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GEOLODÍA 24. ¿Qué es un glaciar y cómo funciona? Los glaciares de montaña

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Por Ana Isabel Casado y Pablo Melón

Un glaciar (del francés glacier) es una gran masa de hielo comprimido, formada por acumulación, compactación y recristalización de nieve hasta crear hielo glaciar (figura 1); y que necesita de miles de años para que esto suceda.

Gráfico de cambios en la morfología y en la porosidad de la nieve con la profundidad hasta convertirse en hielo glaciar.
Figura 1. Cambios en la morfología y en la porosidad del agua sólida con la profundidad, desde nieve granular hasta hielo glaciar

Con esta compactación, el hielo se reorganiza perdiendo el aire que se encuentra entre las partículas sólidas hasta que solo queda el aire del interior de burbujas. El resultado es la formación de hielo glaciar, con su característico color azul.

Los glaciares son dinámicos (se mueven) y generan procesos de erosión, transporte y sedimentación, al igual que sucede con el agua líquida.

Clasificación de los glaciares

La clasificación morfológica de los glaciares se basa en tres factores: su tamaño, su forma y la posición de la masa de hielo (figura 2).

  • Glaciares de casquete: son de gran escala. Ocupan casi el 10% de la superficie terrestre. Su forma es masiva y fluye en todas direcciones.
  • Glaciares de meseta: son de mediana escala. Su forma también es masiva. Fluyen en todas direcciones y se encuentran cubriendo zonas elevadas y mesetas.
  • Glaciares de montaña (o alpinos): son de pequeña escala. Consisten en corrientes de hielo más largas que anchas y se encuentran entre zonas montañosas elevadas, formando valles en U.
GLACIARES DE CASQUETEGLACIARES DE MESETAGLACIARES DE MONTAÑA
TAMAÑOGrandeMedianoPequeño
FORMAMasivaMasivaCorriente de hielo más larga que ancha
POSICIÓNGrandes superficies (>10% de la Tierra)Zonas elevadas y mesetasEntre montañas elevadas, con valles en U
Figura 2. Tabla con las características de tamaño, forma y posición de los glaciares. Con estas características se pueden definir tres tipos de glaciares claramente distintos: de casquete, de meseta y de montaña.

Como ya has visto en la entrada del Paleograciar de la Serradilla (Cepeda la Mora, Ávila), en el Sistema Central existieron glaciares activos en el Último Máximo Glaciar (20.000-30.000 años). Estos glaciares eran del tipo Glaciar de Montaña.

Partes de un glaciar de montaña

Los glaciares de montaña son masas de hielo que fluyen pendiente abajo y que existen porque la acumulación de nieve a gran altura compensa la fusión de hielo a baja altura y la descarga por deshielo.

Esta masa de hielo en movimiento va incorporando fragmentos rocosos de todo tipo de tamaños, y genera morfologías propias que persistirás aún cuando el glaciar haya desaparecido, como ha pasado en La Serradilla.

Las dos zonas de un glaciar de montaña (acumulación vs. ablación)

En un glaciar de montaña se pueden diferenciar dos partes principales (figura 3):

  • ZONA DE ACUMULACIÓN (ganancia de masa): parte más alta donde más nieva y se alimenta el glaciar. Las bajas temperaturas se encargan de mantener este agua sólida.
  • ZONA DE ABLACIÓN O DE FUSIÓN (pérdida de masa): zona baja donde el agua sólida se derrite por el aumento de la temperatura. Se forman pequeños drenajes y escorrentías superficiales que alimentan los ríos ladera abajo. En ocasiones, el glaciar puede desembocar en un lago o mar y fragmentarse en grandes bloques de hielo llamados icebergs.
Figura 3. Los glaciares de montaña tienen dos zonas claramente diferenciadas, la zona de acumulación, donde hay una ganancia de masa por la precipitación de nieve, y la zona de ablación, donde se pierde masa por sublimación y deshielo. Donde no hay ni pérdida ni ganancia de masa se llama línea de equilibrio. Morfológicamente, existen estructuras propias de estos sistemas glaciares que permanecen una vez el hielo se ha retirado, como el circo, las morrenas o los bloques erráticos.

Estas dos zonas (acumulación y ablación) se encuentran separadas por la línea de equilibrio, lugar donde el conjunto de las ganancias y las pérdidas es igual a cero.

El dinamismo y la capacidad de cambio son las características más importantes de los sistemas glaciares de montaña. Estos modifican su forma, se mueven, crecen, decrecen…

Algunas definiciones

CIRCO

Los circos glaciares son depresiones con forma semicircular y paredes muy inclinadas, que se desarrollan en la zona de acumulación (figura 3). Su forma se debe a la suma de la erosión basal, el arrastre de fondo y la gelifracción de las rocas de las paredes.

Cuando el hielo ya no existe, quedan los circos en las zonas altas de las montañas, en los cuales es habitual que se formen lagos.

LENGUA GLACIAR

La lengua glaciar (figura 3) es la masa de hielo que se desborda del circo y se desplaza pendiente abajo.

MORRENAS

La masa de hielo va incorporando fragmentos rocosos de todo tipo de tamaños mientras se desplaza, acumulándolos principalmente en sus bordes. A estas acumulaciones se les llama morrenas (figura 3). Estas morrenas se conservan una vez desaparecido el glaciar, y se diferencian como crestas formadas por detritos de tamaños variados que nos permiten conocer las dimensiones de las masas glaciares, ya que las limitan.

Dos tipos de morrenas principales:

  • Morrena lateral: se desarrolla a los lados del glaciar y se alimenta principalmente de las rocas que caen desde las paredes laterales del valle glaciar.
  • Morrena final o terminal: se desarrolla en el borde principal del glaciar y marca un periodo de estancamiento. Las más modernas se sitúan a mayor altitud que las más antiguas.

BLOQUES ERRÁTICOS

Los bloques erráticos son también seña de identidad de los glaciares de montaña. Son grandes bloques anguloso de roca que son transportados por el glaciar a grandes distancias. Cuando son transportados dentro de un iceberg , y se desprenden de él al derretirse el hielo, se llaman ice-rafting.

Línea de nieve

Que se desarrollen o no glaciares depende de muchos factores, como ya pudiste leer en la entrada de factores que condicionan la formación de un glaciar.

La suma de dos de estos factores, latitud y altitud, generan la denominada línea de nieve (figura 4). Ésta es una línea imaginaria global que marca el límite irregular entre la superficie cubierta de nieve y la superficie libre de nieve. Esta línea no es estática ya que, en general, los glaciares se encuentran en retroceso.

Gráfico sobre dónde se encuentra la línea de nieve en diversas regiones del planeta: - Regiones polares: 0-600 m - Regiones templadas: 1000-5000 m - Regiones ecuatoriales: más de 5000 m
Figura 4. La línea de nieve se mide de manera directa por satélite o fotografías aéreas, o se calcula en base a la isoterma de 0ºC. Es un factor importante en los modelos hidrológicos para estimar caudales y modelos de escorrentía y precipitación.

¿CÓMO SE DICE…
…GLACIAR O GLACIAL?

Estas dos palabras se confunden con frecuencia, incluso hay quien las utiliza como sinónimos aunque se trata de dos conceptos diferentes.
Glaciar hace referencia a lo relacionado con las masas de hielo. Puede ser un sustantivo, como cuando se habla del glaciar Perito Moreno; o ser un adjetivo como se ha utilizado ampliamente en este post ,circo glaciar, morrena glaciar…
Glacial es un adjetivo que se refiere a algo extremadamente frío o helado. Por ejemplo, se usa para hablar del periodo glacial, momento de muy bajas temperaturas.

Este contenido forma parte del Geolodía 2024 de Ávila en Cepeda la Mora, Ávila (España).

Bibliografía

Abecevidas, Didáctica, Geología como profesión, Historia de la Geología

Abecevidas | Florence Bascom

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Participamos con este retrato alfabético en la iniciativa de escritura creativa del mes de febrero 2024 de Café Hypatia: mujer y ciencia. #PVmujerciencia24 #11F #Polivulgadoras

Apostó por la coeducación de mujeres y hombres.


Bryn Mawr College es la Universidad femenina donde trabajó de 1895 a 1928, donde fundó el Departamento de Geología y cuyo laboratorio de pregrado lleva su nombre.

Cristalografía, mineralogía y petrología eran sus campos de especialización.

Dibujos hechos a mano por Bascom de las láminas delgadas que estudió para una publicación del USGS en 1926. Arnold, L. (2000). Becoming a geologist: Florence Bascom and Johns Hopkins, 1888-1895. Earth sciences history, 19(1), 2-25
Dibujos hechos a mano por Bascom de las láminas delgadas que estudió para una publicación del USGS en 1926.
Arnold, L. (2000). Becoming a geologist: Florence Bascom and Johns Hopkins, 1888-1895. Earth sciences history, 19(1), 2-25

Desarrolló una gran carrera con más de 40 publicaciones.


El asteroide 6084 y un cráter de Venus se llaman Bascom en su honor.


Fue la primera mujer en formar parte del consejo directivo de la Sociedad Geológica Americana (GSA).

Bascom se retiró de la enseñanza en 1928, pero siguió trabajando en el Servicio Geológico de Estados Unidos hasta 1936.
Bascom se retiró de la enseñanza en 1928, pero siguió trabajando en el Servicio Geológico de Estados Unidos hasta 1936.

Geóloga y docente, luchó por la igualdad de oportunidades de las mujeres en un área totalmente masculinizada como era la geología.

Hija de una maestra sufragista y un profesor de filosofía del Williams Collage.

Florence Bascom (arriba a la izquierda) y su familia. Su padre (a la izquierda) y su madre (a la derecha) fueron mentores clave a lo largo de la vida de Florence. (Dominio público, parte de la Colección Sophia Smith)
Florence Bascom (arriba a la izquierda) y su familia. Su padre (a la izquierda) y su madre (a la derecha) fueron mentores clave a lo largo de la vida de Florence. (Dominio público, parte de la Colección Sophia Smith)

Investigó la formación de los Montes Apalaches, siendo aún importantes sus estudios.


Junto a su tutor George Williams, se formó en la petrografía de campo y de microscopio.


Katharine Fowler fue una de sus famosas discípulas, junto a otras como Anna Jones Stose, Eleanora Bliss Knopf, Mary Porter, Julia Gardner, Ida Ogilvie…


La educación superior de las mujeres de todo el mundo era una de sus metas.


Mantuvo correspondencia con el mineralogista V. M. Golschmidt durante casi 20 años, interrumpida solo 3 años por la II Guerra Mundial.


Nombrada consultora geológica por el Servicio Geológico Americano (USGS), siendo la primera mujer en este cargo.


Orgullosa profesora de futuras figuras femeninas de la geología, como ella misma se definió.


Florence Bascom (centro, mirando a la cámara) con un grupo de mujeres estudiantes en el campo en 1917. Arnold, L. B. (1993). The Bascom-Goldschmidt-Porter Correspondence 1907 to 1922. Earth Sciences History, 196-223.
Florence Bascom (centro, mirando a la cámara) con un grupo de mujeres estudiantes en el campo en 1917.
Arnold, L. B. (1993). The Bascom-Goldschmidt-Porter Correspondence 1907 to 1922. Earth Sciences History, 196-223.

Primera mujer en doctorarse por la Universidad de J. Hopkins.


Quiso estudiar geología en el campo, aunque con ello incumplía las normas sociales.


Florence Bascom en el Parque Nacional Yellowstone. (Colección Sophia Smith, Smith College).
Florence Bascom en el Parque Nacional Yellowstone. (Colección Sophia Smith, Smith College).

Recibió sus clases de postgrado detrás de un biombo para que su presencia no molestara a sus compañeros varones.

Se graduó en Artes Artes y Letras (1882), en Ciencias (1884) e hizo un Máster en Geología (1898).


Tuvo el apoyo de importantes figuras masculinas del momento, que se aliaron para hacer posible su formación y sus primeras oportunidades laborales.


Una vez posicionada, fue el apoyo de las que le precedieron.


Florence Bascom con otras mujeres en una expedición al Gran Cañón, 1906 (Colección Sophia Smith, Smith College).
Florence Bascom con otras mujeres en una expedición al Gran Cañón, 1906 (Colección Sophia Smith, Smith College).

Viajó a Alemania en 1906 para ampliar sus conocimientos en microscopía, junto con el que se convirtió en gran amigo, V. M. Goldschmidt.


Florence Bascom en el laboratorio de Victor Goldschmidt durante su año sabático en 1907. (Dominio público)
Florence Bascom en el laboratorio de Victor Goldschmidt durante su año sabático en 1907. (Dominio público)

Williamstown, Massachusetts, ciudad donde nació.


Yacen sus restos en el cementerio de la universidad privada de su ciudad, Williams College.

Sepultura de Florence Bascon en el Williams College Cemetery
Sepultura de Florence Bascon en el Williams College Cemetery

En resumen

Actividades de divulgación, Didáctica

Nuestra experiencia en la final de Ciencia en Acción

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El fin de semana del 28-29 de octubre 2023, Viladecans fue el epicentro de la divulgación científica con la celebración de la 24 edición del evento Ciencia en Acción. En esta ocasión el acontecimiento estuvo organizado por la red Innpulso, el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Ayuntamiento de Viladecans, con el asesoramiento de distintas asociaciones científicas como la Sociedad Geológica de España.

Los 85 proyectos finalistas de este evento representaban 32 provincias españolas y 6 países iberoamericanos (Portugal, Argentina, Ecuador, Bolivia, Colombia y México).

El objetivo principal de este certamen es hacer llegar la ciencia a toda la ciudadanía, en especial a las familias y el público infantil y juvenil, de una manera divertida y motivadora a través de las propuestas finalistas en cada categoría.

Imagen corporativa del evento Ciencia en Acción. Consiste en un montaje donde se pueden ver seis personas de distintas edades, sexos y orígenes, con cara de sorpresa, en blanco y negro sobre varias burbujas con colores y representaciones gráficas que podemos identificar como relacionados con ciencia y tecnología como ruedas, átomos, moléculas orgánicas e inorgánicas, telescopio, planetas, reciclaje, libros, figuras geométricas, etc. En la parte superior pone: Ciencia en Acción. 24ª edición. Viladecans 2023.
Cartel oficial del evento.

Más de 300 personas, entre alumnado, profesorado y personal investigador de España e Iberoamérica, presentamos nuestros proyectos en alguna de las 14 modalidades. Nuestro trabajo, titulado «El laberinto de las tormentas: un desafío geológico en Villaflor (Ávila)», competía como finalista en la modalidad de Laboratorio de Geología.

Viernes de viaje, montar y organizarlo todo

Llegamos al edificio Cúbic, sede de la feria, el viernes por la mañana. Recoger credenciales, camisetas, bolsas… todo lo necesario para disfrutar de la experiencia. El revuelo de gente ilusionada montando sus experimentos hacía crecer el nerviosismo. Para nuestro equipo, era la primera vez en un evento de estas características, y no sabíamos si nuestro juego iba a gustar tanto como el resto de propuestas. El nivel de los proyectos que pasan a la final es muy alto.

Dos de las geólogas de nuestro equipo Geología desde Ávila, felices mostrando el stand preparado para las explicaciones de la actividad propuesta por Geología desde Ávila para la competición. Se ve un tablero detrás de ellas anunciando y explicando la actividad, y delante tienen la mesa con el material de la actividad.
El stand listo para recibir a quienes quieran participar en nuestro juego.

Tras comprobar que cada cosa estaba en su sitio y que todo estaba preparado para el sábado, tuvo lugar el acto inaugural con diferentes espectáculos científicos, como podéis ver en el video adjunto del perfil de instagram de @Cienciaaccion.

Video resumen de la inauguración del evento Ciencia en Acción (autoría @CienciaAccion).

Sábado de mucha mucha Geología

La jornada del sábado fue intensa, un no parar de gente visitando la feria. Según Vilapress, fueron más de 1 500 las personas que se acercaron en algún momento a disfrutar de la ciencia de otra manera. Nosotras, felices, no paramos de explicar geología jugando.

Las tres geólogas encargadas en esta ocasión de defender la propuesta de Juego de mesa, sentadas tras la mesa donde se encuentra el material del juego.
Todo preparado para que dé comienzo la feria.

Como ya os adelantamos, el proyecto con el que hemos competido en Viladecans consiste en adaptar una actividad de campo (concretamente la que hicimos en el Geolodía de Ávila de 2022) a un juego de mesa.

Y así convertimos el mapa que utilizamos para orientarnos en el campo buscando las paradas en un tablero. Con el juego ya montado, no faltaron quienes miraban con curiosidad y se atrevían a preguntar qué era eso del laberinto de las tormentas.

Vista general de los materiales propuestos para llevar a cabo el juego.
Vista general de los materiales propuestos para llevar a cabo el juego.

Una breve explicación de las normas del juego y comenzamos. Tirando el dado, con suerte fueron a una parada distinta cada vez. Pero también perdieron turno o les tocó una prueba que ya habían completado, por lo que el dado no dejaba de cambiar de manos.

Fotografía en detalle de una de las paradas del juego, donde se ve el dado y las rocas implicadas en la explicación, y uno de los jugadores mostrando gran interés por aprender jugando.
La emoción de quienes participaban en el juego se palpaba en cada prueba. Podemos ver a uno de los jugadores mostrando gran entusiasmo en la parada de «Del inframundo al eterno canto de las sirenas».

Del inframundo al eterno canto de las sirenas, La datación relativa del tiempo… parada a parada y superando algunos retos, valientes participantes compitieron en nuestro juego consiguiendo las pistas necesarias para resolver el desafío final. La concentración y el interés de quienes compitieron en nuestro juego no decayó en ningún momento, y había público de todas las edades y condiciones.

¡¡Estuvimos jugando sin descanso las 8 horas que duró la feria!!

Selección de 11 fotografías de las partidas geológicas que jugamos en Viladecans. Se puede ver un público muy variado en edad, sexo y conocimientos previos.
Algunas fotos de las partidas geológicas que jugamos en Viladecans

Ejemplo del entusiasmo que despertó El laberinto de las tormentas en la feria fue el jugador de la foto de abajo, que a pesar de llevar poco tiempo escribiendo (y de momento solo con mayúsculas) quiso completar el desafío final, mostrándose un prodigio de la geología. Superó todos los retos y solo necesitó algo de ayuda para resolver las palabras de las frases del desafío.

Fotografía de uno del participante más joven que pasó por el stand. No se ve su rostro pero si se puede observar el esfuerzo que está realizando escribiendo en los espacios para resolver el enigma final.
Jovencísimo jugador completando letra a letra las palabras del desafío final.

Completado el desafío, el premio era una chapa con un diseño exclusivo. En la chapa se puede ver la mano de un esqueleto (quién sabe si será fósil) haciendo el símbolo de amor en Lengua de Signos Internacional, mientras sujeta un martillo geológico. Además, junto a ella se lee I Love Geology.

Chapas de premio tras completar el juego. En cada chapa se puede ver la mano de un esqueleto (quién sabe si será fósil) haciendo el símbolo de amor en Lengua de Signos Internacional, mientras sujeta un martillo geológico. Además, junto a ella se lee I Love Geology.
Las chapas que entregamos como premio final son toda una declaración de amor internacional y atemporal a la Geología.

Domingo de clausura y entrega de premios

La cita del domingo fue en el teatro Atrium a las 10.00h de la mañana. La organización de Ciencia en Acción había preparado una actuación a cargo de los Castellers de Viladecans y una conferencia titulada Acción Climática a cargo del científico José Miguel Viñas.

Fotografía de Miguel Viñas durante su conferencia de clausura. Se puede ver una de las diapositivas de su presentación donde compara la temperatura del aire y del océano en el tiempo ciendo como va en aumento y más se estan distanciando la una de la otra.
Miguel Viñas fue el encargado de la conferencia de clausura.

Después fue la entrega de premios a cargo de los representantes de las distintas sociedades y asociaciones científicas españolas. Uno a uno, los grupos premiados iban subiendo al escenario a recoger sus Menciones de Honor y sus Trofeos.

Llegó el turno de la Modalidad de Laboratorio de Geología. La entrega del primer premio corrió a cargo de Jordi Vilà (de geòleg.cat) en representación de la Sociedad Geológica de España. Nuestra alegría no pudo ser mayor cuando escuchamos: «…por su didáctica, su capacidad de comunicación y claridad de sus contenidos, se concede el primer premio al trabajo El Laberinto de las Tormentas, Un desafío geológico en Villaflor (Ávila)…»

Se observa el escenario de entrega del premio, con un moderador, cinco representantes de las sociedad de ciencia españolas y dos mujeres asistentes del evento.
Momento de nombramiento del Primer Premio en la modalidad de Laboratorio de Geología para nuestro trabajo
EL LABERINTO DE LAS TORMENTAS, UN DESAFÍO GEOLÓGICO EN VILLAFLOR (ÁVILA).

Sentimos un gran orgullo por recibir este prestigioso premio. Nuestra propuesta en Ciencia en Acción es el reflejo de nuestro trabajo. Este trofeo lo vivimos como el reconocimiento a una labor de divulgación y enseñanza de la geología que nos apasiona y en la que ponemos ilusión, energía y mucho trabajo.

De nuestro paso por la feria también nos llevamos una gran experiencia, aprendiendo de interesantísimos proyectos que se están llevan a cabo en centros de secundaria y de investigación. Hemos conocido a grandes docentes que saben transmitir la pasión por la ciencia a su alumnado. Y a colegas de profesión a los que hemos desvirtualizado después de años de seguir su trabajo en redes. ¡Y nos hemos divertido muchísimo!

Arriba a la izquierda con @Anabyuste y su alumnado del IES Consaburum (@Consaburumu) que presentaban otro de los proyectos de la modalidad de Laboratorio de Geología; y varias fotos de buenos momentos de las tres compañeras de @Geologia_avila
Arriba a la izquierda con @Anabyuste y su alumnado del IES Consaburum (@Consaburum) que presentaban otro de los proyectos de la modalidad de Laboratorio de Geología; y varias fotos de buenos momentos de las tres compañeras de @Geologia_avila.

Gracias a la organización de Ciencia en Acción por el buen funcionamiento de la feria y por atender a todas nuestras necesidades. Gracias al Jurado por la buena valoración de nuestro trabajo y por otorgarnos este importante reconocimiento. Ha sido una gran experiencia.

Trofeo del 1er premio de la modalidad de Laboratorio de Geología viajando en el AVE de camino a casa
Trofeo del 1er premio de la modalidad de Laboratorio de Geología viajando en el AVE de camino a casa.
Didáctica, Historia de la Geología, Métodos de datación

Organizando la historia de la Tierra

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La historia de la Tierra está grabada en las piedras y la Geología nos enseña a ver en ellas fotos instantáneas del momento en el que se formaron (figura 1). Y lo primero que nos podemos plantear es: ¿Cuándo se formó esta instantánea?

Figura 1: Cuando miramos una piedra, como la caliza de la foto, con ojos geológicos, lo que esta piedra nos devuelve es una instantánea de cómo era el ambiente y la propia Tierra cuando se formó.
Figura 1: Cuando miramos una piedra, como la caliza de la foto, con ojos geológicos, lo que esta piedra nos devuelve es una instantánea de cómo era el ambiente y la propia Tierra cuando se formó.

La escala de tiempo en Geología es muy amplia, mucho más que la nuestra propia, la escala humana. Mientras que para los seres humanos 100 años puede parecer una eternidad, en Geología ese tiempo a penas rascaría la superficie. ¡Hablamos de periodos de tiempo que se miden habitualmente en millones de años!

Por ejemplo, entre las dos fotos del Gran Cañón del Colorado de la figura 2 han pasado más de 150 años, pero vemos que la geología de ese paisaje no ha cambiado en todo este tiempo.

Figura 2. A la izquierda podemos ver una fotografía del Gran Cañón del Colorado de 1871 (de John K. Hiller) y a la derecha otra fotografía (de Alan Hull) del cañón en la actualidad, casi desde el mismo punto. Podemos comprobar como entre una fotografía y otra no existen diferencias apreciables en cuanto a la geología del paisaje, a pesar de haber pasado más de 150 años entre una fotografía y otra.
Figura 2. A la izquierda podemos ver una fotografía del Gran Cañón del Colorado de 1871 (de John K. Hiller) y a la derecha otra fotografía (de Alan Hull) del cañón en la actualidad, desdecasi el mismo punto en el mirador de Toroweap (Tuweep, Arizona). Podemos comprobar como entre una fotografía y otra no existen diferencias apreciables en cuanto a la geología del paisaje, a pesar de haber pasado más de 150 años entre ellas.

El tiempo en Geología es un parámetro escurridizo. Te puede venir bien leer este post para introducirte en el concepto: Cómo se entiende el tiempo en Geología.

Escala humana vs. Escala geológica. Organización/División del tiempo

Hoy en día disponemos de relojes y calendario muy precisos, incluso con exactitud atómica (solo se desajustan 1 segundo cada 300 millones de años). Pero antes de inventar todo tipo de medidores de tiempo solo disponíamos de las señales que ofrece la naturaleza para intentar contabilizarlo.

Cuando el ser humano quiso contabilizar el tiempo, lo dividió en función de los cambios que observaba en la naturaleza: la caída de las hojas de los árboles, el aumento de las horas de sol… Cambios que nos permiten agrupar el tiempo (como vimos en el altar del Castro Vetón de Ulaca o en distintos calendario solares o climáticos como el de la Figura 3).

Figura 3. Ejemplo de calendario solar o climático. El calendario solar chino divide el año en 24 etapas en base a la posición del Sol y a factores cíclicos del clima y de los seres vivos. Cada una de las etapas comprende 15 días, por lo que dos juntas forman un mes y cada tres meses una estación del año. Este calendario se sistematizó en el año 104 a.C. https://confuciomag.com/wp-content/uploads/2016/12/10_calendario_chino.pdf
Figura 3. Ejemplo de calendario solar o climático. El calendario solar chino divide el año en 24 etapas en base a la posición del Sol y a factores cíclicos del clima y de los seres vivos. Cada una de las etapas comprende 15 días, por lo que dos juntas forman un mes y cada tres meses una estación del año. Este calendario se sistematizó en el año 104 a.C. https://confuciomag.com/wp-content/uploads/2016/12/10_calendario_chino.pdf

De igual manera que nuestras antepasadas y antepasados organizaron el tiempo por los cambios que tenían asociados, en Geología organizamos el tiempo de la Tierra buscando marcadores de cambios a nivel planetario (en la composición de la atmósfera o la formación de súper-continentes, por ejemplo) que nos permita esta agrupación.

Ese modo de dividir el tiempo de la Tierra por hitos se parece también a la forma en que dividimos la Historia de la humanidad (Figura 4). En Historia, las edades están limitadas por hitos históricos como la caída del Imperio Romano de Occidente o el primer viaje de Cristóbal Colón a América. De esa forma, cada edad histórica tiene su propia duración porque cada edad ha mantenido unas condiciones sin cambios durante un intervalo de tiempo diferente. Este mismo criterio es el empleado en la organización del tiempo geológico, cada división tiene su propia duración.

Figura 4. La división del tiempo en Historia está marcada por hitos que cambiaron el curso de los acontecimientos y no por periodos fijos de tiempo. Esto mismo sucede con la división del tiempo en la Escala Geológica.
Figura 4. La división del tiempo en Historia está marcada por hitos que cambiaron el curso de los acontecimientos y no por periodos fijos de tiempo. Esto mismo sucede con la división del tiempo en la Escala Geológica.

Y al igual que sucede en Historia, cuanto más nos alejamos hacia atrás en el tiempo, menos «resolución» o detalle tenemos de esos cambios.

Este tipo de organización cobra aún más sentido cuando manejamos cantidades de tiempo tan grandes que son inimaginables. ¿Y dónde encontramos las pruebas de esos cambios en la historia de la Tierra? En el registro geológico, que es como la agenda de nuestro planeta donde nos ha dejado apuntada parte de su historia en esas instantáneas que son las piedras (figura 5).

Figura 5. Los límites entre periodos geológicos se establecen mediante eventos que alteraron el desarrollo de la Tierra. Estos eventos han quedado registrados en las rocas de la Tierra, como si fueran la agenda o el diario donde nuestro planeta ha apuntado algunas de sus actividades más importantes
Figura 5. Los límites entre periodos geológicos se establecen mediante eventos que alteraron el desarrollo de la Tierra. Estos eventos han quedado registrados en las rocas de la Tierra, como si fueran la agenda o el diario donde nuestro planeta ha apuntado algunas de sus actividades más importantes

Aquí te dejamos el enlace a la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en castellano que está continuamente en revisión, actualización y mejora; y que supone una de las grandes contribuciones de la Geología a la Sociedad.

La jerarquización del tiempo geológico

El tiempo geológico se organiza de manera jerarquizada, como podemos ver en la Figura 6:

  • Los eones abarcan varias eras.
    • Las eras abarcan varios periodos.
      • Los periodos abarcan varias series, etc.

Cada una de estas divisiones son unidades temporales geológicas.

Figura 6. Esquema de la jerarquización de las distintas unidades geológicas que componen la Tabla del tiempos geológico.
Figura 6. Esquema de la jerarquización de las distintas unidades geológicas que componen la Tabla del tiempos geológico.

Recuerda que cada unidad tiene su propia duración.

El uso de unas u otras unidades dependerá del tipo de investigación o representación que se quiera realizar:

EÓN es la unidad de mayor intervalo de tiempo geológico.

Existen 4 eones, de más antiguo a más moderno:

  • Hádico (desde el origen del Sistema Solar hasta hace 4000 Ma).
  • Arcaico (desde hace 4000 Ma hasta hace 2500 Ma).
  • Proterozoico (entre 2500 y 539 Ma).
  • Y Fanerozoico (desde hace 543 Ma hasta la actualidad).

Es habitual que Hádico, Arcaico y Proterozoico se agrupen en una unidad informal llamada Precámbrico (lo de antes del Cámbrico).

¿Qué es lo que cambió de unos eones a otros para diferenciarlos entre sí? Algo tan propio de la Tierra como la aparición de la vida, y los cambios que ésta produjo en el planeta (figura 7).

  • Al comienzo, en el eón Hádico, no había vida y se producían bombardeos continuos de meteoritos siendo la Tierra una bola de material fundido.
  • Ya en el Arcaico, el bombardeo termina y aparecen las primeras formas de vida, pero la atmósfera terrestre es aún reductora, con gran cantidad de gases de efecto invernadero.
  • En el Proterozoico, con los continentes ya bien desarrollados, la actividad biológica de bacterias y cianobacterias cambia la composición de la atmósfera aumentando la presencia de oxígeno.
  • Los nuevos cambios favorecieron que se produjeran la explosión de la vida que marca el comienzo del cuarto eón en el que nos encontramos, el Fanerozoico.
Figura 7. División del tiempo geológico en Eones (Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico) según el desarrollo de continentes y la evolución de la vida.
Figura 7. División del tiempo geológico en Eones (Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico) según el desarrollo de continentes y la evolución de la vida.

Salvo el Hádico, del que no tenemos registro geológico, el resto de eones se dividen en ERAS. Las distintas eras están delimitadas por el inicio de distintos ciclos orogénicos de creación (y posterior desmantelamiento) de grandes cadenas montañosas por movimientos de los continentes. Por ejemplo, el Fanerozoico lo integran tres eras geológicas: Paleozoica, Mesozoica, y Cenozoica (figura 8).

Figura 8. División de la eón Fanerozoico en las eras Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico en función de la tectónica continental.
Figura 8. División de la eón Fanerozoico en las eras Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico en función de la tectónica continental.

Las eras a su vez se dividen en PERIODOS. Los periodos a su vez en SERIES y las series en PISOS. Estas otras divisiones están marcadas por cambios en los organismos, en las condiciones climáticas y/o en las condiciones geológicas.

Eón > Era > Periodo > Serie > Piso

Conclusión

Con esta entrada solo queremos dar una visión de cómo medimos el tiempo geológico y el funcionamiento de la potente herramienta que es la Tabla del Tiempo Geológico, una de las grandes aportaciones de nuestra ciencia.

Todo lo que ha sucedido en nuestro planeta queda englobado en ese concepto temporal. Y el tiempo no se detiene, así que esto no acaba aquí…

Algunos ejemplos de Tablas del Tiempo Geológico (en castellano)

Versión de 2023 de la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en castellano publicada por la International Commission on Stratigraphy (ICS).
Tabla cronoestratigráfica (simplificada y actualizada para la lectura de mapas y trabajos de geología en la Península Ibérica y Baleares). De Agustín Pedro Pieren Pidal. Publicaciones del Museo GeoMinero, IGME.
Tabla del Tiempo Geológico, trabajo con carácter pedagógico dirigido a alumnos iniciados en las Ciencias Geológicas, de Ángel Caballero García de Arévalo para el CSIC - Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT).
Tabla del Tiempo Geológico, trabajo con carácter pedagógico dirigido a alumnos iniciados en las Ciencias Geológicas, de Ángel Caballero García de Arévalo para el CSIC – Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT).

Referencias

Prácticas y recursos sobre la escala de tiempo geológico

Didáctica, Geomorfología, La Moraña

GEOLODÍA 22. Los elementos del paisaje en Villaflor

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Autoría: Davinia Díez Canseco y Jaime Cuevas

En esta panorámica general podemos ver tres elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido en este lugar a lo largo del tiempo geológico.

Desde esta panorámica vemos 3 elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido aquí a lo largo del tiempo geológico. Imagen de Gabriel Castilla.
Desde esta panorámica vemos 3 elementos del paisaje que narran las historias que han ocurrido aquí a lo largo del tiempo geológico. Imagen de Gabriel Castilla.
  1. El primer elemento son los arroyos, torrentes y procesos de erosión que modelan rápidamente el paisaje y que hacen preguntarnos si un romano vería el mismo entorno que vemos ahora.
  2. El segundo elemento es el relieve cercano formado por materiales geológicos del periodo Mioceno (14 millones de años), cuando esta zona fue habitada por antiguos vertebrados que dejaron sus restos en yacimientos paleontológicos como el que acabáis de ver. Estos fósiles, junto con las calcretas, permiten dibujar un entorno de clima y paisaje muy distinto al actual. ¿Qué tipo de paisaje vieron estos antiguos mamíferos?
  3. El tercer elemento son las montañas que hay al fondo, que permiten descifrar otras historias que emergen desde lo más profundo del tiempo. De allí son las rocas que en otro tiempo fueron sedimentos de océanos, se enterraron bajo cordilleras para luego volver a la superficie, incluso algunas que antes fueron magmas en el interior de la corteza.
Esta fue la última parada del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.

El desafío final

Además de sintetizar todos los elementos del paisaje que el público asistente había recorrido, aquí debían resolver el ‘desafío final’, acertar la frase oculta siguiendo las pistas recogidas durante su exploración del laberinto.

Las pistas recogidas en cada parada geológica
La frase oculta

Mapa central de la guía de campo. En él se indican el área de juego y la posición aproximada de las paradas geológicas. Además, se facilita un espacio para pegar cada una de las pistas recogidas durante la exploración del laberinto y el acertijo final que el público asistente tendrá que adivinar basándose en las pistas.
Mapa central de la guía de campo. En él se indican el área de juego y la posición aproximada de las paradas geológicas. Además, se facilita un espacio para pegar cada una de las pistas recogidas durante la exploración del laberinto y el acertijo final que el público asistente tendrá que adivinar basándose en las pistas.
La solución
Solución al desafío final del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.
Solución al desafío final del Geolodía 22 de Ávila en Villaflor.

Este contenido formó parte del Geolodía 2022 de Ávila.

Didáctica, Historia de la Geología

Cómo se entiende el tiempo en Geología

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– Una de las particularidades de la Geología como ciencia es que es una ciencia histórica.

– ¿Qué quiere decir esto?

– Que los procesos que estudiamos y que son responsables de la dinámica de nuestro planeta se han dado en un espacio y sucesión temporal determinados.

Este orden es muy relevante, ya que mucho de lo que acontece en un momento dado suele estar fuertemente condicionado por su pasado más o menos inmediato.

Versión de 2021 de la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en español publicada por la International Commission on Stratigraphy (ICS).
Versión de 2021 de la Tabla Cronoestratigráfica Internacional en español publicada por la International Commission on Stratigraphy (ICS).

¿Cómo entendemos el tiempo en los procesos geológicos?

Por lo general, en el imaginario colectivo se entiende que los procesos geológicos son todos lentos, que requieren de mucho tiempo (millones de años) para tener lugar y que solo el paso del tiempo constante y tenaz es capaz de generar cambios significativos en el planeta.

Pero esto no es así, necesariamente. Por ejemplo, la erupción de La Palma ha durado poco más de dos meses y sin embargo ha cambiado significativamente la topografía de un sector de la isla para los próximos miles de años.

Recopilatorio diario visual del volcán de la erupción de Cumbre Vieja, La Palma. IGME.

Es por eso que queríamos explicar aquí cómo se entiende el tiempo en Geología ⤵️.

Procesos lentos vs. rápidos

Es cierto que algunos procesos son constantes, progresivos y lentos. Y que necesitan de millones de años para que se observen los efectos. Por ejemplo:

Pero muchos otros son (extremadamente) rápidos. Por ejemplo:

  • Un terremoto puede cambiar la posición y topografía de una zona concreta del planeta en cuestión de minutos.
  • En los fondos marinos más profundos y tranquilos puede producirse sedimentación que registre decenas de millones de años de forma continua. Pero en otros contextos es muy habitual encontrarnos en el registro geológico sedimentos de fenómenos de tormenta, tsunamis, explosiones volcánicas, etc. que sabemos que solo pudieron durar unas pocas horas o minutos.

Además, que un proceso necesite de millones de años para culminar, como la formación de cordilleras, no quiere decir necesariamente que se produzca de forma lenta y pausada. Puede desarrollarse a pulsos, acelerando y desacelerando en función de un número importante de variables.

Tiempos diferentes, resultados similares

El mismo proceso se puede dar en intervalos temporales diferentes dando lugar a resultados muy similares.

  • Por ejemplo, los volcanes pueden estar activos durante millones de años, pero a veces hay edificios volcánicos pequeños que comienzan a funcionar en pocas semanas. De igual forma, su desaparición puede ser lenta y progresiva por erosión o corta y violenta si explotan.
  • También es posible encontrar sedimentos continuos de fondos tranquilos de lagos que abarcan solo unas pocas decenas de miles de años (los lagos se llenan rápidamente de sedimentos). En contraposición a los sedimentos de fondos marinos profundos que hemos comentado y que pueden abarcar decenas de millones de años.

Procesos únicos vs. procesos cíclicos

Algunos procesos son únicos y otros cíclicos, con independencia de su duración. Por ejemplo:

  • El clima ha ido oscilando de glaciación a deglaciación de forma cíclica (y por causas perfectamente conocidas) a lo largo de los últimos 2,5 millones de años (periodo Cuaternario) unas 55 veces.
Curva del nivel del mar y estadios isotópicos marinos (MIS) en los diferentes ciclos glaciares-interglaciares durante los últimos 200.000 años. Figura incluida en el artículo El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria, de Silva, P.G.; Bardají, T.; Roquero, E.; Baena-Preysler, J.;Cearreta, A.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Rosas, A.;Cari Zazo; Goy, J.L.

Curva del nivel del mar y estadios isotópicos marinos (MIS) en los diferentes ciclos glaciares-interglaciares durante los últimos 200.000 años. Figura incluida en el artículo El Periodo Cuaternario: La Historia Geológica de la Prehistoria, de Silva, P.G.; Bardají, T.; Roquero, E.; Baena-Preysler, J.;Cearreta, A.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Rosas, A.;Cari Zazo; Goy, J.L.
  • Sin embargo, la formación de los océanos, probablemente a partir de un bombardeo de cometas de hielo procedentes de los márgenes exteriores del sistema solar, es un proceso único e irrepetible.

Interacción y condicionamiento

Y además el conjunto de procesos interacciona entre sí, de forma que unos procesos y sus resultados condicionan a otros y su desarrollo. En general, los intervalos temporales de los procesos se mezclan e interfieren entre ellos:

  • La evolución de unas especies en otras puede ser un fenómeno lento y progresivo. O completamente súbito por causas puramente evolutivas. A esto último lo llamamos radiación adaptativa.
Diversidad de picos en distintas especies de pinzones de las islas Galápagos, derivados de una misma especie ancestral y adaptados a distintos modos de alimentación. Darwin, 1845. Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the world, under the Command of Capt. Fitz Roy, R.N. 2d edition. 1. Dominio público en Wikipedia Commons.
Diversidad de picos en distintas especies de pinzones de las islas Galápagos, derivados de una misma especie ancestral y adaptados a distintos modos de alimentación. Darwin, 1845. Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the world, under the Command of Capt. Fitz Roy, R.N. 2d edition. 1. Dominio público en Wikipedia Commons.
  • Sin embargo, un fenómeno puntual como el impacto de un meteorito puede causar extinciones masivas y en cuestión de pocos años cambiar completamente la distribución de fauna a nivel planetario (sí, por ejemplo el de los dinosaurios, pero a diversas escalas hay muchos más ejemplos de meteoritos y extinciones).

El sesgo de conocimiento en Geología

Además, tenemos un sesgo de conocimiento en función de los datos de los que disponemos y sus márgenes de error.

Muchas de las rocas más antiguas del planeta han sido destruidas (recicladas) en lo que conocemos como ciclo de Wilson. Por lo tanto, hay un mayor volumen de roca que se conserva de épocas recientes, de manera que somos capaces de identificar muchos (pero muchos) más procesos y fenómenos cuanto más nos acercamos al presente. De la última parte de la evolución del planeta incluso tenemos las formas relictas (heredadas, que se formaron en épocas pasadas) de fenómenos que ya no existen y que nos ayudan también a caracterizar el pasado. Por ejemplo, los circos glaciares de Gredos y de todo el Sistema Central: ya no existen los glaciares que los originaron, pero sí sus huellas.

Laguna glaciar de El Duque, en Solana de Ávila, Ávila. Imagen de Gabriel Castilla.
Laguna glaciar de El Duque, en Solana de Ávila, Ávila. Imagen de Gabriel Castilla.

Y no menos importante: los métodos de datación absoluta de los que disponemos (los que nos dan edades numéricas) tienen en general mayor precisión cuanto más nos acercamos al presente, de forma que:

  • Dataciones de hace más de 3000 millones de años pueden tener márgenes de error de más/menos 200 millones de años.
  • Y dataciones de hace 3000 años pueden tener márgenes de error de más/menos 250 años.

Desafortunadamente, a día de hoy no es posible modelizar en laboratorio cómo afecta el parámetro tiempo a los distintos procesos y materiales geológicos. Y por eso no tenemos más remedio que «imaginarnos» el tiempo, que como has visto es un parámetro escurridizo.

Próximamente: Cómo entender la tabla del tiempo geológico

Profundiza en Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna

Prácticas y herramientas para entender el tiempo geológico

Construir una escala gráfica en una cinta para comprender la dimensión del tiempo geológico
Herramienta para la creación de escalas geológicas personalizadas
Tabla Cronoestratigráfica Internacional interactiva
Didáctica

Qué es y para qué sirve un corte geológico

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Un corte geológico es un esquema que representa lo que está debajo del suelo que pisamos.

Si te imaginas una tarta, cuando la cortas por la mitad ves las capas de bizcocho y nata que la componen (y también las de chocolate si las hay 😋 ).

Un corte geológico es como un trozo de tarta: «cortamos» una sección del terreno para ver qué materiales lo componen.

En un corte geológico lo que dibujamos son las capas que hay en el interior de la tierra y cómo están dispuestas.

El corte geológico se realiza habitualmente desde un punto hasta otro del terreno a lo largo de una línea recta. Para ello, nos suele ayudar representar primero el perfil topográfico de la zona por la que pasa el corte geológico (la representación de valles y cimas, como en las rutas ciclistas).

Perfil topográfico de la etapa 13 (Candás-La Camperona) de la Vuelta Ciclista a España 2018. Fuente: RTVE.

Al final, el corte geológico no es más que un modelo que interpreta la forma y distribución de materiales que atravesaría nuestro cuchillo si cortásemos hacia abajo la superficie del terreno.

Talud al pie de un camino que nos muestra un conjunto de pliegues apretados en materiales carbonatados, como si estuvieran representados en un corte geológico. Los taludes son cortes geológicos "al natural". Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen: Javier Elez.
Talud al pie de un camino que nos muestra un conjunto de pliegues apretados en materiales carbonatados, como si estuvieran representados en un corte geológico. Los taludes son cortes geológicos «al natural». Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen: Javier Elez.

¿Hasta qué profundidad llega un corte geológico?

Pues hasta donde decida su autor según la aplicación que le quiera dar.

Los cortes geológicos son herramientas que tienen muchas aplicaciones y que siempre están construidos con un objetivo claro de inicio. En función de ese objetivo se define la profundidad.

Los hay que van desde pocos metros hasta los que llegan al núcleo y dibujan las capas principales de la Tierra.

Corte geológico desde el Sistema Central hasta la cuenca geológica del Duero. En este modelo aproximado la profundidad sería superior a los 1000 m desde la superficie.
Corte geológico desde el Sistema Central hasta la cuenca geológica del Duero. En este modelo aproximado la profundidad sería superior a los 1000 m desde la superficie. Gráfico de Javier Elez.

¿Qué información contienen?

Los cortes incorporan información de fallas y estructuras, discordancias y discontinuidades, tipos de rocas (mediante la leyenda gráfica), etc.

Se pueden hacer a mano alzada para expresar una idea o proceso o a escala para poder medir ángulos, espesores de capas (potencia), profundidades o cualquier cosa que se nos ocurra.

En ocasiones el modelo final también nos permite reconstruir lo que ya no está, es decir, lo que fue erosionado (lo que habría desde el perfil topográfico hacia arriba)…

Un buen corte geológico permite, no solo ver cómo están dispuestas las rocas en el subsuelo, sino interpretar de forma muy detallada los procesos geológicos involucrados en ese resultado final.

¿Para qué sirven los cortes geológicos?

Este es uno de los cortes que acompañaba al mapa geológico británico de 1815 de William Smith, primer mapa geológico moderno que cubría un país completo y en el que se implementa por primera vez un código de colores para caracterizar materiales y edades diferentes. Fuente: Natural History Museum, Great Britain.
Este es uno de los cortes que acompañaba al mapa geológico británico de 1815 de William Smith, primer mapa geológico moderno que cubría un país completo y en el que se implementa por primera vez un código de colores para caracterizar materiales y edades diferentes. Fuente: Natural History Museum, Great Britain.

Los cortes geológicos son imprescindibles en la búsqueda de recursos naturales que se encuentran en el subsuelo, desde minerales y rocas de interés económico hasta hidrocarburos, ya que permiten por un lado cuantificar cantidades y por otro estimar cuánto esfuerzo económico será necesario para extraer el recurso y por tanto saber si es rentable su explotación o no antes de empezar.

En hidrogeología se utilizan para identificar el recurso: dónde y cuánta agua hay en una zona. Y son imprescindibles en la gestión de aguas subterráneas, ya que permiten identificar las vías preferentes de recarga o de contaminación del acuífero y ayudan en el diseño de las medidas de corrección y recuperación.

En obra civil contribuyen a anticipar qué materiales vamos a encontrar en el subsuelo a la hora de hacer una infraestructura (un túnel, un puente, una cimentación de un edificio o una presa) y a prever los problemas y ventajas que el terreno nos ofrece para la realización de esas obras.

Son herramientas imprescindibles en ciencia base, pero también en campos de aplicación de la ciencia como el estudio de los riesgos geológicos (terremotos, deslizamientos de ladera, riesgos volcánicos, etc.).

Más información

Para más información sobre cortes geológicos te recomendamos esta web del Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña:

Échale un ojo también a este vídeo de Geological Legacy en YouTube:

Interpretación de CORTES GEOLÓGICOS (Pasos y Reconstrucción de la Historia Geológica), de Geological Legacy en Youtube.

Prácticas de cortes geológicos en practicasgeologia.com

Encuentra las mejores prácticas de cortes geológicos para Secundaria, Bachillerato y Universidad:

Didáctica, Geología como profesión, Historia de la Geología, La Moraña, Minerales y rocas

Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna

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Autor – Gabriel Castilla

Uno de los grandes problemas a los que se enfrenta la ciencia es el llamado pensamiento mágico, es decir, el razonamiento erróneo que hunde sus raíces en la religiosidad dogmática y la superstición. Es difícil conseguir que un individuo cambie de opinión sobre un tema, especialmente cuando éste forma parte de su sistema de valores, y es por ello que pocas personas cambian de equipo de fútbol, pensamiento político o confesión religiosa a lo largo de la vida. Esto se debe a que de manera natural nuestro cerebro filtra la información que le llega, prestando atención solo a aquella parte que confirma sus creencias y opiniones.

Los psicólogos llaman a este autoengaño selectivo sesgo cognitivo de confirmación, que explica, entre otras muchas cosas, por qué somos fieles a la línea editorial de un periódico o preferimos las tertulias de una determinada cadena de televisión. Este es, en esencia, el mecanismo mental que lleva a algunas personas a defender contra toda evidencia científica sus opiniones, aunque éstas les lleven a creer que la Tierra es plana o que el origen de los seres humanos en el marco de la teoría de la evolución es una falacia.

El hecho de que la historia de la Tierra y el origen de la humanidad aparezca relatada en la Biblia supuso un gran obstáculo para el desarrollo de las ciencias naturales, pues durante siglos numerosos pensadores intentaron acomodar sus observaciones con las revelaciones divinas del libro del Génesis.

La superación del sesgo de confirmación en las ciencias naturales

El primer científico que concibió una metodología capaz de liberar la geología de este yugo especulativo fue el naturalista de origen escocés James Hutton, que en su libro Teoría de la Tierra (1788) asumió que no se debe recurrir o inventar ninguna causa desconocida, fantástica o extraordinaria si los procedimientos lógicos disponibles pueden ser suficientes para explicar un fenómeno natural. O dicho de otro modo: el estudio de la naturaleza se debe abordar partiendo únicamente de hechos demostrados y verificables, pues solo razonando así es posible encontrar soluciones a problemas que antes eran inabordables. Además de fiabilidad, este método le otorga a la ciencia geológica la capacidad de hacer predicciones, o sea, la posibilidad de entender el futuro partiendo del pasado.

Fue otro naturalista de origen escocés, Charles Lyell (Figura 1), quien supo ver en esta conexión temporal la semilla de una nueva forma de pensar, el actualismo. Ante los ojos de Lyell los relieves de la corteza terrestre son consecuencia de la acción de procesos análogos a los que observamos en la actualidad (ríos, glaciares, el viento, volcanes, terremotos, etc.), de ahí el término actualismo. Desarrolló esta idea en el libro Principios de Geología (1830-1833) y la condensó en una sola frase: La clave del pasado está en el presente; estableciendo así una conexión entre los cambios experimentados por la tierra a lo largo del tiempo.

Figura 1. Calotipo de Charles Lyell hacia 1843-47. Fuente: Colección del Metropolitan Museum of Art en Internet Archive. Imagen procesada por el autor a partir del archivo original.

La idea de evolución temporal de la corteza, entendida como sinónimo de cambio, influyó decisivamente en Charles Darwin, quien tomó la obra de Lyell como libro de cabecera durante el viaje alrededor del mundo a bordo del Beagle.

Pocos años después, en 1847, se presentó en España la primera traducción al castellano de mano del geólogo Joaquín Ezquerra del Bayo, quien fue capaz de destilar la esencia de una obra científica de 650 páginas en unas pocas frases:

Grande ha sido la revolución que Lyell ha hecho en esta ciencia, aun cuando tal vez no sea suya la primera idea (…); cuasi la totalidad de los fenómenos que se observan en la corteza de nuestro globo, tanto con respecto al trastorno de las rocas que la constituyen, como con respecto a los restos de seres organizados que en ellas hay encerrados, se explican muy bien por la marcha natural de las mismas causas que están obrando en la actualidad; lo mismo que pasa ahora ha estado pasando hace muchísimo tiempo. La Geología ha perdido todo lo que tenia de fabuloso y de inconcebible, adquiriendo una sencillez que, no por eso deja de ser más admirable y más sorprendente.

Por aquella misma época, hacia 1843, el pionero de la fotografía William Henry Fox Talbot registraba la primera imagen de una investigación geológica de campo. Bajo el título The Geologists (los geólogos) muestra a un hombre y una mujer analizando un afloramiento de roca caliza en Chudleigh (Devon, Reino Unido). Todo apunta a que los protagonistas son el investigador Henry De La Beche y la naturalista autodidacta Mary Anning, primera geóloga de la historia (Figura 2).

El actualismo metodológico y la geología

Hoy, casi 180 años después de que se tomara esta fotografía (el nombre técnico es calotipo), geólogos y geólogas de todo el mundo desarrollamos nuestro trabajo en el contexto del llamado actualismo metodológico, que podemos resumir así: las causas que actúan modelando el planeta en la actualidad ya actuaron en el pasado, e incluso los procesos catastróficos (impactos de asteroides, cambios climáticos globales, etc.) deben entenderse como sucesos normales ocurridos en el pasado, que pueden suceder en el presente y que con toda probabilidad sucederán también en el futuro.

Figura 2. The Geologists calotipo realizado por William Henry Fox Talbot en 1843. Fuente: National Media Museum / Science & Society Picture Library. Imagen procesada por el autor a partir del archivo original.

Pero tal y como planteamos al principio, uno de los problemas a los que se enfrenta la ciencia moderna es el pensamiento que niega la realidad de los hechos verificables; un desafío para la razón que solo puede ser contestado desde la divulgación y la alfabetización científica de la sociedad. Para hacerlo posible es necesario disponer de herramientas didácticas que faciliten la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias a cualquier edad, pues la única forma de aprender a razonar por analogía es practicando. Y es en este sentido donde los pinares que cubren los campos de dunas de La Moraña abulense nos ofrecen un inesperado recurso didáctico: su resina.

La resina y el ámbar como recurso didáctico

Figura 3. Mosquito siendo atrapado por la resina de un pino en las inmediaciones de El Oso (Ávila), inicio del complejo proceso de ambarización. A la derecha vemos una muestra de ámbar que contiene un mosquito fosilizado en su interior. Fuente: Gabriel Castilla y Wikipedia.

Como podemos ver en la Figura 3, la resina líquida puede atrapar todo tipo de partículas en su interior, como es el caso de este mosquito, cuyo aspecto es similar al que podemos observar en el interior de una muestra de ámbar. El ámbar es precisamente resina procedente de coníferas que ha experimentado un lento proceso de endurecimiento y enterramiento hasta su transformación en un fósil hace millones de años.

El ámbar es un tesoro para la ciencia debido a la enorme cantidad de información que podemos encontrar en su interior, pero también porque el proceso de ambarización es químicamente muy complejo y requiere que la resina sobreviva al proceso de degradación al que naturalmente se ve sometido por efecto del calor, la humedad y la descomposición por parte de bacterias y hongos. Es por ello que el ámbar es un mineral escaso en todo el mundo y se reconoce su valor ornamental desde la Edad del Bronce (2500-1500 a.C.), cuando la demanda debió ser tan elevada que incluso se han detectado falsificaciones realizadas con resina de pino en ajuares funerarios.

¿Significa esto que los autores de la falsificación establecieron por analogía una relación entre la resina y el ámbar? Probablemente sí. ¿Implica esto que aquellas personas llegaron a intuir la noción de actualismo, entendida como relación entre el presente (resina) y el pasado (ámbar)? Difícil saberlo.

Ver cómo quedan atrapados los insectos en la resina y alcanzar a comprender cómo logra ésta transformarse en un mineral requiere entender y manejar nociones abstractas como mineralización, fosilización y tiempo geológico.

Para comprender el concepto de actualismo son necesarios ejemplos tan claros como el que acabamos de ver, pues nos permite visualizar un proceso natural complejo de forma intuitiva y sencilla. Un paseo por La Moraña puede ser una experiencia didáctica inesperada si caminamos despacio y escuchamos con atención las historias que nos susurran sus árboles.

Fuentes de consulta

Didáctica, Geomorfología, La Moraña

Geología en 3D con un estereoscopio casero

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Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

Uno de los problemas más habituales en las investigaciones geológicas de campo es el hecho de que muchos afloramientos y formas del relieve se encuentran enmascarados por la vegetación, lo que dificulta su reconocimiento a simple vista. Cuando esto sucede se suele recurrir a fotografías aéreas captadas por aviones o satélites, imágenes que muestran una perspectiva cenital del terreno.

Para ayudar al cerebro a visualizar un relieve tridimensional a partir de una imagen plana (sea ésta una fotografía o un modelo digital del terreno), se suele recurrir a la estereoscopía.

Esta técnica consiste en mirar con un estereoscopio dos fotografías aéreas tomadas por un avión o satélite desde perspectivas ligeramente distintas. El instrumento óptico superpone las dos fotografías, pero mostrando separadamente una a cada ojo. Como resultado, el cerebro recrea la ilusión de profundidad en una única imagen tridimensional, igual que cuando miramos un paisaje desde la ventanilla de un avión que vuela a baja altura.

Figura 1. Modelo del terreno de una zona al norte de El Oso, en La Moraña abulense. Usaremos esta imagen como base para la construcción de nuestro par estereoscópico.

Construyendo un estereoscopio casero

Debido al enorme potencial didáctico que ofrece la estereoscopía, nos propusimos dar a conocer esta técnica con motivo del Geolodía 2019.

Para ello nos planteamos el reto de diseñar un modelo de estereoscopio que cualquier persona pueda construir y utilizar sin necesidad de entrenamiento previo, y con el que descubrir la geología oculta de La Moraña, en especial los cerros testigo y los campos de dunas parabólicas.

Con este fin preparamos un modelo del terreno a partir de datos de altura del terreno y software de acceso libre y gratuito, cuyo manejo describimos pormenorizadamente en la entrada dedicada a los cinturones de dunas en Ávila.

Para saber más: Descubrir los cinturones de dunas de Ávila

Materiales

En la siguiente fotografía podemos ver todos los materiales empleados en la construcción del estereoscopio (de izquierda a derecha):

  • Una lámina de espejo recortable (10X15 cm).
  • Listones cuadrados de madera (0,5×30 cm).
  • Depresores –palos de helado- de madera (2,5X20 cm).
  • Un tablero de madera o de DM (20X30 cm).
  • Una lámina de cartón pluma (30×40 cm).
  • 4 clavos pequeños sin cabeza (opcional).
Fotografía 2. Materiales y herramientas necesarios para la construcción de nuestro estereoscopio.

Todos los materiales fueron adquiridos en un bazar por un coste inferior a 10 euros.

Herramientas

Las herramientas usadas en el montaje fueron:

  • Una regla metálica.
  • Cola blanca de contacto.
  • Unas tijeras fuertes (cortachapas).
  • Y un cúter de proyectista (una pequeña sierra para manualidades también puede servir).

Instrucciones de montaje

En la siguiente secuencia de imágenes podemos apreciar los pasos necesarios para el montaje.

Fotografía 3. Secuencia de montaje
  • En primer lugar (a), tomamos un depresor de madera y lo partimos en varios trozos de aproximadamente 1,2X3,5 cm.
  • A continuación pegamos 6 de estos trozos en el tablero de DM tal y como se aprecia en la imagen (b) -dos en la mitad y cuatro en las esquinas-.
  • Seguidamente, tomamos 2 listones cuadrados que recortamos para que cada uno mida 20 cm (c).
  • Después pegamos sobre las maderas que pusimos en mitad del tablero los 2 listones que acabamos de recortar. Los ponemos uno junto al otro con cuidado de dejar entre ellos el espacio justo que permita encajar una lámina de cartón pluma en la que irá la lámina de espejo adhesiva (d).
  • Opcionalmente podemos reforzar los dos listones con 4 clavos sin cabeza.A continuación pegamos 2 depresores, uno en cada extremo del tablero (e).

Como podemos ver, el hecho de pegar los listones y los depresores sobre los tacos de madera que cortamos inicialmente, crea un espacio por donde podremos deslizar las fotografías aéreas e impedir que se muevan sin necesidad de fijarlas con clips o celofán.

  • Por último (f), recortaremos un trozo de cartón pluma de unos 20X10 cm sobre el que pegaremos la lámina de espejo. Recortaremos los picos con las tijeras cortachapas para evitar accidentes en los ojos.

El resultado final del montaje podemos verlo en esta fotografía.

Fotografía 4. Estereoscopio terminado.

Montaje de un par estereoscópico

Para apreciar visualmente el relieve en un par de fotografías estereoscópicas necesitamos que éstas se hayan tomado desde perspectivas distintas, como ya explicamos anteriormente. Sin embargo, puesto que solo disponemos de una imagen, lo que vamos a hacer es engañar al cerebro mostrándole dos imágenes iguales pero montadas de tal forma que una (la de la izquierda) sea especular a la original (que pondremos a la derecha), tal y como podemos ver en la fotografía 5.

Fotografía 5. Imagen especular (izquierda) reflejada en el espejo del estereoscopio (derecha). En segundo plano (casi tapada por el espejo) está la imagen original. En el reflejo ya podemos intuir el relieve.

El estereoscopio de un único espejo fue inventado a mediados del siglo XIX por el científico británico Charles Wheatstone y su uso es perfecto para situaciones en las que solo se dispone de una fotografía.

Existen muchos programas que nos permiten generar una imagen especular a partir de otra. Quizá lo más rápido sea utilizar el procesador de textos Word o el creador de diapositivas PowerPoint de Microsoft (sus homólogos gratuitos de Open-office puede realizar la misma tarea).

El procedimiento es sencillo: se pega en un documento de Word apaisado la imagen que queremos ver en 3D, hacemos una copia de esta imagen y la pegamos justo al lado de la original; luego desplazamos el marco derecho hacia la izquierda hasta crear la imagen especular, tal y como podemos ver en la fotografía 6. Una vez tengamos lista la composición podemos imprimir el documento y recortarlo para poder deslizarlo bajo los depresores del estereoscopio.

Fotografía 6. Montaje listo para usar en nuestro estereoscopio. La fotografía de la izquierda es exactamente igual que la de la derecha, pero ha sido dispuesta especularmente. Descarga este montaje ya preparado y listo para imprimir.
Este es un par estereoscópico de los Montes Apenninus de la Luna. También puedes descargarlo aquí para verlo con tu estereoscopio casero.

Al encajar un espejo entre ambas fotografías podemos mirar el montaje mostrando a cada ojo una fotografía y haciendo creer al cerebro que las está viendo desde perspectivas diferentes. Para engañar al cerebro de manera rápida y eficaz debemos mirar el espejo con el ojo izquierdo y la fotografía con el ojo derecho. Para ello lo mejor es poner la nariz junto al espejo y mirar relajadamente, sin cruzar ni forzar la vista, tal y como se aprecia en la fotografía 7.

Como resultado de este “engaño” nuestra mente construye la ilusión de tridimensionalidad, recreando el relieve de los campos de dunas y los cerros testigo como si los estuviésemos viendo desde un avión.

Figura 7. Una participante del Geolodía 2019 usando nuestro estereoscopio. Fotografía de Isabel Hernández.

Bibliografía

  • Centeno, J. D.; Fraile, M. J.; Otero, M. A. y Pividal , A. J. (1994) Geomorfología práctica. Ejercicios de Fotointerpretación y Planificación Geoambiental. Editorial Rueda, Madrid.
  • García Rodríguez, M. P.; Sanz Donaire, J. J.; Pérez González, Mª E. y Navarro Madrid, A. (2012). Guía Práctica de  Teledetección y Fotointerpretación. Departamento de Análisis Geográfico y Geografía Física. Universidad Compluense de Madrid.

Didáctica, Geoarqueología, La Moraña, Métodos de datación

Método de datación por radiocarbono (o Carbono-14)

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Texto y gráficos – Ana Isabel Casado Gómez

Puedes escuchar el contenido de esta entrada aquí:

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.

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