Processos geològics i evolució de la vida

Processos de litificació i diagènesi

Diagènesi

Conjunt de processos que tenen lloc durant l'enterrament dels sediments, transformant-los en roques sedimentàries (litificació) i altres processos que continuen experimentant les roques sedimentàries abans d'arribar al metamorfisme (si és que hi arriben).

Compactació

Densificació de l'empaquetat dels components o partícules i reducció de l'espai de porus degut al pes del material suprajacent. Procés més eficient en roques de gra fi (argiles ΔV=-40%).

Cimentació

Procés més important de consolidació. Aigua que percola entre les partícules, precipita material en dissolució (ciment), omplint els espais buits i unint els grans. Ciments comuns: calcita, quars i òxids de ferro.

Recristal·lització

En algunes roques, com el guix o la sal, per sobrecreixement dels cristalls, els quals queden entrellaçats.

Grans grups de roques sedimentàries

La sedimentació dels fragments transportats en estat sòlid es fa per acció de la gravetat, per decantació dels grans o partícules transportades per l'aigua, el gel o el vent. -> Roques sedimentàries detrítiques o clàstiques

La sedimentació dels fragments transportats en dissolució es fa per precipitació, mitjançant processos orgànics (activitat biològica) o inorgànics. -> Roques sedimentàries químiques

Roques detrítiques

Principals característiques a tenir en compte:

• Diàmetre de les partícules
• Forma de les partícules (arrodonides, anguloses)
• Classificació o selecció de la mida de gra (sorting)
• Natura de les partícules (grans i fragments de roca)
• Natura de la matriu i del ciment
• Relació volumètrica clastos/matriu/ciment

Segons la mida de gra dominant:

• Ø>2 mm grava: conglomerat (còdols arrodonits) bretxa (còdols angulosos)
• 2 >Ø >1/16 mm: sorra, gres
• 1/16>Ø>1/256 mm: llim, limolita (lutita, pelita)
• Ø

Conglomerats i bretxes

Solen tenir matriu sorrenca +/- ciment. Indiquen medis sedimentaris energètics (ambients fluvials, cons de dejecció, litorals). Típics de peu de relleu, sovint associats a la tectònica. Còdols angulosos o poc arrodonits: transport curt.

Poden tenir matriu o només ciment. Ambients molt diversos: fluvial, platges, deltes, ventalls submarins, eòlic (deserts). Ambient indicat pel grau d'arrodoniment, selecció de diàmetre i estructures sedimentàries.

Lutites

La seva presència indica medis sedimentaris tranquils (llacs, planes d'inundació, conques oceàniques profundes). Les lutites en sentit ampli són molt abundants.

Es compacten, són impermeables: importants en aqüífers, pel petroli, i en emmagatzematge de residus. Elevada plasticitat: paper important en els fenòmens d'inestabilitat de vessants. Es meteoritzen fàcilment, donant vessants suaus i no cingles. Importància econòmica: matèria prima de la ceràmica, totxanes, rajoles, porcellana, ciment (barrejat amb calcària). (Lutita, Limolita, lutita fissil o pissarra.)

Tipus particulars de roques detrítiques:

• Marga: Roca argilosa que conté un 35-65% d'argila i la resta en pes de carbonat càlcic.
• Tillita: Till (dipòsit sedimentari d'origen glacial, dipositat per una glacera) consolidat i litificat, format per còdols angulosos en una matriu sorrenca i lutítica.

Roques volcano-sedimentàries (volcanoclàstiques, piroclàstiques)

• Material disgregat -> Material compactat
• Blocs, escòria -> Aglomerat, bretxa
• Lapil·li -> Tuf
• Cendra -> Cinerit

Roques químiques (nomenclatura segons diferents criteris)

• Procés inorgànic: Calcita -> Calcària / Dolomita -> Dolomia / Quars microcristal·lí -> Chert / clorurs (halita) -> Sal / Sulfats (Guix) -> Guix
• Procés orgànic: Calcita -> Calcària / Quars microcristal·lí -> Chert / Restes de plantes -> Carbó

Roques carbonàtiques

Calcàries i dolomies. Solen donar cingles, penya-segats, coves (relleu càrstic).

• Lumaquel·la: calcària bioclàstica formada per restes, classificades mecànicament, de closques i de petxines.
• Tosca calcària: aigua amb carbonat càlcic dissolt flueix en superfície i en trobar-se amb l'atmosfera allibera CO2 i precipita carbonat (procés afavorit per la vegetació).

Evaporites (roques de precipitació inorgànica)

Clorurs, sulfats. Per evaporació d'aigües salines. Ambients: dessecació de mars, llacunes interiors en conques tancades. Són roques molt poc poroses degut a l'estructura cristal·lina.

Dom i diapirs salins: estrat sali, dom, cilindre, bolet, llàgrima invertida. -> Els doms salins poden arribar a extruir a la superfície formant “glaciars de sal”.

Cherts

Roques sedimentàries silícies, formades per quars microcristal·lí (sílex). Es presenta en nòduls o en capes. Origen inorgànic o orgànic (deriva de restes de diatomees o radiolaris, animals que tenen esquelets silicis).

Carbó

Roca carbonosa (>50% carboni), formada per detrits vegetals que han experimentat un procés diagenètic de carbonització (augment del contingut de carboni i pèrdua d'oxigen, hidrogen i aigua). Interès econòmic com a combustible.

El registre fòssil

1. Fòssil: restes relacionades amb organismes del passat conservades a les roques sedimentàries.
2. Paleontologia: ciència que estudia els fòssils i l'evolució de la vida a la Terra.
3. Importància del registre fòssil: eina clau per interpretar el passat geològic:
   • Interpretar els ambients naturals del passat (paleoclimatologia, paleogeografia)
   • Ordenar els estrats per edats i correlacionar-los (bioestratigrafia) i el passat biològic
   • Són les proves de l'evolució de la vida i dels ecosistemes (paleoecologia)

Tipus de restes fòssils:

1. Restes fòssils d'organismes: les parts més dures, com closques o esquelets (dents, ossos). Les parts toves són rarament preservades (excepcions: mamuts en gel o insectes en ambre). Cal un enterrament ràpid, per contra les restes són destruïdes pels agents externs o descomposades per bacteris.
2. Icnofòssils: traces, petjades, defecacions, galeries d'excavació, senyals de predació (ex. fulles mossegades), perforacions, etc.

Processos de fossilització:

• Petrificació directa: substitució de substàncies inorgàniques per carbonats (generalment calcita) o sílice. Procés propi de parts dures, com closques, dents, etc.
• Permineralització: la matèria orgànica desapareix, deixant forats que són reomplerts per minerals que precipiten (calcita, sílice i pirita són els més comuns), els quals poden preservar la morfologia interna (ex. fusta fòssil).
• Producció d'un motlle: la closca o estructura primer es dissol, quedant el motlle extern. Després, el motlle es pot cimentar formant un motlle intern (aquí la morfologia interna no sol preservar-se. L'acumulació de branques i fulles en ambients anaeròbics produeix humus, si el procés continua, i augmenta la pressió, la matèria orgànica és substituïda per carboni, formant-se carbó.

Evolució de la vida

1. 3500 ma: estromatòlits d'Austràlia: organismes procariotes (cianobacteris anaeròbics).
2. 600 ma: 1ers pluricel·lulars: fauna d'Ediacara (Austràlia): organismes tous. / Eucariotes (algues verdes).
3. 510-570: Explosió cambriana. Causes:
   • Reproducció sexual
   • Increment d'oxigen
   Artròpodes. Encara tota la vida al mar.
4. 408-438: Primeres plantes terrestres, sense llavors. Aràcnids derivats dels artròpodes. Primers peixos.
5. 300-408 ma: Rèptils. Coníferes i moltes altres plantes. / Plantes amb llavors (angiospermes). Insectes. Amfibis: 1ers vertebrats terrestres-aquàtics.
6. 210-250: Dinosaures. Mamífers (millor cervell, metabolisme, etc.).
7. 66,5-250 (mesozoic): Domini dels dinosaures. Primeres aus.
8. 54-66: Mamífers, aus i peixos moderns.
9. 0,01-1'6: Homínids

Grans extincions (després del mesozoic 77% i abans 95%)

Causes? Hipòtesis:

• Impacte meteorític (Cretaci-Terciari): evidenciat per capa amb contingut anòmal d'iridi (només al mantell i en meteorits). Possible impacte al Yucatan.
• Reorganització de masses continentals (per tectònica de plaques)
• Erupcions volcàniques
• Canvis climàtics i de nivell del mar

Però la biosfera es recupera, cap espècie és imprescindible…