Tema 5: Historia de la Tierra y de la vida: Algunas referencias básicas.

1ºDesarrollo Histórico de las ideas sobre la edad de la Tierra.

Los primeros intentos de conocer la edad de la tierra van ligados a la idea de determinar el momento en que se realizo la creación.

En el siglo XVII el obispo anglicano James Ussher, a partir de los datos que aportaba la Biblia y considerando que la creación de los humanos fue coetánea con la de la Tierra, calculo que el planeta se crea el año 4004 a.de.C

Tras las interpretaciones bíblicas tuvieron gran influencia sobre los naturalistas excepto sobre el naturalista Georges Buffon llego a proponer, en 1749, que nuestro planeta podría haberse formado por la colisión del Sol con un cometa. Mas tarde(finales del siglo XVIII) Empezaron a ser utilizados los fósiles como instrumentos cronológicos. Así el naturalista Francés Georges Cuvier mantuvo que las discontinuidades en el registro fósil se debían a grandes catástrofes ocurridas en el pasado que hicieron desaparecer a algunos animales y aparecer otros.

Una teoría opuesta a la del Catastrofismo era la que mantenían los Uniformistas (Uniformismo), cuyo defensor más representativo fue James Hutton, según la cual todos los fenómenos geológicos eran el resultado de la acumulación de pequeñas variaciones repetidas de los mismo procesos.

La teoría de Darwin parecía dar la Razón a la teoría de los Uniformistas. John Phillips, contemporáneo a Darwin, Utilizo el grosor de los sedimentos como medida del tiempo geológico, lo que le llevo a pensar que la edad de la Tierra era de 96 millones de años. En esta misma época, Kelvin, El famoso físico Ingles, conocido pos sus principios sobre la termodinámica, se baso en el tiempo necesario para el enfriamiento de la Tierra, partiendo de un planeta totalmente fundido, para calcular una edad de 98 millones de años.

Croll aplico su teoría del Glaciarismo, según la cual en periodos de gran excentricidad de la órbita terrestre ocurrían glaciaciones en un hemisferio, mientras que el otro tenia un clima moderado, dato el comienzo de la era primaria(Era paleozoica) en unos 240 millones de años.

Boltwood, en 1906, descubrió las edades de las rocas analizadas, según cual fuera su contenido en Uranio y en Plomo, daban unos valores comprendidos entre los 410 y los 2200 millones de años.

Holmes, en 1931, siguiendo el mismo método de Uranio/Plomo, propuso una edad superior a 1460 millones de años, pero posiblemente no excediendo los 3000

En la actualidad científicos como Petterson, después de recoger y analizar una cantidad considerable de muestras de todo el planeta y determinar su contenido en plomo-206 y plomo-207, han llegado a la conclusión de que la Tierra tiene alrededor de unos 4500 millones de años, con un error mas o menos de 300 millones de años. Gran parte de los meteoritos tienen esta misma edad por lo que avala la teoría.

También cabe destacar el origen de la Tierra además de su edad. Se dice que el origen de la tierra es el mismo que el del sistema solar, aunque las teorías que lo explican son diversas. En el siglo XVIII el filosofo Kant apunto que el sistema solar probablemente evoluciono de una masa gaseosa. El marques de Laplace, que vivió poco después perfecciono esta teoría. Actualmente, la concepción de Kant y Laplace se considera la más cercana a la realidad. Una enorme masa o nebulosa de gas y polvo que descubría un movimiento giratorio habrá dado origen al sol y a los planetas que giran a su alrededor.

2ºFosiles y Fosilización

La palabra Fósil procede del latín Fodere(Excavar) un fósil se denomina como los restos de seres vivos, así como a las huellas o trazas de su actividad vital.

Al principio este termino designaba a todos los materiales extraídos de la Tierra, luego su uso se limita a los restos de animales y plantas. Para que un animal o planta llegue a convertirse en un fósil ha de producirse una secuencia de acontecimientos, es decir, un proceso. Cuando un animal muere, sus restos los consumen otros animales que destrozan su carne; las bacterias pudren lo que queda. Algunas veces los huesos también son devorados, pero en general quedan esparcidos. Es muy difícil que un fósil llegue a formarse si el animal no tiene partes dura; en caso de que carezca de concha o esqueleto, aun resulta más improbable que llegue a fosilizarse. También puede pasar que las partes blandas del animal no sean devoradas gracias a que su enterramiento tenga lugar en hielo o quede englobado en Resina, que se convertirá en Ámbar o resina fósil. Existe una mayor probabilidad de fosilización en los animales Marinos y lacustres. Sus restos caen lentamente al fondo y pueden quedar inmediatamente cubiertos por el barro, salvándose así de los ataques de los depredadores. Entre las partes duras que normalmente se transforman en fósiles, se cuentan las conchas de los moluscos y de otros y de otros animales sin esqueleto, los huesos y dientes de los vertebrados y los troncos y las ramas de los árboles. A menudo se puede obtener información de las partes blandas del animal original por las marcas que muestran su unión con el esqueleto o concha. El proceso conocido por carbonización también conserva las impresiones de las partes blandas. Estas impresiones consisten en una fina capa de carbono, ya que el oxigeno, hidrogeno y el nitrógeno se han escapado después de la descomposición de los tejidos originales.

Si los sedimentos depositados son muy finos, se conservan detalles impresionantes.

2a)Fósiles Guía

No todos los fósiles se pueden utilizar para determinar la edad. Solo sirven aquellos que han vivido en una determinada época de la Tierra.

Por ejemplo, los ammonites vivieron durante el Mesozoico y los Trilobites durante el Paleozoico, por lo tanto, su presencia permite determinar la edad de las rocas que lo contienen. Estos organismos se denominan fósiles característicos o fósiles guía.

3ºMétodos de Dotación y los principios que los sustentan

Para establecer el orden en que tuvieron lugar los acontecimientos así como para establecer cuando se produjeron se emplean distintos métodos.

Estos métodos se suelen clasifican en:

. M.Absoltuto: Indica la edad Real de la roca. Aunque existen varios métodos, el mas empleado la Radiometría, que se puede aplicar para datar rocas de muy diversas edades, desde pocos miles de años hasta las más antiguas, de miles de millones de años.

Los métodos radiometricos están basados en la existencia de elementos radiactivos en algunos minerales, que se van transformando espontáneamente (Desintegrado) en otros elementos estables, a una velocidad que se conoce como precisión. Cada isótopo radiactivo tiene una velocidad de semidesintegracion característica que se determina por su vida media o por su periodo de semidesintegracion, tiempo en el que la masa inicial del isótopo se transforma en la mitad.

• M.Relativo: Se realiza comparando varios acontecimientos y determinado si el hecho a estudiar es más antiguo, coetáneo o más reciente que el elegido como referencia. La cronología relativa se basa en la secuencia estratigráfica, en los grandes acontecimientos.

3AºEl Principio de Superposición

Steno, en 1669, enuncio uno de los principios fundamentales de la geología, denominado Principio de superposición de los Estratos. Viene a decir que cuando se forman y se depositan los sedimentos, los que están mas abajo son los más antiguos. A este principio hay que añadirle otro que le complementa, el llamado Principio de La Horizontalidad. Según dicho principio, en líneas generales, los sedimentos que posteriormente darán lugar a loas rocas sedimentarias se depositan en capas horizontales.

3bºLa sucesión Faunistica

Esta sucesión se basa en una serie de observaciones del siglo XVII. Este método parte de la idea que cada formación geológica contiene una asociación de fósiles que la definen. Para ser útiles en la datación, los fósiles deben de cumplir dos condiciones importantes:

• Tener una dispersión geográfica muy amplia.

• Evolucionar muy rapidamente.

A los Fósiles que tienen estas características se les denomina Fósiles Guía(Anteriormente ya citados).

3cºMetodos de sucesiones Rítmicas.

Estos métodos de datacion se basan en algunos fenómenos rítmicos que ocurren en la naturaleza:

Varvas Glaciares: En los lagos originados por glaciares se forman unos depósitos de materiales denominados Varvas Glaciares. Cada año se depositan dos tipos de sedimentos unos claros y otros oscuros. Los sedimentos claros corresponden al periodo de deshielo, entre la primavera y el otoño, cuando al lago llegan aportes de fuera y se depositan en su fondo. Los sedimentos oscuros se originan en invierno, cuando el lago se hiela, y los materiales en suspensión en el agua precipitan lentamente en el fondo. La mayor parte de ellos son arcillosos y dan los tonos oscuros.

Crecimiento de los arboles: Los arboles en su crecimiento originan cada año un anillo doble, clero y oscuro, de xilema. Su grosor depende de la cantidad de agua disponible para la planta.

3dºMetodos de las inversiones Magnéticas.

Es la datacion de las inversiones magnéticas que, cada 5000 años, se producen en las dorsales de la corteza oceánica. El principal inconveniente de este método es que solo se permite dar los últimos 170 millones de años. En los 80 y 108m.a, en el Cretacico, no se han detectado inversiones magnéticas.

4ºMetodos Radiactivos.

Los métodos radiactivos se basan en que muchos de los átomos que componen a las rocas son átomos inestables y se descomponen espontáneamente emitiendo partículas y radiaciones electromagnéticas. A los átomos inestables se les denomina Isótopos Radiactivos. De entre ellos, unos son claramente muy inestables y su tiempo de transformación es pequeño, mientras que otros presentan una mayor resistencia y tardan mucho más en transformarse. Para este tipo de mediciones hay que utilizar métodos estadísticos. Se denomina constante de desintegración a la probabilidad que un átomo radiactivo se transforme en otro. Se denomina Vida media al tiempo que necesita un conjunto de átomos para reducirse a la mitad. Con estas dos definiciones y con alguna formulas especificas se han podido calcular tiempos de desintegración para la dotación de las rocas.

4AºCarbono-14

El carbono-14 es un isótopo radiactivo del carbono que se produce en la atmósfera, cuando los neutrones que proceden del Sol chocan con átomos de Nitrógeno. Este carbono se incorpora, junto con los otros Carbonos radiactivos (como el carbono-12), a los vegetales, que lo necesitan para realizar la fotosíntesis y producir materia organica. Posteriormente de los vegetales pasa a los animales. Mientras los organismos están vivos consumen los dos tipos de carbonos y la proporción entre ambos se mantienen constante. Una vez que mueren comienza la desintegración del C14, que vuelve a convertirse en nitrógeno. Por tanto, a medida que pasa el tiempo la proporción de C12 aumenta y la de C14 disminuye. Midiendo esta proporción se puede saber cuando ocurrió la muerte de un animal o de un vegetal. Así, por ejemplo, se sabrá cuando vivió un tronco utilizado para hacer un instrumento, o cuando murió el animal o planta con cuya piel se utilizo como soporte de manuscrito. Con este método se puede datar con seguridad hasta unos 30000 años, por lo que se utiliza para calcular edades en periodos históricos.

5.Historia de la tierra y de la vida. Divisiones cronoestatigraficas.

A finales del siglo XVIII se sentaron las bases de la cronología fosilifera, que se basa en la idea de que los estratos de diferentes edades contienen diferentes fosiles, que los distinguen de los estratos superiores e inferiores. Entre 1799 y 1879, se pusieron los nombres que todavía se utilizan para estas edades. Algunas se nombraron por las regiones donde se encontraron las secuencias típicas. Estos periodos fueron agrupados en tres eras: Paleozoica(^Vida antigua^), Mesozoica (^Vida media^) y Cenozoica(`Vida Reciente^). El autor de los nombres fue John Phillipis, en 1841, que se baso en cambios muy importantes que encontró en los limites entre eras: la ausencia de vida a la vida a comienzos del Paleozoico; un cambio en mas de la mitad de los grupos vivos en el Mesozoico, y la perdida de muchos grupos principales en el limite del Mesozoico al Cenozoico. Estas tres eras que contiene gran cantidad de fósiles se llaman en conjunto Faneozoico(^Vida abundante^) y el amplísimo lapso anterior se conoce como el Precambrico. El Precambrico se subdividió en sectores más manejables: El Hadeano, que finaliza hace unos 3900 m.a, cuando se formaron las rocas más antiguas que se conservan; al Arcaico, que termina hace 2500 m.a de años, y el Proterozoico(^Vida mas temprana^), que acaba cuando comienza el Cambrico.

5.1 El Precambrico

El Precambrico es la etapa mas larga de la historia de la Tierra. Comienza cuando esta se formo, hace unos 4600 millones de años, y termina aproximadamente hace unos 570 millones de años. Durante este largo periodo de tiempo surgen las primeras formas de vida en nuestro planeta. A pesar de ser una etapa tan larga y en la que debieron ocurrir tantos sucesos, casi no tenemos datos sobre ella, ya que las rocas formadas durante esta época han sido erosionadas, enterradas o metamorfizadas.

5.1a)En el precambrico: se crea la primera Corteza Continental.

La primera corteza continental se formo en un tiempo comprendido entre los 3800 y 2800 millones de años. Los científicos creen que esta corteza continental primitiva era más delgada y más caliente que la actual.

Los restos de la corteza continental antigua se denominan escudos y forman el núcleo de los actuales continentes. Las rocas más antiguas de la Tierra están en los escudos de Africa y Groenlandia, con una edad comprendida entre los 3500 y los 2800 millones de años. Aunque todavía no se sabe con seguridad, es probable que al final del Precambrico ya existiera una Dinámica de placas similar a la actual. Además, los geólogos han encontrado pruebas de la formación de cordilleras y de la acción de la dinámica externa, como procesos de acumulación y erosión de los sedimentos. Al final del Precambrico todas las masas continentales se reunieron en un supercontinente, Pangea 1, que se rompió al comenzar el Faneozoico y sus fragmentos volvieron a reunirse, 300 millones de años mas tarde, para formar la Pangea 2.

5.1b)En el precambrico surge la vida.

Las primeras formas de vida surgen en el Precambrico. Son muy difíciles de estudiar por que los fósiles de esta edad son muy escasos y solo excepcionalmente se conservan algunos organismos(Sus impresiones o huella). Los fósiles más antiguos que se han obtenido son bacterias primitivas que tienen entre 3200 y 3400 millones de años. La escasez de fósiles precambricos se debe a los factores:

• Prácticamente la totalidad de organismos debían de ser de cuerpo blando, muy frágiles y despropósitos de partes duras que permitan su fosilización.

• Las rocas sedimentarias de este periodo fueron metamorfizadas, y los restos de organismos vivos que pudieron quedar englobados en ellas, se destruyeron.

Los fósiles mas abundantes y característicos del precambrico son los estromatolitos, que son estructuras calcáreas, algunas de grandes dimensiones, que llegan a tener los 1400 millones de años de antigüedad. Hace unos 700 millones de años ya existían, en mares poco profundos y en las orillas de los continentes, corales medusas...

5.1c)Cambios ambientales en el Precambrico.

En el transcurso del Proterozoico los océanos y la atmósfera fueron sufriendo cambios:

• Aumento la concentración salina del mar por las sales que el agua de lluvia disolvía de la Tierra emergida y llevaba hasta los océanos.

• Se formo una atmósfera oxidante, similar a la actual

Aun no se sabe con exactitud como era la atmósfera primitiva. Para algunos científicos, era rica en hidrogeno, metano, vapor de agua y amoniaco, pero no contenía oxigeno; Por lo tanto, era una atmósfera Reductora. Para otros autores era una atmósfera con algo de oxigeno. En cualquiera de estas dos situaciones, hace unos 1800 millones de años la atmósfera paso a ser rica en oxigeno. Este cambio fue debido a la acción fotosintética de las algas, que produjeron suficiente oxigeno para que se acumulara en mar y pasara a la atmósfera. A partir del oxigeno atmosférico se formo la capa de ozono que protege a los seres vivos al filtrar la radiación ultravioleta del Sol.

5.2 El Paleozoico

La era Paleozoica comenzó hace unos 570 millones de años, cuando aparecieron especies de animales con caparazón o partes duras que permiten una fácil fosilización. Los fósiles más representativos de este periodo son los de los trilobites, que se extinguieron, y los de los branquiopodos, que aun existen.

5.2a) El desplazamiento de los continentes durante el Paleozoico.

Hace unos 500 millones de años la Tierra estaba constituida por cuatro grandes masas continentales que representan el esqueleto de los continentes actuales. Sus contornos y sus posiciones relativas son muy inciertos. Durante el paleozoico estas masas fueron desplazándose y al final de esta era (periodo permico), hace 225 millones de años aproximadamente, colisionaron y formaron una masa continental única, llamada Pangea, rodeada por un único y gran oceano, Panthalassa. La colisión entre los antiguos continentes dio lugar a Orogenias. Se elevaron sistemas montañosos que se erosionaron, aunque algunos de ellos mas tarde se convirtieron en radiactivos.

5.2b) La vida en el Paleozoico.

Durante el Paleozoico se produjo una gran explosión de vida. Además de invertebrados, aparecieron los vertebrados y los vegetales arborescentes. Hacia la mitad de la era, hace unos 400 millones de años, los seres vivos poblaron la tierra firme, primero las plantas y posteriormente los animales.

5.2b1) La proliferación de los invertebrados.

Quedan numerosos restos de fósiles de invertebrados paleozoico, ya que aparecieron especies de animales con caparazones o partes del cuerpo duras que permitían fácil fosilización: Foraminiferos, esponjas, celentereos, branquiopodos, moluscos y artrópodos. También se conservan huellas de invertebrados con cuerpo blando, como, por ejemplo, los Anélidos. Los invertebrados marinos muy característicos del Paleozoico fueron los Trilobites, de los que exisistio una gran diversidad. Eran los invertebrados que poseían un esqueleto duro y habitan en los fondos marinos. Se extinguieron al finalizar la era. Sus fósiles son tan abundantes que el Paleozoico se le conoce también como ^Era de los trilobites^.

Hace unos 400 millones de años (En el periodo Devonico) aparecieron los primeros Insectos. Algunos insectos voladores alcanzaron dimensiones enormes, como, por ejemplo, la meganeura, una libélula gigante que tenia casi un metro de longitud cuando abría las alas. Aparecieron también los arácnidos, que eran parecidos a los escorpiones actuales, y los mariapodos.

5.2b2)Aparición de los Vertebrados.

Hace unos 435 millones de años (durante el periodo de Ordovicico) aparecieron los Peces y llegaron a dominar los mares. Durante el periodo Devonico (Entre 350 y 400 millones de años) un grupo de peces desarrollaron un primitivo pulmón que les permitió respirar fuera del agua. Fueron los precursores de los anfibios. Los ictiotegas son los anfibios más primitivos que se conocen y tienen unas características intermedias entre los peces pulmonados y los anfibios. Durante los últimos periodos del Paleozoico (el Carbonífero y el Permico) hubo una gran abundancia de anfibios que evolucionaron y se diversificaron. Esto se debió, posiblemente, a que existían extensas zonas pantanosas, vegetación exuberante y climas suaves. Al final de este periodo se extinguieron la mayor parte de los anfibios y quedaron reducidos a pocos grupos. Casi al final de la era, durante el Carbonífero, aparecieron los primeros reptiles a partir de un grupo de anfibios, y con ellos se llevo a cabo la definitiva conquista del medio terrestre por los vertebrados.

5.3 El Mesozoico

El Mesozoico comienza hace unos 225 millones de años. Esta era se divide en tres grandes periodos: Triasico, Jurasico y Cretacico.

5.3 a) La ruptura de la Pangea.

Al comienzo del Mesozoico, hace 225 millones de años, todas las tierras emergidas formaban un supercontinente de Pangea.

• Al norte quedo Laurasia, formada por Norteamérica, Europa y Asia.

• Al sur, Gondwana, formada por Sudamérica, Africa, India, Australia y la Antártida.

5.3b) La vida en el Mesozoico

5.3b1)Los ammonites y otros moluscos poblaron los mares del Mesozoico.

Los moluscos fueron los invertebrados con conchas más abundantes de los mares Mesozoicos y, entre ellos, destacaron los ammonites, que eran cefalópodos de concha espiral, generalmente plana. Los fósiles característicos de esta era, por que se extinguieron al final del Cretacico.

5.3b2) Los vertebrados Dominantes: Los reptiles

El rasgo característico del Mesozoico fue la explosión evolutiva de los reptiles. Dominaron la tierra firme y se adaptaron a todos los ambientes. Por ejemplo, los ictiosaurios, que vivían en el mar y tenían una forma parecida a la de los paces, y los pterosaurus, reptiles voladores, que llegaron a alcanzar gran envergadura. El mayor tamaño fue le de los Quetzalcoatlus, que tenia mas de 15 metros de apertura de alas, media tres metros de altura y pesaba unos 100 kilos.

Los reptiles mas abundantes de esta era fueron los dinosaurios y sus fósiles han aparecido en todos los continentes.

5.3b3) La aparición de las aves y de los mamíferos.

Los mamíferos y las aves evolucionaron a partir de varios tipos de reptiles. La característica mas significativa es que son de sangre caliente. Los mamíferos mas primitivos aparecieron el Triasico y procedían de los reptiles Terapsidos. Eran de pequeño tamaño y estaban recubiertos de pelo; se parecieran a las actuales musarañas. El Archaeopteryx fue el ave mas antigua que se conoce. Media unos 30 cm y aparecieron en algunas rocas del Jurásico, se le considera el eslabón entre las aves y los reptiles.

5.3b4) La flora Mesozoica

Durante el Mesozoico proliferaron los grandes bosques de coníferas similares a los actuales cipreses, pinos y secoyas. También había helechos arborescentes,

Ginkgos y equisetos. El mayor acontecimiento en el reino vegetal fue la aparición de las Angiospermas (Plantas con Flores) durante el Cretacico. Los bosques se hicieron parecidos a los actuales, ya que estaban poblados por arboles semejantes a los robles, nogales, laureles, sauces, álamos, ...

5.3c) El Final de la era esta marcado por la extinción de numerosas especies.

El limite entre el Mesozoico y el Cenozoico esta marcado por la extinción simultanea de gran cantidad de especies animales y vegetales. Además de los dinosaurios, también se extinguieron los pteosaurios voladores, los ictiosauros y otros muchos reptiles. En esta misma época también desaparecieron, de forma repentina y simultanea, muchos grupos de invertebrados marinos, como los ammonites, algunos bivalvos y muchos invertebrados microscópicos del Plancton.

5.4 El Cenozoico

El Cenozoico que significa ^Era de los animales recientes^, comprende los últimos 65 millones de años de vida de nuestro planeta. Se divide en dos periodos: Terciario y Cuaternario. Este ultimo periodo solo abarca de los últimos 1.8 millones de años hasta el final de la era.

5.4 A)El Terciario.

Durante el Terciario se produjeron los últimos movimientos de los continentes:

5.4b) La vida en el Terciario

La fauna del Terciario es muy diferente a la del Mesozoico:

5.4c) El Cuaternario

El cuaternario comienza hace 1.8millones de años. Su principal característica es el descenso de la temperatura media de la Tierra, lo que da lugar a grandes glaciaciones. En Europa tuvieron lugar cuatro grandes glaciaciones, aunque se han encontrado pruebas de grandes fluctuaciones térmicas importantes. Durante los periodos glaciares se dieron importantes descensos del nivel del mar (en algunos casos hasta 100 metros), lo que ocasiono que muchos estrechos se convirtieran en istmos, quedando las Tierra comunicadas. Las glaciaciones tuvieron una importancia decisiva en los animales terrestres, sobre todo en los mamíferos, que se vieron obligados a realizar migraciones a medida que el Hielo avanzaba o retrocedía.