Datació Geològica i Estudi dels Fòssils

Datació: Ordenació Temporal en Geologia

La datació consisteix a ordenar en el temps i, de vegades, fins i tot esbrinar l'edat dels estrats, roques i fòssils. Hi ha dos tipus principals de datació:

• Datació relativa: permet ordenar els esdeveniments, però no els assigna una data numèrica.
• Datació absoluta: permet donar una data numèrica més o menys exacta.

Datació Relativa

Per fer datacions relatives cal tenir en compte els següents principis:

1. Superposició normal dels estrats: els estrats es van superposant els uns sobre els altres; un estrat és més antic que els que té per sobre i més modern que els que té per sota.
2. Superposició dels fenòmens geològics: quan es produeix una falla, un plegament o una intrusió, només afecta els estrats existents en aquell moment.
3. Identificació i correlació paleontològiques: els fòssils poden indicar l'edat dels estrats. Els fòssils guia són espècies que només van viure en un espai de temps concret.
4. Continuïtat: els estrats mantenen les seves característiques en tota la seva extensió. El canvi lateral de fàcies indica que, a partir d'un cert punt, ja no és el mateix estrat, i ens indica el moment de la seva formació amb més exactitud.

Datació Absoluta

La datació absoluta es basa en mètodes com:

1. La radioactivitat natural d'alguns àtoms presents en els minerals.
2. El període de semidesintegració, que és el temps que tarda a transformar-se la meitat dels àtoms radioactius que hi havia al principi.

Mètodes de Datació Absoluta Menys Usats

1. Estudi de les trajectòries de fissió: marques que deixen alguns isòtops (d'urani) quan es desintegren.
2. Termoluminescència: quan s'escalfen fins als 500 °C, certs materials emeten una llum tènue deguda a la presència de partícules dins de la xarxa cristal·lina que hi han penetrat des de la seva formació.
3. Ressonància d'espín electrònic: efecte d'una radiació sobre cristalls molt purs de calcita.
4. Mètodes basats en processos geològics o biològics periòdics: formació de sediments en llacs glacials, anells dels arbres, anells de creixement en closques de mol·luscs, etc.

Els Fòssils: Procés de Fossilització

La paleontologia és la ciència que estudia els fòssils com a elements per entendre la vida en el passat geològic.

Circumstàncies del Procés de Fossilització

1. Cal que l'organisme mort quedi ràpidament enterrat en un sediment de gra com més fi millor.

Les parts toves dels organismes són atacades per bacteris i poden desaparèixer completament, deixant només les seves empremptes en els sediments. El medi més favorable per a la fossilització és l'aquàtic, a causa de les condicions de sedimentació i distribució d'organismes. Els organismes terrestres són més susceptibles de ser destruïts, i només la momificació i la conservació en gel ofereixen grans possibilitats de preservació.

Els fòssils es troben en roques sedimentàries.

Mecanismes de Fossilització

• Conservació de la matèria mineral original i de la seva estructura: en aquest cas, no es produeixen canvis. Cal que la circulació de l'aigua pels porus del sediment sigui mínima.
• Alteració per canvi químic de la matèria mineral original: pot produir-se per substitució o reemplaçament per una altra substància present en el medi. La substitució pot donar com a resultat la conservació de l'estructura original o no. El reemplaçament es pot produir per la pèrdua d'elements originals i l'enriquiment en d'altres també originals (carbonització), que fa que es conservi l'estructura original.
• Impregnació: la resta esquelètica queda reforçada per la precipitació de minerals addicionals en els espais porosos deixats per la matèria orgànica en els esquelets (calcita i sílice).
• Conservació indirecta: resulta d'una diagènesi desmineralitzadora que provoca una dissolució de les restes i l'aparició de motlles interns i externs.

Mètode de Treball en Paleontologia

1. Principi de l'actualisme biològic: els fòssils són restes d'éssers vius que van poblar la Terra en èpoques passades.
2. Anatomia comparada: permet reconstruir i estudiar els fòssils per comparació amb els animals o vegetals actuals.
3. Correlació orgànica: estableix que totes les parts anatòmiques d'un organisme es corresponen entre si.

Utilitat dels Fòssils: Fòssils Guia

Sorgeix el concepte de fòssil guia, que serveix per caracteritzar una determinada època de la història geològica perquè només apareix en els estrats formats en aquell temps. Les condicions que ha de reunir un bon fòssil guia són:

1. Evolució ràpida, perquè variïn molt en poc temps i només es trobin en un nombre molt reduït d'estrats.
2. Àmplia dispersió geogràfica, perquè es trobin en jaciments distanciats.
3. Que es tracti de grups biològics molt difosos i abundants.

Evolució de la Biosfera

Per facilitar l'estudi de l'aparició de la vida sobre la Terra, es consideren cinc etapes:

1. Producció de molècules orgàniques simples.
2. Formació de polímers.
3. Aparició d'una maquinària genètica.
4. Aparició de la cèl·lula.
5. Aparició d'organismes pluricel·lulars.

Les roques més antigues conegudes (roques arqueanes de fa 3.800-2.500 milions d'anys) presenten indicis de vida. Això fa pensar que l'atmosfera primitiva contenia molt poc oxigen lliure i que, durant l'Arqueà, la concentració d'aquest gas va anar augmentant considerablement. S'han trobat microfòssils semblants a determinats bacteris.

El Cambrià: Explosió de la Vida

La manca d'esquelet és la principal causa de l'escassetat de fòssils en les roques. El Cambrià se situa a l'inici del Fanerozoic. Els organismes amb un esquelet consistent són més fàcils de trobar en el registre fòssil.

Invertebrats Paleozoics

El Paleozoic es caracteritza pel clar predomini dels invertebrats. Fa uns 400 milions d'anys, la conquesta de la terra ferma va assolir una composició similar a l'actual.

Grups d'Invertebrats Paleozoics

1. Foraminífers: apareixen en el Cambrià, però no són abundants fins al Carbonífer.
2. Arqueociats: animals similars a les esponges actuals.
3. Graptòlits: grup d'organismes exclusivament fòssils.
4. Braquiòpodes: grup residual; durant el Paleozoic van ser molt abundants.
5. Mol·luscs: cefalòpodes, amb nombroses formes i grups exclusius del Paleozoic.
6. Artròpodes: trilobits, els fòssils més característics del Paleozoic.

Vertebrats Paleozoics

Els primers vertebrats fòssils, trobats a l'Ordovicià dels Estats Units, són peixos cuirassats amb el cos cobert d'escates òssies, que generalment són els únics elements que es fossilitzen. En el Devonià es troben fòssils de peixos ossis, dividits en dos grups:

1. Actinopterigis: inclouen els avantpassats de la majoria dels peixos ossis actuals.
2. Sarcopterigis: amb aletes que els permetien arrossegar-se per terra ferma i la capacitat de respirar aire atmosfèric.

L'etapa següent en l'evolució dels vertebrats està representada pels rèptils, que suposen la independència total del medi aquàtic.

Flora del Paleozoic

Del Cambrià i l'Ordovicià només es coneixen fòssils d'algues calcàries.

La Crisi Permotriàsica

El pas al Mesozoic està marcat per una catàstrofe: la crisi permotriàsica. Els canvis geogràfics i ambientals al final del Paleozoic poden ser un dels motius d'aquesta crisi. Al Mesozoic, destaquen:

• Pterosaures: rèptils voladors amb extremitats anteriors transformades en ales membranoses.
• Plesiosaures: rèptils marins amb quatre extremitats transformades en aletes.
• Ictiosaures: rèptils amb aspecte de dofí.