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EL TIEMPO EN GEOLOGÍA
María del Carmen Cabrera SantanaFrancisco José Pérez Torrado
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
1. DEFINICIONES BÁSICAS
Tiempo físico y tiempo geológico
Cronología absoluta y relativa
2. MÉTODOS DE DATACIÓN
Estratigráficos
Biológicos
Estructurales
Físicos y geofísicos. Las edades radiométricas
3. LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
Criterios
Problemas de límites
EL TIEMPO EN GEOLOGÍA
1 - TIEMPO GEOLÓGICO Y TIEMPO FÍSICO
2 – CRONOLOGÍA ABSOLUTA Y RELATIVA
RELATIVAS: proporcionan relaciones entre procesos
ABSOLUTAS: proporcionan edades numéricas
MÉTODOS DE DATACIÓN:Sistemas que permiten establecer relaciones de tiempo entre los diferentes procesos geológicos
MÉTODOS ESTRATIGRÁFICOS
– Principio de superposición de los estratos
– Varvas glaciolacustres Validez: últimos milenios
MÉTODOS DE DATACIÓN
– Los fósilesBioestratigrafía – BiozonaFósil Guía NIVEL-GUIA
Validez: 3000 Ma
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOSILIZACIÓN:1- Mecanismo rápido de enterramiento2 - Individuos más desarrollados de una especie3 - Condiciones ambientales 4 - Condiciones físico-químicas
5- Mezcla de fósiles y transporte de restos fósiles
- Mar - Ambientes reductores- Tierra - Ambar- Hielo
MÉTODOS BIOLÓGICOS (I)
MÉTODOS DE DATACIÓN
Figuras tomadas de Anguita (1988)
MÉTODOS BIOLÓGICOS (II)
MÉTODOS DE DATACIÓN
– Los ritmos biológicos• Dendrocronología
• Anillos de crecimiento de los corales
• Relojes moleculares: ADN y proteínas
Validez: PaleozoicoDía cámbrico (21 horas) Día actual (24 horas)
Año: 418 días Año: 365 días
Validez: Últimos milenios
– Relaciones tectónicas o magmáticas
– Densidad de cráteres
Consiste en aplicar los principios básicos de la geología
Saturación de cráteres y edad de retención de cráteres
MÉTODOS ESTRUCTURALES (I)
MÉTODOS DE DATACIÓN
DENSIDAD DE CRÁTERES
Figuras tomadas de Anguita (1988)
MÉTODOS ESTRUCTURALES (II)
MÉTODOS DE DATACIÓN
– Exposición de los rayos cósmicos
– Huellas de fisión
U238
Núcleo 96
Núcleo 140
Se mide la edad según la cantidadde huellas por unidad de superficiedivididas por la concentración deUranio.Las huellas se borran si el minerales sometido a altas temperaturas.
A igual concentración de Uranio, el mineral será más antiguo cuantas más huellas tenga.
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:RAYOS CÓSMICOS Y HUELLAS DE FISIÓN
MÉTODOS DE DATACIÓN
– Basado en el cambio de polaridad del campo magnético terrestre,que tiene lugar de forma rápida (5000 años)
– Unidades:
EXISTE UNA ESCALA MAGNETOESTRATIGRÁFICA MUNDIAL, CONSTRUIDA SINTETIZANDO DATOS
LOCALES.
• Cron de polaridad (>100.000 años)• Subcron de polaridad (10.000-100.000 años)• Excursión (uno a varios milenios)
Polaridad normal (como la actual)Polaridad invertida (opuesta a la actual)
Validez: desde hace 180 Ma
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:PALEOMAGNETISMO (I)
MÉTODOS DE DATACIÓN
Figu
ra to
mad
a de
Jor
dá(1
998)
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:PALEOMAGNETISMO (II)
MÉTODOS DE DATACIÓN
Validez: todas las edades
– Se basa en la radiactividad
– Condiciones necesarias para que un elemento radiogénico seautilizable:
• Que sea común• Que su vida media sea congruente con la edad a medir• Que el elemento hijo se pueda distinguir del mismo isótopo yapresente en el mineral.
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (I)
MÉTODOS DE DATACIÓN
ESPECTROFOTÓMETRO
Figuras tomadas de Anguita (1988)
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (II)
MÉTODOS DE DATACIÓN
Elementos padre que quedan en el momento
de la medida en el laboratorio
Elementos padre a tiempo t0
N0 N
N = N0 e-λt
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (III)
MÉTODOS DE DATACIÓN
CONSTANTE DE DESINTEGRACIÓN (λ):-Probabilidad de que un elemento padre setransmute en un tiempo determinado.-Característico de cada elemento.
Vida Media o Periodo de Semidesintegración (t1/2):Tiempo en que un conjunto de átomos se reduce a la mitad
ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA GEOCRONOLOGÍA:
T1/2= ln 2 /λ = 0.693/λ
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (IV)
MÉTODOS DE DATACIÓN
– Método tradicional
– Método de la isocrona
t = - 1/λ (BY/BNR) - RIPAx/BNR
xx
BY/BNR
Ax/BNR
RIP
ISOCRONA
x
y
t = - 1/λ x/y
Ax= elemento padreBY= elemento hijoBNR = isótopo no radiogénico de BRIP = Relación isotópica primordial RELACIÓN ISOTÓPICA
PRIMORDIAL:Cantidad de átomos hijo que hay en cada mineral antes de la desintegración.
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (V)
MÉTODOS DE DATACIÓN
ALGUNOS MÉTODOS DE DATACIÓN RADIACTIVA
Tabla tomada de Anguita (1988)
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (VI)
MÉTODOS DE DATACIÓN
El K-Ar
11,2% 40K → 40Ar
88,8% 40K → 40Ca estable
Atmósfera40Ar = 99,60%, 38Ar = 0,063% y 36Ar = 0,337%
40Arrad = 40Artot - 40Aratm
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (VII)
MÉTODOS DE DATACIÓN
EL CARBONO-14
Figura tomada de Anguita (1988)
MÉTODOS FÍSICOS Y GEOFÍSICOS:EDADES RADIOMÉTRICAS (VIII)
MÉTODOS DE DATACIÓN
LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
Establecimiento del Calendario
•Criterios tectónicos, sedimentológicos y paleontológicos
•Jerarquía de divisiones estratigráficas:
Eonotema ⊂ Eratema ⊂ Sistema ⊂ Serie ⊂ Piso ⊂ Zona
•Jerarquía de divisiones temporales
Eón ⊂ Era ⊂ Periodo ⊂ Época ⊂ Edad ⊂ Cronozona
LA TIERRA TIENE 4550 ±70 MILLONES
DE AÑOS
COMPARACIÓN ESCALA GEOLÓGICA-ESCALA HUMANA
Figuras tomadas de Anguita (1988)
LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
Tabla tomada de Anguita (1988)
VARIAS ESCALAS ESTRATIGRÁFICAS
LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
Problemas y posibilidades:
• La división del Precámbrico• Problemas de límites• El Cuaternario
EL CALENDARIO ACTUAL
LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
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LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
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http://tierra.rediris.es/aequa/
(versiones 2007 y 2009)
LA ESCALA ESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL
PROBLEMAS:EL CUATERNARIO
MARCAS DE LÍMITES
Estratotipo:
secuencia estratigráfica específica utilizada para la definición y/o caracterización de la unidad estratigráfica o límite que se está definiendo.