OBJETIVO Principios de la Estratigrafía Clase 22 El alumno analizará el significado e importancia de los principios en los que se basa la estratigrafía. Gabriel Vázquez Castro Archivos modificados con autorización de su creador: Ing. Javier Arellano G. James Hutton, fundador de la geología moderna La creencia de que la tierra se formaba de manera perpetua fue de un campesino y naturalista escocés, James Hutton, quien pensaba que el material fundido se forzaba a ascender para formar montañas, después se erosionaba y luego los sedimentos eran arrastrados a otras partes. James Hutton, fundador de la geología moderna A Pesar de las aportaciones de Hutton, a fines del siglo XVIII, en general se creía que la Tierra se había creado unos seis mil años antes (para ser mas precisos el 22 de octubre del año 4004 antes de Cristo, de acuerdo con el análisis del siglo XVII de la Biblia realizado por el arzobispo James Usher), y que los fósiles eran remanentes de animales que perecieron durante el diluvio bíblico. James Hutton, fundador de la geología moderna Hutton elaboró los primeros argumentos geológicos cuidadosos y razonados y llegó a plantear que la historia de la tierra podría saberse al comprender como funcionan en la actualidad los procesos como la erosión y la sedimentación. Sus ideas y razonamientos para estudiar la tierra dieron pie a que la Geología se estableciera como una ciencia. James Hutton, fundador de la geología moderna Hutton percibió que la sedimentación es muy lenta e incluso que las rocas mas viejas se componían de “materiales proporcionados por las ruinas de continentes enteros” El proceso inverso ocurre cuando una roca expuesta a la atmósfera se erosiona y desintegra. Él llamó a este fenómeno de destrucción y renovación “el gran ciclo geológico” y notó que se cumplia en innumerables ocaciones. James Hutton, fundador de la geología moderna En un documento presentado en 1778 ante la Real Sociedad de Edimburgo, Hutton describió un universo muy distinto al cosmos bíblico: uno formado por ciclos continuos en los que las rocas y los suelos se vierten en los mares, se compactan en lechos, son forzados a ascender a la superficie por procesos volcánicos y con el tiempo se deterioran de nuevo en sedimentos. James Hutton, fundador de la geología moderna Otro concepto de Hutton fue la teoría del uniformismo, una idea de que las fuerzas geológicas que actúan hoy son las mismas que las que operaron en el pasado. James Hutton, fundador de la geología moderna Infirió que las altas presiones y temperaturas en la profundidad de la tierra podrían provocar reacciones químicas que formaban basaltos, granito y vetas de minerales. Propuso también que el calor interno del planeta causaba que la corteza se calentara y expandiese, dando como resultado elevaciones que formaban montañas. James Hutton, fundador de la geología moderna De hecho, la edad de la Tierra fue el primer concepto revolucionario de la geología para que emergiese como una ciencia nueva. El uniformismo es un principio fundamental de las ciencias de la tierra y un ataque frontal a la escuela de su época llamada catastrofismo, que creía en catástrofes naturales como el diluvio universal, que reducían la edad de la tierra a 6,000 años. PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA El Escocés James Hutton (1726-1797) a finales del siglo XVIII publicó su libro “Theory of the Earth” (Teoría de la Tierra, 1788), en su trabajo estableció algunos de los principios estratigráficos y expuso el significado del tiempo geológico. Hutton citó con sumo cuidado observaciones de campo y sus experimentos de laboratorio, de tal manera que estos le ayudaron a poder proponer y sustentar algunos de estos principios. Sección que muestra la discontinuidad de los estratos de rocas visitados por Hutton. Nicolas Steno, 1669 James Hutton, 1788 Charles Lyell, 1832 Principios Fundamentales de la Estratigrafía J. Hutton (1726-1797) refutó el catastrofismo y el neptunismo Theory of Earth (1788) Expuso el significado del tiempo geológico Diferencia entre rocas ígneas y sedimentarias 1· Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos. 2. Principio de la superposición. C. Lyell (1797-1875) Principles of geology Fuerzas que operan en la naturaleza actuaban suficiente tiempo – cambios geológicos han esculpido la superficie Corriente ideológica – Uniformitarismo – “el presente es la clave del pasado” Kelvin (1824-1907) Tiempos infinitos Perdida de calor de la Tierra Períodos que variaban entre 20 y 100 Ma. Geocronología A. Holmes (1895-1965) – establecimiento de una escala absoluta del tiempo geológico Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos (STENO, 1669). Determina que los estratos en el momento de su depósito son horizontales y paralelos a la superficie de depósito (horizontalidad original) y que quedan delimitados por dos planos que muestran continuidad lateral. 3· Principio del uniformismo o actualismo. 4· Principio de la sucesión faunística o de la correlación. 5· Principio de la simultaneidad de eventos 6. Principio de la intersección ó corte y truncamiento. 7. Principio de la invariancia de las Leyes Físicas 8. Principio de la Parsimonia. Principio de la continuidad lateral de los estratos Los estratos se depositaron originalmente de forma continua; si ahora son discontinuos es debido a erosión. es decir, los estratos aquedan delimitados por dos planos que muestran continuidad lateral. Las superficies de estratificación son consideradas como isócronas. La figura muestra que cuando se inicia el depósito, la estratificación es paralela a la superficie o fondo y al proseguir el depósito, las irregularidades tendrán que emparejarse y la estratificación tiende a aproximarse a la horizontal. PRINCIPIO DE LA HORIZONTALIDAD ORIGINAL Y CONTINUIDAD LATERAL (STENO, 1669). Principio de la superposición (NICOLAS STENO, 1669) y desarrollado por Lehmann. Establece que en una sucesión de estratos los más bajos (inferiores) son los más antiguos y los más altos (superiores) los más modernos. El principio es básico para la ordenación temporal de los estratos y se aplica a los materiales estratificados en los que la deformación tectónica posterior a su depósito no implique la inversión de estratos. Rocas más jovenes Las técnicas de geología del subsuelo, han permitido conocer excepciones, ya que no necesariamente las superficies de depósito son horizontales sino con una ligera inclinación original. Rocas más viejas Excepciones al principio de la superposición: cuando los sedimentos nuevos se depositen en cavidades excavadas (p.e, cuevas). En la figura se puede deducir que los estratos superiores son mas recientes que los estratos inferiores. Por esta razón siempre se escriben las columnas geológicas con las rocas más recientes arriba y las más antiguas abajo. Principio del uniformismo o actualismo “EL PRESENTE ES LA CLAVE DEL PASADO” James Hutton 1788; Charles Lyell 1832 Los procesos que han tenido lugar a lo largo de la historia de la Tierra han sido uniformes (uniformismo) y semejantes a los actuales (actualismo). LA FRASE ORIGINARIA CON LA QUE SE SIMPLIFICA ESTE PRINCIPIO ES “EL PRESENTE ES LA CLAVE DEL PASADO” “El Cuaternario es la clave del pasado” Matthews (1974) “El Neogeno es la clave del pasado” Vázquez (2007) Principio de la sucesión faunística o de la correlación Emitido por Smith y desarrollado por Cuvier Consiste en admitir que en cada intervalo de tiempo de la historia geológica (representado por un conjunto de estratos o por formaciones), los organismos que vivieron y que por tanto se pudieron fosilizar fueron diferentes y no repetibles. Los fósiles permiten establecer correlaciones (comparaciones en el tiempo) entre materiales de una misma edad, pero de contextos geográficos muy distantes; ya que muchos de los organismos han tenido una extensión horizontal prácticamente mundial. Principio de la simultaneidad de eventos Se basa en la doctrina del “catastrofismo actualista”, consiste en aceptar que en la naturaleza ocurrieron en tiempos pasados fenómenos normales como los vemos en la actualidad pero además otros raros y eventuales (ocasionales) que mayoritariamente coinciden con las grandes catástrofes. Las columnas geológicas muestran semejanza en los fósiles y litología; los fósiles son determinables y debido a esto podemos correlacionarlos. Eventos catastróficos • • • • • • Cambios climáticos Cambios del nivel del mar Cambios en el campo magnético terrestre Grandes terremotos Explosiones de volcanes Impactos meteoríticos EVENTO CATASTRÓFICO Crater Chicxulub Crater Chicxulub Principio de intersección o corte y truncamiento Este principio nos ayuda a determinar la sucesión de eventos en una región donde las rocas han sido falladas o intrusionandas. Cuando una falla desplaza una secuencia de rocas, o cuando el magma intrusiona y cristaliza en el interior de la corteza terrestre, podemos suponer que la falla o intrusión es más joven que las rocas afectadas; a esta suposición se le conoce como el principio de intersección o corte y truncamiento. Fechamiento Relativo b a c a Procesos más jovenes b c e d d e Procesos más viejos La figura muestra las relaciones de intersección de la falla y el dique respecto a los cuerpos de roca. Se interpreta que la falla “d” es mas joven que el paquete de rocas “e”; el paquete de rocas “b” es más joven que el “e”; y el dique “a” es aún más joven que el paquete de rocas “b” y por tanto que la falla. Principio de la invariancia de las leyes físicas Los procesos geológicos han ocurrido bajo condiciones regidas por un comportamiento igual al de las leyes físicas. 8 9 Principio de la parsimonia Los fenómenos deben explicarse suficiente bajo el factores. geológicos en forma mínimo de Identifica el orden de los eventos de viejo (1) a joven (n) en los siguientes cortes. Fíjate que la misma litología puede presentarse en diferentes cuerpos ó unidades de roca (diferente posición estratigráfica), cada cuerpo ó unidad de roca es un evento diferente (la formación del cuerpo de roca en cuestión). También son eventos las fallas y plegamientos. 1 4 2 3 5 3 Indicar las tres posibles soluciones B 6 7 5 2 4 9 1 3 A 7