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Historia y evolución de la geología como disciplina científica y en el estudio de las ciencias de la tierra.

Cómo se entiende el tiempo en Geología

– 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

Abecevidas | Mary Anning

Participamos con este retrato alfabético en la iniciativa de escritura creativa del mes de mayo 2020 de Café Hypatia #PVgeología #Polivulgadores

Acantilados exploraba cada día.

Blue Lias se llamaba la formación geológica donde trabajaba.

Formación Blue Lias en Lyme Regis, Dorset, Reino Unido. Imagen de Michael MaggsCC BY-SA 2.5.

Calizas y pizarras las rocas que pisaba.

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.

Lyme Regis, costa jurásica en Reino Unido. Imagen de Johnnie Shannon en Pixabay.

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.

William Buckland (1784-1856)

Xilografió la vida pasada de Lyme Regis.

Yace en una austera tumba, junto a su hermano.

Tumba de Mary y Joseph Anning en St Michael’s parish church, Lyme Regis, Inglaterra. Imagen: Ballista de la Wikipedia en inglés.

Zarandeó la ciencia y contribuyó a las bases de la teoría de la evolución.

En resumen

Abecevidas | Mary Anning

Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna

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

#PaisajeSonoro | La Historia de la Tierra grabada en las rocas y los fósiles

De Isabel Hernández

Pulsa Play y activa el audio para escuchar este Paisaje sonoro. Si tienes problemas para escucharlo en tu móvil pulsa AQUÍ. 

Para no perder el sentido de la Historia, la Historia Natural

La Historia de la Tierra ha sido larga. Se remonta a mucho antes de que el ser humano apareciera en ella y está registrada en las rocas y los fósiles.

Al “tocar» la Historia, el ser humano se encontró con una barrera psicológica: pensar en un tiempo geológico de millones de años ha sido un salto reciente en el conocimiento humano, que muchos no han dado todavía.

En esta reflexión sonora sobre qué papel juegan la Geología y la Paleontología en el conocimiento de la Historia Natural, ponemos voz y música a las hermosas palabras de la paleontóloga Nieves López en “Geología y Paleontología para aficionados”.

Texto: Geología y Paleontología para aficionados, de Nieves López Martínez.

Música: Elegi (Svanesang, Den Store Hvite Stillhet, Despotiets Vessen).

Arreglos y voz: Isabel Hernández. Grabado en el estudio de Manu Míguez.

Fotografía: Gabriel Castilla.