Geóloga por vocación (no podría ser otra cosa) encontré en la Química otra pasión de la mano de las personas con las que tengo la suerte de trabajar. Me gusta el campo, pasar tiempo con mi familia y mis amigos, y sentir que aporto algo a esta sociedad.
Al observar las edificaciones históricas de cada región vemos cómo la geología ha jugado un papel fundamental como proveedora de materiales de construcción.
Cuando en la Antigüedad se planteaban construir edificios que tenían que perdurar en el tiempo, como las iglesias o los castillos, se servían de las rocas del entorno por ser materiales resistentes y duraderos.
Pero en la zona de Arévalo las únicas piedras disponibles son las calizas rajuela, que por su tendencia a romperse formando lascas no pueden utilizarse para la fabricación de sillares pero sí como bloques aglomerados en una argamasa de arena y cal.
El arte mudéjar
Traer piedra de otras zonas de Ávila, como los granitos del sur de la provincia, supondría un coste grandísimo imposible de asumir para las comunidades que vivían en la zona de La Moraña. Esta situación agudizó el ingenio de quienes habitaban en la zona hasta el punto de desarrollar un estilo arquitectónico exclusivo de nuestra península: el arte mudéjar.
El elemento principal de la arquitectura mudéjar es el ladrillo y éste se fabrica a partir de arenas y arcillas.
Todo el entorno de Arévalo consiste en este tipo de depósitos, como podemos ver a lo largo del paseo fluvial. Y prueba de su uso para la construcción es el nombre del Puente de los Barros, ya que ‘barros’ era la manera coloquial de referirse al material con el que se fabricaban los ladrillos.
Detalle de ladrillos utilizados en la construcción de monumentos históricos de Arévalo. Imagen: Gabriel Castilla.
Detalle de piedra utilizada en los monumentos de Arévalo. Imagen Gabriel Castilla.
En el laberinto de Villaflor estás en un sistema de drenaje donde el agua “corta” el sedimento como si fuera un cuchillo y se lo lleva, dejando ver cada capa. Ahora, están todas las capas pero… ¿habrá sido siempre así?
Presta atención a lo que ves para poder interpretar cómo se relacionan unas capas con otras y ordenar los componentes del laberinto de más antiguo a más moderno, utilizando la datación relativa.
Para entender lo que te rodea tienes que fijarte bien. ¿Hay cosas que se repiten? ¿Todo tiene el mismo color? Gráfico de Ana Isabel Casado.
La datación relativa es un método de datación empleado en geología en el que se ordenan los eventos de más antiguo a más moderno sin asignarles edades concretas. Estos son los principios en los que se basa:
Esta fue una de las paradas geológicas en la actividad Geolodía 22 en Villaflor, el domingo 8 de mayo de 2022.Este es el juego que se propuso al público asistente a la actividad. En él debían colocar correctamente cada evento según el principio de datación relativa explicado en la parada geológica. ¡La mayoría tuvieron un 10!
Texto, gráficos y fotografías – Ana Isabel Casado Fotografías y modelo 3D- Javier Elez
Cuando miramos el paisaje que nos rodea, tenemos delante de nuestros ojos una postal del viaje que estamos haciendo, la instantánea de «cómo son las cosas» en este momento.
Pero observando un poco más, podemos hacernos preguntas y pensar de qué manera se ha llegado a formar este paisaje, como sucede en el abanico aluvial de la Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila (fig. 1).
Fig.1: El río Garganta de Santa María a su paso por el puente de la Barranca (Candeleda, Ávila). En el momento de la fotografía, el río no lleva una gran fuerza, al contrario que cuando recibe aportes extra de agua (por ejemplo con el deshielo en las montañas de Gredos). Aún así, vemos grandes bloques de granito que han sido transportados por el agua hasta el lugar en el que se encuentran ahora. Por ello, podemos deducir que el agua transportó esos grandes bloques en momentos de mayor energía, formando el abanico aluvial de Candeleda. Fotografía de Javier Élez.
No nos cuesta imaginar que esa corriente de agua, que se oye como un susurro, aumentará su caudal en momentos de avenidas torrenciales (por tormenta o tras el deshielo) teniendo la fuerza necesaria para mover grandes bloques de piedra desde las montañas.
Así bajaba el río el 07/03/2013, tras unos días de intensa lluvia junto con el deshielo de la nieve acumulada en las cumbres de Gredos. Vídeo de Luis Blázquez.
Estos bloques de piedra se irán fragmentando y redondeado al chocar unos con otros según se desplazan aguas abajo (fig. 2).
Fig. 2: Bolos redondeados aguas abajo del río Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila. Imagen de Ana Isabel Casado.
El agua erosiona, transporta y sedimenta
El agua es una trabajadora incansable. A veces con menos fuerza y otras con más. Manteniendo en suspensión arcillas (partículas tres veces más pequeñas que el diámetro de un pelo humano) o empujando grandes bloques. O mejor dicho, todo al mismo tiempo.
A grandes rasgos, se pueden diferenciar cuatro formas de transporte del sedimento en el curso fluvial en función de su tamaño, su forma y la energía del agua (fig. 3):
Las partículas más pequeñas (habitualmente con formas laminares), las que estudiamos mejor con ayuda de los microscopios, son capaces de viajar en el agua en suspensión.
Las de tamaño intermedio, las que vemos a simple vista y nos caben en la palma de la mano, pueden moverse por saltación gracias a pequeños choques con el fondo o con otros clastos (rocas o fragmentos de roca). Esto les permite continuar su movimiento hacia delante cuando aparentemente se iban a depositar.
Con este mismo tamaño, o incluso algo más grandes, hay piedras que pueden rodar por el lecho del río gracias a que se van desgastando y van tomando formas cada vez más esféricas.
Las rocas más grandes, por lo general también las más angulosas, se mueven por arrastre pegadas al fondo del río.
Fig. 3: Representación esquemática de las formas de transporte de sedimento por corrientes fluviales. Existe una relación directa entre el tamaño del material que se transporta y la energía del agua del río. No es necesaria demasiada energía para mover sedimentos de pequeño tamaño como las arcillas ya que se encontrarán en suspensión en el agua. Partículas algo mayores se mueven por saltación, siendo necesaria más energía para que esto se produzca. Si la energía aumenta, también se pueden mover bloques mayores que, dependiendo también de su forma, pueden moverse por rodadura si son más redondeados (como si fuera un balón) o por arrastre pegados al fondo cuando tienen una forma más aerodinámica (cantos planos rodados). Figura de Ana Isabel Casado.
Cuando el río baja cargado de agua, se lleva consigo todo aquello que es capaz de mover, tanto lo grande como lo pequeño, no hace distinción. Es lo que se conoce como sedimento no seleccionado.
Según va perdiendo energía va dejando a su paso las rocas más pesadas, con las que ya no puede cargar. Por eso, cuanto más aguas arriba, más grandes son las piedras. Y es aquí donde se generan las zonas diferenciadas del abanico.
Y es que no hay que olvidar que:
El río erosiona arrancando el material a la montaña.
El río transporta moviendo el sedimento con la energía del agua.
El río también sedimenta, soltando la carga que lleva en su viaje cuando ya no tiene fuerza para transportarla más.
Paleocanales, los canales antiguos
Cuando el río se encauza, tiene un espacio que va desde el lecho hasta la superficie del agua que se conoce como espacio de acomodación (fig. 4) y que no es otra cosa que el hueco del que dispone para fluir.
Este espacio puede disminuir o rellenarse de sedimento y no dejar hueco para el agua, que debe buscar zonas más bajas por las que discurrir.
Fig. 4: El espacio de acomodación es el «hueco» que existe desde el lecho hasta la superficie del agua. Este espacio puede disminuir porque el caudal de agua sea menor y se puede ir rellenando progresivamente hasta desaparecer. En ese momento el agua buscará nuevos caminos por los que le resulte más fácil circular (generalmente con topografías más bajas), cambiando su curso. Figura de Ana Isabel Casado.
Estos procesos de relleno de canales fluviales y búsqueda de nuevos canales laterales, que en Candeleda suceden desde el Pleistoceno (2,5 millones de años), hacen que se sucedan lóbulos de sedimento de manera radial desde el ápice, como ya vimos en la entrada sobre qué es un abanico aluvial.
En Candeleda se pueden reconocer al menos 7 canales anteriores al canal actual, numerados desde el más antiguo (canal 0) al más moderno (canal 6).
En la fig. 5 se muestran estos canales coloreados en escalas de verdes en el modelo 3D del abanico aluvial de Candeleda.
Sobre el mapa geomorfológico del abanico, se ha representado la paleogeografía de los distintos depósitos que han existido en el pasado y que aún podemos reconocer.
Vemos que el canal principal migró de Este a Oeste (canales 0, 1 y 2) y posteriormente de Oeste a Este (canales 3, 4, 5 y 6) hasta ubicarse donde se encuentra activo actualmente.
Fig. 5: Modelo 3D del abanico de Candeleda con la posición de sus paleocanales (canales antiguos) numerados del 0 al 6 y el canal actualmente activo en color verde más claro. En la leyenda se pueden ver sus edades tentativas y sus relaciones temporales, ordenados del más antiguo (abajo) al más moderno (arriba) como indica la flecha rosa. Modelo 3D de Javier Élez.
Sabiendo cuál es la dinámica de este tipo de sistemas, podemos deducir que el abanico se ha formado por la sucesiva acumulación de bolos cuando el canal principal del río ha ido cambiando de posición.
Lo que vemos en el paisaje son los sedimentos de los paleocanales, los antiguos canales del río Garganta de Santa María, que el río fue abandonando hasta llegar al canal que vemos ahora activo (fig. 6).
Fig. 6: Paleocanal que aún conserva su morfología de canal a pesar de estar colonizado por plantas. Fotografía: Ana Isabel Casado.
Así que no debemos olvidar que, en los sistemas de abanicos aluviales, los lóbulos y sus canales cambian mucho de posición.
En la postal que vemos en este momento el canal del río parece estático pero, como hipotéticamente diría Galileo, «y sin embargo se mueve«.
¿Sabías que…
El prefijo Paleo- proviene de la palabra griega palaios (παλαιο) y significa «antiguo» o «muy viejo»? Es un prefijo que se utiliza muchísimo en Geología. Por ejemplo, en Paleontología, que etimológicamente significa «estudio de lo antiguo». Así que cuando leemos una palabra con el prefijo paleo- ya sabemos que nos define algo propio de tiempos pretéritos, no actual. En esta entrada se han explicado qué son los paleocanales (canales antiguos, que no funcionan actualmente como canales) y paleorrelieves (la forma que tenía la superficie del terreno en la antiguedad propia del sistema sedimentario que estaba funcionando en ese momento). Otros ejemplos de palabras con el mismo prefijo son: paleolago, paleoantropología, paleosistema, paleolítico, paleobotánica…
Bibliografía
Dabrio, C.J. y Hernando, S. (2003). Estratigrafía. Colección Geociencias. Facultad de Ciencias Geológicas UCM, Madrid. ISBN: 84-600-9887-7
Participamos con este retrato alfabético en la iniciativa de escritura creativa del mes de febrero 2021 de Café Hypatia: Herederas de Hypatia. #PVherederas #11F #Polivulgadoras
Garantizó la representación de las mujeres de Puerto Rico en el sufragio en ese territorio.
Zonia Baber (izq.), como representante de las mujeres de Puerto Rico, con Burnita Shelton Matthews (drcha.), secretaria de Investigaciones Jurídicas del Partido Nacional de la Mujer. Dialogan sobre la redacción del proyecto de ley del sufragio de las mujeres de Puerto Rico en el Congreso de EE.UU. Imagen: Biblioteca del Congreso de los EE.UU.
Holística era su visión de la educación, las ramas del conocimiento las entendía como interdependientes y así debían de enseñarse (artículo).
Inventó y patentó un escritorio adaptado al estudio de la geografía y la geología.
Escritorio patentado por Zonia Baber en 1896. Imagen: Google Patents.
Juntó en el escritorio un recipiente para arcilla, un pozo de agua y una bandeja para arena, que servían al alumnado para crear sus propios paisajes en miniatura.
Profesora de geología y geografía en la Universidad de Chicago.
Zonia Baber junto al resto de profesores de la Facultad de Geología, Geografía y Paleontología de la Universidad de Chicago en el curso 1912-1913. Imagen: Archivo fotográfico de la Universidad de Chicago.
Quiso hacer de la geografía un medio para conexión y comprensión entre culturas y no de dominación, como se percibía en la época colonial en la que vivió.
Yacen sus cenizas, junto con las de su hermana Helen Scoville Baber, en el cementerio de Evergreen (Lansing, Michigan), municipio donde vivieron juntas sus últimos años.
Tumba de las cenizas de Zonia, y las de su hermana Helen, en el cementerio histórico de Evergreen (Lansing, Michigan). Imagen: fotografía cedida por la Asociación sin ánimo de lucro «The Friends of Lansing´s Historic Cementeries @LansingCementeries«.
Zonia contribuyó a entender la geología y la geografía como lo hacemos hoy en día.
Los clásicos relojes de arena cronometran el tiempo en función de lo que tarda en pasar la arena que contienen por su estrecha cintura. Pero existe otro tipo de «relojes en la arena» que nos permiten contar el tiempo gracias a su estructura cristalina y a la luz, proporcionándonos un práctico método de datación: la Luminiscencia Ópticamente Estimulada u OSL.
Este método tiene un rango de aplicación de entre 6 y 800.000 años, aunque no para de optimizarse y se han llegado a datar sedimentos de 1,5 Ma (Bartz et al., 2019).
Esta técnica se desarrolló ante la necesidad de datar de manera directa los sedimentos, sin utilizar materia orgánica a la que aplicarle la datación por Carbono-14, ya que no siempre se encuentran restos biológicos en los sedimentos. Además, el límite de datación del Carbono-14 es menor (60.000 años) y es a veces insuficiente.
Cómo funciona
Para la datación por OSL se utiliza el cuarzo. Esto supone una gran ventaja frente a otras técnicas ya que el cuarzo es uno de los minerales más duros, resistentes y abundantes de la superficie terrestre.
Con el método de luminiscencia ópticamente estimulada se data el último momento en que un material de origen sedimentario estuvo expuesto a la luz solar, el momento de su sedimentación y enterramiento.
¿Qué le sucede al cuarzo cuando recibe luz solar? ¿Y cuando se entierra y deja de recibir esa luz?
Cuando los sedimentos se encuentran en la superficie, la radiación solar visible «limpia» el cuarzo eliminando cualquier electrón que pudiera encontrarse atrapado en su estructura, esto se conoce como blanqueamiento. (Figs. 1.A).
Al enterrarse el sedimento y dejar de estar radiado por el Sol, el cuarzo comienza a recibir undébil flujo de partículas radiactivas (alfa α, beta β y gamma γ) provenientes de elementos radiactivos que forman parte de otros minerales del propio sedimento (como el torio, el uranio y el potasio-40 de la biotita, la circonita, el apatito o el esfeno, o el potasio-40 de los feldespatos blancos y rosas).
La consecuencia de esta radiación natural propia del sedimento es la acumulación progresiva de electrones en trampas dentro de la estructura cristalina de los cuarzos: cuanto más tiempo permanezcan los cuarzos enterrados y protegidos de la luz, más electrones acumularán en su estructura (Figs. 1.B).
Fig. 1. Esquema de los procesos radiactivos que tienen lugar en los sedimentos, tanto a macroescala como a microescala. A) Cuando el cuarzo es radiado por la luz solar y su estructura está libre de electrones. B) Cuando el cuarzo queda enterrado y afectado por otras radiaciones que no son la solar, acumulando electrones en su estructura cristalina.
¿Cómo se recogen las muestras en el campo?
Para poder emplear este método con éxito, es necesaria una recogida muy meticulosa de las muestras en el campo. Para ello:
Se introduce un tubo metálico dentro del sedimento (Fig. 2A) para proteger la muestra de la luz, y evitar así la pérdida de los electrones acumulados en los cuarzos. El tubo se coloca perpendicular a la superficie del afloramiento y se introduce en el sedimento. Se extrae un testigo dejando un agujero cilíndrico en el sedimento.
Posteriormente, con un taladro de corona circular (Fig. 2B), se extrae el sedimento que hay alrededor de la muestra para hacer medidas sobre este sedimento en el laboratorio.
Por último, se introduce un dosímetro en el agujero y se toman medidas de radiación gamma (γ) in situ (Fig. 2C).
Fig. 2. Fotografías del proceso de recogida de muestras para datación por OSL. A) Detalle de la extracción de la muestra. Una persona sujeta el tubo metálico mientras que otra lo golpea con una maza hasta conseguir introducirlo en el sedimento y extraer la muestra protegida de la luz. B) Recogida del sedimento colindante a la muestra para medir la humedad, los elementos radiactivos y la radiación beta (β) del sedimento. C) Dosímetro midiendo la radiación gamma (γ) en el interior del sedimento. Fotografías: AI Casado.
¿Y qué hacemos con las muestras en el laboratorio?
Una vez en el laboratorio, los granos de cuarzo se separan del resto de minerales. Esto se hace en un cuarto oscuro (como los de revelado de fotografías en papel) empleando una tenue luz roja cuya radiación no interfiere con los electrones atrapados en la estructura del cuarzo (Figs. 3A).
Separados los cuarzos, se exponen a una radiación visible controlada semejante a la radiación visible solar. Al iluminar los cuarzos, los electrones que habían quedado atrapados en su estructura durante su enterramiento emiten una señal luminiscente que permite contabilizar cuántos electrones se han acumulado (esta cantidad de electrones se conoce como paleodosis) (Figs. 3B).
Fig. 3. Esquema de los procesos radiactivos que tienen lugar en los sedimentos, tanto a macro como a microescala, en el laboratorio. A) Cuando el cuarzo es radiado por una tenue luz roja. B) Cuando se radia con una luz similar a la solar, permitiendo contabilizar los electrones atrapados en su estructura cristalina.
La datación
¿Y cómo sabemos cuántos años suponen los electrones contabilizados?
Como cada sedimento es diferente, hay que evaluar en el laboratorio cuál es la dosis de radiación natural del sedimento tomado alrededor de la muestra (Fig. 2B) conociendo la radiación gamma (γ) y midiendo la humedad, los elementos radiactivos y las partículas beta (β).
Con todos estos datos, se puede evaluar cuántos electrones puede generar cada muestra en un año (dosis anual).
Al dividir la dosis acumulada en la muestra de manera natural, la paleodosis, (que se ha obtenido contabilizando los electrones atrapados en el cuarzo en el paso anterior) entre la dosis anual obtenida experimentalmente, se puede conocer cuántos años hace que se produjo la sedimentación de la muestra.
De esta forma, si los cuarzos han recibido poca dosis cada año (dosis anual) y han acumulado muchos electrones (paleodosis), la edad es alta.
Si la dosis anual que recibían los cuarzos era muy grande, aunque haya acumulados muchos electrones tendrán una edad baja.
Por eso es necesario medir la dosis anual de cada muestra.
Resumiendo…
La datación por OSL o datación por Luminiscencia Ópticamente Estimulada se emplea para conocer la edad del momento de sedimentación de un depósito que contenga granos de cuarzo (Fig. 4).
La radiación solar mantiene los cuarzos superficiales «limpios» de cualquier otra radiación que pudieran acumular durante la erosión y el transporte.
Cuando se produce la sedimentación, los cristales de cuarzo enterrados que ya no reciben radiación solar comienzan a recibir una radiación débil procedente de elementos radiactivos de los minerales que los rodean, y acumulan electrones en su estructura.
Los cristales de cuarzo se «llenan» de electrones de manera gradual, a un ritmo constante en el tiempo (dosis anual).
Y es el contaje de esos electrones lo que determina la paleodosis, con lo que se puede calcular cuánto tiempo ha pasado desde que quedaron enterrados y dejaron de recibir luz solar.
Cuando se iluminan de nuevo esos cuarzos con una radiación visible similar a la solar, los electrones atrapados en el cuarzo se liberan emitiendo una señal luminiscente.
Midiendo esos electrones y la dosis anual del sedimento, se puede saber cuántos electrones estaban atrapados en el cuarzo y calcular la edad en que se produjo la sedimentación.
Fig. 4. Gráfica resumen de la acumulación de radiación beta (β) en el cuarzo en función del tiempo y de las condiciones de exposición a la luz (modificado de Aitken, 1998)
¿Sabías que… el feldespato también tiene la capacidad de albergar electrones en trampas de su estructura cristalina, por el mismo proceso que el cuarzo? Para la datación con feldespatos el procedimiento es similar al OSL, pero se emplea radiación infrarroja para estimular la luminiscencia. En ese caso, se denomina IRSL o Luminiscencia estimulada por infrarrojos.
Texto – Ana Isabel Casado Gómez. Publicado originalmente el 6 de abril de 2017.
Los suelos se encuentran en la superficie emergida de la corteza terrestre y se generan gracias, entre otras causas, a la alteración de las rocas como el granito.
La alteración del granito
El granito se altera con el agua por medio de un proceso químico conocido como hidrólisis. Gracias a este proceso, algunos minerales del granito se descomponen a la vez que otros se generan.
Una de las reacciones más importantes es la hidrólisis del feldespato, que da como producto minerales arcillosos. La desaparición del feldespato produce la inestabilidad de la roca y da lugar a un material muy deleznable conocido como regolito.
Este paso de granito “sano” a regolito se conoce como arenización del granito.
Arenización del granito
La formación del suelo
El regolito va a ser el sustrato ideal sobre el que viva y se desarrolle la vegetación. El crecimiento de la vegetación, y los procesos de alteración, hacen que tanto el regolito como los granitos continúen modificándose desde la superficie hacia abajo, formando un perfil edáfico.
Un suelo está formado por capas u horizontes bien diferenciados.
Perfil edáfico y características más importantes de sus horizontes
HORIZONTE A: Es el más superficial y tiene gran cantidad de materia orgánica, por lo que es muy oscuro.
HORIZONTE B: En él se acumulan las arcillas que el agua arrastra desde el horizonte A. Son típicos los colores rojizos y pardos por la acumulación de hierro.
HORIZONTE C: Es una transición entre los productos de alteración y la roca sin alterar, por lo que se pueden ver como bolos de granito “flotando” en regolito.
HORIZONTE D: Es la última capa y se compone por roca sin alterar, también llamada “roca madre”.
¿SABÍAS QUE…? Los suelos son recursos no renovables y por lo tanto bienes escasos y preciosos. De la superficie emergida del Planeta Tierra la mitad son desiertos, montañas, tierras polares, etc. Del resto, la mayor parte no puede ser utilizada como recurso agrícola o ganadero por ser demasiado rocoso, húmedo o escarpado. Por tanto, dependemos de los suelos que se desarrollan en el 3% de la superficie restante para alimentarnos, sin olvidar que “compiten” con edificios o carreteras y son vulnerables a la contaminación.
Ejercicios de Edafología. Explicación de los conceptos de Edafología: horizontes, componentes, procesos formadores, funciones. Propone unos ejercicios autocorregibles sobre los contenidos desarrollados.
Diseccionaba peces y sepias para aprender anatomía.
Esqueletos de piedras lo que ver sabía.
Fósiles de ammonites, belemnites y demás criaturas marinas siempre en su cesta.
Geólogos y coleccionistas iban a visitarla.
Hija de Molly y Richard, ebanistas humildes.
Ictiosaurio, el reptil marino que le dio la fama.
Dibujo de un artículo de 1814 de Everard Home para la Royal Society mostrando el cráneo de un ictiosauro encontrado por los Anning. Everard Home (1756 – 1832) – Philosophical Transactions of the Royal Society 1814. Dominio público.
Jurásico, la edad de los materiales que estudiaba.
Kilómetros de costa lo que sumaba cada día a sus zapatos.
Ilustración de Mary Anning buscando fósiles, por Henry De la Beche. Dominio público.
Lyme Regis, la ciudad donde nació, vivió y murió.
Mujer pobre y sin estudios que fascinó a los científicos con sus descubrimientos.
No fue reconocida como se merecía.
Placa situada en el lugar donde Mary Anning nació: «MARY ANNING. 1799-1847. Hoy es el Museo de Lyme Regis. La casa fue su hogar y tienda de fósiles hasta 1826. Imagen de Gaius Cornelius. Dominio público.
Ocupación diaria la de buscar fósiles, hiciera el tiempo que hiciera.
Pionera de la paleontología moderna.
Quiso leer la historia en las rocas.
Resucitó los lechos marinos jurásicos.
Su perro Tray la acompañaba cada día.
Retrato de Mary Anning. Imagen: ‘Mr. Grey’ in Crispin Tickell’s book ‘Mary Anning of Lyme Regis’ (1996) – Two versions side by side, Sedgwick Museum. Dominio público.
Thomas Birch fue quien se fijó primero en sus hallazgos.
Utilizada por los científicos de la época.
Vendió hasta los muebles de su casa para poder sobrevivir.
William Buckland, geólogo de Oxford, acudía cada Navidad a buscar fósiles con ella.
La palabra dendrocronología proviene del griego antiguo:
dendro- significa “árbol”
-crono- significa “tiempo”
–logía significa “estudio”
Por lo que dendrocronología quiere decir literalmente “estudio del tiempo de los árboles”.
Y es que este método de datación se basa en el crecimiento de los árboles (y algunos arbustos leñosos) para poder contar el tiempo. La edad máxima que se ha llegado a datar con este método es de 10.000 años.
Los anillos de los árboles
Los árboles que viven en zonas con clima estacional crecen generando un anillo cada año, como si fueran las capas de una cebolla. De esta manera, la capa más externa del tronco se está generando en el año actual y el centro se formó en su primer año de crecimiento.
1 anillo = 1 año
Al poder obtener un valor numérico de años, se considera un método de datación absoluta (permite precisar la edad concreta).
Pero, además, los anillos de los árboles nos aportan mucha información de las condiciones en las que han vivido los árboles en cada momento, no solo los años que tienen (Fig. 1).
Fig. 1: Esquema de la sección del tronco de un pino. El desarrollo de los árboles se produce generando anillos año a año. Estos anillos registran las condiciones en las que se ha desarrollado el árbol. Sus anillos de épocas lluviosas son anchos mientras que los de épocas secas son estrechos. También se pueden ver cicatrices si el árbol sufrió alguna lesión, por un incendio o los golpes de las piedras de una avalancha, por ejemplo.
En cada anillo se pueden diferenciar dos zonas:
Zona ancha y clara: se corresponde con el crecimiento de primavera/principios del verano, cuando las lluvias y los aportes de nutrientes son mayores y el árbol se desarrolla más.
Zona estrecha y oscura: se forma con el crecimiento de finales de verano y el final del crecimiento por ese año. Su color oscuro y su poco grosor son la consecuencia de una menor disponibilidad de agua y nutrientes por parte del árbol.
Además, el tamaño de los anillos de unos años a otros varía en función de si fueron años lluviosos y cálidos (anillos amplios) o si hubo sequías y frío (anillos angostos). Los árboles de la misma zona tendrán un desarrollo del grosor de sus anillos similar ya que vivirán en las mismas condiciones ambientales.
¿Cómo podemos estudiar los anillos de los árboles sin tener que talarlos?
Cuando se realiza un estudio mediante los anillos de los árboles, se necesitan muestras de distintos individuos e incluso de distintas especies para poder llegar a una conclusión global. Con el fin de NO dañar a los árboles en este tipo de estudios, se utiliza un utensilio llamado barrena Pressler.
Esta barrena se introduce girándola manualmente en el árbol gracias a que está provista de un tornillo con filos en su punta (Fig. 2).
Según penetra la barrena en el árbol va generando un testigo cilíndrico que queda dentro de la propia barrena. De esta manera, podemos extraer del árbol testigos de unos 0,5 cm de diámetro y de largo variable (15-20 cm suele ser suficiente).
Fig. 2: Esquema del funcionamiento de la Barrera Pressler para obtener testigos de los anillos de los árboles. La barrena se introduce en el tronco haciéndola girar de manera manual a la vez que se presiona, gracias al tornillo afilado que posee en la punta. Al ir penetrando la barrena, corta perpendicularmente los anillos del árbol de fuera hacia dentro obteniéndose el registro completo del desarrollo del árbol. Lo que se consigue es un testigo cilíndrico donde se ven las secciones de los anillos como si fuera el «código de barras» del árbol.
En estos testigos se pueden observar los grosores de los anillos y tener así el registro completo de los años de vida del árbol sin dañarlo (Fig. 3). El pequeño orificio que queda en el tronco se cubre con cera para evitar posibles bacterias e insectos que pudieran perjudicar al árbol.
Fig. 3. Testigo de pino obtenido con una barrena Pressler.
¿Y cómo podemos datar hasta 10.000 años de antigüedad con los árboles?
Para poder datar mediante este método es necesario tener un registro de madera lo más continuo posible.
Partiendo de testigos de árboles vivos que nos ayuden a situarnos en el tiempo, se hacen coincidir los anillos de los primeros años de vida de los árboles con los últimos años registrados en la madera arqueológica de construcciones (como puentes e iglesias) hechas con árboles de la zona (Fig. 4).
Siendo capaces de encontrar este solapamiento del código que forman los anillos de los árboles en maderas cada vez más antiguas, se puede llegar a completar el patrón de crecimiento de los anillos de los árboles con restos de troncos conservados en el registro sedimentario, como en los sedimentos de dunas o de lagunas.
La fecha más antigua que se ha llegado a contabilizar mediante este método es de aproximadamente 10.000 años, coincidiendo con el comienzo del Neolítico (cuando las sociedades humanas pasaron a ser agrícolas-ganaderas y se valían de la madera para hacer sus construcciones).
Fig. 4: Para poder contar anillos/años que permitan hacer dataciones arqueológicas e incluso geológicas, es necesario tener un registro continuo del patrón de crecimiento de los anillos de los árboles de esa zona. Se parte de madera de árbol actual, donde se tienen localizados los años a los que pertenecen sus anillos. Se busca la coincidencia de los primeros años de vida del árbol con madera arqueológica de construcciones de la zona (de construcciones antiguas como iglesias). Esta misma metodología se repite sobre madera cada vez más antigua hasta llegar a emplear restos de madera conservados en sedimentos como dunas o depósitos lacustres. Con toda esa información, se obtiene el registro continuo del desarrollo de los anillos de los árboles de esa zona (líneas marrones sobre testigo blanco).
Una vez se ha obtenido el patrón de crecimiento de los árboles de una zona, se pueden datar tanto restos leñosos (de manera directa) como eventos en los que se ve implicada la madera. Para ello, hay que hacer coincidir los anillos de los restos de madera que se quiere datar con el del patrón de crecimiento de los anillos de la zona.
Por ejemplo, si se encuentra un tronco en los sedimentos de un lago (Fig. 5), podremos comparar los anillos del tronco encontrado con los anillos del registro de la zona, obteniendo una edad para ese tronco. Pero, además, como ese tronco está dentro de un depósito sedimentario, podemos decir que la sedimentación fue posterior al tronco, obteniendo así una datación relativa del momento de la sedimentación.
Fig. 5: Ejemplo de datación dendrocronológica. Conociéndose la relación de los anillos de los árboles en cada momento, se compara ésta con los restos de troncos encontrado en los sedimentos de relleno de un lago. Se obtiene que el árbol vivió al menos entre los años 1250 y 1310. Además, como su enterramiento fue posterior a la muerte del árbol, podemos saber que el sedimento donde se encuentran éstos troncos se depositó posteriormente al año 1310.
Para realizar la datación mediante los anillos de los árboles, se identifica el patrón de crecimiento de los restos de árboles que se quieren datar en el registro dendrocronológico de la zona donde se han encontrado.
¿Cómo es el código de los anillos de los árboles de Ávila de los últimos años?
El factor que más condicionará la anchura de los anillos de los árboles es la disponibilidad de agua, principalmente la lluvia.
En la Figura 6 podemos ver el registro de lluvias del centro de la Península de los últimos años. Para que sea más fácil de diferenciar, se han coloreado en verde las barras correspondientes a los años más lluviosos y en rojo las de los años más secos.
Al observar los anillos de un testigo de pino, somos capaces de reconocer algunos de los años en función del grosor de su anillo correspondiente:
Años más lluviosos y por tanto anillos más anchos (años 1972, 1997 y 2010).
Y años más secos con anillos más estrechos (años 1954, 1983 y 2005).
Fig. 6: Registro de las precipitaciones del centro de la Península Ibérica desde 1940 a 2018. Se han marcado de color verde los años más lluviosos y de color rojo los más secos. Cuando se compara el registro de lluvias con los anillos de crecimiento de un pino de la zona, se puede comprobar cómo es posible identificar dichos años porque los anillos más anchos se corresponden con los años lluviosos y los anillos estrechos con los años más secos. Este patrón de crecimiento de los anillos será similar en los árboles que se han desarrollado en esta misma zona.
¿Sabías que… el árbol apodado Matusalen era el árbol vivo más viejo del mundo, con 4850 años. En 2016 se descubrió un árbol aún más viejo, se estima que tiene unos 5067 años. Ambos árboles perteneces a la especie Pino longevo (Pinus longaeva) y se encuentran en el Bosque Nacional de Inyo, en las Montañas Blancas de California (Estados Unidos) pero su ubicación exacta no se ha desvelado para evitar su destrucción?
Ejemplar de Pino longevo (Pinus Longaeva) en las Montañas Blancas de California (Estados Unidos). Imagen: Rick Goldwater Wikimedia Commons.
¿y sabías que… en 2022 se ha datado el árbol más antiguo de la Unión Europea y que está en España? Se trata de una hembra de Cedro canario (Juniperus cedrus) en el Parque Nacional del Teide (Tenerife), a 2100 m de altitud. Como el cedro no es un buen árbol para datar por dendrocronología porque sus anillos no tienen cohesión, se ha datado por Carbono 14 y tiene 1481 años.
Ejemplar de Cedro canario (Juniperus cedrus) datado en 1481 año, siendo el árbol más viejo de la Unión Europea.
¿Sabías que… existe en la Sierra de Cazorla (Jaén) un bosque de árboles milenarios? Se trata de un bosque de Tejos Milenarios (Taxus baccata) y se cree que muchos de ellos tienen más de 1000 años.
El tejo milenario (Taxus baccata), en la Sierra de Cazorla (Jaén), es el árbol más viejo de España.
Génova Fuster, M. (2000) Anillos de crecimiento y años característicos en el Sistema Central (España) durante los últimos cuatrocientos años. Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural (Sección Biología), 96: 33-42.
Gutiérrez, E. (2009) La dendrocronología: métodos y aplicaciones. En “Arqueología náutica mediterránea X”. Nieto i M.A. Cau (eds.). Monografías del CASC. Generalitat de Catalunya. 309-322.
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La técnica conocida como «Carbono 14» es un método de datación absoluta que se basa en el carbono que se encuentra en muestras de origen biológico como los fósiles o el carbón.
Los seres vivos dependemos del carbono para nuestra existencia, ya que forma parte de nuestro organismo constituyendo moléculas (ADN, colágeno, queratina…) y tejidos, tanto orgánicos como inorgánicos (plumas, pelo, huesos, conchas…). Los seres vivos obtenemos este carbono de la naturaleza mediante la ingesta de alimentos o, en el caso de las plantas, con la fotosíntesis.
Isótopos de carbono
El carbono es un elemento que se encuentra en la naturaleza como tres posibles isótopos (fig. 1):
El Carbono-12 tiene 6 protones y 6
neutrones, 12 partículas subatómicas en su núcleo.
El Carbono-13 tiene 6 protones y 7
neutrones, 13 partículas subatómicas en su núcleo.
El Carbono-14 tiene 6 protones y 8 neutrones, 14 partículas subatómicas en su núcleo.
La diferencia entre un isótopo y otro es el número de neutrones que posee, ya que todos tienen los mismos protones y los mismos electrones. El nombre de los distintos isótopos de carbono viene dado por la suma de los protones y los neutrones que hay en su núcleo.
Figura 1. Los tres isótopos de carbono, tanto estables como inestables (radiactivos) con sus respectivos número de protones, neutrones y electrones; y su abundancia en la naturaleza.
El Carbono-12 y el Carbono-13 son estables y se mantendrán inalterables, mientras que el Carbono-14 es inestable (radiactivo) lo que hace que no se mantenga en el tiempo.
La abundancia natural de estos isótopos es de 98,89% de Carbono-12; 1,10% de Carbono-13 y solo 1,0×10-10 % de Carbono-14.
Para el método de datación por Radiocarbono, lo que se compara es la proporción de los isótopos Carbono-12 y Carbono-14 en la muestra.
Proporción Carbono-12 / Carbono-14 en restos biológicos
La proporción entre estos dos isótopos de carbono es la misma en una planta viva (que toma el carbono del CO2 de la atmósfera) que en un herbívoro (que toma el carbono de las plantas) y que en un carnívoro (que toma el carbono de los herbívoros que lo tomaron de las plantas). Luego, la proporción entre los distintos isótopos de carbono presente en los organismos vivos es la misma que existe en la atmósfera (fig. 2).
Figura 2. Esquema de la proporción de isótopos de Carbono-12 y Carbono-14 tanto en la atmósfera como en los organismos vivos. Esta proporción es la misma en todos los casos, ya que se transmite de unos organismos a otros mediante la cadena alimenticia a partir de los organismos vegetales que lo toman de la atmósfera.
En el momento que un organismo muere, la proporción entre sus isótopos de carbono comienza a cambiar. La cantidad de Carbono-12 se mantiene igual que cuando estaba vivo pero la cantidad de Carbono-14 disminuye debido a la inestabilidad de este isótopo.
Lo que le sucede al Carbono-14 es que, al ser inestable, transforma uno de sus neutrones en un protón en lo que se conoce como proceso de decaimiento, convirtiéndose en un isótopo de Nitrógeno-14 que sí que es estable. El Carbono-14 es lo que se denomina el isótopo padre, y el Nitrógeno-14 es el isótopo hijo (fig. 3).
Figura 3. El Carbono-14 sufre un proceso de decaimiento por el que uno de sus neutrones se transforma en un protón, convirtiéndose en Nitrógeno-14. El isótopo original se denomina isótopo padre mientras que el producto del decaimiento se llama isótopo hijo.
La cantidad de Carbono-14 de un resto orgánico se reduce de manera exponencial, formando una curva. El Carbono-14 tarda 5.730 años en reducir a la mitad su cantidad en la muestra, lo que se conoce como semivida o periodo de semidesintegración (fig. 4).
Esto significa que
5.730 años después de haber muerto el organismo, sus restos tendrá la mitad de
Carbono-14 que cuando vivía; y que cuando pasen otros 5.730 años (a los 11.460
años de haber muerto) el resto tendrá la mitad de la mitad del Carbono-14
original o, lo que es lo mismo, un cuarto del Carbono-14 original.
Figura 4: cuando el organismo muere, la cantidad de Carbono-14 disminuye de manera exponencial mientras que la de Carbono-12 se mantiene en el tiempo. Cada vez que la cantidad de Carbono-14 (isótopo padre) se reduce a la mitad al transformarse en Nitrógeno-14 (isótopo hijo), se consume una semivida, lo que supone 5.730 años.
Llegará un momento en que todo el Carbono-14 original del resto biológico se haya transformado en Nitrógeno-14, el isótopo padre se agota y solo existe isótopo hijo. La datación por radiocarbono deja de ser posible. Este, por ejemplo, es el caso de los dinosaurios que vivieron hace más de 65 millones de años y cuyos fósiles no conservan isótopos de Carbono-14.
De esta manera, gracias a la proporción entre el isótopo de Carbono-12 y el de Carbono-14 en el resto biológico podemos conocer cuánto tiempo ha pasado desde que el organismo murió hasta la actualidad, siempre que no haya sido hace más de 60.000 años aproximadamente, que es la edad máxima que podemos datar por este método.
¿SABÍAS QUE…? El método de datación por Carbono-14 solo se puede emplear para restos de organismos que murieron antes de 1950 ya que, debido a la proliferación de las pruebas de armas nucleares a partir de la década de los 50 del siglo pasado, los porcentajes de isótopos radiactivos de la atmósfera se han visto gravemente alterados.
Algunos ejemplos
En el Geolodía 2019 en El Oso vimos cómo se ha aplicado este método para datar restos vegetales encontrados dentro de los sedimentos de las dunas, lo que nos permite aproximar la edad de las propias dunas.
Como hemos podido ver en otros artículos, los vetones se servían de la naturaleza, y por ello de la Geología, para su día a día: para orientar sus altares, para extraer la piedra con la que construían sus edificaciones… y para elaborar y decorar los utensilios de barro que utilizaban.
Cerámica vetona que muestra a un guerrero montando a caballo con sus armas: una falcata a la cintura y un soliferro en la mano (Museo arqueológico de Cáceres)
Fabricaban todo tipo de utensilios y piezas de vajilla (vasos, platos, copas, cuencos, botellas…) con arcillas que obtendrían de los lechos de los cursos de agua cercanos, como el río Adaja y sus afluentes. Ciertas piezas significativas las decoraban pintando bandas, líneas onduladas, motivos de cestería, círculos e incluso escenas de caza como la de la fotografía.
De dónde obtenían los vetones los pigmentos con los que decoraban sus cerámicas
Una vez más, de la naturaleza que los rodeaba, ya que empleaban colorantes naturales. Los vetones, y todos los pueblos antiguos en general, tenían una gama cromáticarestringida fundamentalmente a tres colores: rojo, amarillo y negro. Eso sí, en muchas tonalidades diferentes.
[• ••] Los colores rojos y amarillos, e incluso tonos anaranjados, los conseguían a partir de óxidos e hidróxidos de hierro presentes en minerales como la hematites, la goethita y la limonita. Estos minerales abarcan diversos tamaños, desde pequeños cristales hasta nódulos o capas irregulares. Su formación se produce por la alteración superficial de rocas que contienen hierro.
[ • ] El color negro de origen mineral lo obtenían a partir de:
La pirolusita (óxido de manganeso), que se forma por oxidación del manganeso presente en la mayoría de las rocas.
El grafito (carbono), habitual en rocas metamórficas formando placas cristalinas.
Minerales utilizados por los vetones para hacer pigmentos.
La identificación de los pigmentos minerales en muestras arqueológicas
Las técnicas más convenientes para analizar muestras arqueológicas son aquellas que no las destruyen o alteran significativamente, ya que cada muestra es única.
Una de estas técnicas es la espectroscopía Raman, que se basa en el análisis de cómo afecta la luz a la muestra.
La luz blanca (como la del Sol) está formada por la superposición de los diferentes colores, cada uno de ellos con una energía y una longitud de onda diferentes. Esto lo podemos comprobar cada vez que llueve y se forma el arco iris, la luz se descompone en sus distintas longitudes de onda mostrándonos diferentes colores. Cada uno de estos colores se corresponde con los fotones de una energía diferente.
Cuando vemos la luz de un láser, de un único color (monocromática), es porque toda la luz que emite dicho láser es de la misma energía.
Al alumbrar un objeto con un láser, la gran mayoría de los fotones de la luz que lo ilumina continúan su viaje con la misma energía, pero aproximadamente uno de cada diez millones de fotones intercambia energía con aquello que ilumina teniendo lugar lo que se conoce como efecto Raman. Cuantificando esos pequeños cambios de energía somos capaces de diferenciar la composición de dichos objetos sin alterarlos, ya que cada compuesto genera un espectro Raman propio y único.
Cuando se ilumina la muestra con un láser (todos los fotones que emite el láser tienen la misma energía), nuestros equipos son capaces de registrar los cambios de energía de los fotones que han interactuado con la muestra, identificando su composición sin que la muestra se altere.
Para poder identificar los minerales de cada pigmento, se compara cada nuevo análisis con bases de datos de espectros Raman. Como se puede ver en la figura, cada mineral tiene un espectro Raman único (como su propia huella dactilar), lo que hace posible su identificación.
¿Sabías que…?
La cantidad de fotones que emite una bombilla de luz amarilla de 100 vatios es de 276 trillones de fotones por segundo.
Geología desde Ávila 