el tiempo en geología - aragosaurus 001...las variaciones en los contenidos de isótopos...

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación con fósiles: bioestratigrafía 4. Principio de simultaneidad de eventos 5. Correlación con eventos magnéticos: Magnetoestratigrafía 6. Geocronología : métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas El tiempo en Geología

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Page 1: El tiempo en Geología - Aragosaurus 001...Las variaciones en los contenidos de isótopos radiactivos son cada vez menores: la fiabilidad del método es cada vez menor cuanto mayor

1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación con fósiles: bioestratigrafía 4. Principio de simultaneidad de eventos 5. Correlación con eventos magnéticos: Magnetoestratigrafía 6. Geocronología : métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

El tiempo en Geología

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Los geólogos tratamos de reconstruir la historia del Planeta Tierra a partir del estudio de la litosfera terrestre...

Los estratos... páginas del libro donde está escrita la historia de la Tierra... aunque es un registro incompleto, con

caracteres emborronados... la información requiere ser

ordenada antes de ser interpretada...

Estudiar la historia requiere un calendario... entre las

grandes contribuciones de la Geología al conocimiento

humano se encuentra la ESCALA DE TIEMPO GEOLÓGICO y el decubrimiento de que la historia de la Tierra es

extraordinariamente larga....

ESTRATIGRAFÍA: término acuñado por D’Orbigni 1852

Del latin stratum y del griego graphia; Parte de la Geología que se encarga del estudio de

las rocas sedimentarias (estratificadas)

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� Atmósfera � Hidrosfera �  Biosfera �  Litosfera (capa superficial y manto

superior) � Manto � Núcleo

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Ionosfera

Presion atmosférica: Torricelli

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4-40 km, capa exterior o corteza dividida en:

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Los geólogos pioneros... observaron el registro rocoso con una dimensión

histórica y fueron enunciando una serie de

PRINCIPIOS BÁSICOS sobre los que se sustentaban sus observaciones...

Hutton (1726-1797) se considera el

fundador de la geología moderna: considera a la Tierra como un cuerpo

cambiante, en el que unas rocas proceden

de la erosión de otras previas... factor tiempo...

Sus ideas (uniformismo) chocan con la

Geología oficial, dominada por el catastrofismo, influido por el relato bíblico:

los fenómenos geológicos son casi

instantáneos (diluvio universal)

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• Geocronología: parte de la Geología que trata de las

determinaciones de la edad de los procesos geológicos

registrados

La ordenación temporal puede realizarse:

* De forma relativa (qué es antes, qué es después):

Geocronología relativa, a partir de la aplicación de

principios básicos...

1.Principio de SUPERPOSICIÓN DE LOS ESTRATOS

2. Principio de correlación paleontológica: BIOSTRATIGRAFÍA,

3. Principio de la SIMULTANEIDAD DE EVENTOS

4. MAGNETOESTRATIGRAFÍA

* Conociendo la magnitud del intervalo de tiempo

transcurrido desde que ocurrió un fenómeno respecto al

momento actual (edad absoluta): Geocronología

absoluta

5. METODOS RADIOMÉTRICOS

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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• Fue enunciado en 1669 por Steno y difundido sobre todo por Hutton (1788)

• Establece que

en una sucesión normal de estratos, los estratos

que ocupan la posición inferior en una sucesión

estratigráfica son los más antiguos - Es consecuencia de la ley de la gravedad: la

carga sedimentaria tiende a desplazarse

hacia los lugares topográficamente más bajos - El orden de la superposición revela el orden

de depósito y cada intervalo de tiempo queda registrado por un estrato, de manera

que una sucesión estratigráfica registra un

lapso de tiempo ordenado según la vertical

PRINCIPIO DE LA SUPERPOSICIÓN DE LOS ESTRATOS

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En una sucesión normal de estratos los estratos que ocupan la posición inferior en una sucesión

estratigráfica son los más antiguos

Algunas excepciones de este principio:

Perturbaciones tectónicas

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Algunas excepciones de este principio: terrazas fluviales encajadas

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PRINCIPIOS DERIVADOS

1- Horizontalidad

original (Steno, 1669)

• La disposición de los

estratos en el momento de

la sedimentación debió ser horizontal o próxima a la

horizontal

• La fuerte inclinación que

presentan algunos

estratos o paquetes de

estratos está causada por perturbaciones

posteriores a la

sedimentación, básicamente

deformaciones tectónicas

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Excepciones al principio de la horizontalidad original La sedimentación con frecuencia tiene lugar más bien en sentido lateral (acreción lateral,

progradación), que vertical (agradación): Ejemplo: frente deltaico

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Excepciones al principio de la horizontalidad original:

La estratificación cruzada,

consecuencia de la sedimentación

producida bajo acción de corrientes

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PRINCIPIOS DERIVADOS

2- Relaciones de corte oblicuo

(Hutton, 1788)

• Lo que corta o atraviesa es posterior a lo que es cortado o atravesado

• Este principio es fundamental para

establecer la cronología de eventos entre sí

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PRINCIPIOS DERIVADOS

3- Fragmentos incorporados

la inclusión de fragmentos de rocas o de

fósiles en un estrato señala que su edad debe ser anterior o como mucho

coetánea (a la escala geológica) con la de

su inclusión en el estrato

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Excepciones al principio de los fragmentos incorporados: Rellenos de cavidades por sedimento más moderno

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�  ¡No todo es lo que parece!

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Ejemplo de datación relativa

de los eventos

geológicos...

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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BIOESTRATIGRAFÍA

Se basa en el Principio de la sucesión faunística o

de la correlación paleontológica

Fósiles característicos, deben:

- existir durante un tiempo relativamente corto:

rápida evolución

- amplia distribución geográfica: cierta

independencia del medio

- encontrarse abundantemente en las rocas: abundancia inicial más preservación

• Constituye uno de los sistemas más accesibles y

aplicables de datación relativa aplicable a las

sucesiones estratigráficas

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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• Eventos: fenómenos “raros”, pero geológicamente comunes, que se

superponen a los fenómenos “normales”;

- Magnéticos: ej. inversiones del campo magnético de la Tierra

- Climáticos: ej. huracanes, ciclos astronómicos (glaciaciones)

- Volcánicos: ej. niveles de cenizas

-Sísmicos: grandes seismos y tsunamis que

pueden quedar reflejados en depósitos

intercalados entre los de “sedimentación normal”

- Cósmicos: impactos de meteoritos

“Los eventos, sean de carácter gradual o catastrófico, pueden considerarse

instantáneos a la escala del tiempo

geológico”

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Duración Proceso

segundos Impacto de meteorito o cometa

minutos-horas Tormentas y tsunamis

días Erupciones volcánicas

semanas Inundaciones

meses Cambios estacionales

100-100.000 años Cambios climáticos globales

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• El reconocimiento de los eventos en el registro estratigráfico constituye un excelente criterio de

correlación a escala de cuenca, a veces a escala mundial,

y la base de una Estratigrafía de alta resolución

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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PALEOMAGNETISMO

• Existen minerales magnéticos

(magnetita, hematites, etc., de Fe y

Mn) que tienen la propiedad de

adquirir y retener una magnetización

por la acción del campo magnético

externo

• Los minerales magnéticos existentes

en la roca se orientan según el campo

magnético reinante durante el

depósito o previo a la consolidación

de la roca, permaneciendo dicha

orientación estable aunque

desaparezca o cambie el campo

magnético: magnetismo remanente

• No obstante, puede existir

sobreimpuesta una magnetización

secundaria más moderna

(remagnetización), que puede

oscurecer la magnetización

remanente

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• El estudio de la magnetización remanente en las rocas permite reconocer variaciones:

- de la inclinación magnética: ángulo respecto a la horizontal de las líneas de flujo del campo magnético

- el tipo de polaridad (normal vs inversa)

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Métodos no radiométricos o no radiactivos

• Existe inversión magnética de los polos cada cierto tiempo:

-polaridad normal (disposición actual de los polos magnéticos): las líneas de flujo van desde el polo sur

geográfico hacia el polo norte geográfico

-polaridad inversa: las líneas de flujo van desde el polo norte geográfico hacia el polo sur geográfico

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• La Magnetoestratigrafía es la rama de la Estratigrafía que estudia las características magnéticas de las rocas

estratificadas:

tiene como objetivo la obtención de la escala

cronoestratigráfica (magnetocronoestratigráfica)

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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• Los elementos químicos pueden presentar en su estructura atómica igual número de

electrones y protones, pero diferente de

neutrones: isótopos

-Si el número de neutrones es estable (no varía

con el tiempo), los isótopos son estables

13C, 12C, 18O, 16O, 34S, 87Sr, 2H

-Si el número de neutrones varía con el tiempo

los isótopos son inestables o radiactivos y se

desintegran emitiendo radiaciones α, β o γ 14C, 234U, 230Th, 40K, 87Rb

Nº atómico= nº de protones

Nº másico= nº de protones + neutrones

• El dilema de la magnitud del tiempo en Geología no se resolvió hasta que no se descubrieron los métodos de

datación radiométricos

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Las técnicas radiométricas se basan en dos hechos:

1) un isótopo radiactivo inicia su desintegración:

- en el momento de formación de la roca:

ej.: solidificación de la roca rocas ígneas

- desde la sedimentación:

desde que el sedimento deja de estar en contacto con la atmósfera o la hidrosfera

2) la desintegración de los isótopos inestables es irreversible, y cada elemento tiene su

velocidad de desintegración:

- constante (se puede medir

experimentalmente)

- de magnitudes absolutas determinadas según el elemento

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• Se llama periodo de semidesintegración o vida media de un elemento radiactivo al tiempo necesario para que su concentración inicial se reduzca a la mitad

Las variaciones en los contenidos de isótopos radiactivos son cada vez menores: la fiabilidad del método es cada vez menor cuanto mayor es el tiempo transcurrido

• La determinación de la edad absoluta

de una roca (edad radiométrica o

isotópica) se hace mediante la aplicación de la fórmula:

t = 1/λ x Logn (1+H/P)

λ =indice de desintegración propia de

cada elemento

P = nº de átomos del elemento padre

que quedan en la roca

H = nº de átomos del elemento hijo resultantes de la desintegración que

podemos medir en la roca

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1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

Tema 10 El tiempo en Geología

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• Las primeras divisiones de tiempo relativo se establecieron en el siglo XVIII (Moro, Arduino, Lehmann, Wener):

delimitación de grandes conjuntos de materiales con diferente

grado de deformación y diferente litología y contenido fósil...

Se definieron los materiales (eratemas) correspondientes a las

diferentes eras del Fanerozoico... el Paleozoico (vida antigua),

Mesozoico (vida media) y Cenozoico (vida nueva)

• A finales del siglo XIX se definen la mayoría de los sistemas

dentro de las tres eras del Fanerozoico, que están referidos siempre a un área tipo

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Tabla tiempo 2004

Gradstein et al., 2004 A Geological Time Scale

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Para el próximo día: elegir los trabajos