Objetivo General

Estudiar el planeta Tierra: conocer su origen, su evolución, sus recursos y la interacción entre procesos ambientales y biológicos a lo largo de su historia.

Introducción a la Geología

La Geología es la ciencia que se ocupa del estudio del medio físico, de los procesos, fenómenos y productos naturales que acontecen en el planeta Tierra. Intenta además ordenar cronológicamente los distintos acontecimientos naturales de acuerdo con sus edades.

A finales del siglo XVIII fue cuando se propuso el término geología para describir el estudio de la historia de la Tierra.

Primeras Especulaciones Acerca del Origen de la Tierra

• Athanarius Kircher (1602-1680): En su obra Mundus Subterráneus (1665) sugería que en el interior de la Tierra existía un gran «Fuego interno».
• Nicolás Steno (1638-1686): En De sólido intra solidum naturaliter contento al estudiar la región de Toscana diseñó un diagrama donde se reflejaba la disposición de estratos observándose que la capa más antigua era la más profunda, cubierta por capas sucesivamente más modernas.
• Teorías Diluvistas (finales del siglo XVII): Thomas Burnet (1635-1715), John Woodward (1665-1722) y Willian Whiston (1667-1752).
• Neptunismo: Abraham Gottlob Werner (1749-1817).
• Plutonismo: James Hutton (1726-1797) en su Theory of the Earth (1788) hablaba de:
  • Un calor interno que consolidaba los estratos.
  • Existencia de continuos ciclos geológicos y, en consecuencia, de una uniformidad en la actividad de los agentes físicos.
  • La necesidad de atribuir a la Tierra una edad indefinida, rozando con la eternidad.
  Estas ideas (b y c) coinciden con una concepción uniformista o de uniformitarismo que se considera la precursora del actualismo de Lyell.
• Vulcanismo: Teoría que afirmaba que ciertas rocas que se encontraban cerca de los volcanes (como los basaltos) provenían de las corrientes de lava emitidas por los volcanes.

Teoría Geológica Uniformista de Lamarck

Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829)

• Ideas sobre la evolución y se le considera el fundador de la Paleontología de invertebrados.
• Consideraba que en la Tierra se dan cambios constantes pero de una lentitud excesiva en relación con la duración de una vida humana.

Catastrofistas

• Charles Bonnet (1720-1793): Opinaba que la Tierra había pasado por «revoluciones» graduales que actuaban de siglo en siglo (debidas al mar, volcanes, terremotos, etc.) y «revoluciones» generales que habían cambiado enteramente la faz de la tierra.
• Georges Cuvier (1769-1832): Observó que en todos los terrenos geológicos aparecían fósiles marinos (incluso a altitudes elevadas), esto probaba que la cuenca oceánica había cambiado en extensión o situación.
• Teoría Fluvialista de Delamétherie: Jean Claude Delamétherie (1743-1817) fue uno de los primeros en oponerse al catastrofismo cuveriano, considerando que los cambios producidos en la superficie terrestre se debían a operaciones lentas y continuas del mar. Pensaba que el agua del mar se había retirado poco a poco por desaparición en cavernas interiores, y en parte por acumulación de sedimentos. Explicaba las capas alternas de fósiles marinos y de agua dulce considerando que se trataba de restos arrastrados por los ríos hasta el mar. Aceptaba el hecho de que se hubiesen producido catástrofes pero éstas las consideraba particulares y dependientes de causas locales.
• El Actualismo Geológico de Constant Prevost: Prevost (1787-1856) afirmaba que estudiando las causas que operan en la actualidad en la superficie terrestre y los efectos que producen hoy podríamos analizar las causas y efectos en el pasado. Desde este punto de vista afirma que no es necesario recurrir a catástrofes, para explicar la historia de la Tierra sino que los cambios, según él, fueron graduales y que las variaciones de los fósiles no corresponden más que a adaptaciones, en cada momento, a la situación reinante.

El Uniformismo Geológico

• El comienzo de la aplicación definitiva del «principio de uniformidad» en las ciencias geológicas se debe a Charles Lyell (1797-1875). Tras estudiar el macizo central francés, observó ciertos depósitos de fósiles de 1mm de potencia en un conjunto de más de 200 m y publicó el libro Principles of Gology (1830-1833), donde atribuía todos los cambios ocurridos a lo largo de la historia de la Tierra a la acción lenta de procesos geológicos en el pasado idénticos a los actuales. Además defendía que esos procesos eran esencialmente uniformes en intensidad.

Principio de Uniformismo

• El principio de uniformismo que los procesos geológicos observados en la operación que modifican la corteza terrestre en la actualidad ha trabajado en forma muy similar a lo largo del tiempo geológico. Un principio fundamental de la geología avanzado el siglo 18 por el médico escocés y geólogo James Hutton, es que «el presente es la clave del pasado». En palabras de Hutton: «la historia de nuestro planeta debe ser explicado por lo que se puede ver que está sucediendo ahora.»

Teorías Orogénicas

Explican los procesos implicados en la formación de los orógenos o cordilleras. Pueden ser:

• Fijistas o Verticalistas: Suponen que la elevación, y por tanto las fuerzas verticales son la causa inicial de la orogenia.
• Movilistas u Horizontalistas: La elevación es a causa de movimientos horizontales de los continentes.

Teorías Fijistas

A) Geosinclinal

Las bases de la Teoría Geosinclinal fueron establecidas en la segunda mitad del siglo XIX por el geólogo neoyorquino James Hall, en un trabajo famoso acerca de las formaciones paleozoicas de los Apalaches. Según él, los geosinclinales corresponderían a extensas zonas de sedimentación marina de poca profundidad, en las que ocurriría subsidencia lenta y cuya profundidad máxima corresponde a una línea central que es el eje de la depresión.

B) Teoría de la Oceanización

Beloussov, explica la naturaleza basáltica de los magmas del manto. Grandes masas de material basáltico invadirían la corteza continental, y los granitos serían englobados en la roca basáltica, que se hundiría formándose una nueva cuenca oceánica en el lugar donde antes había un continente. El mecanismo orogénico consiste en la elevación de los bordes de la cuenca hundida, que formarán una cadena montañosa.

C) Teoría de la Undación

Van Harman, las montañas se forman en dos fases: 1) Ascenso de magmas graníticos que abomban la corteza. 2) Deslizamientos y mantos de corrimiento por efecto del abombamiento. Esta teoría no explica el origen de la energía con la que se levantan y deforman las rocas ni tampoco la naturaleza de los magmas.

Teorías Movilistas

A) Deriva Continental

Alfred Wegener (1915)

• Propuso que los continentes en el pasado geológico estuvieron unidos en un supercontinente de nombre Pangea, que posteriormente se habría disgregado por deriva continental.
• Las pruebas en que se basó para elaborar esta teoría fueron:
  1. Geográficas.
  2. Geológicas y estratigráficas.
  3. Paleoclimáticas.
  4. Paleontológicas.
  5. Biogeográficas.
• En 1937, el geólogo sudafricano Alexander Du Toit publicó una lista de diez líneas de evidencia a favor de la existencia de dos supercontinentes, Laurasia y Gondwana, separados por un océano de nombre Tethys el cual dificultaría la migración de floras entre los dos supercontinentes Gondwana oeste y este.

B) Teoría de la Tectónica de Placas (Hess, Vine, Mattheus, 1962)

En 1959 Gutemberg publica un estudio detallado de propagación de las ondas sísmicas, se sabía que la velocidad de dichas ondas aumenta al aumentar la rigidez de las rocas. En el manto encontró una zona de baja velocidad de dichas ondas llamada astenosfera, que presentaba una rigidez mucho menor que la capa rocosa superior la litosfera. Con estos hallazgos dijo que la litosfera se rompe por efecto de esfuerzos que se le aplican desde la astenosfera. Además la litosfera es una capa frágil y por tanto discontinua. Placa litosférica es una porción sólida y rígida formada por litosfera, su profundidad puede ser de unos 100 km, que flotan sobre la astenosfera. Esta teoría se basa en los siguientes puntos:

1. La superficie terrestre, está dividida en placas litosféricas.
2. La tectónica sería una consecuencia del movimiento de las placas litosféricas, de tal forma que el movimiento de una repercute en las demás.
3. El movimiento de las placas se debe a células convectivas que van a lo largo del manto hasta la astenosfera.
4. La corteza oceánica se forma en las dorsales oceánicas, y se destruye en las fosas oceánicas.

Pruebas de la Tectónica de Placas

Esta teoría toma como suyas las pruebas de la deriva continental, y además aporta otras basadas en los avances tecnológicos, estas últimas son:

• Cartografía de los Fondos Oceánicos: Muestra la existencia de dorsales oceánicas y fosas marinas.
• Lavas Almohadilladas: En los rifts, o depresiones de las dorsales oceánicas, lo que prueba que de allí surgen las rocas incandescentes de tipo basáltico que forman la corteza oceánica.
• Edad de las Rocas de los Fondos Marinos y su Distribución: Las rocas de la corteza oceánica son mucho más jóvenes que las rocas de la corteza continental. Las rocas más próximas a la dorsal son más jóvenes, y la edad máxima es de 180 m.a.
• Bandeado Magnético: La corteza oceánica presenta una serie de bandas magnéticas paralelas y simétricas con respecto a la dorsal. Su orientación es alternativamente coincidente y opuesta con el campo magnético actual.

Elementos de una Placa: Dorsales

• Son grandes cordilleras oceánicas interrumpidas en su continuidad por unas fallas llamadas transformantes.
• Formadas por la salida de magmas basálticos procedentes del manto, que abomban y fracturan la corteza.
• Son zonas de gran actividad sísmica y volcánica.
• Son las zonas donde se forma la corteza oceánica (bordes constructivos).

Zonas de Subducción

• Zonas donde una placa litosférica se hunde debajo de la otra (subducción), cuando ambas convergen.
• Se conocen como bordes destructivos, son zonas de alta actividad sísmica y volcánica.

Tipos de Placas

• Placas continentales (35-40 km).
• Placas oceánicas (5-10 km).
• Placas con corteza oceánica y continental.

Tipos de Bordes y Formación de Orógenos

1. Una placa oceánica subduce bajo otra placa oceánica: se forman los llamados arcos islas.
2. Una placa oceánica subduce bajo otra placa continental con borde oceánico: se forman arcos islas con mar interior (Japón).
3. Una placa oceánica subduce bajo otra placa continental: se forman las cordilleras perioceánicas (Andes).
4. Una placa continental choca con otra placa continental: se forman los orógenos de colisión (Himalaya).

Subdivisiones Mayores de la Geología

Las subdivisiones de la geología son las siguientes:

• Geognosia.
• Geología Física o Geodinámica.
• Geología Histórica.
• Geología Aplicada.

Ramas de la Geognosia

(Agrupa las ramas que estudian la estructura, composición y génesis de la materia mineral y sus combinaciones)

• Cristalografía.
• Mineralogía.
• Petrología.
• Geoquímica.

Ramas de la Geodinámica o Geología Física

(Analiza los cambios: los fenómenos, estados y formas que llevan a la continua y progresiva transformación del planeta. Estos procesos son internos y externos en función de las fuentes principales de energía que producen esos cambios.)

Geodinámica Interna

Estudia los procesos desencadenados por la acción conjunta de la energía almacenada en el interior de la Tierra y la acción de su campo gravitatorio. Se divide en las siguientes disciplinas:

• Sismología.
• Vulcanología.
• Geología estructural.

Geodinámica Externa

Estudia los procesos desencadenados en la superficie terrestre a causa, fundamentalmente, de la desigual distribución de la energía solar.

• Geomorfología.
• Geología del cuaternario.
• Hidrogeología.

Ramas de la Geología Histórica

• Disciplinas que investigan la sucesión de los episodios geológicos que definen la historia de nuestro planeta.
• Estratigrafía.
• Sedimentología.
• Paleontología.

Ramas de la Geología Aplicada

• División de la geología que muestra de forma más clara la funcionalidad de las investigaciones geológicas. Sirve de soporte técnico muchas veces a la investigación de otras ramas geológicas.
• Geofísica.
• Geotecnia.
• Minería.
• Geología del petróleo.
• Geología ambiental.