La memoria de la Tierra puede leerse en los estratos de los sedimentos rocosos
La historia de la Tierra se cuenta como un libro en el que sus páginas contienen información sobre cuándo y cómo se formaron los paisajes terrestres. Siguiendo la metáfora, a medida que el lector se acerca a los primeros capítulos del libro faltan más y más hojas.
Cuando el sistema solar se creó 4 600 millones de años atrás, existía una enorme nube en forma de disco compuesta por gases, rocas y polvo. Era una nebulosa. A partir de ella se originaría el sistema solar.
Dentro de ese disco de materiales diversos, girando en torno a una inmensa masa central compuesta principalmente de hidrógeno y helio (el Sol primitivo), ocurrían sucesivos choques entre aquellos materiales. El efecto de la gravedad fue separando una masa que comenzó a contraerse y tomando forma de esfera: la futura Tierra.
Las motas de polvo y rocas menores fueron atraídas hacia las mayores. A ese fenómeno, se lo denomina acreción. A partir de ese momento de creación de la Tierra -como una masa rocosa a alta temperatura debido a la energía de los impactos- el planeta comenzó a enfriarse y con ello a diferenciar su estructura en distintas capas o niveles.
La capa más superficial se llama corteza y está constituida principalmente por rocas sólidas, mientras que el interior profundo de la Tierra aún conserva una muy alta temperatura estimada en aproximadamente 6 000 grados centígrados en el núcleo interior (formado principalmente por metales como hierro y níquel en estado sólido).
Los geólogos dividen a las rocas sólidas que forman la corteza en tres grandes grupos según su origen o formación:
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ígneas;
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sedimentarias;
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metamórficas.
Las rocas ígneas se forman cuando la roca fundida, denominada magma, que puede estar en la profundidad o en la superficie (a modo de lava de un volcán), se enfría y se solidifica. Estas, una vez que están en la superficie y por efecto de fenómenos climáticos, se erosionan dando lugar a pequeños fragmentos parecidos a migajas de roca, denominados sedimentos. Estos fragmentos, que pueden ser relativamente grandes o bien como un fino polvillo, se transportan por corrientes de aire o de agua y se depositan en lugares donde estos elementos no tienen suficiente energía para continuar con el transporte, acumulándose así, en los llamados espacios de acomodación. Estos espacios, son como pozos presentes en la corteza de la Tierra donde estas migajas de roca se estacionan unas encima de otra, en forma de capas, y que luego se consolidan, dando lugar a las rocas sedimentarias.
Por último, cuando las rocas sedimentarias son afectadas por procesos geológicos, por caso, los que suelen ocurrir entre los bordes de dos placas tectónicas que colisionan frontalmente, y luego son sometidas a altas presiones y temperaturas, se producen cambios en los minerales presentes o en sus estructuras, dando origen a las denominadas rocas metamórficas.
A este ciclo o proceso geológico se lo denomina ciclo de las rocas.
Los sedimentos
En geología, el paso del tiempo queda registrado en las capas de rocas y sedimentos que se van depositando unas encima de las otras. Las capas inferiores son las más antiguas y las que se van acumulando encima son cada vez más recientes, como si estuviéramos armando una torre de naipes, colocando una carta encima de la otra. A veces debido a procesos de erosión en el terreno, y otras veces, debido a procesos geológicos, queda expuesta a la vista una pared de roca que muestra un corte más o menos vertical de este depósito de sedimentos. El tipo de rocas y la ubicación de cada capa otorga a los investigadores información sobre la forma y la época en la que se formó esa región del suelo.
Al estudio de esas capas se le llama estratigrafía y sirve para saber cómo era la Tierra en el momento de formación de la capa. Uno de los lugares más famosos donde se pueden identificar claramente esas capas, simplemente con observar las paredes verticales de los bordes, es en el Gran Cañón de Arizona, Estados Unidos. La misma observación puede hacerse en territorios mucho más cercanos. En Argentina, por ejemplo, observando las laderas coloreadas en forma de bandas de los cerros de Purmamarca, en Jujuy.
En el Gran Cañón de Arizona, también llamado Gran Cañón del Colorado debido al río que corre en su fondo y talla de sus paredes, se pueden encontrar rocas de más de 2 000 millones de años de antigüedad acumuladas en capas de 1 500 a 3 000 metros de espesor. Las rocas expuestas en el Gran Cañón del río Colorado representan un intervalo enorme de historia geológica.
Es un lugar maravilloso para hacer una excursión a lo largo del tiempo haciendo un recorrido con la vista en forma vertical. Se pasa, así, por diversos ambientes antiguos que dejaron depósitos de sedimentos: mares, ríos y deltas, llanuras mareales y dunas de arena. Pero el registro no es continuo. Las discontinuidades estratigráficas representan enormes cantidades de tiempo que no se han registrado en las capas del cañón. No son muchos los paisajes en los que se pueden observar estos sedimentos y rocas que revelan el paso de largos periodos de tiempo. La mayoría se suele erosionar o transformar, y desaparecer rápidamente.
El gran cañon del Colorado. Crédito: Michael Block (CC0).
Algunos otros ejemplos parecidos al Gran Cañón de Arizona pero en Argentina, se pueden observar en diversos lugares a lo largo de la cordillera andina. Uno de ellos está en la provincia de La Rioja, en el famoso cañón del Talampaya.
Es una cuenca Permotriásica formada aproximadamente 252 millones de años atrás. Sus depósitos sedimentarios en algunos lugares superan los 4 000 metros de espesor.
Cañon de Talampaya en La Rioja, Argentina. Crédito: Civitatis.com
Otro lugar en nuestro país donde se ven muy claramente estas capas horizontales unas sobre otras es en la provincia de Salta, en el cerrado y profundo cañón de la Garganta del Diablo y el Anfiteatro, un análogo al cañón del Talampaya, ubicado en la ruta que une la capital salteña con la localidad de Cafayate. Estos hermosos cañadones eventualmente forman cascadas al escurrir el agua en la ladera de los cerros. Fueron formados en el Cretácico, hace más de 60 millones de años.
Cañón semicircular llamado Anfiteatro, provincia de Salta, Argentina. Crédito: Assadour Torossian.
Historia de la geología
Para entender cómo hoy se conoce todo esto, es necesario viajar a las remotas Tierras Altas del noroeste de Escocia. Y viajar en el tiempo hacia fines del siglo XVIII donde un hombre tuvo una idea revolucionaria que lo cambiaría todo. Cambiaría la forma en que se piensa el planeta, incluso la forma en que el ser humano piensa sobre sí mismo.
Ese hombre fue James Hutton, padre de la geología moderna, quien no era geólogo sino médico. Tenía una curiosidad enorme por entender cómo la Tierra se había formado, y esa curiosidad, que es el motor que empuja el desarrollo de la ciencia, provocó resultados impensados.
Fue entonces en 1788 que Hutton se dirigió a las costas de Berwickshire, donde se encuentran los acantilados de Siccar Point, a 60 kilómetros de Edimburgo, la capital de Escocia. Lo que él fue a buscar en ese lugar resultó ser uno de los hallazgos geológicos más importantes de la historia. Le llamó la atención los diferentes ángulos de las rocas a lo largo de los acantilados. Había visto capas verticales a lo largo de la costa pero él sabía que el ángulo de estas capas cambiaba completamente hacia el norte, donde se las podía ver acostadas, de forma horizontal (como se observa en el cañón del Colorado). Gracias a esta observación, Hutton pudo entender que las rocas se iban formando y depositando unas por encima de las otras. Él pudo imaginar lo que nunca nadie había pensado antes: el nacimiento y muerte de mundos enteros.
El pensador James Hutton y de fondo el lugar donde realizó sus primeros trabajos: Siccar Point.
Hutton había pensado en dos formas o ideas fundamentales acerca de cómo la Tierra había sido creada.
En el desarrollo de la primera idea pensó que las rocas se formaban por cambios en las condiciones meteorológicas del entorno producidas por la lluvia, el hielo y el viento, entre otros factores. Las rocas se erosionan respecto del suelo, y los ríos se encargan de llevar los sedimentos formados por la erosión hacia los océanos. Allí se acumulan unas rocas encima de las otras en el lecho que luego se hunde. Más tarde, ese lecho marino queda expuesto como tierra firme. Un ejemplo es el cañón del Talampaya en nuestro país.
En el desarrollo de la segunda idea, Hutton explicaba que un núcleo caliente en el centro de la Tierra crearía roca fundida que se enfriaría para convertirse en tierra en la superficie. Luego, el ciclo se reiteraría sin fin, dando origen a los otros tipos de roca.
Con estas últimas teorías presentadas por Hutton se pueden comparar sus ideas primogénitas, raíz de los procesos dinámicos más importantes de nuestro planeta: la dinámica térmica y la dinámica energética.
La dinámica térmica postula la existencia de un gradiente geotérmico, que explica el hecho de que la Tierra es más caliente mientras más cerca del centro del planeta. La dinámica térmica plantea el reciclaje de rocas llamado ciclo de las rocas (presentado al comienzo de este artículo).
Ambas ideas nacieron de las postulaciones de Hutton, consideradas blasfemias en su época y no aceptadas por sus colegas científicos, pero demostradas (junto con algunas correcciones) con el paso del tiempo. Es por esto y otras publicaciones científicas más también producidas por Hutton, que hoy se lo considera el padre de la geología moderna.
Un punto fundamental: la paleontología
¿Por qué la geología y la paleontología están muy relacionadas? Porque la formación de gran cantidad de depósitos sedimentarios a lo largo de toda la superficie de la Tierra, y su posterior transformación a rocas sedimentarias, ha permitido preservar los restos de animales y plantas. Desde algas e insectos hasta animales enormes como los dinosaurios gigantescos que poblaron antiguamente el planeta. Es gracias a esa preservación que actualmente existe un gran conocimiento del desarrollo de la vida y de la evolución de las especies ocurrida a lo largo de los últimos 3 500 millones de años, aspectos que son el área de estudio de la paleontología.
Ocurre que cuando un organismo muere, va siendo cubierto paulatinamente por finas capas de sedimentos, ya sea en una llanura, en la orilla de una laguna somera o en el fondo del mar. Esos sedimentos que se consolidan como roca, pueden llegar a preservar las características de organismos durante cientos de millones de años.
Uno de los varios procesos interesantes que pueden ocurrir es que las partes duras, como los huesos del animal, se vayan transformando muy lentamente hasta adquirir la composición química de una roca, o bien, si el organismo es pequeño, puede dejar una impresión de su esqueleto, caparazón o todo su cuerpo dentro del sedimento fino, que luego se convertirá en una roca dura con la huella de la impresión. Es gracias a estos procesos que han llegado al alcance de la ciencia y del público general, los restos fósiles de una inmensa variedad de especies de dinosaurios. O que se han podido apreciar las hojas de plantas antiguas, los primeros moluscos con caparazón, los embriones en formación dentro de un huevo y hasta los detalles de las plumas que cubrían el cuerpo de pequeños dinosaurios que aún no habían desarrollado la capacidad de volar.
Las rocas sedimentarias permiten leer el libro de la evolución de la vida sobre la Tierra. Aunque es muy difícil encontrar restos fósiles de animales o de plantas extintos hace millones de años bien preservados en rocas metamórficas, e imposible adentro de rocas ígneas.
Entonces, al mirar toda la extensión de una enorme pared de rocas sedimentarias, ¿se pueden imaginar qué tesoros del pasado pueden estar escondidos allí, quizás a solo unos pocos centímetros del borde?
La naturaleza aún tiene muchas sorpresas para darnos, tan solo hay que salir a buscarlas …… ¡y tener la suerte de encontrarlas!
Fuente:
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Benedetto, J. L. (2010). El continente de Gondwana a través del tiempo. Una introducción a la Geología Histórica.
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Lema, H., & CSIGA, G. (2007). Sitios de Interés Geológico de la República Argentina. In VI Convención Internacional sobre Medio Ambiente y Desarrollo. V Congreso de Áreas Protegidas. Resúmenes (Vol. 125).
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Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., Tasa, D., & Tasa, D. (2005). Earth: an introduction to physical geology (p. 744). Upper Saddle River: Pearson/Prentice Hall.
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