El Temps en Geologia: Escala i Mètodes de Datació

El Temps en Geologia i l'Escala dels Temps Geològics

La geologia és una ciència històrica, però el temps en què tenen lloc els processos geològics és molt major que el de la història humana.

• 1.- Arquebisbe irlandès James Ussher (1654): Origen de la Terra: 4004 a.C., el 23 d'octubre a les 9 del matí.
• 2.- Lyell i Darwin: Segons la lentitud dels processos (sedimentació, erosió), suposaven una edat per la Terra de centenars de milions d'anys. Fins l'aparició de la radiocronologia no es pogué demostrar.
• 3.- Físic escocès William Thomson (Lord Kelvin) 1897: Va fer uns càlculs a partir de l'hipòtesi de l'origen fos del planeta: Edat de la Terra: 98 milions d'anys.

Mètodes de Datació

Cal datar processos de molt diversa natura: moviment dels continents, formació d'una serralada, evolució d'una espècie, formació d'una roca, etc.

Edat Relativa

Cronoestratigrafia: Ordenació temporal relativa dels materials del registre estratigràfic: roques sedimentàries amb contingut fòssil. Es fonamenta en 3 principis:

• Superposició d'estrats (N. Steno, 1669)
• Principi de continuïtat
• Principi de successió faunística i correlació

Trilobites (Paleozoic) (KAbuto), Ammonites (Mesozoic) (Rodons), Bivalves (Cenozoic) (Concha)

Superposició de Fenòmens Geològics:

1. Seqüència d'estrats ocres
2. Basculament
3. Intrusió
4. Erosió
5. Seqüència d'estrats blaus

Edat Absoluta

Geocronologia Absoluta: Mètodes absoluts no radiactius. Mètode de les varves glacials: 1 varva = 1 any - darrers 15,000 anys de la història del nord d'Europa - Enregistra els canvis climàtics.

El més important: Radiocronologia. Basat en la mesura de la desintegració radiactiva: Radiometria. A la Terra hi ha certs elements químics naturals radioactius (≈70) formats per àtoms (isòtops) inestables que es desintegren/transformen en altres elements per formar isòtops estables. Ex: C14 es transforma en N14, el primer és l'isòtop inestable i el segon l'estable.

El fenomen de desintegració radioactiva és molt important en geologia:

• Informació sobre l'edat de les roques i processos
• És la principal forma d'energia interna.

El mètode radioactiu calcula la proporció existent entre la quantitat residual dels isòtops inestables (pares) i estables derivats (fills).

Premises:

• La desintegració comença quan es forma la roca, es posa en marxa el “rellotge radiomètric”.
• La taxa de desintegració d'un isòtop determinat és sempre la mateixa, independent de l'entorn físic o químic.
• Les taxes de desintegració s'expressen com a període de semidesintegració o vida mitjana (temps necessari per a que la quantitat d'isòtop inestable es redueixi a la meitat).

Isòtops Més Utilitzats en Geocronologia:

• Milions d'anys: Urani-plom (U238-Pb206 i U235-Pb207) per a roques ígnies i metamòrfiques. Potassi-argó (K40-Ar40) per a datar basalts i altres roques que no s'adapten al mètode anterior. Altres: Th232-Pb208, Rb87-Sr87.
• Recent ( Carboni-nitrogen (C14/N14) fins la part alta del Quaternari, arqueologia i prehistòria. Els objectes que es mesuren han de tenir matèria orgànica (fusta, ossos, etc).

Escala dels Temps Geològics

Geòlegs i paleontòlegs (darrers 150 anys): marc de referència detallat de les divisions del temps geològic.

1. No fossils: precambria (uns 4000 ma)
2. Fossils particulars:

• Trilobits: era primària o paleozoic (300 ma)
• Ammonites: era secundària o mesozoic (170 ma)
• Mamífers: era terciària (cenozoic 65 ma)
• Restes humanes: quaternari (Cenozoic 2 ma)

Unitats Geocronològiques: (Supereó (Precambrià) Eó Era Període Època Edat). Cada subdivisió rep un nom que sol derivar de la regió on va ser estudiada per primer cop. Ex: Devonià, del Devonshire, comtat d'Anglaterra; Juràssic, de la serralada del Jura, a la regió dels Alps on conflueixen Alemanya, França i Suïssa.

: Els Cicles Geològics i Processos Endògens i Exògens

Evolució del Coneixement Geològic: Les interaccions entre les diferents parts del sistema terrestre segueixen trajectòries cícliques. Els materials flueixen d’un reservori a un altre, però globalment no canvien; les diferents parts del cicle es compensen.

Cicle de les Roques: cicle de l’energia, cicle del carboni, cicle hidrològic.

Processos Endògens i Exògens:

El cicle de les roques és una simplificació de les complexes interaccions entre els processos geològics:

• Enterrament
• Diagènesi
• Metamorfisme
• Deformació
• Magmatisme
• Aixecament
• Meteorització
• Erosió
• Transport
• Sedimentació

Geodinàmica Interna: Processos Endògens

Metamorfisme, Deformació, Magmatisme -> Roques metamòrfiques, Roques ígnies.

Geodinàmica Externa: Processos Exògens

Meteorització, Erosió, Transport, Sedimentació -> Roques sedimentàries.

Evolució del Coneixement Geològic (S. XVIII-XIX)

Context / Antecedents:

• Geologia: ciència nova
• Desconeixement de la dimensió del temps geològic
• Desconeixement dels processos geodinàmics (Tectònica de plaques)
• Influència de les doctrines religioses (Bíblia)

Pensament Geològic: caracteritzat pels debats entre escoles oposades:

• Neptunistes
• Plutonistes

Catastrofistes: Intent d’encaixar els processos geològics amb els prejudicis teològics sobre l’edat de la Terra (ex: 4000 anys segons estimacions Ussher). Liderats pel paleontòleg francès Georges Cuvier, creien que les discontinuitats en els registres geològics i paleontològics es formaren per canvis sobtats i violents, grans cataclismes no explicables en base als processos físico-químics que operen a la Terra.

Uniformitaristes: Conceptes d’actualisme i uniformitarisme (Hutton, 1785): “el present és la clau del passat”. Creien que els processos d’erosió i sedimentació que es poden observar actualment a la superfície havien actuat de forma similar i gradual en el passat geològic. “Tot és qüestió de temps”.

El fort debat establert entre les dues escoles va començar a declinar-se cap al costat dels uniformitaristes amb la publicació per Charles Lyell dels “Principis de Geologia” (en 3 volums, 1830-1833). Lyell va demostrar de forma més convincent que no pas Hutton els principis del uniformitarisme.

Neocatastrofisme:

Uniformitarisme: principi ara corroborat per la geocronologia. Hem de considerar el catastrofisme com una hipòtesi incorrecte? Sí en el sentit estricte del catastrofisme dels S. XVIII i XIX; “les muntanyes no es formen per ràpides i violentes catàstrofes”. No en el sentit que, tot i que la major part dels processos geològics són graduals, de forma esporàdica tenen lloc esdeveniments catastròfics (ex: impactes meteorítics) corrent neocatastrofista.

Patrimoni Geològic

Conjunt de béns naturals de valor científic, cultural o educatiu que permeten reconèixer, estudiar i interpretar la història de la Terra i els processos que l’han modelada.

Massís de Montserrat: La geologia és un component essencial del paisatge.

Peculiaritats del Patrimoni Geològic

Part essencial del patrimoni natural, però amb peculiaritats:

• Es localitza en una àmplia gamma d’àmbits geogràfics: espais NATURALS / ANTROPITZATS associat a valors BIÒTICS (naturals) / ANTRÒPICS (Humans).
• En molts aspectes és més proper als valors històric-culturals que als valors de la biodiversitat.
• Requereix criteris i mètodes d’avaluació propis i diferents dels que s’apliquen a la protecció de la biodiversitat.

Els diferents valors patrimonials comparteixen territori (Geològic, biològic, antròpic): Piràmide blava, verda i vermella.