Eras geológicas, fósiles, datación radiométrica

Introducción

La Tierra tiene unos 4 540 millones de años (4 540 Ma). Para estudiar una historia tan larga, los geólogos la dividen en unidades de tiempo y utilizan dos herramientas fundamentales: los fósiles, que nos cuentan cómo era la vida en cada momento, y los métodos de datación, que nos permiten saber la edad de las rocas. En esta lección estudiamos los dos tipos de datación (relativa y absoluta), los fósiles y las grandes eras de la historia de la Tierra.

Los fósiles

Un fósil es un resto de un ser vivo (concha, hueso, diente, tronco) o una señal de su actividad (huellas, excrementos, huevos, madrigueras) que se ha conservado en las rocas. La fosilización es un proceso poco frecuente: el organismo debe quedar enterrado rápidamente por sedimentos, lejos de los descomponedores, y sus partes duras son reemplazadas poco a poco por minerales. Por eso casi todos los fósiles aparecen en rocas sedimentarias.

Los fósiles sirven para:

• Conocer la evolución de los seres vivos.
• Reconstruir los ambientes del pasado: un fósil de coral indica un mar cálido y poco profundo.
• Datar las rocas. Los fósiles guía son los de especies que vivieron poco tiempo pero en zonas muy amplias; si los encontramos, sabemos la época en que se formó la roca. Ejemplos: los trilobites (Paleozoico), los ammonites (Mesozoico) y los numulites (Cenozoico).

Datación relativa

Ordena los acontecimientos geológicos (cuál ocurrió antes y cuál después) sin dar una edad en años. Se basa en unos principios:

• Superposición de estratos (Nicolás Steno, siglo XVII): en una serie de estratos que no ha sido alterada, los inferiores son más antiguos que los superiores.
• Horizontalidad original: los sedimentos se depositan en capas horizontales; si los estratos aparecen plegados o inclinados, se deformaron después.
• Relaciones de corte: una falla o una intrusión de magma es más moderna que las rocas a las que corta.
• Sucesión faunística: los fósiles aparecen en un orden determinado, de modo que estratos con los mismos fósiles guía tienen la misma edad.

Datación absoluta o radiométrica

Permite conocer la edad de una roca o de un resto en años. Se basa en la desintegración radiactiva: algunos isótopos inestables (isótopo padre) se transforman de forma espontánea en otros estables (isótopo hijo) a un ritmo constante. El periodo de semidesintegración (o vida media en el lenguaje habitual) es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos del isótopo padre. Tras un periodo queda 1/2; tras dos, 1/4; tras tres, 1/8; y así sucesivamente.

Midiendo la proporción entre isótopo padre e hijo en una muestra se calcula cuántos periodos han pasado y, por tanto, su edad.

Las eras geológicas

La historia de la Tierra se divide en eones, eras, periodos y épocas. Los límites entre ellos suelen coincidir con grandes cambios en los seres vivos, como las extinciones masivas. Las fechas son aproximadas, según la escala de la Comisión Internacional de Estratigrafía.

• Precámbrico (de 4 540 a unos 539 Ma; en realidad agrupa varios eones, pero se estudia como la primera gran etapa): casi el 90 % de la historia del planeta. Se forman la corteza, los océanos y la atmósfera. Aparecen los primeros seres vivos, procariotas, hace unos 3 500 Ma; las cianobacterias liberan oxígeno a la atmósfera; después surgen las células eucariotas y, al final, los primeros organismos pluricelulares (fauna de Ediacara).
• Paleozoico (539-252 Ma): «explosión cámbrica» de la vida animal; trilobites, primeros peces, plantas y animales que colonizan la tierra firme, grandes bosques de helechos (origen del carbón), anfibios y primeros reptiles. Se forma Pangea. Termina con la mayor extinción masiva conocida, en la que desapareció la gran mayoría de las especies marinas.
• Mesozoico (252-66 Ma): la «era de los reptiles». Dominan los dinosaurios; aparecen los mamíferos, las aves y las plantas con flor; abundan los ammonites. Pangea se fragmenta. Termina con la extinción de hace 66 Ma, relacionada con el impacto de un asteroide en Chicxulub (México), en la que desaparecieron los dinosaurios no avianos y los ammonites.
• Cenozoico (66 Ma-actualidad): diversificación de mamíferos y aves; se forman los Alpes, los Pirineos y el Himalaya; glaciaciones en el Cuaternario. Nuestra especie, Homo sapiens, aparece hace unos 300 000 años.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Datación con carbono-14. Un hueso conserva el 25 % del carbono-14 que tenía cuando el animal estaba vivo. ¿Qué edad tiene?

• 100 % → 50 % (1 periodo) → 25 % (2 periodos).
• Edad = 2 × 5 730 años = 11 460 años.

Ejemplo 2. Datación de una roca volcánica. Una roca conserva 1/8 del potasio-40 original. ¿Qué edad tiene?

• 1 → 1/2 → 1/4 → 1/8: han pasado 3 periodos.
• Edad = 3 × 1 250 Ma = 3 750 millones de años (Precámbrico).

Ejemplo 3. Datación relativa. En un corte hay tres estratos horizontales: A (abajo), B (en medio) y C (arriba), y una falla que corta A y B pero no C. Por superposición, el orden de formación es A, B, C. Por las relaciones de corte, la falla es posterior a B y anterior a C. Secuencia: A → B → falla → C.

Ejercicios