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Ejercicio: datación relativa de los eventos geológicos del bloque diagrama “c”
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Ejercicio: datación relativa de los
eventos geológicos del
bloque diagrama “c”
¡Comahuesaurus! ¡es el noveno dinosaurio que describe el grupo aragosaurus!
1. Introducción
2. Principio de superposición de los
estratos
3. Principio de correlación con
fósiles: 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
• Los fósiles son restos de vida del pasado, incluidos en los
sedimentos y rocas sedimentarias.
• El estudio de los fósiles corre a cargo de la PALEONTOLOGÍA
• Los fósiles: (1) ayudan a conocer las formas vivas que
existieron en un tiempo determinado, (2) permiten reconstruir
las condiciones ambientales del pasado, (3) pueden ser
indicadores cronológicos importantes (básicos para
CORRELACIONAR)
CORRELACIÓN
“Emparejamiento de rocas de edad similar que estén
localizadas en zonas diferentes”
Correlación física: seguimiento de capas a partir de
afloramientos continuos...
Principio de sucesión faunística (Smith s. XVIII)
CORRELACIÓN PALEONTOLÓGICA
• Smith, 1796: estratos de la misma edad en lugares distintos
contienen los mismos fósiles
• Se basa en el hecho de que la evolución biológica es un
proceso universal, unidireccional y no repetible puesto que
cada especie ha vivido en el pasado durante un intervalo de
tiempo concreto y no vuelve a aparecer
• El principio es válido cuando se trata de fósiles que tienen
una rápida evolución en el tiempo y una amplia repartición
espacial
Por ejemplo, estas condiciones:
• Las cumplen los ammonites: organismos marinos
nectoplanctónicos de rápida evolución y amplia repartición
geográfica
• Las cumplen los roedores: organismos terrestres de rápida
evolución
•No las cumplen determinados foraminíferos bentónicos: cuya
evolución y extensión depende fuertemente de las
condiciones ecológicas del medio http://www.landforms.eu/orkney/Fossils/Crossoperigians.htm
BIOESTRATIGRAFÍA
Se basa en el Principio de la sucesión faunística
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
Castillomys, Allophaiomys nutiensis, Jacobea, Asoriculus gibberodon, Crocidura aff. kornfeldi, Beremendia fissidens de los niveles inferiores de la Sima del Elefante…
Su última aparición en Europa es en el Pleistoceno inferior de Casablanca 1, Fuente Nueva 3 y otros yacimientos datados en alrededor 1,0 a 1,5 Millones de años
•La correlación paleontológica se hace en áreas biogeográficamente comparables, en
donde el posible intercambio de organismos entre ellas es suficientemente rápido e
intenso...
FUE LA BASE PARA ESTABLECER LAS PRIMERAS DATACIONES y correlaciones EN GEOLOGÍA
• A la escala de tiempo geológico, la
aparición o desaparición de un fósil
característico es considerada como
isócrona,
... puede tener validez en la correlación a
nivel regional o incluso mundial
• A partir de la distribución de diferentes
especies de fósiles en el registro
estratigráfico se delimitan unidades
(volúmenes de estratos) con características
biológicas propias
... unidades bioestratigráficas, que
representan intervalos de tiempo sucesivos
Unidades formadas por
conjuntos de estratos
con características afines
(unidades litoestratigráficas)
Conjuntos de estratos caracterizados
por su contenido fósil
(unidades bioestratigráficas)
Unidades cronoestratigráficas
con referencia temporal
a nivel mundial
Cuaternario: distribución estratigráfica de roedores en Gran Dolina
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The Paleobiology database
The Paleobiology Database seeks to provide researchers and the public with information about the entire fossil record. It has expanded continuously since 2000 thanks to the efforts of 319 paleontologists from around the world. You can use the site to find out about fossil collections, individual plants and animals,taxonomic groups, references to publications,stratigraphic units, time scales, and time intervals.
http://paleodb.org/cgi-bin/bridge.pl?a=home
1. Introducción
2. Principio de superposición de los estratos
3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía
4. Principio de simultaneidad de eventos
5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones
6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos
7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas
Tema 10
El tiempo en Geología
• 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”
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
Cambios en la polaridad del campo magnético terrestre
En el caso de cambios
globales se consideran
intervalos de tiempo
amplios... López-García et al 2008
• 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
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
El Paleomagnetismo Ciertos tipos de minerales de
Fe (magnetita, hematites) conservan el magnetismo
natural remanente; pueden servir como una especie de
brújula fósil para determinar la polaridad del antiguo
campo magnético
La premisa fundamental: la tierra funciona como un dipolo
magnético
El campo magnético se genera en el núcleo exterior de la Tierra. Fluido y buen conductor de electricidad,
funciona como una dínamo autoinducida
En la actualidad, el eje geográfico de rotación aproximadamente coincide con el magnético, el Polo Norte geográfico es prácticamente el mismo
que el Norte magnético
Los minerales magnéticos
existentes en la roca se
orientan según el campo
magnético previo a la
consolidación de la roca; la
orientación permanece
estable aunque desaparezca
o cambie el campo
magnético: magnetismo
remanente
El campo magnético terrestre
A lo largo de la historia geológica se producen inversiones magnéticas en
plazos geológicamente cortos
Importante: La polaridad se mantiene igual en toda la Tierra
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
• Cron de polaridad: cada uno de los intervalos de
tiempo correspondientes a una zona de polaridad
definida
Su duración mínima es de algunas centenas de miles
de años y a menudo
supera el millón de años
El tipo de polaridad (normal vs inversa): paleomagnetismo y datación fósiles humanos
El requisito es conocer la
edad absoluta o como
mínimo relativa de
alguno de los intervalos
para aplicar el método:
enlazar con la escala
bioestratigráfica
Primeros fósiles humanos de Europa
• 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)
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
Reconstrucción de la Tierra en el
Jurásico. Las medidas de la inclinación
magnética permiten reconstruir la
paleolatitud de una región para
diferentes intervalos de tiempo y hacer
reconstrucciones paleogeográficas
Remagnetización
Puede existir sobreimpuesta una magnetización secundaria más moderna (remagnetización), que puede oscurecer la magnetización remanente En la página del laboratorio de paleomagnetismo del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Italia (http://roma2.rm.ingv.it/en/about_us) tenemos esta definición de la remagnetización (figura): La adquisición de la magnetización termal remanente se consigue calentando la roca a más de 700ºC en un medio aislado del campo magnético terrestre –F y entonces enfriado en un ambiente magnético controlado con una orientación ≠. Años después, a Tª ambiente la roca conserva la memoria del campo magnético M aunque se someta a la acción de otro ≠
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: métodos radiométricos
7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas
Tema 10
El tiempo en Geología
¿Cuántos neutrones tiene el C14?
La Geocronología o Geocronometría es la ciencia que se ocupa de la datación radiométrica del registro geológico para producir una escala
numérica de tiempo http://www.inqua-saccom.org/stratigraphic-guide/geochronometry/
La edad radiométrica de una roca es la medida del tiempo transcurrido
desde su formación, expresada en años y sus múltiplos
La Geocronometría debe encontrar fenómenos que puedan medirse como una función
matemática del tiempo: Sucesos regulares que pueden ser “contados” o determinar su intensidad
Principios Los elementos químicos tienen igual número de
electrones y protones (=nº atómico=Z), pero
diferente de neutrones.
Isótopos: elementos químicos con ≠ nº de
neutrones. Protones+Neutrones=masa
atómica=A; Isótopos tienen ≠ A.
Se representan: X A
-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
La magnitud del tiempo en Geología se entiende
mejor desde que se empezaron a desarrollar los
métodos de datación radiométricos ¿Cuántos neutrones tiene el C14?
La cantidad de isótopos y la composición isotópica se
mide con un espectrómetro de masa
Las técnicas radiométricas se basan en:
1) un isótopo radiactivo inicia su desintegración:
- Rocas ígneas:
en el momento de formación por solidificación
- Rocas sedimentarias:
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
• 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 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
• Principales elementos
radiactivos utilizados en medidas
radiométricas:
Ej: método K-Ar: desintegración
de 40K origina 10% 40Ar y 89% de 40Ca
• El período de aplicación de
cada método es usualmente de 5
a 6 veces la duración del período
de semidesintegración
• Radiación cósmica: protones, α, electrones, neutrones
• Choca con los atomos de Ca o K produciendo isótopos cosmogénicos “in situ”o radionuclidos (Cl36, Be10, Al26)
• Aplicaciones: Cl36 edad cosmogénica de las morrenas laterales para conocer la expansión del máximo glacial en la Garganta de Gredos (Madrid) publicado en QI “Last Glacial Maximum and deglaciation of Sierra de Gredos, central Iberian Peninsula” por David Palacios, Javier de Marcos, Lorenzo Vázquez-Selem en 2011
– El glaciar de Gredos, al norte del Pico Almanzor, tuvo su máximo hace 26-24 Ka y desapareció hace unos 15ka según los cosmogénicos en cloro 36.
Dataciones cosmogénicas: tiempo que una roca lleva expuesta en superficie
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
• 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
ERA PERIODO Año definición – Etimología
ERA CENOZOICA (vida reciente, 1841)
Terciario (1759) + Cuaternario (1829)
Cuaternario
Neógeno de origen nuevo
(1853)
HOLOCENO, 1885: Completamente nuevo
PLEISTOCENO, 1839: Más reciente
PLIOCENO, 1833: Más reciente
MIOCENO, 1833: En mitad de lo reciente
Paleógeno de origen antiguo
(1866)
OLIGOCENO, 1854: Escasamente reciente
EOCENO, 1833: El inicio de lo reciente
PALEOCENO, 1874: Lo más antiguo de lo reciente
ERA MESOZOICA (vida media, 1841)
Secundaria: la segunda
etapa (1759)
Cretácico 1822: Palabra latina (Creta, tiza en latín) aplicada por vez primera a la caliza de
esa edad de los acantilados del canal de la Mancha
Jurásico 1795: Definido en los Montes del Jura, entre Francia y Suiza, donde se
estudiaron estas rocas por vez primera
Triásico 1834: Trias, por el carácter “triple” de estas rocas en Alemania
ERA PALEOZOICA (vida antigua, 1838)
Primaria: etapa primitiva
(1759)
Pérmico 1841: Perm (al sur de Rusia), donde se estudiaron sus rocas por vez primera
Carbonífero 1882: Debido a que sus rocas han producido mucho carbón
Devónico 1837: Devon, condado del sur de Inglaterra donde se estudio por vez primera
Silúrico Nombres dados por las tribus celtas a los siluros y los ordovicios, que vivieron
en Gales durante la conquista romana
1879 y 1835 Ordovícico
Cámbrico 1835: Nombre romano de Gales (Cambria)
PRECÁMBRICO Periodo comprendido entre el nacimiento del planeta y la aparición de formas complejas de vida.
Se divide en HÁDICO, ARCAICO Y PROTEROZOICO
• Durante el siglo XIX se hicieron divisiones
menores (pisos) dentro de los sistemas, cuyos
nombres están referidos a la localidad donde
se definieron
• A principios del siglo XX (Holmes, 1913;
Barrel, 1917) se comienza a establecer las
edades absolutas de las unidades y se
publican las primeras tablas de tiempo
geológico relativo con los valores de edades
absolutas de los principales límites
• Posteriormente, el aumento del número de
datos disponibles ha dado origen a tablas de
unidades crono y geocronológicas cada vez
más precisas
• Unidades cronoestratigráficas: unidades materiales o conjuntos de
estratos depositados durante un tiempo determinado, referido a una
escala de tiempo relativa
No se numeran con valores de tiempo absolutos necesariamente sino
con un nombre
• Unidades geocronológicas: unidades de tiempo geológico medido en
años y sus múltiplos, correspondientes a las unidades
cronoestratigráficas
Se designan con el mismo nombre que el de las unidades
cronoestratigráficas, si bien tienen diferentes nombres para su
designación genérica...
http://www.donnasaxby.com/rhizodonts/finney.jpg
Ejemplos del uso correcto de los términos:
- Las rocas del Sistema Devónico se depositaron durante el
período Devónico
- Los peces placodermos y los de aletas lobuladas fueron
abundantes durante el período Devónico. Los primeros
tetrápodos aparecen al final del período Devónico
- Las calizas del Cámbrico: nos referimos a unidad
cronoestratigráfica
- Las calizas formadas durante el Cámbrico: nos referimos a
unidad geocronológica
U. Cronoestratigráficas rocas
U. Geocronológicas tiempo
EONOTEMA EON (miles Ma) Fanerozoico
ERATEMA ERA (cientos Ma) Mesozoico
SISTEMA PERIODO (30-60 Ma) Jurásico
SERIE EPOCA (10-30 Ma) Jurásico inferior (Lias)
PISO EDAD (5-10 Ma) Toarciense
SUBPISO TIEMPO (2-5 Ma) Toarciense medio
CRONOZONA CRON (1-2 Ma) Bifrons
Gradstein et al., 2004
Geological Time Scale
Silúrico
Cámbrico
Ordivícico
Devónico
Carbonífero
Pérmico
PERIODOS/SISTEMAS
Gradstein et al., 2004 Geological Time Scale
Triásico
Jurásico
Cretácico
PERIODOS/SISTEMAS
