedopenna, Anchiornis y Archeopteryx. Lo cual hace que las aves sean un subgrupo descendiente de los dinosaurios terópodos (O’Donoghue, 2010).

YouTube. La evolución: transición dinosaurios — aves

Mientras que las aves aún se encontraban dando sus primeros vuelos esporádicos, el aire era dominado fuertemente por otro de los descendientes de los arcosaurios, hablamos de los pterosaurios, reptiles voladores que nada tienen que ver con las aves. Sus alas son un caso de evolución convergente, y se diferencian de las alas de las aves por su estructura, el ala de un ave es una estructura de tres dedos que sostiene un brazo no muy grueso cubierto de plumas.

YouTube. Evolución de las aves

YouTube. Grandes Transiciones: El Origen de las Aves | HHMI BioInteractive Video.

En los pterosaurios el ala está formada por el dedo meñique alargado, el cual proyecta una membrana, no hay plumas, aunque se tienen indicios de que probablemente estuvieran cubiertos por un terciopelo muy fino (Wang, Jiang, Meng, & Cheng, 2010).

Figura 11.10. Pedopenna, un dinosaurio emplumado.

Los mamíferos continuaban evolucionando en paralelo, pero restringidos a nichos secundarios (Kielan-Jaworowska, Cifelli, Cifelli, & Luo, 2013). Toda esta diversidad y tamaños de animales no hubieran podido desarrollarse sin un cambio en los biomas predominantes, con la separación del Pangea el clima cambió, y adicionalmente con el desarrollo de la capacidad de degradar la lignina, los ecosistemas ya podían entablar un equilibrio dinámico de oxígeno y dióxido de carbono. De esta forma los desiertos del Triásico y el Pérmico fueron reemplazados por extensos bosques que coníferas.

Figura 11.11. Los fósiles transicionales entre los mamíferos marsupiales y los mamíferos placentarios datan del jurásico como este espécimen de Jurama sinensis.

Un detalle importante es que al imaginar estos ecosistemas hay un detalle de debemos eliminar de nuestras mentes, y es el pasto, no había pasto puesto este no había evolucionado todavía. En su lugar probablemente arbustos pequeños o helechos cubrían la parte baja de los bosques y las planicies abiertas más secas.

El Cretáceo

El Cretáceo es el último periodo de la Era Mesozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 145,0 ± 4,0 MdA para su inicio y 66,0 ± 0,5 MdA para su finalización, siendo sucedido por la Era Cenozóica. El nombre Cretáceo fue propuesto por Jean d'Omalius d'Halloy (1783-1875) en 1822 por formaciones de piedra caliza de las que se extraen grandes cantidades de calcita “sedimentos de carbonato de calcio o tiza” provenientes de los océanos de la época (Jain, 2014).

En los océanos, los peces ya adquirían una fisonomía semejante a la moderna. Los amonitas siguen conviviendo con los peces y los grandes reptiles marinos siguen floreciendo, a tal punto que se desarrolla un nuevo linaje, el de los mosasaurios, aunque semejantes a los pliosaurios, su estructura es mucho más alargada, recordando a serpientes marinas mitológicas (Polcyn, Jacobs, Araújo, Schulp, & Mateus, 2013). Los ictiosaurios sin embargo se extinguieron antes del fin del periodo, debido a cambios en las condiciones del oxígeno oceánico (Fischer, 2012).

Figura 11.12. El legendario Tyrannosaurus rex es el espécimen más reconocido del cretáceo, (del griego latinizado tyrannus 'tirano' y saurus 'lagarto', y el latín rex, 'rey'), es la única especie conocida del género fósil Tyrannosaurus de dinosaurio terópodo tiranosáurido, que vivió a finales del período Cretácico, hace aproximadamente entre 68 y 66 millones de años, en el Maastrichtiense, en lo que es hoy América del Norte. Su distribución en el continente fue mucho más amplia que otros tiranosáuridos. Comúnmente abreviado como T. rex, y castellanizado como tiranosaurio es una figura común en la cultura popular. Fue uno de los últimos dinosaurios no avianos que existieron antes de la extinción masiva del Cretácico-Terciario.

YouTube. Dinosaurios Gigantes de la Patagonia - documental completo.

En tierra continuaron las líneas generales ya planteadas en el jurásico, las aves evolucionaron en paralelo a los dinosaurios emplumados no aviares (Nota, se los llama así porque, aunque tienen caracteres de aves, no son los ancestros de las aves, ambos grupos descienden de dinosaurios del jurásico) como los velociraptores (Zelenitsky et al., 2012; Zhou, 2014). Los terópodos grandes continuaron creciendo hasta hacerse colosales como el tiranosaurio, el espinosaurio y el giganotosaurio (Guiberson, 2013); del mismo modo los herbívoros crecieron aún más como los triceratops, los puertasaurios (Hardt & Herkner, 2011).

En los insectos también aparecen las primeras hormigas, terminas y lepidópteros semejantes a las mariposas (LaPolla, Dlussky, & Perrichot, 2013). Las plantas con flor o angiospermas aparecen a finales del cretáceo, y, por consiguiente, las primeras llanuras con pastos (Prasad et al., 2011; Xi et al., 2012). El periodo termina con el evento de extinción en masa más famoso en la cultura popular, marcada por un estrato de iridio llamado límite K-T o Cretáceo-Terciario. La explicación más probable para el límite K-T en la actualidad se la otorga al impacto de un meteorito (Archibald, 2014).

12. La edad de los mamíferos

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La tercera y actual era del Fanerozoico se denomina Cenozoico, que significa literalmente Animales nuevos. La Era Cenozoica es la que ha experimentado mayores cambios a lo largo de la historia de la geología, antes estaba dividida en dos eras, la terciaria y la Cuaternaria, para completar con la era primaria (paleozoico) y la era secundaria (mesozoico). Cenozoico se creó para abarcar estas dos eras que se transformaron en una surte de suberas. La era Cenozoica va desde el inicio del Paleógeno en 66 ± 0,5 MdA hasta la actualidad. Geológicamente, el inicio del Cenozoico está marcado por el sistema de subcontinentes en la actualidad, aunque su formación ha variado bastante con la desaparición de océanos subcontinentales como el mar de Tetis.

En términos de seres vivos, el Cenozoico está determinado por el efecto de nicho vacío dejado por la extinción del Cretáceo-Terciario. La mayoría de los dinosaurios se extinguieron menos las aves, las cuales fueron las que evolucionaron más rápido para cubrir los nichos vacantes, de hecho, en la actualidad hay más especies y diversidad de aves que de mamíferos.

Posteriormente, los mamíferos pudieron evolucionar a formas diferentes, llenando los nichos dejados libres por los dinosaurios y que las aves no pudieron solventar, por lo que en su mayoría el Cenozoico es conocido informalmente como la Era de los Mamíferos. En consecuencia, la diversificación de los mamíferos representa los eventos evolutivos de mayor importante en esta era. Nuestro interés como seres humanos está marcado por nuestra propia evolución, nuestro grupo, los primates también evolucionan en esta época.

El Cenozoico está atravesado por ciclos intermitentes de edades de hielo y climas tropicales/subtropicales más cálidos, sin embargo, en la actualidad el ser humano se ha convertido en un fenómeno geológico en sí mismo, movilizando grandes cantidades de rocas de un lugar a otro y alterando las concentraciones de gases en la atmósfera, así como eliminando a una gran cantidad de especies, por lo que algunos académicos lo clasifican como un evento de extinción en masa.

El Paleógeno

El Paleógeno es el primer periodo de la Era Cenozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 66.0 ± 0.5 MdA para su inicio y 23.03 MdA para su finalización, siendo sucedido por periodo Neógeno. En los océanos desaparecieron los grandes reptiles marinos, así como los amonitas, dejando en apariencia la fauna actual excepto por un detalle, no había mamíferos marinos, es decir, sin focas, delfines o ballenas.

Figura 12.1. La fauna de esta época adquiere una apariencia actual, pero inquietantemente diferente.

La razón de esto es que los mamíferos aún estaban evolucionando a principios de periodo, pero el bloqueo competitivo de los dinosaurios había terminado y los mamíferos empezaban a cubrir nuevos nichos, las formas poco especializadas dieron lugar a animales más grandes, depredadores y presas (Rose et al., 2012). Con unos 10 millones de años de evolución los ancestros de las ballenas (Cajus, 2013), los carnívoros (Sole & Smith, 2013), los primates (Patel et al., 2012) y en general de todas las principales familias de mamíferos ya proseguían rutas evolutivas independientes. Para finales del periodo, las familias de mamíferos ya habían adquirido sus roles modernos, había ballenas en los océanos como el basilosaurio (Smith, Hastings, Bebej, & Uhen, 2014), y primates en las selvas, los carnívoros ya se habían especializado: úrsidos, felinos, cánidos, pinnípedos entre otros.

Las aves también experimentaron una diversificación, en el cielo ya no estaban los petorosaurios, por lo que ellas heredaron el cielo como su monopolio. Adicionalmente en tierra algunas pasaron a formas de vida de grandes depredadores, algunas alcanzando tamaños considerables como las llamadas Aves del Terror (Cenizo, 2012), las cuales continuarían su dominio en parte del Neógeno.

Figura 12.2. Las aves del terror como Diatryma spp., eran poderosos depredadores que evolucionaron a una apariencia análoga a sus ancestros.

Los pastos que habían comenzado a evolucionar en el cretáceo se hicieron tremendamente exitosos en regiones secas que no permitían la formación de bosques, formando un nuevo bioma, las praderas y sabanas de pastos (Prasad et al., 2011; Strömberg, 2011).

Neógeno y Cuaternario

El Neógeno es el segundo periodo de la Era Cenozóica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 23,03 MdA para su inicio y 2,58 MdA para su finalización, siendo sucedido por periodo Cuaternario. El Cuaternario es el actual periodo de la Era Cenozóica, su intervalo va desde 2,58 MdA hasta la actualidad. A diferencia de otros sistemas estratigráficos, la división entre el Neógeno y el Cuaternario no es clara, y su arbitrariedad ha conllevado a un alto grado de controversia sobre las fechas en las que uno termina y el otro comienza (Van Couvering, 2013).

Sin embargo, si se puede decir que la fauna de mamíferos cambió entre las dos eras debido a eventos de extinción en masa menores, el más famoso de ellos fue la desaparición de la megafauna a finales de la última Edad de Hielo hace unos 10.000 años (Mann, Groves, Kunz, Reanier, & Gaglioti, 2013).

La evolución humana se agrupa en los últimos 6 millones de años debido a cambios ambientales en áfrica, los cuales la hicieron más seca, los primates debieron o migrar al sur a las selvas del Congo o sobrevivir en las nuevas sabanas africanas (Bourlière & Howell, 2013).

Figura 12.3. Los humanos somos uno recién llegados en la historia de la vida.

El Neogeno y el actual cuaternario se caracteriza por un clima fuertemente cíclico (Campisano, 2012), mucho más que en el Paleógeno, los intervalos van de edades de hielo fuertes hasta edades tropicales fuertes como la que atravesamos en la actualidad. Los mamíferos son iguales y al mismo tiempo diferente, tigres de dientes de sable, mamuts, y rinocerontes lanudos son fauna asociada popularmente a estos periodos. El cuaternario se caracteriza con la aparición del ser humano y su transformación en fuerza geológica y evolutiva, generando una nueva Época geológica denominada Antropoceno caracterizada por un evento de extinción en masa provocada por nosotros mismos (Barnosky et al., 2011; Martin & Sucks, 2012).

R. Referencias bibliográficas

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Adams, F. D. (1941). The Birth and Development of the Geological Sciences. GFF, 63(4), 429–430.

Alvarez, L. W., Alvarez, W., Asaro, F., & Michel, H. V. (1980). Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction. Science, 208(4448), 1095–1108.

Archangelsky, S., & Cuneo, R. (1987). Ferugliocladaceae, a new conifer family from the Permian of Gondwana. Review of Palaeobotany and Palynology, 51(1), 3–30.

Archibald, J. D. (2014). What the dinosaur record says about extinction scenarios. Geological Society of America Special Papers, 505, 213–224.

Asara, J. M., Schweitzer, M. H., Freimark, L. M., Phillips, M., & Cantley, L. C. (2007). Protein sequences from mastodon and Tyrannosaurus rex revealed by mass spectrometry. Science, 316(5822), 280–285.

Asimov, M. S. (1999). History of Civilizations of Central Asia: The age of achievement: AD 750 to the end of the fifteen century. The historical, social and economic setting (Vol. 1). Motilal Banarsidass Publ.

Bak, P., & Sneppen, K. (1993). Punctuated equilibrium and criticality in a simple model of evolution. Physical Review Letters, 71(24), 4083.

Barnosky, A. D., Matzke, N., Tomiya, S., Wogan, G. O. U., Swartz, B., Quental, T. B., … Maguire, K. C. (2011). Has the Earth/’s sixth mass extinction already arrived? Nature, 471(7336), 51–57.

Benn, K., Mareschal, J., & Condie, K. C. (2006). Introduction: archean geodynamics and environments. Wiley Online Library.

Berry, W. B. N. (1966). Zones and zones--with exemplification from the Ordovician. AAPG Bulletin, 50(7), 1487–1500.

Boltwood, B. B. (1907). Ultimate disintegration products of the radioactive elements; Part II, Disintegration products of uranium. American Journal of Science, (134), 78–88.

Bornholdt, S., & Sneppen, K. (1998). Neutral mutations and punctuated equilibrium in evolving genetic networks. Physical Review Letters, 81(1), 236.

Bourlière, F., & Howell, C. F. (2013). African ecology and human evolution. Routledge.

Bowen, R. (1994). Rubidium-Strontium Dating. In Isotopes in the Earth Sciences (pp. 162–200). Springer.

Bowers, A. (2013). Precambrian fossil discoveries and new fossil localities in Charnwood Forest, Leicestershire. Mercian Geologist, 18(2), 92.

Braddy, S. J., Poschmann, M., & Tetlie, O. E. (2008). Giant claw reveals the largest ever arthropod. Biology Letters, 4(1), 106–109.

Brink, K. S., LeBlanc, A. R. H., & Reisz, R. R. (2014). First record of plicidentine in Synapsida and patterns of tooth root shape change in Early Permian sphenacodontians. Naturwissenschaften, 101(11), 883–892.

Brockhurst, M. A., Chapman, T., King, K. C., Mank, J. E., Paterson, S., & Hurst, G. D. D. (2014). Running with the Red Queen: the role of biotic conflicts in evolution. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 281(1797), 20141382.

Brusatte, S. L., Butler, R. J., Mateus, O., Steyer, J. S., & Whiteside, J. H. (2013). Terrestrial vertebrates from the Late Triassic of Portugal: new records of temnospondyls and archosauriforms from a Pangaean rift sequence. In 61st Symposium on Vertebrate Palaeontology and Comparative Anatomy.

Burchfield, J. D. (1975). Lord Kelvin and the Age of the Earth. University of Chicago Press.

Burgess, S. D., & Bowring, S. A. (2013). Evaluating the temporal link between Siberian Traps magmatism and the end-Permian mass extinction. In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 1, p. 2).

Butterfield, N. J. (2003). Exceptional fossil preservation and the Cambrian explosion. Integrative and Comparative Biology, 43(1), 166–177.

Butterfield, N. J. (2007). Macroevolution and macroecology through deep time. Palaeontology, 50(1), 41–55.

Bybee, P. J., Lee, A. H., & Lamm, E. (2006). Sizing the Jurassic theropod dinosaur Allosaurus: assessing growth strategy and evolution of ontogenetic scaling of limbs. Journal of Morphology, 267(3), 347–359.

Cajus, G. (2013). Evolution of white and megatooth sharks, and evidence for early predation on seals, sirenians, and whales. Natural Science, 2013.

Callaway, J. M., & Brinkman, D. B. (1989). Ichthyosaurs (Reptilia, Ichthyosauria) from the Lower and Middle Triassic Sulphur Mountain Formation, Wapiti Lake area, British Columbia, Canada. Canadian Journal of Earth Sciences, 26(7), 1491–1500.

Campisano, C. J. (2012). Milankovitch Cycles, Paleoclimatic Change, and Hominin Evolution. Nature Education Knowledge, 3(7), 5.

Canup, R. M., & Asphaug, E. (2001). Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth’s formation. Nature, 412(6848), 708–712.

Canup, R. M., & Righter, K. (2000). Origin of the Earth and Moon (Vol. 30). University of Arizona Press.

Cenizo, M. M. (2012). Review of the putative Phorusrhacidae from the Cretaceous and Paleogene of Antarctica: new records of ratites and pelagornithid birds. Polish Polar Research, 33(3), 239–258.

Cisneros, J. C., Abdala, F., Rubidge, B. S., Dentzien-Dias, P. C., & de Oliveira Bueno, A. (2011). Dental occlusion in a 260-million-year-old therapsid with saber canines from the Permian of Brazil. Science, 331(6024), 1603–1605.

Conybeare, W. D. (1822). Outlines of the Geology of England and Wales (Vol. 1). Phillips.

Conybeare, W. D. (1824). XXI.—On the Discovery of an almost perfect Skeleton of the Plesiosaurus. Transactions of the Geological Society of London, (2), 381–389.

Cornet, L., Gerrienne, P., Meyer-Berthaud, B., & Prestianni, C. (2012). A Middle Devonian Callixylon(Archaeopteridales) from Ronquières, Belgium. Review of Palaeobotany and Palynology, 183, 1–8.

Cowie, J. W., Ziegler, W., Boucot, A. J., Bassett, M. G., & Remane, J. (1986). Guidelines and statutes of the International Commission on Stratigraphy (ICS).

Crozaz, G., & Langway Jr, C. C. (1966). Dating Greenland firn-ice cores with Pb-210. Earth and Planetary Science Letters, 1(4), 194–196.

Dalrymple, G. B. (1994). The age of the Earth. Stanford University Press.

Dalrymple, G. B. (2001). The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved. Geological Society, London, Special Publications, 190(1), 205–221.

Dalrymple, G. B., & Lanphere, M. A. (1969). Potassium-argon dating: Principles, techniques and applications to geochronology. In (Freeman) San Francisco, California (p. 258).

Davis, S. P., Finarelli, J. A., & Coates, M. I. (2012). Acanthodes and shark-like conditions in the last common ancestor of modern gnathostomes. Nature, 486(7402), 247–250.

De Duve, C., & Pizano, M. (1995). Polvo vital: origen y evolución de la vida en la tierra. Norma, Bogotá.

Dias-da-Silva, S., & Marsicano, C. (2011). Phylogenetic reappraisal of Rhytidosteidae (Stereospondyli: Trematosauria), temnospondyl amphibians from the Permian and Triassic. Journal of Systematic Palaeontology, 9(2), 305–325.

Dickin, A. P. (1997). Radiogenic isotope geology. Cambridge University Press.

Donoghue, P. C. J., & Sansom, I. J. (2002). Origin and early evolution of vertebrate skeletonization. Microscopy Research and Technique, 59(5), 352–372.

Donovan, S. K. (2001). History of Palaeontology. eLS. Wiley Online Library.

Douglass, A. E. (1909). Weather cycles in the growth of big trees. Monthly Weather Review, 37, 225.

Douglass, A. E. (1919). Climatic cycles and tree-growth (Vol. 1). Carnegie Institution of Washington.

Douglass, A. E. (1920). Evidence of climatic effects in the annual rings of trees. Ecology, 1(1), 24–32.

Eliade, M., & Ledesma, M. P. (1974). Herreros y alquimistas. Alianza Madrid.

Ericsson, R., Knight, R., & Johanson, Z. (2013). Evolution and development of the vertebrate neck. Journal of Anatomy, 222(1), 67–78.

Erwin, D. H., & Tweedt, S. (2012). Ecological drivers of the Ediacaran-Cambrian diversification of Metazoa. Evolutionary Ecology, 26(2), 417–433.

Ezcurra, M. D., Scheyer, T. M., & Butler, R. J. (2014). The Origin and Early Evolution of Sauria: Reassessing the Permian Saurian Fossil Record and the Timing of the Crocodile-Lizard Divergence. PloS One, 9(2), e89165.

Faul, H., Faul, C., & Serjeant, W. A. S. (1983). It began with a stone. A history of geology from the stone age to the age of plate tectonics. Geoscience Canada, 13(1), 45.

Fedonkin, M. A., & Waggoner, B. M. (1997). The Late Precambrian fossil Kimberella is a mollusc-like bilaterian organism. Nature, 388(6645), 868–871.

Ferretti, F., & Bolondi, G. (2021). This cannot be the result! The didactic phenomenon ‘the age of the earth.’ International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 52(2), 194–207.

Fischer, V. (2012). A severe drop in Eurasian ichthyosaur diversity prior to their late Cenomanian extinction: local or global signal?

Fluteau, F., Besse, J., Broutin, J., & Ramstein, G. (2001). The Late Permian climate. What can be inferred from climate modelling concerning Pangea scenarios and Hercynian range altitude? Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 167(1), 39–71.

Formolo, M. J., Riedinger, N., & Gill, B. C. (2014). Geochemical evidence for euxinia during the Late Devonian extinction events in the Michigan Basin (USA). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 414, 146–154.

Frebel, A., Aoki, W., Christlieb, N., Ando, H., Asplund, M., Barklem, P. S., … Fujimoto, M. Y. (2005). Nucleosynthetic signatures of the first stars. Nature, 434(7035), 871–873.

Fröbisch, J., Schoch, R. R., Müller, J., Schindler, T., & Schweiss, D. (2011). A new basal sphenacodontid synapsid from the Late Carboniferous of the Saar-Nahe Basin, Germany. Acta Palaeontologica Polonica, 56(1), 113–120.

Futuyma, D. (2005). Evolution (1st ed.). Sunderland: Sinauer.

Gess, R. W. (2013). The earliest record of terrestrial animals in Gondwana: A scorpion from the Famennian (Late Devonian) Witpoort Formation of South Africa. African Invertebrates, 54(2), 373–379.

Geyh, M. A., & Schleicher, H. (1990). Absolute age determination. Physical and chemical dating methods and their application. Absolute Age Determination. Physical and Chemical Dating Methods and Their Application., by Geyh, MA; Schleicher, H.. Springer, Berlin (Germany, FR), 1990, 514 p., ISBN 3-540-51276-4, Price DM 98.00. ISBN 0-387-51276-4 (USA)., 1.

Gohau, G. (1990). A history of Geology. Rutgers University Press.

Gomes, R., Levison, H. F., Tsiganis, K., & Morbidelli, A. (2005). Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets. Nature, 435(7041), 466–469.

Gould, N. E.-S. J. (2014). Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism. Essential Readings in Evolutionary Biology, 239.

Gould, S. J., & Eldredge, N. (1977). Punctuated equilibria: the tempo and mode of evolution reconsidered. Paleobiology, 115–151.

Gould, S. J., & Eldredge, N. (2000). Punctuated equilibrium comes of age. Shaking the Tree: Readings from Nature in the History of Life, 17.

Gradstein, F. M., Ogg, J. G., & Hilgen, F. J. (2012). On the geologic time scale. Newsletters on Stratigraphy, 45(2), 171–188.

Gradstein, F. M., Ogg, J. G., Smith, A. G., Bleeker, W., & Lourens, L. J. (2004). A new geologic time scale, with special reference to Precambrian and Neogene. Episodes, 27(2), 83–100.

Graham, L. E., & Gray, J. (2001). The origin, morphology, and ecophysiology of early embryophytes: neontological and paleontological perspectives. Plants Invade the Land: Evolution and Environmental Perspectives: Columbia University Press, New York, 140–158.

Guiberson, B. Z. (2013). The Greatest Dinosaur Ever. Macmillan.

Habib, D. (2014). Origin of Dinosaurs, Mammals, Birds and Pterosaurs. Xlibris Corporation.

Hardt, T., & Herkner, B. (2011). Wie aus Zwergen Riesen wurden. Eine kurze Geschichte der Dinosaurier Argentiniens. Biologie in Unserer Zeit, 41(1), 24–33.

Harper, D. A. T. (2006). The Ordovician biodiversification: setting an agenda for marine life. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 232(2), 148–166.

Herbert, S. (2010). Worlds Before Adam: The Reconstruction of Geohistory in the Age of Reform. By Martin JS Rudwick (Chicago, University of Chicago Press, 2008) 614 pp. $49.00. MIT Press.

Hirasawa, T., & Kuratani, S. (2013). A new scenario of the evolutionary derivation of the mammalian diaphragm from shoulder muscles. Journal of Anatomy, 222(5), 504–517.

Hohn-Schulte, B., Preuschoft, H., Witzel, U., & Distler-Hoffmann, C. (2013). Biomechanics and functional preconditions for terrestrial lifestyle in basal tetrapods, with special consideration of Tiktaalik roseae. Historical Biology, 25(2), 167–181.

Holden, P., Lanc, P., Ireland, T. R., Harrison, T. M., Foster, J. J., & Bruce, Z. (2009). Mass-spectrometric mining of Hadean zircons by automated SHRIMP multi-collector and single-collector U/Pb zircon age dating: The first 100,000 grains. International Journal of Mass Spectrometry, 286(2), 53–63.

Holmes, A. (1911). The association of lead with uranium in rock-minerals, and its application to the measurement of geological time. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 85(578), 248–256.

Huntington, E., Schuchert, C., Douglass, A. E., & Kullmer, C. J. (1914). The climatic factor as illustrated in arid America. Carnegie institution of Washington.

Huttenlocker, A. K., & Botha-Brink, J. (2014). Bone microstructure and the evolution of growth patterns in Permo-Triassic therocephalians (Amniota, Therapsida) of South Africa. PeerJ, 2, e325.

Ireland, T. (1999). New tools for isotopic analysis. Science, 286(5448), 2289–2290.

Island, I. B., & Arctic, C. (2001). Embryophytes on land: the Ordovician to Lochkovian (Lower Devonian) record. Plants Invade the Land: Evolutionary and Environmental Perspectives, 3.

Jain, S. (2014). The Geological Timescale. In Fundamentals of Physical Geology (pp. 95–125). Springer.

Jardine, N., Secord, J. A., & Spary, E. C. (1996). Cultures of natural history. Cambridge University Press.

John, M. (1981). Basin and Range. Farrar, Straus, and Giroux, New York.

Kant, I. (1797). Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, oder Versuch von der Verfassung und dem mechanischen Ursprunge des ganzen Weltgebäudes: nach Newtonschen Grundsätzen abgehandelt.

Kielan-Jaworowska, Z., Cifelli, R. L., Cifelli, R., & Luo, Z.-X. (2013). Mammals from the age of dinosaurs: origins, evolution, and structure. Columbia University Press.

Kusukawa, S. (2013). Drawings of fossils by Robert Hooke and Richard Waller. Notes and Records of the Royal Society, 67(2), 123–138.

Kutschera, U., & Niklas, K. J. (2004). The modern theory of biological evolution: an expanded synthesis. Naturwissenschaften, 91(6), 255–276.

Laflamme, M., Schiffbauer, J. D., & Dornbos, S. Q. (2011). Quantifying the Evolution of Early Life.

Lang, W. B. (1937). The Permian Formations of the Pecos Valley of New Mexico and Texas. AAPG Bulletin, 21(7), 833–898.

LaPolla, J. S., Dlussky, G. M., & Perrichot, V. (2013). Ants and the fossil record. Annual Review of Entomology, 58, 609–630.

Laurie, J. (1997). Early Ordovician fauna of the Gap Creek Formation, Canning Basin, Western Australia. AGSO Journal of Australian Geology and Geophysics, 16, 701–716.

Laurin, M., & Reisz, R. R. (1995). A reevaluation of early amniote phylogeny. Zoological Journal of the Linnean Society, 113(2), 165–223.

Le Hir, G., Donnadieu, Y., Goddéris, Y., Meyer-Berthaud, B., Ramstein, G., & Blakey, R. C. (2011). The climate change caused by the land plant invasion in the Devonian. Earth and Planetary Science Letters, 310(3), 203–212.

Li, C., & Rieppel, O. (2002). A new cyamodontoid placodont from Triassic of Guizhou, China. Chinese Science Bulletin, 47(5), 403–407.

Li, J., & Rieppel, O. (2003). A new nothosaur from Middle Triassic of Guizhou, China. Vertebrata Pal Asiatica, 42(1), 1–12.

Li, X., Liang, X., Sun, M., Guan, H., & Malpas, J. G. (2001). Precise 206 Pb/ 238 U age determination on zircons by laser ablation microprobe-inductively coupled plasma-mass spectrometry using continuous linear ablation. Chemical Geology, 175(3), 209–219.

Limaye, R. B., Kumaran, K. P. N., Nair, K. M., & Padmalal, D. (2010). Cyanobacteria as potential biomarkers of hydrological changes in the Late Quaternary sediments of South Kerala Sedimentary Basin, India. Quaternary International, 213(1), 79–90.

Losos, J. B. (2011). Convergence, adaptation, and constraint. Evolution, 65(7), 1827–1840.

Lowe, D. R., & Byerly, G. R. (2018). The terrestrial record of late heavy bombardment. New Astronomy Reviews, 81, 39–61.

Lucas, S. G. (2010). The Triassic timescale: an introduction. Geological Society, London, Special Publications, 334(1), 1–16.

Luo, Z.-X. (2007). Transformation and diversification in early mammal evolution. Nature, 450(7172), 1011–1019.

Maas, A., Braun, A., Dong, X.-P., Donoghue, P. C. J., Müller, K. J., Olempska, E., … Waloszek, D. (2006). The ‘Orsten’—more than a Cambrian Konservat-Lagerstätte yielding exceptional preservation. Palaeoworld, 15(3), 266–282.

Mann, D. H., Groves, P., Kunz, M. L., Reanier, R. E., & Gaglioti, B. V. (2013). Ice-age megafauna in Arctic Alaska: extinction, invasion, survival. Quaternary Science Reviews, 70, 91–108.

Manyeruke, T. D., Blenkinsop, T. G., Buchholz, P., Love, D., Oberthür, T., Vetter, U. K., & Davis, D. W. (2004). The age and petrology of the Chimbadzi Hill Intrusion, NW Zimbabwe: first evidence for early Paleoproterozoic magmatism in Zimbabwe. Journal of African Earth Sciences, 40(5), 281–292.

Martin, S. J., & Sucks, P. (2012). Anthropocene Mass Extinction. Update.

Martindale, R. C., Greene, S. E., Ritterbush, K. A., Bottjer, D. J., Corsetti, F. A., & Berelson, W. (2012). The evidence for ocean acidification across the Triassic-Jurassic boundary. In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 1, p. 7).

McGhee Jr, G. R. (2013). When the Invasion of Land Failed: The Legacy of the Devonian Extinctions. Columbia University Press.

McGowan, C. (2001). The dragon seekers: How an extraordinary circle of fossilists discovered the dinosaurs and paved the way for Darwin. Basic Books.

Meyen, S. V. (1997). Permian conifers of western Angaraland. Review of Palaeobotany and Palynology, 96(3), 351–447.

Monastersky, R. (1999). Out of the Swamps. Science News, 155, 328–330.

Munnecke, A., Calner, M., Harper, D. A. T., & Servais, T. (2010). Ordovician and Silurian sea–water chemistry, sea level, and climate: A synopsis. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 296(3), 389–413.

Murchison, R. I., & Harkness, R. (1864). On the Permian rocks of the north-west of England, and their extension into Scotland. Quarterly Journal of the Geological Society, 20(1–2), 144–165.

Nee, S., Mooers, A. O., & Harvey, P. H. (1992). Tempo and mode of evolution revealed from molecular phylogenies. Proceedings of the National Academy of Sciences, 89(17), 8322–8326.

Nesbitt, S. J., Desojo, J. B., & Irmis, R. B. (2013). Anatomy, phylogeny and palaeobiology of early archosaurs and their kin. Geological Society, London, Special Publications, 379(1), 1–7.

Nyakatura, J. A., Andrada, E., Curth, S., & Fischer, M. S. (2014). Bridging “Romer’s Gap”: Limb Mechanics of an Extant Belly-Dragging Lizard Inform Debate on Tetrapod Locomotion During the Early Carboniferous. Evolutionary Biology, 41(2), 175–190.

O’Donoghue, J. (2010). Bird evolution: 150 years of flying feathers. New Scientist, 208(2790), 36–40.

Oberthür, T., Davis, D. W., Blenkinsop, T. G., & Höhndorf, A. (2002). Precise U–Pb mineral ages, Rb–Sr and Sm–Nd systematics for the Great Dyke, Zimbabwe—constraints on late Archean events in the Zimbabwe craton and Limpopo belt. Precambrian Research, 113(3), 293–305.

Parrenin, F., Jouzel, J., Waelbroeck, C., Ritz, C., & Barnola, J. (2001). Dating the Vostok ice core by an inverse method. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 106(D23), 31837–31851.

Patel, B. A., Seiffert, E. R., Boyer, D. M., Jacobs, R. L., St Clair, E. M., & Simons, E. L. (2012). New primate first metatarsals from the Paleogene of Egypt and the origin of the anthropoid big toe. Journal of Human Evolution, 63(1), 99–120.

Paton, R. L., Smithson, T. R., & Clack, J. A. (1999). An amniote-like skeleton from the early Carboniferous of Scotland. Nature, 398(6727), 508–513.

Payne, J L, Van de Schootbrugge, B., Falkowski, P. G., & Knoll, A. H. (2007). Life in Triassic oceans: links between planktonic and benthic recovery and radiation. Evolution of Primary Producers in the Sea, 165–189.

Payne, Jonathan L, & Clapham, M. E. (2012). End-Permian mass extinction in the oceans: An ancient analog for the twenty-first century? Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 40, 89–111.

Pierce, P. (2013). Jurassic Mary: Mary Anning and the Primeval Monsters. The History Press.

Pierce, S. E., Hutchinson, J. R., & Clack, J. A. (2013). Historical perspectives on the evolution of tetrapodomorph movement. Integrative and Comparative Biology, 53(2), 209–223.

Piñeiro, G., Ferigolo, J., Ramos, A., & Laurin, M. (2012). Cranial morphology of the Early Permian mesosaurid Mesosaurus tenuidens and the evolution of the lower temporal fenestration reassessed. Comptes Rendus Palevol, 11(5), 379–391.

Poirier, J.-P. (2017). About the Age of the Earth. Comptes Rendus Geoscience, 349(5), 223–225.

Polcyn, M. J., Jacobs, L. L., Araújo, R., Schulp, A. S., & Mateus, O. (2013). Physical drivers of mosasaur evolution. Palaeogeogr Palaeoclim Palaeoecol.

Powell, C. B., Simpson, J., Williamson, V. M., Dubrovskiy, A., Walker, D. R., Jang, B., … Mason, D. (2020). Impact of arithmetic automaticity on students’ success in second-semester general chemistry. Chemistry Education Research and Practice, 21(4), 1028–1041.

Prasad, V., Strömberg, C. A. E., Leaché, A. D., Samant, B., Patnaik, R., Tang, L., … Sahni, A. (2011). Late Cretaceous origin of the rice tribe provides evidence for early diversification in Poaceae. Nature Communications, 2, 480.

Prothero, D. R. (2006). After the dinosaurs: the age of mammals. Indiana University Press.

Reilly, S. M., & Jorgensen, M. E. (2011). The evolution of jumping in frogs: morphological evidence for the basal anuran locomotor condition and the radiation of locomotor systems in crown group anurans. Journal of Morphology, 272(2), 149–168.

Reimer, P. J., Baillie, M. G. L., Bard, E., Bayliss, A., Beck, J. W., Bertrand, C. J. H., … Cutler, K. B. (2004). IntCal04 terrestrial radiocarbon age calibration, 0-26 cal kyr BP.

Reisz, R. R. (2014). “Pelycosaur”-Grade Synapsids: Introduction. In Early Evolutionary History of the Synapsida (pp. 3–5). Springer.

Rieppel, O, Liu, J., & Bucher, H. (2000). The first record of a thalattosaur reptile from the Late Triassic of southern China (Guizhou Province, PR China). Journal of Vertebrate Paleontology, 20(3), 507–514.

Rieppel, Olivier. (1989). A new pachypleurosaur (Reptilia: Sauropterygia) from the Middle Triassic of Monte San Giorgio, Switzerland. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 1–73.

Romano, C., Goudemand, N., Vennemann, T. W., Ware, D., Schneebeli-Hermann, E., Hochuli, P. A., … Bucher, H. (2013). Climatic and biotic upheavals following the end-Permian mass extinction. Nature Geoscience, 6(1), 57–60.

Rose, K. D., Chew, A. E., Dunn, R. H., Kraus, M. J., Fricke, H. C., & Zack, S. P. (2012). Earliest Eocene mammalian fauna from the Paleocene-Eocene Thermal Maximum at Sand Creek Divide, southern Bighorn Basin, Wyoming.

Rubinstein, C. V, Gerrienne, P., de la Puente, Gs., Astini, R. A., & Steemans, P. (2010). Early Middle Ordovician evidence for land plants in Argentina (eastern Gondwana). New Phytologist, 188(2), 365–369.

Rudwick, M. J. S. (1976). The meaning of fossils: episodes in the history of palaeontology. University of Chicago Press.

Rudwick, M. J. S. (1985). The great Devonian controversy. The Shaping of Sdentine Knowledge among Gentlemanly Specialists: University of Chicago Press, Chicago and London.

Rudwick, M. J. S. (1988). The great Devonian controversy: The shaping of scientific knowledge among gentlemanly specialists. University of Chicago Press.

Rudwick, M. J. S. (2008). Georges Cuvier, fossil bones, and geological catastrophes: new translations and interpretations of the primary texts. University of Chicago Press.

Ruta, M., Cisneros, J. C., Liebrecht, T., Tsuji, L. A., & Mueller, J. (2011). Amniotes through major biological crises: faunal turnover among Parareptiles and the end‐Permian mass extinction. Palaeontology, 54(5), 1117–1137.

Sahney, S., & Benton, M. J. (2008). Recovery from the most profound mass extinction of all time. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275(1636), 759–765.

Sahney, S., Benton, M. J., & Falcon-Lang, H. J. (2010). Rainforest collapse triggered Carboniferous tetrapod diversification in Euramerica. Geology, 38(12), 1079–1082.

Sander, P. M., Rieppel, O. C., & Bucher, H. (1997). A new pistosaurid (Reptilia: Sauropterygia) from the Middle Triassic of Nevada and its implications for the origin of the plesiosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology, 17(3), 526–533.

Scheckler, S. E. (1978). Ontogeny of progymnosperms. II. Shoots of Upper Devonian Archaeopteridales. Canadian Journal of Botany, 56(24), 3136–3170.

Schopf, J. W., Kudryavtsev, A. B., Czaja, A. D., & Tripathi, A. B. (2007). Evidence of Archean life: stromatolites and microfossils. Precambrian Research, 158(3), 141–155.

Schweitzer, Mary H, Wittmeyer, J. L., Horner, J. R., & Toporski, J. K. (2005). Soft-tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex. Science, 307(5717), 1952–1955.

Schweitzer, Mary Higby, Suo, Z., Avci, R., Asara, J. M., Allen, M. A., Arce, F. T., & Horner, J. R. (2007). Analyses of soft tissue from Tyrannosaurus rex suggest the presence of protein. Science, 316(5822), 277–280.

Secord, J. A. (1991). The discovery of a vocation: Darwin’s early geology. The British Journal for the History of Science, 24(02), 133–157.

Seilacher, A. (1992). Vendobionta and Psammocorallia: lost constructions of Precambrian evolution. Journal of the Geological Society, 149(4), 607–613.

Selden, P., & Read, H. (2008). The oldest land animals: Silurian millipedes from Scotland. Bulletin of the British Myriapod & Isopod Group, 23, 36–37.

Sereno, P C. (1998). A rationale for phylogenetic definitions, with ap-plication to the higher-level taxonomy of Dinosauria. Neues Jahr-buch ftir Geologie und Paldiontologie Abhandlungen 210: 41-83. 1999. The evolution of dinosaurs. Science, 284, 2–137.

Sereno, Paul C. (1999). The evolution of dinosaurs. Science, 284(5423), 2137–2147.

Severtsov, A. S. (2010). Establishment of aromorphic organization: Causes and conditions. Paleontological Journal, 44(12), 1518–1524.

Simpson, G. G. (1944). Tempo and mode in evolution. Columbia University Press.

Smith, K. M., Hastings, A., Bebej, R. M., & Uhen, M. D. (2014). Temporal and Paleoenvironmental Distribution of Basilosaurus in the Southeastern United States: New Evidence from the Eocene of Southwest Georgia.

Sole, F., & Smith, T. (2013). Dispersals of placental carnivorous mammals (Carnivoramorpha, Oxyaenodonta & Hyaenodontida) near the Paleocene–Eocene boundary: a climatic and almost worldwide story. Geologica Belgica, 16(4).

Steno, N. (1669). De Solido intra solido naturaliter contento dissertationis Prodromus,-El Pródomo-, El. Enseñanza de Las Ciencias de La Tierra, 10(3), 243-283 (2002).

Stevens, K. A., & Parrish, J. M. (1999). Neck posture and feeding habits of two Jurassic sauropod dinosaurs. Science, 284(5415), 798–800.

Stewart, K., Turner, S., Kelley, S., Hawkesworth, C., Kirstein, L., & Mantovani, M. (1996). 3-D, 40 Ar 39 Ar geochronology in the Paraná continental flood basalt province. Earth and Planetary Science Letters, 143(1), 95–109.

Stigall, A. L. (2012). Speciation collapse and invasive species dynamics during the Late Devonian “Mass Extinction.” GSA Today, 22(1), 4–9.

Stöffler, D., & Ryder, G. (2001). Stratigraphy and isotope ages of lunar geologic units: chronological standard for the inner solar system. In Chronology and evolution of Mars (pp. 9–54). Springer.

Strömberg, C. A. E. (2011). Evolution of grasses and grassland ecosystems. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39, 517–544.

Tarbuck, E. J., Lutgents, F. K., & Tasa, D. (2014). Earth, an introduction to physical geology, 11ed. Boston, Pearson.

Theunissen, B. (1986). The relevance of Cuvier’s lois zoologiques for his palacontological work. Annals of Science, 43(6), 543–556.

Thorne, P. M., Ruta, M., & Benton, M. J. (2011). Resetting the evolution of marine reptiles at the Triassic-Jurassic boundary. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(20), 8339–8344.

Valley, J. W., Cavosie, A. J., Ushikubo, T., Reinhard, D. A., Lawrence, D. F., Larson, D. J., … Moser, D. E. (2014). Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe tomography. Nature Geoscience, 7(3), 219–223.

Van Couvering, J. A. (2013). Quaternary Geology and Paleoenvironment.

van de Schootbrugge, B., Bailey, T. R., Rosenthal, Y., Katz, M. E., Wright, J. D., Miller, K. G., … Falkowski, P. G. (2005). Early Jurassic climate change and the radiation of organic-walled phytoplankton in the Tethys Ocean. Paleobiology, 31(1), 73–97.

Walker, C. T., & Slack, G. A. (1970). Who named the-on’s? American Journal of Physics, 38(12), 1380–1389.

Walls, L. D. (2010). Greening Darwin’s Century: Humboldt, Thoreau, and the Politics of Hope. Victorian Review, 36(2), 92–103.

Wang, H., Chen, L., Sun, Y., Liu, X., Xu, X., Chen, J., … Diwu, C. (2007). ∼ 4.1 Ga xenocrystal zircon from Ordovician volcanic rocks in western part of North Qinling Orogenic Belt. Chinese Science Bulletin, 52(21), 3002–3010.

Wang, X., Jiang, S., Meng, X., & Cheng, X. (2010). Recent progress in the study of pterosaurs from China. Bull. Chin. Acad. Sci, 24, 86–88.

Weber, J. N. (1964). Carbon isotope ratios in dolostones: some implications concerning the genesis of secondary and “primary” dolostones. Geochimica et Cosmochimica Acta, 28(8), 1257–1265.

Werner, A. G. (1774). Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien. Crusius.

Whiston, W. (1737). A new theory of the earth.

Williford, K. H., Ushikubo, T., Schopf, J. W., Lepot, K., Kitajima, K., & Valley, J. W. (2013). Preservation and detection of microstructural and taxonomic correlations in the carbon isotopic compositions of individual Precambrian microfossils. Geochimica et Cosmochimica Acta, 104, 165–182.

Wright, S. (1945). Tempo and mode in evolution: a critical review. JSTOR.

Xi, Z., Ruhfel, B. R., Schaefer, H., Amorim, A. M., Sugumaran, M., Wurdack, K. J., … Mathews, S. (2012). Phylogenomics and a posteriori data partitioning resolve the Cretaceous angiosperm radiation Malpighiales. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(43), 17519–17524.

Zelenitsky, D. K., Therrien, F., Erickson, G. M., DeBuhr, C. L., Kobayashi, Y., Eberth, D. A., & Hadfield, F. (2012). Feathered non-avian dinosaurs from North America provide insight into wing origins. Science, 338(6106), 510–514.

Zhou, Z. (2004). The origin and early evolution of birds: discoveries, disputes, and perspectives from fossil evidence. Naturwissenschaften, 91(10), 455–471.

Zhou, Z. (2014). Dinosaur Evolution: Feathers Up for Selection. Current Biology, 24(16), R751–R753.

Zodrow, E. L., & Mastalerz, M. (2001). Chemotaxonomy for naturally macerated tree-fern cuticles (Medullosales and Marattiales), Carboniferous Sydney and Mabou sub-basins, Nova Scotia, Canada. International Journal of Coal Geology, 47(3), 255–275.

lunes, 15 de mayo de 2023

Geología

Índice

Índice

Portada

Portada

1. Introducción

1. Introducción

Alfred Wegener

Contexto social

Infancia

Logros

Comunidad científica

Reconocimiento

¿Por qué es importante?

¿Qué debemos aprender de él?

2. Generalidades

2. Generalidades

3. Historia de la geología

3. Historia de la geología

La geología, desde la antigua Grecia hasta el siglo XVII

La geología en el siglo XVIII

La geología en el siglo XIX

La geología en el siglo XX

4. Tiempo y fenómenos geológicos

4. Tiempo y fenómenos geológicos

La ley de superposición

Principio de horizontalidad original

Principio de relación por corte transversal

Principio de fragmentos incluidos

Concordancias y discordancias

Inconformidad angular.

Disconformidad.

No-conformidad

5. Datación geológica relativa

5. Datación geológica relativa

Fósiles y la geología

Fósiles pétreos

Condiciones de fosilización.

Fósiles y datación relativa

6. Datación geológica absoluta

6. Datación geológica absoluta

Ley del decaimiento radioactivo

Datación radiométrica

Condiciones para la datación radiométrica

Métodos de datación radiométrica

El método del Uranio-Plomo

El método del samario-neodimio

El método del potasio-Argón

El método del rubidio estroncio

Importancia y dificultades de la datación radiométrica

7. Las eras geológicas introducción

7. Las eras geológicas introducción

Terminología

Principios

Nombres de los periodos geológicos

8. El precámbrico

8. El precámbrico

El Hadeano

El arcaico

El Proterozoico

9. La edad de los artrópodos

9. La edad de los artrópodos

El Cámbrico

El Ordovícico

El Silúrico

10. La edad de los peces, anfibios y reptiles

10. La edad de los peces, anfibios y reptiles

El Devónico

Carbonífero

Pérmico

11. La edad de los dinosaurios

11. La edad de los dinosaurios

Triásico

El jurásico

El Cretáceo

12. La edad de los mamíferos

12. La edad de los mamíferos

El Paleógeno

Neógeno y Cuaternario