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.
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.
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?
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.
En algunas paredes del laberinto de Villaflor podemos observar un patrón de líneas blancas. Son en realidad láminas de carbonato cálcico que han sido cortadas por la incisión de la red de drenaje.
Estas láminas se formaron gracias a la actividad de raíces de plantas en simbiosis con microorganismos y hongos, y es lo que conocemos como calcretas.
En un clima semiárido los nutrientes y el agua son bienes muy preciados y los vegetales desarrollaron estas estructuras para ayudar a retenerlos cerca de sus raíces.
Así, la presencia de estas láminas nos habla de unas condiciones climáticas concretas, de aridez y temperaturas suaves o cálidas hace millones de años.
Calcretas laminares en la pared de un canal del laberinto. En realidad son láminas de carbonato cálcico expuestas al ser cortadas por el “cuchillo” de la red de drenaje. Imagen de Javier Pérez Tarruella.
Cuando las calcretas se presentan en forma de láminas entrecruzadas y no como grandes capas, nos indican que la sedimentación era puntual y esporádica: en determinados eventos de tormenta se producía sedimentación, que provocaba la muerte de la lámina activa y la formación de nuevas láminas, que cortan a las anteriores.
Carbono para arriba, Carbono para abajo
Las rocas en las que están desarrolladas las calcretas de Villaflor no contienen carbonato, el carbonato era aportado en parte por el polvo en suspensión (como el de las invasiones de polvo del Sáhara que sufrimos actualmente).
Las calcretas fijan carbono en la corteza terrestre, así que tienen su papel en el ciclo del CO2 .
Las plantas absorben CO2 para convertirlo en hojas, madera y raíces, pero al morir la planta, estos elementos se oxidan y el carbono vuelve a la atmósfera. Sin embargo, el carbono fijado en la calcreta no se oxida, se fija y pasa a formar parte de la litosfera, hasta que la meteorización lo disuelva y vuelva a formar parte de la atmósfera.
Cuando echamos ácido clorhídrico en la calcreta para comprobar su contenido en carbonato cálcico, estos compuestos reaccionan y forman agua, CO2 que escapa formando burbujas y cloruro de calcio, que se disuelve en el agua.
Así, en este gesto devolvemos a la atmósfera Carbono que había sido retenido en la corteza terrestre durante millones de años.
En el laberinto de Villaflor estás en un sistema de drenaje donde el agua “corta” el sedimento como si fuera un cuchillo y se lo lleva, dejando ver cada capa. Ahora, están todas las capas pero… ¿habrá sido siempre así?
Presta atención a lo que ves para poder interpretar cómo se relacionan unas capas con otras y ordenar los componentes del laberinto de más antiguo a más moderno, utilizando la datación relativa.
Para entender lo que te rodea tienes que fijarte bien. ¿Hay cosas que se repiten? ¿Todo tiene el mismo color? Gráfico de Ana Isabel Casado.
La datación relativa es un método de datación empleado en geología en el que se ordenan los eventos de más antiguo a más moderno sin asignarles edades concretas. Estos son los principios en los que se basa:
Esta fue una de las paradas geológicas en la actividad Geolodía 22 en Villaflor, el domingo 8 de mayo de 2022.Este es el juego que se propuso al público asistente a la actividad. En él debían colocar correctamente cada evento según el principio de datación relativa explicado en la parada geológica. ¡La mayoría tuvieron un 10!
Los fósiles son los restos de seres vivos del pasado que quedan preservados en el tiempo transformados en roca.
La sustitución mineral átomo a átomo es lenta y permite conservar la estructura de los restos originales. Los detalles en los fósiles facilitan el estudio de una especie concreta, pero también del conjunto de especies que vivían en un tiempo determinado, lo que nos acerca al concepto de ecosistema del pasado. También a conocer la evolución de las especies a lo largo del tiempo.
Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.
¿Cuáles son las condiciones que han de darse para que un resto de vertebrado se conserve? En esta parada encontrarás y tocarás fósiles de vertebrados continentales del Mioceno que hablan de la vida en el pasado geológico de Ávila.
En esta parada geológica del Geolodía 22 de Ávila explicamos cómo se forma un fósil y qué información aportan los fósiles.
Este fue uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila, que tuvo lugar el domingo 8 de mayo de 2022 en Villaflor, Ávila, España.
Muchos ríos y torrentes se caracterizan por presentar un patrón geométrico dendrítico similar a las ramas de un árbol (dendron significa árbol en griego), donde el canal principal recuerda al tronco mientras que los afluentes se asemejan a las ramas superiores.
A simple vista este patrón muestra un aspecto caótico, con ramificaciones extendiéndose en cualquier dirección. Sin embargo, bajo esta aparente aleatoriedad se esconden algunas reglas básicas de la Naturaleza, y para desentrañarlas es necesario enfocar el problema desde tres puntos de vista:
1. Geología
2. Geometría
3. Termodinámica
Figura 1. Nervadura de una hoja en descomposición, ramas de un árbol y red de afluentes de los ríos Duero y Ebro. Tres ejemplos de patrón dendrítico a diferentes escalas. Imágenes de Gabriel Castilla.
1. Cuando el azar se cruza con la Geología
Uno de los principales agentes modeladores de paisajes es el agua que, cuando se desplaza por la superficie terrestre como consecuencia de la lluvia o el deshielo, configura un patrón de drenaje impulsado por la fuerza de la gravedad.
Desde que se produce el impacto de las gotas de lluvia sobre el terreno hasta que se forman pequeños regueros y canales por la erosión, son muchas las variables que pueden entrar en juego, pues la erosión es un proceso que depende del azar a muchas escalas.
Figura 2. La lluvia no siempre erosiona homogéneamente una superficie sedimentaria, pues algunos cantos rodados, distribuidos al azar, pueden actuar como pequeños paraguas (izquierda) que condicionan el camino que inicialmente puede seguir la corriente. Poco a poco el agua escurre y va incidiendo en el terreno hasta que logra encauzarse en pequeñas canaladuras (centro) y regueros (derecha) que, como se puede apreciar en la imagen, ven alterada su distribución espacial por la presencia de obstáculos, en este caso raíces (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.
Pero más allá de la inicial concatenación de factores aleatorios (cantos, raíces, etc.), hay tres variables que condicionan la forma de una red de drenaje:
El clima, que controla la cantidad e intensidad de la lluvia durante los episodios de tormenta, y por tanto la cantidad de agua que circula por la red.
La litología, que condiciona la resistencia de las rocas y el sedimento a la erosión, pues los materiales blandos, permeables o poco consolidados permiten que el agua se abra paso con más facilidad.
La tectónica, que determina desde las fracturas del terreno por donde se encauza el agua con más facilidad, hasta los cambios en el nivel de base (la desembocadura) hacia donde se desplaza el agua, normalmente depresiones del terreno o el nivel del mar. El descenso del nivel de base provoca un fenómeno conocido como erosión remontante(ver Figura 3), un proceso que favorece el crecimiento de la red de afluentes en la zona de cabecera.
Figura 3. El motor que impulsa el agua por una pendiente es la gravedad (izquierda). Un cambio en el nivel de base de un río o un torrente supone un aumento de la energía potencial del fluido. El agua salva esta diferencia con un aumento de la energía cinética (gana velocidad porque ha ganado altura). El resultado es un aumento de la erosión en sentido opuesto a la pendiente, o sea, remontando la corriente. Esto se traduce en una mayor incisión del agua, un lavado del sedimento que soporta las raíces de los árboles (centro) y el crecimiento de los canales en la zona de cabecera (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.
Como vemos, la configuración final de la red de drenaje parece ser un reflejo del sustrato geológico (litología y tectónica) junto con el clima y el azar.
Los datos bibliográficos señalan que de las múltiples configuraciones posibles el patrón dendrítico es el más frecuente de todos, y éste suele desarrollarse sobre materiales que presentan una resistencia homogénea a la erosión.
Figura 4. Los tres patrones de drenaje más frecuentes: patrón angular (izquierda), que está condicionado por la existencia de un sistema de fracturas perpendiculares; patrón dendrítico (centro), que se desarrolla sobre terreno sedimentario blando y homogéneo o sobre batolitos; y patrón rectangular (derecha), muy frecuente en terrenos donde se intercalan capas duras y blandas.
2. Cuando el azar y la Geología se cruzan con la Geometría
En 1975 el matemático Benoît Mandelbrot acuñó el término fractal para referirse a aquellos patrones geométricos irregulares que se repiten a múltiples escalas. Desde este enfoque todas las redes fluviales dendríticas se consideran fractales, y por tanto se pueden expresar con lenguaje matemático.
Figura 5. Mapa que muestra la red de drenaje del torrente y las cárcavas de Villaflor (Ávila). El conjunto muestra un patrón dendrítico similar a diferentes escalas, desde los canales principales de mayor tamaño (en naranja y amarillo) hasta los afluentes más pequeños (azules y grises). Esta autosemejanza multiescalar es una característica propia de los fractales. Mapa elaborado por Javier Pérez Tarruella.
Cualquier red de drenaje tiene una dimensión fractal (D), un valor numérico que se obtiene al relacionar las bifurcaciones (ramificaciones más o menos complejas) de la maraña de canales que lo forman respecto a su longitud total.
Según los datos bibliográficos, la mayoría de las redes dendríticas presentan dimensiones fractales comprendidas entre 1.6 y 1.8
¿Esto qué significa?
De forma intuitiva entendemos que las líneas abiertas y curvas que dibujamos sobre un papel tienen una sola dimensión y por tanto un valor D=1;
mientras que las formas cerradas que dibujamos en dos dimensiones (el área de un círculo o un cuadrado, por ejemplo) tienen un D=2;
y los cuerpos tridimensionales (con volumen) presentan un D=3.
Sin embargo, aunque existen objetos que pueden alojarse en espacios bidimensionales (2D) o tridimensionales (3D), su dimensión espacial no es necesariamente 2 o 3.
Figura 6. Representación de la dimensión fractal (D) para objetos de una, dos y tres dimensiones. Las nervaduras lineales de una hoja siguen un patrón dendrítico que tiende a rellenar una superficie, lo que le otorga una dimensión fractal comprendida entre 1 y 2.
Las formas geométricas de gran complejidad adoptan valores fraccionarios de D (de ahí el término fractal, que literalmente significa roto o quebrado).
Una red fluvial similar a las nervaduras de una hoja muestra un patrón geométrico dendrítico que tiende a extenderse por el terreno hasta ocupar la mayor superficie posible.
¿Por qué?
3. Cuando el azar, la Geología y la Geometría se cruzan con la Termodinámica
Los ríos y torrentes que configuran la red de drenaje de una cuenca son sistemas termodinámicos, es decir, partes del Universo que podemos individualizar para estudiarlos desde el punto de vista de la energía, el calor y el movimiento.
En este contexto, y de forma muy simple, se podría decir que las redes de drenaje dendríticas se rigen por una única norma: la tendencia de todo sistema a alcanzar un equilibrio termodinámico, es decir, un estado de máxima entropía o desorden. Esta norma es el Segundo Principio de la Termodinámica y rige el destino de cualquier sistema cerrado y en equilibrio térmico del Universo.
Sin embargo, los ríos no pueden alcanzar este equilibrio porque son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con su alrededor: entra agua (materia) periódicamente por tormentas, deshielo o escorrentía subterránea; y disipan mucha energía en forma de calor debido a la fricción del agua con la superficie del terreno.
Puesto que el sistema río no puede alcanzar el equilibrio termodinámico, se conforma con la segunda mejor opción posible: lograr un equilibrio dinámico de flujo en el que se pierda la menor cantidad de energía posible. Desde este punto de vista, la forma fractal de una red de drenaje es el reflejo de este equilibrio o balance entre los factores que hacen que el sistema “pierda” energía y los que permiten “ahorrar” energía.
Figura 7. La energía disipada por la fricción del agua sobre el sedimento aumenta con la distancia recorrida y con la superficie de rozamiento; pero disminuye con el volumen de agua que transporta. Es por ello que cuando varias corrientes menores se funden en otra de mayor tamaño, la energía disipada del sistema disminuye, y esto la hace termodinámicamente más estable. Este es el origen de la jerarquización de una red de drenaje, desde pequeñas cárcavas (izquierda), pasando por la unión de varios canales (centro) y el desarrollo de canales de mayor tamaño y profundidad (derecha). Imágenes de Gabriel Castilla.
Ahora ya conocemos los tres factores que subyacen bajo el aparente caos de las redes de drenaje dendríticas: Geología, Geometría y Termodinámica; y por tanto estamos en condiciones de retomar la pregunta de partida pero con una pregunta más certera:
¿Cómo llega un río o un torrente a desarrollar un patrón dendrítico fractal?
1º El sistema de drenaje parte de una configuración inicial condicionada por el azar sobre un determinado sustrato geológico y poco a poco va probando las diferentes posibilidades energéticas.
2º Las posibilidades que resultan más favorables al ahorro de energía “sobreviven” durante más tiempo, mientras que las más alejadas del equilibrio tienden a desaparecer.
3º Con el paso del tiempo se establece un sistema complejo de naturaleza fractal que fluctúa (equilibrio dinámico) en torno a un estado ideal de mínima pérdida (disipación) de energía.
4º Si no hay factores geológicos (tectónicos, litológicos) que condicionen fuertemente el desarrollo de la red de drenaje, la forma arborescente tiende a ser la más estable termodinámicamente.
Este es uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila. ¡No te lo pierdas en directo el domingo 8 de mayo 2022 en Villaflor!
Gutiérrez Elorza, M. (2008). Geomorfología. Pearson Educación, Madrid.
Mandelbrot, B. (1997). La geometría fractal de la naturaleza. Tusquets, Barcelona.
Martínez, F.; Ojeda, J. A. y Manríquez, H. (2020). Morfometría y Fractalidad en Redes de Drenaje de Cuencas Chilenas. Conferencia del XXIV Congreso Chileno de Ingeniería Hidráulica.
Ramírez-Hernández, R.; Rodríguez-Infante, A. y Ordaz-Hernández, A. (2017). Dimensión fractal de redes de drenaje controladas estructuralmente en cuencas hidrográficas de Pinar del Río, Cuba. Minería y Geología, Vol. 33 (2), pp.163-176.
Schlichting, H. J. (2015). La geometría de las redes fluviales. Investigación y Ciencia Nº 463 (abril), pp. 84-86.
Strahler, A. N. y Strahler, A. H. (1994). Geografía Física. Ediciones Omega, Barcelona.
Zucarelli, G. V. y Tabernig, D. (2009). Análisis Fractal de la Red de Drenaje del Arroyo Feliciano (Entre Ríos, Argentina). Cuadernos del CURIHAM, Vol. 15, pp. 31-42.
¿Qué te viene a la mente cuando piensas en las características de una roca? Seguramente algo duradero, resistente, duro… Y podría ser así a escala humana. Sin embargo, las rocas tienen cierta “fragilidad” cuando las observamos con una perspectiva de millones de años.
A escala geológica, las rocas se transforman unas en otras, física y/o químicamente, mediante unos procesos que conocemos como el ciclo de las rocas.
El ciclo de las rocas. Ilustración de Fina Muñoz.
¿Te has quedado con ganas de más? Próximamente ampliaremos este y otros contenidos del Geolodía 2022 de Ávila.
La mayor parte del petróleo que conocemos se forma fundamentalmente a partir de zooplancton y fitoplancton marino que murió y se sedimentó junto con arcillas en los fondos marinos en unas condiciones de falta de oxígeno (anoxia).
Esto hace que la materia orgánica de estos organismos no se descomponga y que sea enterrada gradualmente al continuar la sedimentación en estas cuencas marinas.
Zooplancton. Especie no identificada de copepoda. Imagen de Uwe Kils – English Wikipedia. CC BY-SA 3.0
Presión y temperatura
Con el enterramiento aumentan también la presión y la temperatura. Los sedimentos arcillosos que contienen la materia orgánica se trasforman en una roca que llamamos lutita.
Hay que imaginarse que esto en algunas ocasiones se ha producido a escala planetaria y ha generado capas de decenas o centenares de metros de espesor con porcentajes de materia orgánica que pueden superar el 10%.
Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.
En ocasiones, estos mismos procesos se han dado en lagos de gran tamaño, que atraparon cantidades importantes de materia orgánica en los sedimentos de su fondo, generando condiciones similares (más reducidas en tamaño) a las producidas en las cuencas marinas.
Cuando los contenidos en materia orgánica son altos y la roca es capaz de generar hidrocarburos, se la suele denominar informalmente roca madre (hot shale o black shale en terminología anglosajona).
El incremento de presión, pero sobre todo el de temperatura, hace que la materia orgánica (CHONP) se transforme en petróleo.
Esto ocurre en una ventana de temperaturas pequeña que va desde los 50 a los 150ºC, ya que:
Por encima (175º C), el petróleo termina desnaturalizándose y transformándose primero en gas y después en carbono.
Y por debajo de 50ºC no existe transformación.
Sondeo para la explotación de petróleo. El testigo recuperado está teñido de negro por el crudo. Imagen cedida por Israel Polonio.
Como ves, las condiciones ambientales globales y geológicas para que se formen esas rocas que contienen tanta cantidad de materia orgánica son complejas:
Anoxia en los océanos (poco oxígeno).
Alta productividad biótica (mucha vida).
Sedimentación de arcillas.
Enterramiento.
Incremento de presión y temperatura.
Sin embargo, estas situaciones las hemos tenido reiteradas veces a lo largo de la evolución del planeta (en repetidas ocasiones durante los periodos Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico).
Las condiciones para la formación de petróleo se han dado repetidas veces a lo largo de la historia de la Tierra, en el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico. Descubre cuánto abarcan estas eras en la Tabla Cronoestratrigráfica Internacional.
Y en ocasiones han afectado a gran parte del planeta al mismo tiempo; por eso hay petróleo en tantos lugares diferentes del mundo.
Las condiciones ambientales globales y geológicas favorables para la formación del petróleo se han dado muchas veces a escala planetaria. En este gráfico se puede ver la producción de petróleo en todo el mundo en el año 2019, lo que da una idea de su distribución global. Fuente de los datos: BP Statistical Review of World Energy; gráfico: https://ourworldindata.org/fossil-fuels.
Petróleo de origen vegetal
En menor cantidad también hay una serie de hidrocarburos que vienen derivados del enterramiento de materia orgánica de origen vegetal continental (árboles y similares).
El ejemplo típico: en zonas de desembocadura de ríos en deltas en las que el rio arrastra la vegetación y la acumula en zonas preferentes junto con los sedimentos del delta. Sabemos que este proceso, aunque tiene un alcance geográfico menor, también se ha producido innumerables ocasiones a lo largo de la historia del planeta.
¿En cuánto tiempo se forma el petróleo?
Es difícil saber cuánto tiempo se necesita para que tenga lugar la transformación de la materia orgánica en petróleo, ya que el tiempo geológico es un elemento que no podemos simular en un laboratorio. Pero habitualmente hablamos de cientos de miles a millones de años.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro (arriba) y bajo luz ultravioleta (abajo) en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. Imágenes proporcionadas por Israel Polonio.
– 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.
¿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 diferentesdando 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.
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.
Sin embargo, un fenómeno puntual como el impacto de un meteoritopuede 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.
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
Este 11 de diciembre queremos celebrar el Día Internacional de las Montañas visitando el macizo del Montsec, un lugar emblemático del Prepirineo para los amantes de la Geología.
El macizo se levanta entre dos depresiones, la cuenca de Tremp al norte y la cuenca de Àger al sur; haciendo de divisoria natural entre dos comarcas leridanas: La Noguera y el Pallars Jussà.
Foto 1. Vista general del macizo del Montsec con las principales cimas al fondo. Imagen de Gabriel Castilla.
El macizo del Montsec está formado por rocas de laera Mesozoica (unos 250 millones de años de antigüedad), que contienen fósiles tanto de organismos marinos como de dinosaurios.
Foto 2. Vista panorámica del Montsec de Ares (1307 m de altitud) desde el Montsec de Rubies (1667 m). Ambas cimas se encuentran separadas por el acantilado de Terradets. Imagen de Gabriel Castilla.
El macizo del Montsec es un espléndido ejemplo de relieve tectónico formado por un gran cabalgamiento.
Foto 3. Fotografía de larga exposición del Montsec de Ares. Los trazos blancos son partículas de polvo y humedad desplazadas por el viento. Imagen de Gabriel Castilla.
El cabalgamiento del Montsec es un pliegue que ha sufrido una presión tan intensa que se ha roto y se ha desplazado horizontalmente (en este caso unos 7 kilómetros) respecto del lugar donde originalmente se encontraban las capas dispuestas horizontalmente. La serie sedimentaria ha «cabalgado» sobre sí misma y se ha duplicado en la vertical. Con el paso del tiempo el relieve es erosionado, formándose los valles y acantilados que lo perfilan.
Foto 4. Acantilados del Montsec de Rubies, cuya cima supera los 1600 m de altitud. Imagen de Gabriel Castilla.
Con el lema #MountainsMatter (#LasMontañasImportan), la ONU dedica este día al «turismo sostenible en las montañas». Descubre más sobre qué ver y cómo vivir estas montañas en la web del Geoparc Orígens.
Texto, gráficos y fotografías – Ana Isabel Casado Fotografías y modelo 3D- Javier Elez
Cuando miramos el paisaje que nos rodea, tenemos delante de nuestros ojos una postal del viaje que estamos haciendo, la instantánea de «cómo son las cosas» en este momento.
Pero observando un poco más, podemos hacernos preguntas y pensar de qué manera se ha llegado a formar este paisaje, como sucede en el abanico aluvial de la Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila (fig. 1).
Fig.1: El río Garganta de Santa María a su paso por el puente de la Barranca (Candeleda, Ávila). En el momento de la fotografía, el río no lleva una gran fuerza, al contrario que cuando recibe aportes extra de agua (por ejemplo con el deshielo en las montañas de Gredos). Aún así, vemos grandes bloques de granito que han sido transportados por el agua hasta el lugar en el que se encuentran ahora. Por ello, podemos deducir que el agua transportó esos grandes bloques en momentos de mayor energía, formando el abanico aluvial de Candeleda. Fotografía de Javier Élez.
No nos cuesta imaginar que esa corriente de agua, que se oye como un susurro, aumentará su caudal en momentos de avenidas torrenciales (por tormenta o tras el deshielo) teniendo la fuerza necesaria para mover grandes bloques de piedra desde las montañas.
Así bajaba el río el 07/03/2013, tras unos días de intensa lluvia junto con el deshielo de la nieve acumulada en las cumbres de Gredos. Vídeo de Luis Blázquez.
Estos bloques de piedra se irán fragmentando y redondeado al chocar unos con otros según se desplazan aguas abajo (fig. 2).
Fig. 2: Bolos redondeados aguas abajo del río Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila. Imagen de Ana Isabel Casado.
El agua erosiona, transporta y sedimenta
El agua es una trabajadora incansable. A veces con menos fuerza y otras con más. Manteniendo en suspensión arcillas (partículas tres veces más pequeñas que el diámetro de un pelo humano) o empujando grandes bloques. O mejor dicho, todo al mismo tiempo.
A grandes rasgos, se pueden diferenciar cuatro formas de transporte del sedimento en el curso fluvial en función de su tamaño, su forma y la energía del agua (fig. 3):
Las partículas más pequeñas (habitualmente con formas laminares), las que estudiamos mejor con ayuda de los microscopios, son capaces de viajar en el agua en suspensión.
Las de tamaño intermedio, las que vemos a simple vista y nos caben en la palma de la mano, pueden moverse por saltación gracias a pequeños choques con el fondo o con otros clastos (rocas o fragmentos de roca). Esto les permite continuar su movimiento hacia delante cuando aparentemente se iban a depositar.
Con este mismo tamaño, o incluso algo más grandes, hay piedras que pueden rodar por el lecho del río gracias a que se van desgastando y van tomando formas cada vez más esféricas.
Las rocas más grandes, por lo general también las más angulosas, se mueven por arrastre pegadas al fondo del río.
Fig. 3: Representación esquemática de las formas de transporte de sedimento por corrientes fluviales. Existe una relación directa entre el tamaño del material que se transporta y la energía del agua del río. No es necesaria demasiada energía para mover sedimentos de pequeño tamaño como las arcillas ya que se encontrarán en suspensión en el agua. Partículas algo mayores se mueven por saltación, siendo necesaria más energía para que esto se produzca. Si la energía aumenta, también se pueden mover bloques mayores que, dependiendo también de su forma, pueden moverse por rodadura si son más redondeados (como si fuera un balón) o por arrastre pegados al fondo cuando tienen una forma más aerodinámica (cantos planos rodados). Figura de Ana Isabel Casado.
Cuando el río baja cargado de agua, se lleva consigo todo aquello que es capaz de mover, tanto lo grande como lo pequeño, no hace distinción. Es lo que se conoce como sedimento no seleccionado.
Según va perdiendo energía va dejando a su paso las rocas más pesadas, con las que ya no puede cargar. Por eso, cuanto más aguas arriba, más grandes son las piedras. Y es aquí donde se generan las zonas diferenciadas del abanico.
Y es que no hay que olvidar que:
El río erosiona arrancando el material a la montaña.
El río transporta moviendo el sedimento con la energía del agua.
El río también sedimenta, soltando la carga que lleva en su viaje cuando ya no tiene fuerza para transportarla más.
Paleocanales, los canales antiguos
Cuando el río se encauza, tiene un espacio que va desde el lecho hasta la superficie del agua que se conoce como espacio de acomodación (fig. 4) y que no es otra cosa que el hueco del que dispone para fluir.
Este espacio puede disminuir o rellenarse de sedimento y no dejar hueco para el agua, que debe buscar zonas más bajas por las que discurrir.
Fig. 4: El espacio de acomodación es el «hueco» que existe desde el lecho hasta la superficie del agua. Este espacio puede disminuir porque el caudal de agua sea menor y se puede ir rellenando progresivamente hasta desaparecer. En ese momento el agua buscará nuevos caminos por los que le resulte más fácil circular (generalmente con topografías más bajas), cambiando su curso. Figura de Ana Isabel Casado.
Estos procesos de relleno de canales fluviales y búsqueda de nuevos canales laterales, que en Candeleda suceden desde el Pleistoceno (2,5 millones de años), hacen que se sucedan lóbulos de sedimento de manera radial desde el ápice, como ya vimos en la entrada sobre qué es un abanico aluvial.
En Candeleda se pueden reconocer al menos 7 canales anteriores al canal actual, numerados desde el más antiguo (canal 0) al más moderno (canal 6).
En la fig. 5 se muestran estos canales coloreados en escalas de verdes en el modelo 3D del abanico aluvial de Candeleda.
Sobre el mapa geomorfológico del abanico, se ha representado la paleogeografía de los distintos depósitos que han existido en el pasado y que aún podemos reconocer.
Vemos que el canal principal migró de Este a Oeste (canales 0, 1 y 2) y posteriormente de Oeste a Este (canales 3, 4, 5 y 6) hasta ubicarse donde se encuentra activo actualmente.
Fig. 5: Modelo 3D del abanico de Candeleda con la posición de sus paleocanales (canales antiguos) numerados del 0 al 6 y el canal actualmente activo en color verde más claro. En la leyenda se pueden ver sus edades tentativas y sus relaciones temporales, ordenados del más antiguo (abajo) al más moderno (arriba) como indica la flecha rosa. Modelo 3D de Javier Élez.
Sabiendo cuál es la dinámica de este tipo de sistemas, podemos deducir que el abanico se ha formado por la sucesiva acumulación de bolos cuando el canal principal del río ha ido cambiando de posición.
Lo que vemos en el paisaje son los sedimentos de los paleocanales, los antiguos canales del río Garganta de Santa María, que el río fue abandonando hasta llegar al canal que vemos ahora activo (fig. 6).
Fig. 6: Paleocanal que aún conserva su morfología de canal a pesar de estar colonizado por plantas. Fotografía: Ana Isabel Casado.
Así que no debemos olvidar que, en los sistemas de abanicos aluviales, los lóbulos y sus canales cambian mucho de posición.
En la postal que vemos en este momento el canal del río parece estático pero, como hipotéticamente diría Galileo, «y sin embargo se mueve«.
¿Sabías que…
El prefijo Paleo- proviene de la palabra griega palaios (παλαιο) y significa «antiguo» o «muy viejo»? Es un prefijo que se utiliza muchísimo en Geología. Por ejemplo, en Paleontología, que etimológicamente significa «estudio de lo antiguo». Así que cuando leemos una palabra con el prefijo paleo- ya sabemos que nos define algo propio de tiempos pretéritos, no actual. En esta entrada se han explicado qué son los paleocanales (canales antiguos, que no funcionan actualmente como canales) y paleorrelieves (la forma que tenía la superficie del terreno en la antiguedad propia del sistema sedimentario que estaba funcionando en ese momento). Otros ejemplos de palabras con el mismo prefijo son: paleolago, paleoantropología, paleosistema, paleolítico, paleobotánica…
Bibliografía
Dabrio, C.J. y Hernando, S. (2003). Estratigrafía. Colección Geociencias. Facultad de Ciencias Geológicas UCM, Madrid. ISBN: 84-600-9887-7
Geología desde Ávila 