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Intentos históricos de establecer edades absolutas en Geología.

Hace ya bastante tiempo subí un post en el que hablé sobre el concepto de tiempo geológico, y más tarde hablé de la determinación de edades relativas, y les prometí hablar de las dataciones absolutas.

Hoy voy a entretenerlos un rato contándoles la evolución de esos métodos, desde los más dogmáticos y doctrinarios hasta los más científicos, y dejaré para más adelante los métodos en uso actualmente.

Les recuerdo que mientras que las dataciones relativas sólo intentan establecer un orden de acontecimientos geológicos, las dataciones absolutas intentan asignar valores numéricos, es decir establecer dentro de cierto rango, la edad probable, tanto de la Tierra, como de sus diversos materiales y eventos.

Los intentos para alcanzar esos resultados fueron muy interesantes a lo largo del tiempo, veámoslos.

¿Qué métodos de datación absoluta se fueron intentando a lo largo del tiempo histórico?

Repito que hoy se trata de un post enfocado en los avances históricos, de modo que ninguno ha sobrevivido al tiempo, y ellos son:

  • La interpretación del hinduismo, basado sobre creencias religiosas.
  • La interpretación cristiana, basada en la lectura bíblica.
  • La medición de la tasa de la sedimentación.
  • La salinización de los océanos.
  • El método de Kelvin.

¿Qué se planteó la filosofía hindú?

En la antigua filosofía hindú, la observación de los permanentes cambios que acontecen en la naturaleza condujo a pensarla en términos de ciclos, relacionados a su vez con los días de la vida de Brahma. Se entendía que cada ciclo- que a su vez se repetirían indefinidamente- tenía la duración de un día en la vida del dios, cuya longitud estimada era de 4.300.000.000 de años (en la nomenclatura actual lo escribiríamos como 4.300 Ma). No había otros fundamentos que la meditación de los sabios, plasmada en sus escritos sagrados, los que estipulaban además, que en el presente ciclo estaríamos transitando aproximadamente el año 2.000.000.000 (o 2.000 Ma). Si lo pensamos un poco, a la luz de la edad que hoy se le asigna al planeta (alrededor de 4.500 Ma), se aproximaba a la realidad mucho más que la siguiente versión, establecida por el cristianismo.

¿Qué se intentó en la religión cristiana?

La religión cristiana no aceptaba otra ciencia que la contenida en la Biblia, o eventualmente en los escritos de sus intérpretes. Por ende, siguiendo al libro del Génesis, según el cual el mundo fue creado por dios en seis días (ya que el séptimo fue su descanso), se consideró por muchos siglos ese espacio de tiempo de modo literal para el desarrollo de todas las características de la Tierra, pero no se especuló nunca sobre cuánto tiempo atrás eso habría tenido lugar.

Posteriormente, se descubrió, en las propias escrituras, un salmo que expresa: «Porque mil años a Tus ojos son como ayer…» Eso abrió la puerta a nuevas interpretaciones según las cuales, un día correspondía a mil años, y por ende la creación habría tardado 6.000 años. Considerando ese lapso, y el calendario por entonces vigente, hacia el año 1600 dC, el Arzobispo de Ussher se pronunció por una antigüedad específica para el planeta. Según sus «investigaciones» el mundo había sido creado en el mes de octubre del año 4004 aC.

¿Cómo se empleó la medida de la tasa de sedimentación?

Debido a que cualquier idea contraria a la religión dominante por entonces en Occidente era considerada herética, y por consiguiente muy peligrosa, dado el poder de la Curia, todo el desarrollo del pensamiento científico se retrasó algunos siglos. No obstante, la razón se fue imponiendo por su propio peso, y comenzaron a surgir intentos de datación con fundamento en observaciones objetivas.

Los primeros audaces que desafiaron todos los riesgos de presentar ideas ajenas a las bíblicas comenzaron a multiplicarse a partir del S. XVII, cuando el intento de explicar las diversas especies fósiles que se iban encontrando, a través de sucesivos actos de creación y destrucción divinas, comenzó a resultar claramente irracional, y los naturalistas llegaron a la conclusión de que la Tierra debía ser mucho más antigua de lo pregonado por Ussher.

No obstante, los primeros intentos de medir esa antigüedad sólo surgieron hacia los siglos  XVIII y XIX, a favor de las leyes estratigráficas ya establecidas, y que estimaban las edades relativas de los diversos materiales terrestres.

Cuando quedó claro que la depositación de estratos procedía lentamente para alcanzar un cierto espesor, se pensó en un método muy lógico: si se medía el espesor total de una pila de estratos, y se lo dividía por la tasa de sedimentación, podía obtenerse la edad total del paquete sedimentario.

Se entiende por tasa de sedimentación, el espesor promedio de materiales que se depositan en la unidad de tiempo elegida, en este caso un año.

Si había un espesor de 5 metros, y se calculaba que se depositaba 1 metro por año (tasa de sedimentación) la edad era la resultante de dividir 5 por 1, es decir que la edad del paquete era de 5 años.

Usando la información que podía establecer las edades relativas, el intento implicó un trabajo formidable, ya que se sumaron cientos de mediciones en distintos sitios para ir agrandando cada vez más el volumen de estratos que se sumaban en un apilamiento que pretendía representar toda la historia.

Se sumaron cientos de mediciones, y se estimó la edad de la Tierra en alrededor de al menos 100 Ma. Lejos de la realidad, pero representando un verdadero avance respecto a los pocos miles de años del Arzobispo.

Por supuesto los errores del método eran muy numerosos, veamos algunos:

  • Por empezar, no se podía medir en ningún lugar un apilamiento sedimentario que abarcara todo la historia terrestre.
  • Las tasas de sedimentación no pueden generalizarse para grandes intervalos de tiempo pues a lo largo de él van cambiando según se modifican numerosos factores intervinientes.
  • No se tomaban en cuenta los procesos erosivos que en muchos casos eliminan parte del registro sedimentario.
  • Tampoco se estimó la influencia de modificaciones tectónicas.

Por cierto, un paquete limitado, en un sitio determinado, con una tasa de sedimentación bastante confiable, puede llegar a ser asignado con cierta credibilidad a un determinado intervalo de tiempo, pero su aplicación a la edad toda de la Tierra decididamente fue demasiado aventurado.

¿Cómo se aplicó la salinización de los océanos?

Al iniciarse el S. XVIII, se propuso la salinización de los océanos como un posible reloj geológico confiable. En ese momento se estableció una fórmula teórica que debió esperar casi un siglo para su aplicación en la realidad, porque en el momento inicial no se contaba con los datos que debían ingresarse en la expresión matemática.

El razonamiento era similar al del método ya explicado. Asumiendo que el sodio era aportado por los ríos, a una tasa dada por año, la edad de los océanos podría conocerse dividiendo entre sí ambos valores. Cuando se estimaron, muchos años más tarde algunos valores idealmente confiables, se estableció la siguiente fórmula:

edad de los océanos = toneladas de sodio en el océano / toneladas de sodio añadido por año.

Los valores que se introdujeron inicialmente en la ecuación fueron 1,6 por 10 a la dieciséis toneladas de sodio, y 1, 6  por 10 a la octava toneladas de sodio por año.

Esto también arrojó un resultado de 100 Ma, lo que por un tiempo, dada la coincidencia con el resultado de la otra aproximación, se consideró la mejor estimación para la edad de la Tierra.

Pero también había numerosos errores en la medición, entre ellos:

  • El sodio que entra cada año a los océanos no necesariamente permanece disuelto en él, ya que una parte importante genera rocas o es incorporado por organismos vivientes.
  • Tampoco la tasa es totalmente uniforme a lo largo del tiempo.
  • La posición de los océanos ha variado a lo largo de la historia.
  • Tampoco los ríos existieron siempre o para siempre.

¿Qué método propuso Lord Kelvin?

Ya en pleno S. XIX, William Thompson, Lord Kelvin, propuso un método basado en conocimientos y mediciones de su área de especialización, es decir, la historia del calor.

Para comprender mejor este tema, les recomiendo leer este post, ya que se relaciona con el calor de la propia Tierra, independientemente del que le llega con la radiación solar.

Con alguna anterioridad a la formulación de esta metodología, se había medido ya en diversos lugares,  la ocurrencia de pérdidas de calor desde la superficie terrestre, del orden de las 40 calorías anuales por cm².

Suponiendo una pérdida continuada y homogénea por un lado, y por el otro de la premisa de que la Tierra se habría formado a partir de una masa originalmente fundida, Lord Kelvin propuso con razonamientos semejantes a los ya mencionados en los dos puntos anteriores, una nueva forma de datar la Tierra.

Según él la Tierra tendría al menos 40 Ma.

Por supuesto también esas dataciones cargaban con sus propios inconvenientes:

  • No podía probarse la existencia de una Tierra inicialmente fundida, sobre todo a la luz de las teorías cosmogónicas con más consenso en el presente, pero que ya comenzaban a formularse en la época de esta medición.
  • No se consideraba el aporte de calor generado internamente en la propia Tierra con posterioridad a su surgimiento como planeta.
  • No alcanzaba coincidencia cuantitativa con los otros métodos propuestos.

En suma, sólo fue un valioso intento, que como todos los anteriores subestimó largamente la verdadera antigüedad del planeta, y por ende de sus materiales constituyentes.

¿Cuál fue el mérito de los intentos no religiosos?

Pese a los resultados erróneos que se obtuvieron, los métodos que se alejaron de las interpretaciones religiosas tenían precisamente el mérito de liberar el pensamiento de las estructuras rígidas que le impedían avanzar por caminos lógicos y con métodos científicos.

Por otra parte, condujeron a un importante cambio de escala para la apreciación del tiempo geológico, llevando el rango aceptable, desde unos pocos miles de años a decenas o cientos de millones de años, lo cual es un cambio de paradigma notable, y abrió las puertas a todas las dataciones posteriores, que habrían parecido descabelladas sin ese salto previo.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Un extracto de un libro de hace más de 120 años.

La semana pasada les presenté el texto original de este libro de hace más de 120 años, que hoy traduzco para ustedes, pero si prefieren leerlo en francés sólo tienen que buscar ese post.

Se trata de una simple curiosidad histórica y no deben tomar seriamente nada de lo que aquí aparece pues se trata de conocimientos ya superados largamente.

Les presento entonces un texto  de las páginas 102 y 103,  con mi propia traducción, y les incluyo un gráfico tomado del original.

102.Orden de superposición de los terrenos.-

4. Los sabios que se ocupan de la historia de la Tierra, y que se llaman geólogos (del griego géo, Tierra; logos, estudio) han distinguido, por el estudio de los fósiles, un gran número de terrenos, a los que han dado nombre y que se han clasificado por orden de antigüedad.

Cuando un terreno recubre a otro, es que ese terreno es más reciente que el otro. Eso se entiende por sí mismo.

Entonces, el granito A (fig. 34) no recubre a ningún otro terreno; por el contrario, se ve que todos los otros están arriba de él, unos en un lugar, otros en otro. 1. Entonces el terreno granítico es el más antiguo de todos.

2. Sobre él, en B, reposan los terrenos dispuestos en lechos regulares, como hojas apiladas de libros; esos terrenos son cristalinos y no contienen ningún fósil

3. Al fin vienen los terrenos depositados por el agua, C, D, E, F, donde se encuentran los restos de seres vivientes, animales y vegetales.

4. Cuanto más antiguos son los terrenos, más difieren los seres vivos de aquéllos que hoy pueblan la Tierra.

En aquéllos que recubren inmediatamente los terrenos cristalinos, sólo se encuentran pocos fósiles, y son pertenecientes a los grupos más inferiores de los animales. Después, a medida que se aproximan a la época actual, se ven aparecer seres más y más perfeccionados. Así, los simios y los hombres son de hecho, recientes.

Entendemos «recientes» con respecto a las épocas geológicas, sí, es decir que han aparecido al último. Pero si quisiéramos medirlos en años, en siglos, en miles de años, el tiempo desde el cual hay hombres sobre la Tierra, no podríamos hacerlo, tan inmensa es su duración. Y es lo mismo para todo en Geología….

¡No me digan que no es una joya!!!! Por supuesto, les repito, no se lo crean de manera muy absoluta porque son ideas de más de 120 años de antigüedad, que se han ido completando y superando hasta llegar al conocimiento actual.

Ahora confieso que la parte que más me gustó es cuando llama a los geólogos «sabios», jejeje.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Un petit extrait d’un livre qui a plus que 100 ans. (Un pedacito de un libro de hace más de 100 años).

(Este post aparecerá traducido al castellano el próximo lunes) .

Mes lecteurs déjà connaissent ce précieux et très, très agé livre, qui est paru en 1899. Je présente maintenant seulement un petit peu afin de le connaitre. La semaine prochaine je vais traduire ce post en espagnol.

Mais bien sûr, la connaissance dans ce livre est déjà obsolète et je ne les présente que comme une curiosité.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Una efeméride de importancia geológica

Dentro de unos pocos días se cumple un nuevo aniversario de una publicación que revolucionó toda la ciencia. Estamos hablando de la aparición, el 24 de Noviembre de 1859, del libro «The origin of species» de Charles Robert Darwin.

¿Qué podemos decir de Charles Darwin?

Como poder, podemos decir muchas cosas, pero precisamente por lo rica que fue su vida, y porque mucho de ella se relacionó estrechamente con nuestra región, será motivo de otro post en el futuro.

Aquí nos limitaremos a decir que Charles Robert Darwin nació en Sherewsbury- ciudad del condado de Shropshire, en West Midlands, Inglaterra- el 12 de febrero de 1809. Formaba parte de una familia con una larga tradición científica, y su padre era Robert Waring Darwin, un médico famoso. Falleció de un ataque cardíaco el 19 de abril de 1882 en Downe, Kent, también Inglaterra.

La narración de su vida aventurera va a entreternos en otra oportunidad.

¿Cómo se produjo la aparición del libro que está a punto de cumplir años?

A partir de las numerosas observaciones de especímenes vivientes y fósiles que iba realizando en sus viajes y a lo largo de sus diversos estudios, Darwin comenzó a pergeñar una teoría según la cual las distintas especies tendrían antepasados comunes desde los cuales irían evolucionando de manera diferenciada para generar otras nuevas. Como todo científico que se precie, fue manifestando sus observaciones a sus pares, de modo de recibir sus opiniones y críticas.

Uno de los científicos que conocieron sus primeros borradores era Charles Lyell, quien hacia el comienzo de 1856, le aconsejó profundizar esas ideas y reunirlas en un texto más sistemático, tarea que Darwin emprendió con entusiasmo, aunque lo calificaba como un mero resumen inicial.

Promediaba su trabajo, en el verano de 1858, cuando recibió un manuscrito de otro científico que trabajando separadamente había llegado a conclusiones muy semejantes. Era un texto, procedente de la isla de Ternate, en las Molucas, (Malasia) enviado por Alfred Russel Wallace, con quien mantenía contacto epistolar desde 1854, precisamente por la coincidencia de sus revolucionarias ideas. El trabajo le había sido enviado para su revisión y crítica, e impulsó a Darwin a pedir consejo a Lyell, a quien le expresó que prefería destruir su propio trabajo antes que perjudicar la prioridad de Wallace a publicar las ideas que compartían.

La intermediación de Lyell y el botánico Joseph Dalton Hooker, llevaron a buen puerto la empresa, aconsejando a Darwin, que completara su manuscrito, para una presentación conjunta de ambos (Lyell y Hooker) ante la Linnean Society, el día 1 de julio de 1858. En ella dieron a conocer tanto el trabajo de Darwin como el de Wallace, y como prueba de la buena fe del primero, leyeron también un extracto de una carta por él remitida el 5 de septiembre de 1857 al botánico estadounidense Asa Gray, donde ya figuraban los lineamientos generales de la teoría de evolución.

La grandeza de ambos naturalistas (Wallace y Darwin) se puso de manifiesto también cuando en 1887 Wallace dijo que el mecanismo elegido para dar la primicia de la teoría fue el mejor, ya que él no poseía «el amor por el trabajo, el experimento y el detalle tan preeminente en Darwin, sin el cual cualquier cosa que yo hubiera podido escribir no habría convencido nunca a nadie».

No obstante ése fue el episodio que impulsó a Darwin a acelerar su trabajo, de modo tal que trabajando sin pausa a lo largo de trece meses y diez días, tuvo listo para su publiación el libro «Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida», título tan largo que suele abreviarse como «El origen de las especies», cuyos primeros 1.250 ejemplares se vendieron el mismo día de su aparición, que fue precisamente el 24 de noviembre de 1859.

¿Qué efectos produjo esta publicación?

Por supuesto una teoría tan revolucionaria, y tan opuesta a las doctrinas religiosas centradas en la creación divina, despertaron inmediatamente una furiosa oposición, liderada por el paleontólogo Richard Owen, el mismo que veinte años antes había manifestado su entusiasmo frente a las colecciones de fósiles traídas por Darwin de su viaje.

Aquí me permito una pequeña digresión para señalar que es común en la investigación científica que los mismos hallazgos se interpreten de distintas maneras según, los propios preconceptos de los observadores.

Volviendo al libro que nos ocupa, memorables fueron algunas de las pujas y réplicas muchas veces hirientes que se destinaban mutuamente los partidarios y opositores de la teoría evolutiva. Tal vez recopile algunas de esas anécdotas para otro post, porque no tienen desperdicio.

Bibliografía básica consultada

Ruiza, M., Fernández, T. y Tamaro, E. (2004). Charles Darwin. Biografía. En Biografías y Vidas. La enciclopedia biográfica en línea. Barcelona (España).

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Un gigante de la Geología: G.K. Gilbert

Tal como les prometí al hablarles de orogénesis y epirogénesis, hoy vengo a contarles un poco sobre la vida, obra y legado de Grove Karl Gilbert, más conocido en la literatura científica simplemente como G.K. Gilbert, ya que los estadounidenses son muy afectos al uso de las iniciales en reemplazo de los nombres completos.

Como nota de color, el nombre Grove, usado como sustantivo común, y no propio, significa arboleda, huerto o alameda, todo lo cual parece casi una predestinación para alguien que pasaría gran parte de su vida en conexión directa con la naturaleza,ya que fue explorador, geógrafo y geólogo, todas ocupaciones que lo alejaban de los espacios cerrados por largos intervalos de tiempo.

¿Qué sabemos de su vida?

Grove Karl Gilbert, nació en 1843, en Rochester, Estados Unidos, en el seno de una familia amante de los desafíos mentales, como la resolución de rompecabezas y acertijos, lo que seguramente influyó en su producción científica posterior.

Su padre era un pintor de retratos autodidacta que apenas alcanzaba a solventar los gastos familiares, lo que mantuvo al joven Karl algo alejado de la vida social, y ocupándose en la lectura, y más tarde en la construcción de botes con los que surcaba el cercano Río Genesee, en el que comenzó a hacer sus primeras observaciones relativas a la dinámica fluvial, de manera absolutamente espontánea y experimental.

Karl terminó la escuela secundaria a los 15 años, y su familia, que había percibido su capacidad intelectual, hizo cuantos sacrificios fueron necesarios para enviarlo a la Universidad de Rochester,

¿Qué estudios realizó?

Gilbert se inscribió en un programa clásico, centrado en Matemáticas, Griego, Latín, Retórica y Lógica. Debido a su constitución algo enfermiza, su padre le impuso como condición para financiar sus estudios, la práctica regular de actividades al aire libre, lo que lo condujo a tomar como materia optativa, Geología, donde encontró su verdadera vocación, además de fortalecer su salud.

Su profesor en esa área fue Henry A. Ward, el fundador del que luego sería el Ward´s Natural Science Establishment, pero que por entonces se denominaba Cosmos Hall.

Karl completó sus estudios en 1862, con algunas deudas a pagar por ellos, lo que lo hizo aceptar un cargo docente en la escuela pública de Jackson, Michigan, donde vivía su hermana mayor, aunque regresó rápidamente a su ciudad natal.

Durante los años 1863 a 1868, consiguió trabajo con su antiguo profesor en el Cosmos Hall, donde catalogaba muestras y montaba exhibiciones para museos. Su despegue comenzó cuando James Hall, a la sazón jefe de la excavación para extraer un mastodonte en Mohawk River, se rompió la cadera, y le delegó el liderazgo.

Si bien eso le generó un cierto prestigio, el verdadero interés de Gilbert era la Geología Física, y no la Paleontología, de modo tal que aun durante las excavaciones por mastodontes, realizaba descripciones muy detalladas de los paisajes invlucrados, y les daba alguna interpretación.

¿Cómo suele recordarse su actividad?

Muchos de sus contemporáneos lo consideraban no sólo como un gran geólogo, sino también como un audaz explorador que cruzó el Valle de la Muerte a pie y en mula, que remontó la corriente a través del Gran Cañón, y realizó expediciones en Utah, Arizona y Nuevo México. Presenció también el gran terremoto de San Andrés, publicando en 1907 los resultados que observó desde el punto de vista geológico.

Otro de los rasgos destacados por otros importantes científicos, como William Morris Davis, por mencionar alguno, fue su don de gentes. Se lo consideraba honesto, gentil, generoso, y cultor de la amistad. No buscaba el liderazgo, pero lo aceptaba cuando le llegaba de modo natural, precisamente por su temperamento ecuánime y su solidez científica.

¿Cuáles fueron sus trabajos más destacados?

Suele considerarse que lo más sustancioso de su trabajo se resume en dos segmentos principales de su actividad.

El primero, fue cuando Gilbert tomó por primera vez contacto con el todavía casi inexplorado Oeste Americano durante su participación en el Relevamiento de Wheeler de 1871, que cubrió una transecta de unos 1.500 kilómetros en lo que hoy se conoce como la Provincia Geológica Basin and Ranges, que se extiende por los estados de California, Nevada, Utah, y Arizona. En ese tiempo estuvo estrechamente en contacto con John Wesley Powell, que en realidad formaba parte de otra expedición que recorría la zona.

Durante esa primera parte de su carrera, los relevamientos de Wheeler y Powell dieron origen a numerosos estudios hoy clásicos, en los que se reconocieron la naturaleza lacolítica y de bloques falla de la Provincia de Basins and Ranges.

Es también por entonces que realiza un trabajo monumental sobre el Lago Bonneville.

El segundo segmento de la actividad de Gilbert implica su participación en la Expedición Harrimann a Alaska, de 1899, a bordo del vapor SS Elder, que pasó meses analizando las costas, y desembarcando partidas terrestres para reconocer la vida silvestre, y la geología y geomorfología del área.

Más tarde, regresó al Lejano Oeste, como jefe de la División Appalachiana, a los fines de estudiar los problemas causados por la minería del oro. El resultado se ve en dos trabajos medulares, uno sobre el transporte de sedimentos, y el otro que hoy sería considerado como una Evaluación de Impacto Ambiental.

¿Qué sobresale en su legado?

El trabajo de Gilbert ha resistido la prueba del tiempo en muchos aspectos, un ejemplo de lo cual puede verse en la explicación de la figura 2.

A diferencia de muchos otros autores él expuso siempre las fortalezas y debilidades de sus propios argumentos.

Sus trabajos lo posicionaron como uno de los gigantes de la Geomorfología, ya que contribuyó a comprender la evolución, la erosión, la incisión fluvial y la sedimentación.

Gilbert fue también pionero en la identificación de los cráteres lunares como productos de impactos, lo que lo consolida como uno de los más completos e influyentes de los geólogos americanos de su tiempo.

¿Qué reconocimientos recibió?

Además de ser la única persona que fue por dos veces presidente de la Sociedad Geológica Americana (1892 y 1909), colaboró en el despegue del Servicio Geológico de los Estados Unidos, (USGS), del que fue Geólogo en jefe, bajo la dirección de John Wesley Powell.

Fue miembro fundador de la National Geographic Society, ganó la Wollaston Medal de la Sociedad Geológica de Londres en 1900; la Medalla Charles P. Daly de la American Geographical Society en 1910; y en su homenaje, la Sociedad Geológica de América creó el premio G.K. Gilbert, para la Geología Planetaria, en 1983.

Hay cráteres en la Luna y en Marte con su nombre, y no puede dejar de mencionarse el Monte Gilbert en Alaska.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de esta página de Wikipedia.

La figura 2 es de este sitio.

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