Evolución geológica de la Tierra: desde el Big Bang hasta la actualidad

1. Origen del Universo y del Sistema Solar

1.1. El Big Bang

La teoría del Big Bang explica el origen del universo y su composición:

1. Hace unos 14.000 millones de años, todos los componentes del universo estaban concentrados en un estado de altísimas temperatura y densidad. La inestabilidad de esas condiciones provocó una descompresión explosiva. El universo empezó así una expansión que aún hoy continúa produciéndose.
2. La temperatura y la densidad fueron descendiendo y la energía se transformó en materia. Se originaron partículas subatómicas que se combinaron dando lugar a los primeros átomos de hidrógeno y helio.
3. La Vía Láctea, que es la galaxia donde se encuentra nuestro sistema solar, empezó a formarse hace unos 8.000 millones de años.
4. En una zona del exterior de la Vía Láctea se inició una concentración de gas y polvo cósmico que formó una esfera densa denominada protosol, que dio lugar al Sol.
5. Alrededor del protosol, partículas de polvo y gas se unieron formando cuerpos rocosos llamados planetesimales.
6. Los planetesimales aumentaron de tamaño. La atracción mutua generó asteroides cada vez mayores, que se convirtieron en planetas y satélites.
7. Las colisiones y la distancia al Sol determinaron la temperatura en cada planeta e influyeron en su futura naturaleza.
8. La Tierra, que se formó hace unos 4.600 millones de años, experimentó una diferenciación gravitatoria: los elementos más pesados se dispusieron en el centro de la esfera y constituyeron el núcleo. Sobre él, materiales menos densos formaron el manto y los más ligeros se localizaron en la superficie, originando una corteza. La intensa actividad volcánica inicial emitió grandes cantidades de vapor de agua y otros gases.
9. Sobre el origen de la Luna, se han expuesto varias hipótesis:
   • La captura gravitacional de un asteroide formado en otro lugar.
   • Una escisión del manto terrestre debido a la colisión de un asteroide con la Tierra.
   • La acreción de partículas que orbitaban alrededor del joven planeta.

1.2. La historia de la Tierra en el pensamiento humano

1. Catastrofismo: Considera la historia de la Tierra como una sucesión de grandes y violentos cataclismos.
2. Uniformismo: Defiende que los sucesos son continuos, lentos y difíciles de percibir.
3. Actualismo: Defiende que los sucesos geológicos pasados ocurrieron de la misma manera que suceden en la actualidad.
4. Neocatastrofismo: Establece que los procesos que suceden en la actualidad también existieron en el pasado. Procesos lentos y continuos debieron alternar con cambios rápidos y bruscos.

2. La datación geológica

Un estrato es una capa de sedimentos procedente de la erosión, que se deposita de forma horizontal en una cuenca sedimentaria. Una serie estratigráfica es la disposición secuencial de unos estratos sobre otros.

2.1. Métodos de datación relativa

Ordenan los eventos geológicos que ocurrieron en la Tierra en una secuencia, desde el más antiguo al más moderno. La estratigrafía, que es la disciplina que se encarga del estudio de los estratos de las rocas sedimentarias, se basa en tres principios:

• Principio de superposición de estratos y de horizontalidad: Los estratos más modernos se sitúan sobre los más antiguos.
• Principio de sucesión de acontecimientos geológicos: Cualquier proceso geológico es posterior a los estratos a los que afecta.
• Principio de sucesión faunística: Un estrato es tan antiguo como los fósiles que contiene.

2.1.1. Los fósiles y la edad de los estratos

Los fósiles exclusivos de una época concreta se llaman fósiles guía:

• Trilobites: Paleozoico
• Ammonites: Mesozoico
• Belemnites: Mesozoico
• Nummulites: Cenozoico

Ya que permiten establecer con precisión la edad de los estratos en que se encuentran, deben reunir las siguientes características:

• Abundar en una determinada época.
• Tener facilidad de fosilización.
• Presentar una amplia distribución geográfica.
• Aparecer en un número reducido de estratos.
• Ser fáciles de identificar.

2.1.2. Proceso de fosilización

La fosilización consiste en la sustitución de los compuestos orgánicos de un ser vivo por compuestos minerales que hacen posible la conservación de los caracteres morfológicos de ese ser vivo a lo largo del tiempo.

1. Tras la muerte de un ser vivo, un enterramiento rápido favorece la fosilización.
2. Los compuestos orgánicos son sustituidos por minerales.
3. En algunas ocasiones los restos duros se disuelven y solo permanece el relleno de sedimentos.

2.2. Métodos de datación absoluta

Tienen como objetivo fijar las fechas en que se produjeron acontecimientos geológicos concretos.

• Estudio de las capas glaciares: Las varves glaciares son capas de sedimentos que se originan en los lagos glaciares, con una alternancia de capas claras y oscuras.
• Dendrocronología: Estudia la edad de los árboles analizando los anillos de crecimiento anual de sus troncos.
• Métodos radiométricos: Sirven para datar la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos.

3. La escala del tiempo geológico

El tiempo geológico es el tiempo que transcurrió desde la formación de la Tierra hasta el presente. Se divide en eones, eras y periodos:

• Eón Fanerozoico:
  • Era Cenozoico:
    • Periodo Cuaternario (2,5 m.a. - actualidad)
    • Periodo Neógeno (23 m.a. - 2,5 m.a.)
    • Periodo Paleógeno (65 m.a. - 23 m.a.)
  • Era Mesozoico:
    • Periodo Cretácico (145 m.a. - 65 m.a.)
    • Periodo Jurásico (200 m.a. - 145 m.a.)
    • Periodo Triásico (250 m.a. - 200 m.a.)
  • Era Paleozoico:
    • Periodo Pérmico (300 m.a. - 250 m.a.)
    • Periodo Carbonífero (360 m.a. - 300 m.a.)
    • Periodo Devónico (420 m.a. - 360 m.a.)
    • Periodo Silúrico (445 m.a. - 420 m.a.)
    • Periodo Ordovícico (485 m.a. - 445 m.a.)
    • Periodo Cámbrico (540 m.a. - 485 m.a.)
• Eón Proterozoico (2500 m.a. - 540 m.a.)
• Eón Arcaico (4000 m.a. - 2500 m.a.)
• Eón Hádico (4600 m.a. - 4000 m.a.)

4. Acontecimientos en la historia de la Tierra

4.1. Hádico (4.600 m.a. - 4.000 m.a.)

4.1.1. Acontecimientos geológicos:

• Formación de la Tierra.
• Aparece la primera atmósfera.
• Formación de la Luna.
• Formación de los océanos primitivos y de las primeras rocas.

4.2. Arcaico (4.000 m.a. - 2.500 m.a.)

4.2.1. Acontecimientos biológicos:

• Aparecen las primeras células procariotas, como demuestran los fósiles de bacterias.
• Cianobacterias en forma de estromatolitos, que son unas estructuras de carbonato de calcio.

4.3. Proterozoico (2.500 m.a. - 540 m.a.)

4.3.1. Acontecimientos geológicos:

• Hay evidencias de la tectónica de placas.
• A lo largo de este eón se formaron sucesivos supercontinentes, como Columbia.
• También se produjo la primera gran glaciación.

4.3.2. Acontecimientos biológicos:

• Surgieron los primeros organismos eucariotas heterótrofos y pluricelulares.
• Algunos de ellos se conocen como fauna de Ediacara.

4.4. Fanerozoico (540 m.a. - actualidad)

4.4.1. Paleozoico (540 m.a. - 250 m.a.)

4.4.1.1. Acontecimientos geológicos:

• Rodinia se fragmentó y dio lugar a varios continentes, provocando las orogenias Caledoniana y Herciniana.
• Los continentes chocaron de nuevo dando lugar a otro supercontinente, Pangea.

4.4.1.2. Acontecimientos biológicos:

1. Cámbrico: Desarrollo de los animales con concha.
2. Ordovícico: Se diversificaron los invertebrados: aparecieron los moluscos. Surgieron también los primeros vertebrados.
3. Silúrico: Desarrollo de moluscos como los nautilus y los trilobites.
4. Devónico: Se inició la colonización animal de tierra firme.
5. Carbonífero: Proliferación de helechos y gimnospermas, con una acumulación que originó grandes depósitos de carbón.
6. Pérmico: Tuvo lugar la mayor extinción conocida, que hizo desaparecer más del 90% de las especies existentes.