Tiempo geológico y paleontología

La datación relativa permite ordenar los acontecimientos geológicos (cuál ocurrió antes y cuál después) sin asignar una edad numérica exacta. Se basa en principios fundamentales:

• Principio de superposición de estratos: En una serie sedimentaria no deformada, las capas más antiguas se sitúan en la base, mientras que las más modernas se encuentran en la parte superior.
• Principio de sucesión faunística: Los fósiles que aparecen en los estratos se suceden en un orden vertical determinado. Si encontramos el mismo fósil en dos regiones distintas, podemos afirmar que esos estratos son de la misma edad.
• Principio de corte y relación: Cualquier proceso geológico (una falla o una intrusión magmática) que corta a otro es siempre más joven que el material al que afecta.

La datación absoluta asigna una fecha numérica en millones de años (Ma). El método más preciso es la radiometría, basada en la desintegración de isótopos radiactivos.

• Desintegración radiactiva: Un isótopo inestable (padre) se transforma espontáneamente en un isótopo estable (hijo) a un ritmo constante.
• Vida media o periodo de semidesintegración ($T_{1/2}$): Es el tiempo necesario para que la mitad de los núcleos de una muestra radiactiva se desintegren.
• Carbono-14: Se usa para muestras orgánicas recientes (hasta 50.000 años).
• Potasio-Argón ($^{40}K \to ^{40}Ar$): Fundamental para datar rocas volcánicas muy antiguas, ya que tiene una vida media de 1.250 millones de años.

La historia de la Tierra se divide en unidades cronoestratigráficas jerarquizadas:

1. Eones: Las divisiones más grandes (Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico).
2. Eras: Divisiones de los eones (ej. Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico).
3. Periodos: Subdivisiones de las eras (ej. Jurásico, Cretácico).

A veces el registro está incompleto debido a la erosión o la falta de sedimentación, lo que genera disconformidades o lagunas estratigráficas, que representan "tiempos perdidos" en la historia geológica.

La fosilización es un proceso excepcional, ya que lo normal es la descomposición de la materia orgánica. Requiere condiciones específicas: entierro rápido en sedimentos finos y ausencia de oxígeno.

• Mineralización: Sustitución de la materia orgánica por minerales (sílice, carbonato cálcico).
• Carbonización: Pérdida de sustancias volátiles dejando una película de carbono (común en plantas).
• Moldes e improntas: Huellas de la forma externa o interna del organismo.
• Conservación excepcional: Inclusión en ámbar (resina fósil) o congelación en permafrost.

Distinguimos entre fósiles de cuerpo (huesos, conchas) e icnofósiles (huellas, nidos, coprolitos). Los más valiosos para la geología son los fósiles guía, que deben ser:

1. Fáciles de identificar.
2. Tener una vida corta (mucha precisión temporal).
3. Tener una amplia distribución geográfica.

Los fósiles son excelentes indicadores paleoecológicos, permitiéndonos saber si una zona fue un arrecife de coral o un bosque tropical en el pasado.

El trabajo comienza con la excavación cuidadosa y la cartografía del yacimiento. En el laboratorio, se realiza el análisis morfológico comparado para clasificar la especie y se utilizan técnicas geoquímicas para la reconstrucción de paleoambientes, analizando isótopos de oxígeno para determinar temperaturas antiguas.

Durante el Hádico, la Tierra era una bola de roca fundida. Se formó la Luna tras un gran impacto y aparecieron los primeros océanos al enfriarse la corteza. En el Arcaico surgen las primeras células procariotas. Los estromatolitos (estructuras minerales creadas por cianobacterias) son la evidencia de vida más antigua y fueron los responsables de empezar a producir oxígeno.

Este eón destaca por la Gran Oxidación, un cambio en la atmósfera que permitió la aparición de la célula eucariota por endosimbiosis. Al final del Proterozoico aparece la Fauna de Ediacara, los primeros organismos pluricelulares de cuerpo blando y formas extrañas.

La Tierra sufrió glaciaciones extremas, conocidas como el evento de "Tierra bola de nieve" ($Snowball Earth$). En este tiempo, las masas continentales se unieron para formar el supercontinente Rodinia, cuya fragmentación posterior cambió las corrientes oceánicas y el clima global.

La "explosión cámbrica" marca la aparición de casi todos los grupos de animales modernos. Los trilobites dominan los mares. En el Ordovícico aparecen las primeras plantas terrestres (briofitas) en las orillas de los ríos.

El Silúrico es la era de los peces mandibulados. En el Devoniano, conocido como la "Edad de los Peces", los vertebrados conquistan la tierra firme: los peces sarcopterigios evolucionan hacia los primeros anfibios. Las plantas vasculares forman los primeros bosques.

El Carbonífero se caracteriza por inmensos bosques de helechos que dieron lugar a los grandes depósitos de carbón actuales. Al final del Pérmico, todos los continentes se unen en Pangea. Este periodo termina con la extinción masiva del Pérmico-Triásico, la mayor de la historia, donde desaparecieron el 95% de las especies marinas.

Tras la extinción pérmica, los reptiles se diversifican. Aparecen los primeros dinosaurios y, casi simultáneamente, los primeros mamíferos (pequeños y nocturnos). Pangea comienza a romperse, abriéndose el Océano Atlántico.

Es el periodo de máximo esplendor de los dinosaurios. Un hito evolutivo clave es la aparición de las angiospermas (plantas con flores). En el mar, los ammonites (cefalópodos con concha espiral) son los fósiles guía más importantes.

Hace 66 millones de años, un asteroide impactó en Chicxulub (México). La evidencia es una capa de iridio (un metal escaso en la Tierra pero común en meteoritos) hallada en todo el mundo. Esto provocó la extinción de los dinosaurios no avianos y marcó el fin del Mesozoico.

Sin la competencia de los grandes reptiles, los mamíferos ocupan todos los nichos ecológicos. La colisión de placas tectónicas provoca la Orogenia Alpina, formando el Himalaya y los Alpes. El clima se enfría gradualmente, formándose los casquetes polares en la Antártida.

Se caracteriza por las glaciaciones. El nivel del mar oscila drásticamente; durante las glaciaciones, el agua se retira y se crean puentes terrestres (como el de Bering) que permiten la migración de fauna y humanos.

La evolución humana (hominización) ocurre en este contexto de cambios climáticos. Actualmente, muchos científicos proponen el término Antropoceno para definir una nueva época geológica donde la actividad humana es el principal agente de cambio geológico y biológico, dejando una huella de plásticos, isótopos radiactivos y pérdida de biodiversidad en el registro estratigráfico.