UNIDAD 1: GEOLOGA GENERAL 1.1 La Geologa

La geologa, del griego geo, Tierra, y logos, discurso. Es la ciencia que persigue la comprensin del planeta Tierra. La ciencia de la Geologa se ha dividido tradicionalmente en dos amplias reas: la fsica y la histrica. La Geologa fsica, estudia los materiales que componen la tierra y busca comprender los diferentes procesos que actan debajo y encima de la superficie terrestre. El objetivo de la Geologa histrica es comprender el origen de la Tierra y su evolucin a lo largo del tiempo. Por tanto, procurar ordenar cronolgicamente los mltiples cambios fsicos y biolgicos que han ocurrido en el pasado geolgico.

El estudio de la Geologa fsica precede lgicamente al estudio de la historia de la Tierra, porque, antes de intentar revelar su pasado, debemos comprender primero cmo funciona la Tierra. Entender la tierra constituye un reto, porque nuestro planeta es un cuerpo dinmico con muchas partes que interaccionan y una historia larga y compleja. En el transcurso de su larga existencia, la Tierra ha ido cambiando. De hecho, est cambiando mientras lee esta pgina y continuar hacindolo en un futuro previsible. Algunas veces los cambios son rpidos y violentos, como cuando se producen deslizamientos o erupciones volcnicas. A menudo, los cambios tienen lugar de una manera tan lenta que no se aprecian durante toda una vida. Las escalas de tamao y espacio tambin varan mucho entre los fenmenos que los gelogos estudian. Algunas veces stos deben concentrarse en fenmenos submicroscpicos, mientras que en otras ocasiones deben tratar con caractersticas de escala continental o global.

La Geologa se percibe como una ciencia que se realiza en el exterior, lo cual es correcto. Una gran parte de la Geologa se basa en observaciones y experimentos llevados a cabo en el campo. Pero la Geologa tambin se realiza en el laboratorio donde, por ejemplo, el estudio de varios materiales terrestres permite comprender muchos procesos bsicos. Con frecuencia, la Geologa requiere una comprensin y una aplicacin del conocimiento y los principios de la Fsica, la Qumica y la Biologa.La Geologa es una ciencia que pretende ampliar nuestro conocimiento del mundo natural y del lugar que ocupamos en l.

Los recursos representan otro importante foco de la Geologa, que es de gran valor prctico para las personas. Estos recursos son el agua y el suelo, una gran variedad de minerales metlicos y no metlicos, y la energa. En conjunto, forman la verdadera base de la civilizacin moderna. La Geologa aborda no slo la formacin y la existencia de estos recursos vitales, sino tambin el mantenimiento de sus existencias y el impacto ambiental de su extraccin y su uso. El rpido crecimiento de la poblacin mundial y las aspiraciones de todos a un mejor modo de vida estn complicando todas las cuestiones ambientales. Cada ao la poblacin terrestre aumenta en cien millones de personas, lo cual significa una demanda cada vez mayor de recursos y una presin creciente para que las personas habiten en ambientes con peligros geolgicos significativos. No slo los procesos geolgicos tienen un impacto sobre las personas, sino que nosotros, los seres humanos, podemos influir de forma notable en los procesos geolgicos tambin. Por ejemplo, las crecidas de los ros son algo natural, pero las actividades humanas, como aclaramiento de bosques, construccin de ciudades y construccinde embalses, pueden cambiar su magnitud y frecuencia. Por desgracia, los sistemas naturales no se ajustan siempre a los cambios artificiales de maneras que podamos prever. As, una alteracin en el medio ambiente que se prevea beneficiosa para la sociedad a menudo tiene el efecto opuesto.

Figura 1.1 Imagen del MonteVesuvio, en Italia, en septiembre de2000. Este gran volcn est rodeadopor la ciudad de Npoles y la Baha de Npoles. El ao 70 a.C. el Vesuvio entr en erupcin de una manera explosiva y enterr las poblaciones de Pompeya y Herculano en cenizas volcnicas.Volver a ocurrir? Los riesgos geolgicos son procesos naturales. Slo se convierten en riesgos cuando las personas intentan vivir donde estos procesos tienen lugar. (Imagen cortesa de la NASA.)

1.2 Algunas reseas histricas acerca de la Geologa

La naturaleza de nuestro planeta (sus materiales y procesos) ha sido objeto de estudio durante siglos. Los escritos sobre temas como los fsiles, las gemas, los terremotos y los volcanes se remontan a los griegos, hace ms de 2.300 aos.

Catastrofismo. A mediados del siglo XVI, James Ussher, arzobispo anglicano de Armagh, primado de Irlanda, public un importante trabajo que tuvo influencias inmediatas y profundas. Afamado estudioso de la Biblia, Ussher construy una cronologa de la historia humana y de la Tierra en la que determin que la Tierra tena slo unos pocos miles de aos, ya que haba sido creada en el 4004 a.C. El tratado de Ussher consigui aceptacin generalizada entre los lderes cientficos y religiosos de Europa, y su cronologa acab figurando impresa en los mrgenes de la misma Biblia.Durante los siglos XVII y XVIII la doctrina del catastrofismo influy con gran fuerza en el pensamiento sobre la dinmica de la tierra. Dicho brevemente, los catastrofistas crean que los paisajes de la Tierra haban sido formados inicialmente por grandes catstrofes. Por ejemplo, las montaas o los caones, cuya formacin hoy sabemos que requiere mucho tiempo, se explicaban como si fueran el resultado de desastres sbitos y a menudo a escala planetaria, producidos por causas desconocidas que ya no actan. Esta filosofa era un intento por encajarla velocidad de los procesos terrestres con las ideas entonces reinantes sobre la antigedad de la Tierra.

La relacin entre el catastrofismo y la edad de la Tierra se puede resumir como sigue:

Que la Tierra haba sufrido grandes y extraordinarios cambios durante su oscuro pasado era claramente evidente para cualquier ojo inquisitivo; pero concentrar esos cambios en unos pocos y breves milenios precisaba una filosofa hecha a medida, una filosofa cuya base era el cambio sbito y violento*.

Nacimiento de la Geologa moderna. La Geologa moderna se inici en los aos finales del siglo XVII, cuando James Hutton, mdico y terrateniente escocs, public su Theory of the Earth (Teora de la Tierra). En su trabajo, Hutton estableci un principio que constituye el pilar de la Geologa actual: el uniformismo. Establece simplemente que las leyes fsicas, qumicas y biolgicas que actan hoy, lo han hecho tambin en el pasado geolgico. Esto significa que las fuerzas y los procesos que en la actualidad observamos que dan forma a nuestro planeta actuaron tambin en el pasado. Por tanto, para comprender las rocas antiguas, debemos entender primero los procesos petrogenticos y sus resultados en la actualidad. Esta idea suele expresarse diciendo que el presente es la clave del pasado.

Antes de la Theory of the Earth de Hutton, nadie haba demostrado de manera eficaz que los procesos geolgicos se producan a lo largo de perodos extremadamente largos. Sin embargo, Hutton sostuvo con persuasin que fuerzas que parecen pequeas producen, a lo largo de lapsos prolongados de tiempo, efectos exactamente igual de grandes que los derivados de acontecimientos catastrficos sbitos. A diferencia de sus predecesores, Hutton cit con sumo cuidado observaciones verificables para apoyar sus ideas.

Por ejemplo, cuando sostena que las montaas eran esculpidas y, en ltima instancia, destruidas por la meteorizacin y la accin de las aguas superficiales, y que sus restos eran llevados a los ocanos por procesos observables, Hutton dice: Tenemos una cadena de hechos que demuestran claramente () que los materiales de las montaas destruidas han viajado a travs de los ros; y adems:

No hay un solo paso en toda esta sucesin de acontecimientos () que no se perciba en la actualidad. Pas a continuacin a resumir este pensamiento planteando una pregunta y proporcionando inmediatamente la respuesta.

Qu ms podemos necesitar? Nada, salvo tiempo. En nuestros das, los principios bsicos del uniformismo son tan viables como en poca de Hutton. De hecho, nos damos cuenta con ms fuerza que nunca de que el presente nos permite una percepcin del pasado y que las leyes fsicas, qumicas y biolgicas que gobiernan los procesos geolgicos se mantienen variables a lo largo del tiempo. Sin embargo, tambin entendemos que esta doctrina no debera tomarse demasiado al pie de la letra.

Cuando se dice que en el pasado los procesos geolgicos fueron los mismos que los que operan en la actualidad no se pretende sugerir que tuvieran siempre la misma importanciarelativa o que actuaran precisamente a la misma velocidad.

Adems, algunos procesos geolgicos importantes no pueden observarse en la actualidad, pero hay pruebas fehacientes de que suceden. Por ejemplo, sabemos que la Tierra ha sufrido impactos de grandes meteoritos aunque no haya testigos humanos. Acontecimientos como estos alteraron la corteza de la Tierra, modificaron su clima e influyeron enormemente en la vida sobre el planeta.

La aceptacin del uniformismo signific la aceptacin de una historia muy larga para la Tierra. Aunque la intensidad de los procesos terrestres vara, estos siguen tardando mucho en crear y destruir los principales accidentes geogrficos del paisaje.

Por ejemplo, los gelogos han llegado a la conclusin de que en el pasado existieron montaas en zonas de las actuales Minnesota, Wisconsin y Michigan. En la actualidad, la regin consiste en colinas bajas y llanuras. La erosin (proceso que desgasta la Tierra) destruy de forma gradual esos picos. Los clculos indican que el continente norteamericano est siendo rebajado a un ritmo de unos 3 centmetros cada 1.000 aos. A este ritmo, el agua, el viento y el hielo tardaran 100 millones de aos en rebajar unas montaas cuya altitud fuera de 3.000 metros.Pero incluso este lapso de tiempo es relativamente pequeo en la escala temporal de la historia de la Tierra; el registro rocoso contiene pruebas de que la Tierra ha experimentado muchos ciclos de formacin y erosin de montaas. En lo referente a la naturaleza en continuocambio de la Tierra a travs de grandes perodos de tiempo, Hutton hizo una afirmacin que se convertira en una cita clsica. En la conclusin de su famoso artculo publicado en 1788 en las Transactions of the Royal Society of Edinburgh, afirm: Por consiguiente, el resultado de nuestra presente investigacin es que no encontramos vestigios de un principio; ni perspectivas de un fin. Una cita de William L. Stokes resume la importancia del concepto bsico de Hutton:En el sentido de que el uniformismo requiere la actuacin de leyes o principios intemporales e invariables, podemos decir que nada de nuestro conocimiento, incompleto, pero extenso, discrepa de l.

En los captulos siguientes examinaremos los materiales que componen nuestro planeta y los procesos que lo modifican. Es importante recordar que, si bien muchos rasgos de los paisajes de nuestro entorno parecen no cambiar durante los decenios que nosotros los observamos, sin embargo, s estn cambiando, pero a escalas temporales del orden de centenares, millares o incluso muchos millones de aos.

CIENCIAS ASOCIADAS A LA GEOLOGA

Cristalografa

La cristalografa es la rama de la geologa que se dedica al estudio cientfico de los cristales. Los mtodos cristalogrficos se apoyan fuertemente en el anlisis de los patrones de difraccin que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones.

Espeleologa

La espeleologa, es una ciencia que estudia la morfologa de las cavidades naturales del subsuelo. En ella se investigan, se mapean y se catalogan todo tipo de descubrimientos subterrneos.

Estratigrafa

La estratigrafa es la rama de la geologa que trata del estudio e interpretacin de las rocas sedimentarias estratificadas, y de la identificacin, descripcin, secuencia, tanto vertical como horizontal; cartografa y correlacin de las unidades estratificadas de rocas.

Secuencia de rocas estratificadas

Geologa del petrleo

En la geologa del petrleo se combinan diversos mtodos y tcnicas exploratorias para seleccionar las mejores opor tunidades para encontrar hidrocarburos (petrleo y gas).

Geologa econmica

La geologa econmica se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depsitos minerales que puedan ser explotados por el hombre con un beneficio prctico o econmico. La explotacin de estos recursos es conocida como minera.

Geologa estructural

La geologa estructural es la rama de la geologa que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y su relacin en las rocas que las contienen. Estudia la geometra de las formaciones rocosas y la posicin en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza terrestre ante los esfuerzos tectnicos y su relacin espacial, determinando la deformacin que se produce, y la geometra subsuperficial de estas estructuras.

Gemologa

La gemologa es la ciencia, arte y profesin de identificar y evaluar las gemas. (Piedras preciosas).

Geologa histrica

La geologa histrica es la rama de la geologa que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde su formacin, hace unos 4.500 millones de aos, hasta el presente.

Geomorfologa

La Geomorfologa tiene por objeto la descripcin y la explicacin del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de la interferencia de los agentes atmosfricos sobre la superficie terrestre.

Geoqumica

La geoqumica es la rama de la geologa y de la qumica que estudia la composicin y el comportamiento qumico de la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa de los elementos qumicos, su distribucin y migracin entre las diferentes partes que conforman la Tierra.

Geofsica

La geofsica estudia la Tierra desde el punto de vista de la fsica y su objeto de estudio est formado por todos los fenmenos relacionados con la estructura, condiciones fsicas e historia evolutiva de la Tierra.

Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio mtodos cuantitativos fsicos como la ssmica de reflexin y refraccin, y una serie de mtodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnticos, magnticos o elctricos y de fenmenos radiactivos.

Hidrogeologa

La hidrogeologa es una rama de las ciencias geolgicas que estudia las aguas subterrneas en lo relacionado con su origen, circulacin, sus condicionamientos geolgicos, su interaccin con los suelos, rocas y humedales, su estado (lquido, slido y gaseoso) y sus propiedades (fsicas, qumicas, bacteriolgicas y radiactivas) y su captacin.

Mineraloga

La mineraloga es la rama de la geologa que estudia las propiedades fsicas y qumicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregacin.

Paleontologa

La Paleontologa es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a travs de los fsiles. Parte de sus fundamentos y mtodos son compartidos con la Geologa y la Biologa, con las que se integra estrechamente.

Petrologa

La petrologa es ciencia geolgica que consiste en el estudio de las propiedades fsicas, qumicas, mineralgicas, espaciales y cronolgicas de las asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su formacin. La petrografa, disciplina relacionada, trata de la descripcin y las caractersticas de las rocas cristalinas determinadas por examen microscpico con luz polarizada.

Laboratorio de petrologa

Vista bajo el microscopio de distintos tipos de rocas.

Sedimentologa

La sedimentologa es la rama de la geologa que se encarga de estudiar los procesos de formacin, transporte y depsito de materiales que se acumulan como sedimentos en ambientes continentales y marinos y que normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente ligada a la estratigrafa, si bien su propsito es el de interpretar los procesos y ambientes de formacin de las rocas sedimentarias y no el de describirlas como en el caso de aquella.

Sismologa

La sismologa es la rama de la geofsica que se encarga del estudio de terremotos y la propagacin de las ondas elsticas (ssmicas), que estos generan, por el interior y la superficie de la Tierra. Un fenmeno que tambin es de inters es el proceso de ruptura de rocas, ya que este es causante de la liberacin de ondas ssmicas. La sismologa tambin incluye el estudio de los maremotos y las marejadas asociadas (tsunamis) y los movimientos ssmicos previos a erupciones volcnicas.

Vulcanologa

La Vulcanologa es el estudio de los volcanes, la lava, el magma y otros fenmenos geolgicos relacionados.