144 Solucionario

13

Solucionario

Conocer la tierra y descubrir su pasado

PUNTO DE PARTIDA: ¿Las primeras huellas humanas?

En Laetoli, Tanzania, hay unas pisadas grabadas en unas cenizas volcánicas que, poco después dedepositarse, la lluvia convirtió en barro. J. L. Arsuaga e I. Martínez las describen así:

“Hay dos rastros paralelos, pero el de la derecha en el sentido de la marcha parece corresponder a dosindividuos; uno de ellos caminaría sobre las huellas del otro. El individuo de la izquierda es muy pequeño,quizás una hembra o una cría.

Las características de estas huellas son increíblemente modernas. No reflejan en absoluto un bípedo inseguroo “imperfecto”, sino que traducen, hasta en los más mínimos detalles un modo de caminar como el nuestro. Elpie de un chimpancé, gorila u orangután es muy diferente del pie humano. En realidad se parece más anuestra mano. Eso quiere decir que es plano, y el primer dedo (el dedo gordo) no llega tan lejos como losdemás, sino que es más corto y se puede separar lateralmente de ellos poniéndose en posición divergente alpisar.

Si el lector es tan afortunado que tiene una playa cerca podrá comparar estas huellas fósiles con las suyas yapreciar la extraordinaria semejanza. En cada paso de los homínidos de Laetoli, el pie adelantado se apoyabaprimero sobre el talón, que dejó una profunda impresión sobre el suelo blando”.

ARSUAGA, J. L. Y MARTÍNEZ, I.

La especie elegida.

a) ¿Por qué concluyen los investigadores que estos homínidos caminaban erguidos?

b) Algunos antropólogos sugieren que se trataba de una pareja. ¿En qué crees que se basan?

c) La edad de las huellas se ha fijado en 3,5 millones de años. ¿Cómo habrá podido calcularse esta edad?

a) Por el número de huellas y sus características. Hay solo huellas de pies (dos por individuo) y tienen unascaracterísticas muy similares a las actuales en la forma, disposición de los dedos y orientación de la pisada.

b) Pertenecen a dos individuos diferentes, caminan en paralelo y son de tamaño claramente distinto.

c) Puede saberse determinando la edad de las cenizas volcánicas sobre las que están impresas y la de losmateriales que se encuentren sobre estas cenizas en algún lugar cercano.

1. ¿Qué significado darías a la expresión “los geólogos son lectores de rocas”?

La historia de la Tierra está “escrita” (registrada) en las rocas con un código especial. Los geólogos estudian estecódigo y aprenden a descifrarlo. Esto les permite reconstruir la historia del plantea.

2. Indica cuatro ejemplos de procesos geológicos que cambian la superficie terrestre.

– Procesos internos: vulcanismo, plegamiento, formación de cordilleras (orogénesis), desplazamientocontinental.

– Procesos externos: meteorización, erosión fluvial o glaciar, sedimentación.

3. Las tillitas son rocas formadas al compactarse sedimentos glaciares, pero a veces se encuentran en lugaresque en la actualidad tienen clima templado e incluso, tropical. ¿Cómo puede explicarse este hecho?

Hay, básicamente, dos formas de explicarlo: a) el clima global del planeta ha cambiado muchas veces a lo largode la historia de la Tierra, y b) los continentes se han desplazado y han pasado de unas latitudes (por tanto, conunos climas) a otras, a veces muy diferentes.

4. Para conocer mejor qué características tienen las tillitas y cómo se originan, ¿adónde irías? ¿Qué principioestarías utilizando al interpretar tillitas del pasado?

Iría a una zona que actualmente tenga glaciares. Estaría utilizando el principio del actualismo.

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 144

Río

Sedimentos

Mar

Solucionario 145

5. Calcula la potencia real del paquete de calizas representado en la columna estratigráfica de la página anteriorsabiendo que la representación se ha hecho a escala 1:2000 (2000 veces menos que en la realidad).

La potencia será: 2,5 cm · 1000 = 2 500 cm = 25 m.

6. Dibuja dos estratos con granoselección que se encuentren en posición invertida, e indica el sentido en quese encuentra el techo.

7. El corte geológico de la derecha muestra un dique de rocasmagmáticas (material H). Dado que atraviesa todos losmateriales, debe ser posterior a ellos. Por otra parte, lapresencia de granoselección en C permite saber que A esel material más antiguo.

a) Indica qué materiales son concordantes entre sí. ¿Quétipo de discordancia hay entre los materiales E y losmateriales A, B, C y D?

b) Reconstruye la secuencia completa de acontecimientos,será la historia geológica de la zona representada.

a) Son concordantes entre sí, por un lado, los materiales A, B, C, y D y, por otro, los materiales E, F y G. Ladiscordancia que hay entre los materiales E y los materiales A, B, C y D es de tipo angular y erosiva.

b) La secuencia de acontecimientos de la zona representada en el dibujo es la siguiente:

– Depósito de los materiales A, B, C y D por este orden.

– Plegamiento de los materiales depositados (A, B, C y D).

– Erosión de los materiales depositados.

– Depósito de los materiales E y F.

– Intrusión del dique H.

– Depósito del material G.

– Erosión actual.

8. Un reloj sedimentario.

Algunos años después de que Darwin publicase su cálculo sobre la edad de la Tierra. John Phillips pensóque si los agentes geológicos externos habían transportado sedimentos al mar a un ritmo uniforme desdeque se formó la Tierra, podría calcularse la edad del planeta.

Bastaba con medir la tasa de sedimentación y calcular la potencia total de los estratos formados. A partir desus investigaciones determinó que cada 100 años se depositarían 2,4 cm de sedimentos y que la potenciatotal era de 23 040 metros

a) ¿Qué edad de la Tierra se concluye de estos cálculos?

b) ¿Qué objeciones se le puede poner hoy al procedimiento utilizado por Phillips?

Muro

Techo

A

B

FG

H

C

D

E

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 145

146 Solucionario

a) Tendría 96 millones de años.

b) Se pueden poder objeciones de diversa naturaleza: unas tendrían que ver con la perspectiva gradualista desdela que están hechas, que considera la sedimentación como un proceso continuo, gradual y uniforme. Otras,desde los criterios de medición utilizados, que irían desde la inconsistencia del cálculo de la potencia total desedimentos depositados, la elevada tasa de depósito propuesta, hasta la ausencia de cálculos que incorporenla pérdida de potencia de los sedimentos como consecuencia de la diagénesis.

9. ¿Cuántos períodos de semidesintegración habrán transcurrido desde la formación de una roca si le queda el6,25 % de elemento padre?

Habrán pasado cuatro períodos de semidesintegración.

10. ¿Puedes datar esta roca?

En ocasiones no encontramos fósiles característicos, pero lacoincidencia en una roca de dos o más especies de fósilespuede ayudar a realizar dataciones más precisas, ya que la rocase habrá formado en el período vital compartido por las especiesrepresentadas.

La gráfica muestra el período en que vivieron tres especies.

a) En la roca 1 se han encontrado fósiles de las especies A y B.¿Cuál será la edad de esta roca?

b) En la roca 2 se han encontrado las especies B y C. ¿Qué edadtendrá?

a) La roca tendrá entre 290 y 286 millones de años.

b) La roca tendrá entre 288 y 278 millones de años.

11. Las creencias influyen a menudo en el tipo de investigación que se realiza. De lo expuesto aquí, extraealgunas creencias por las que resultaba explicable que se buscase en textos antiguos la respuesta a la edadde la Tierra.

De entre lo expuesto en el texto pueden destacarse dos creencias por las que resultaba explicable que sebuscase en textos antiguos la respuesta a la edad de la Tierra:

– La idea de la Tierra como morada del ser humano hacía que se identificase la edad de la Tierra con la edad dela humanidad.

– La consideración de la Biblia no solo como un texto religioso, sino como el registro histórico más autorizado.

12. Las creencias pueden, incluso, condicionar que se realice o no una investigación. A partir del texto de estapágina indica una perspectiva que animaba a indagar la edad de la Tierra y otra que consideraba inútilintentarlo. Comenta las razones de cada posición.

– En la Grecia clásica, era frecuente considerar que el mundo era cíclico. Desde esta perspectiva no tenía sentidobuscar indicios de la edad de la Tierra, ya que, en el mejor de los casos, solo se encontrarían las primerashuellas del último ciclo. Consideraban que la Tierra era eterna.

– Desde la perspectiva hebrea y desde la cristiana, sí tenía sentido indagar sobre la edad de la Tierra, porque noera eterna, y resulta posible conocer su edad.

13. Kelvin consideraba que solo era ciencia aquello que podía comprobarse en el laboratorio o predecirse deacuerdo con unas leyes universales. Esa fue una de las razones por las que se opuso a las ideas de Darwin,que calificó de no científicas. ¿Qué objeciones le harías a esta posición de Kelvin?

Las ideas de Kelvin sobre lo que era y lo que no era ciencia estaban muy condicionadas por su visión como físicodel siglo XIX. Desde la perspectiva actual, no puede limitarse la calificación de científico solo a aquello que puedeexperimentarse en el laboratorio. Existen numerosas teorías científicas que, bien por referirse a fenómenos que

Edad

es e

n m

illon

es d

e añ

os

Esp

ecie

A

Esp

ecie

B

Esp

ecie

C

Especies fósiles

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 146

como

Solucionario 147

ocurren a lo largo de períodos de tiempo inabarcables en un trabajo de laboratorio (por ejemplo, la teoría de laevolución), bien porque se refieren a objetos de dimensiones o condiciones físicas imposibles de reproducir en unlaboratorio (por ejemplo, la teoría de la tectónica de placas) o bien por otras circunstancias, no puedencomprobarse empíricamente. Lo anterior no significa que no puedan contrastarse utilizando diversas metodologías.

14. Ponle un título al relato que hace Rutherford y comenta las razones por las que, a tu juicio, Kelvin nomodificó su posición tras el descubrimiento de la radiactividad.

Respuesta abierta.

De síntesis

15. Incluye en el mapa conceptual las varvas glaciares y los anillos de crecimiento de los corales.

16. Los fósiles se utilizan para datar las rocas. ¿Deberían aparecer en el mapa conceptual relacionados con ladatación absoluta o con la relativa? ¿Por qué?

Deben relacionarse con la datación relativa pero, dadas sus particularidades, podrían relacionarse además con ladatación absoluta. Un fósil es un objeto geológico que, como cualquier otro, puede datarse. Ocurre que una vezdatado en un lugar puede utilizarse esa fecha para determinar edades absolutas (dentro de los límites que nospermite cada especie fósil) en otros lugares.

17. Amplía el mapa conceptual para incorporar los criterios de polaridad.

VARVASGLACIARES

ANILLOSDE CORALES

ISÓTOPOSRADIACTIVOS

como

RELOJESGEOLÓGICOS

PRINCIPIOSFUNDAMENTALES

CRITERIOS DEPOLARIDAD

GRIETAS DEDESECACIÓN

RIZADURASLAMINACIÓN

CRUZADAGRANOSELECCIÓN

utilizando

DATACIÓNRELATIVA

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 147

148 Solucionario

18. ¿Por qué se ha dicho que las rocas son los “archivos de la Tierra”? ¿Qué tipo de información puedeencontrarse en ellas?

Porque en las rocas se registran la vida del pasado, los procesos ocurridos, la distribución de tierras y mares, losclimas, etc.

Cuestiones breves

19. ¿Cómo puede explicarse que sea frecuente encontrar en las rocas huellas de la actividad de gusanos y soloexcepcionalmente se encuentre el organismo fosilizado?

Porque son organismos sin órganos esqueléticos ni partes duras que puedan permanecer el tiempo suficiente enlos sedimentos como para que resulte relativamente fácil su fosilización. Sin embargo, nada impide que lasgalerías que forman puedan fosilizar.

20. ¿Qué biofacies podría ser característica de unos sedimentos actuales depositados en una laguna de laPenínsula Ibérica? Indica tres especies de ese ambiente que pudieran encontrarse fosilizadas en el futuro.

La lista es infinita; lo que se pretende con la realización de esta actividad es subrayar la información que puedeobtenerse sobre el ambiente en el que se ha formado una roca a partir del estudio de los fósiles que contiene.

Por citar algunas especies, podrían encontrarse plantas como el junco, la espadaña, la anea o el berro.Invertebrados como los caracoles, el ditisco, el zapatero o larvas de libélula. Vertebrados como carpas, fartet, larana común, el tritón jaspeado, la culebra de agua, etc.

21. ¿Puede aplicarse el principio de superposición de los estratos a unas rocas plutónicas?

No, porque el principio de superposición de estratos solo se puede aplicar para estudiar sedimentos que se handepositado.

22. ¿Pueden encontrarse grietas de desecación en cualquiera de estas rocas: basalto, mármol, argilita? Justificala respuesta.

En el basalto no, por su origen volcánico, ni en el mármol, por su origen metamórfico. Sí en la argilita, no solo porsu origen sedimentario, sino por tener un tamaño de grano fino que propicia la formación de estas grietas comoconsecuencia de la pérdida de agua.

23. Al analizar un resto orgánico antiguo encontramos que su contenido en 14C es la mitad del que teníainicialmente. ¿Cuál es su edad?

Su edad será igual al período de semidesintegración del 14C, es decir, 5570 años.

De aplicación y relación

24. Una playa levantada se interpreta como la huella de procesos geológicos que han ocurrido. ¿Cuáles puedenser esos procesos?

Puede haberse formado como consecuencia de un descenso del nivel del mar (procesos eustáticos) o por unaelevación del continente (procesos isostáticos).

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 148

Solucionario 149

25. En el talud de una carretera se observan losestratos en disposición vertical que muestra lafigura. En el estrato C existen grietas dedesecación.

a) Ordena la serie de estratos de más antiguoa más moderno e indica los criterios que sehan utilizado.

b) ¿Cómo puede saberse si estos estratosforman parte de un pliegue?

c) El dibujo está a escala 1:1000, es decir,1000 veces más pequeño que la realidad.¿Cuál es la potencia real que tiene elpaquete de calizas (B)?

a) El orden de los estratos de la serie, de más antiguo a más moderno, es: C, B y A. Los criterios utilizados son lasgrietas de desecación que se aprecian en el estrato C y el principio de superposición.

b) La repetición simétrica de los materiales: A, B, C, C, B, A nos muestra que se trata de un pliegue. Como en elnúcleo están los materiales más antiguos, será un anticlinal cuya charnela ha sido erosionada.

c) La potencia será 1,5 cm · 1000 = 1500 cm = 15 m.

26. En la provincia de Cádiz, en un sedimento situado a 10 km de la costa, se han encontrado abundantesconchas de moluscos. Al analizar el carbonato de calcio que las compone se observó que en todos loscasos contenían un 25 % del 14C original.

a) Si el período de semidesintegración del 14C es de 5570 años, ¿cuál será la edad de estas conchas?

b) ¿Cuál será la edad del sedimento en el que se han encontrado? ¿Es posible obtener alguna otrainformación de este hallazgo?

a) La edad será de 11 140 años.

b) Nos informa de un cambio en esta zona, que en 11 000 años ha pasado de ser hace una zona litoral a estar enel interior a 10 km de la costa.

27. Observa las superficies de contacto entre los distintos materiales que aparecen en la figura e indica cuálesde ellas son concordantes y cuáles discordantes, así como el tipo de discordancia.

Son concordantes, por un lado, los materiales A, B, C y D; y existe una discordancia angular erosiva entre estos yotro estrato de material D, que está por encima de todos los anteriores.

28. El análisis de una roca nos indica que contiene el 75 % del Uranio-235 inicial (elemento padre) y el 25 %restante se ha transformado ya en Plomo-207 (elemento hijo). ¿Qué edad tiene la roca?

Habrá transcurrido la mitad de la vida media de este isótopo, es decir, la edad de la roca será de 356,5 millonesde años.

Grietas de desecación

A AB BC

A: Calizas; B: Areniscas; C: Conglomerados; D: Arcillas.

A

D

B

C

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 149

150 Solucionario

29. El dibujo representa un depósito de varvas glaciares. ¿Cuántos años de sedimentación hay recogidos en él?

En el dibujo aparecen recogidos 12 años de sedimentación.

30. En una roca encontramos el fósil de un coral campaniforme que presenta 410 anillos de crecimiento poraño.

¿Cuál es la edad absoluta de esa roca? ¿En qué era geológica vivió?

– En el momento en que vivió el coral, el año de la Tierra sería de 410 días y el día tendría 21,37 horas, es decir,8580 segundos menos que en la actualidad. Si consideramos que cada millón de años aumenta la duracióndel día 20 segundos, habrán transcurrido 429 millones de años.

– El coral vivió en el Paleozoico.

De profundización

En ciertas condiciones, la posición de los fósiles puedeutilizarse como criterio techo-muro. Esto ocurre, porejemplo, cuando organismos que vivían fijos a tierra(corales, vegetales, etc.) fosilizaron en la posición enque se encontraban en vida. Otras veces los fósiles nose encuentran en su posición vital, pero sí en la queresultan más estables en un fondo marino.

a) Qué posición es más estable para la valva de unaconcha, ¿que tenga la concavidad hacia arriba o hacia abajo?

b) ¿En qué dirección estará el techo del estrato?

a) La concavidad hacia abajo es más estable. Las conchas con la concavidad hacia arriba son más fácilmenteremovidas y volteadas por las corrientes.

b) El techo del estrato estará en sentido contrario a la concavidad. Para que este criterio pueda utilizarse tiene quehaber un sentido claramente dominante en la disposición de las conchas. No podrá usarse, por tanto, si solo sedispone de un ejemplar.

32. Los materiales A, B, C y D son sedimentarios,mientras que 1, 2 y 3 son volcánicos:

a) Ordénalos cronológicamente. ¿Tienen todoslos materiales volcánicos la misma edad?

b) Indica si los contactos son concordantes odiscordantes.

c) Reconstruye la historia geológica de estazona y señala qué principios geológicos hasutilizado.

a) El material más antiguo es el A, le siguen B, C, D, 1, 2 y 3 (por este orden).

b) Los contactos A-B y B-C, son concordantes. El contacto C-D es una discordancia erosiva. Los contactos decualquiera de ellos con 1, 2 y 3 son discordantes. También los de estos tres últimos entre sí.

c) El alumno en su reconstrucción geológica debe dejar claro que primero se depositan los materiales A, B y C enese orden y posteriormente son afectados por la falla. Tras un período de erosión se asienta el material D.Luego intruye el material 1, después el 2 y, finalmente, el material 3.

31.

D

C

B

A

12

3

209129.qxd:107637 30/3/09 11:49 Página 150