Locos por la Geología

Discordancia angular Dibujo de Chiche Ojeda. Link al pie del post.

Hace ya mucho tiempo, les adelanté algunos conceptos que sin duda les conviene ir a repasar antes de entrar de lleno en el tema de hoy. Este post es el que deberían volver a leer, porque allí les expliqué el concepto de tiempo geológico y los correspondientes relojes.

Ya sabrán, si han repasado el post, que las edades pueden ser relativas o absolutas. En este momento señalaremos los variados métodos que permiten establecer las edades relativas de los diversos materiales, estructuras y geoformas que constituyen la geología de un lugar.

¿Cuáles son los métodos más utilizados para obtener edades relativas de los estratos terrestres?

Básicamente, los métodos que permiten establecer edades relativas entre formaciones o simplemnete estratos, son los que se sustentan sobre principios estratigráficos. Los principios que fundamentan esos métodos son:

• Ley de la superposición. Esta ley ya fue tratada en detalle en este post y consecuentemente no la volveré a explicar aquí.
• Principio de la horizontalidad original. También este principio tiene su propio post explicativo en el blog, de modo que les recomiendo repasarlo ahora.
• Principio de intersección.
• Regla de las inclusiones.

Existen también otras herramientas que nos aproximan a la estimación de las edades relativas, y ellas proceden de otras disciplinas como la Paleontología, la Geofísica y hasta la Biología o la Arqueología. Veamos algunas de esas apoximaciones:

• Principio de la Sucesión de Faunas.
• Paleomagnetismo.
• Principio de Correlación, el que a su vez se vale de ciertos proxis que veremos con cierto detalle más abajo, y que incluyen los varves, la dendrocronología y el análisis de corales, entre muchos otros que comienzan a probarse en diversos estudios más recientes, y que en su novedad reciben críticas e impulsos casi por partes iguales. Debido a esto último, les dedicaremos posts más adelante.

Volvamos ahora a los Principios procedentes de la Estratigrafía.

¿A qué se refiere el Principio de intersección?

Este principio llevó también un tiempo para su formulación, aunque hoy parezca algo obvio, y lo que dice es que si un paquete de rocas (puede ser también un cuerpo masivo como un batolito, llegado el caso) es cortado por una falla que lo atraviesa, o por una efusión o intrusión magmática, la falla o el proceso de intrusión son posteriores a las rocas afectadas, es decir que estas últimas tienen mayor edad.

Toda vez que haya una intersección de cuerpos geológicos, el que resulta «cortado» es el más viejo. En el gráfico que ilustra el post, los cuerpos A, B, C, D, E y F son más antiguos que la discordancia y que los cuerpos H, I y J. A su vez, aplicando la ley de superposición, el orden de edades (desde mayor a menor) se corresponde con el orden alfabético.

¿Qué puede inferirse de las Inclusiones?

Cuando se encuentran fragmentos de una unidad de roca en ei interior de un cuerpo litológico diferente, se habla de inclusiones (de includere=encerrar). Esas inclusiones (no confundir con intrusiones) se interpretan como la lógica indica: seguramente la masa que envuelve a las inclusiones es la más joven, porque éstas deben proceder de una roca que estaba antes y cuyos fragmentos quedaron dentro de la que luego se depositó «engulléndolos».

Por consiguiente, la confusión entre inclusión e intrusión es gravísima, porque unas y otras señalan relaciones de edad precisamente opuestas. La inclusión es más vieja que la masa que la envuelve, mientras que la intrusión es posterior a ella. Insisto en este detalle por su importancia.

¿Qué circunstancias complican la interpretación de los relojes estratigráficos?

Los dos primeros principios que hemos discutido ya en otros posts, asumen estratos horizontales, y con depositación continuada en el tiempo, pero existen situaciones que deben ser tenidas en cuenta a la hora de interpretar las edades  relativas en un cuerpo de estratos, y ellas son producto de las discontinuidades estratigráficas.

¿Qué son las Discontinuidades estratigráficas y qué pueden indicar?

Como dije más arriba, la sucesión de los estratos se interpreta fácilmente cuando las capas son concordantes. Y se entiende que hay concordancia cuando no aparecen interrupciones en el registro de los acontecimientos ocurridos a lo largo del tiempo geológico. Teóricamente eso permitiría un seguimiento de la historia completa de la Tierra, pero no existe lugar alguno en que la concordancia haya permanecido siempre como tal, porque el registro litológico se ha interrumpido muchísimas veces a lo largo de las eras. Cada una de esas interrupciones se conoce como «discontinuidad estratigráfica».

Es decir que cada discontinuidad representa un largo período durante el cual algún evento determinó que se viera interrumpida la sedimentación, teniendo en cambio lugar una activa erosión que eliminó inclusive parte de los depósitos más antiguos. Normalmente esto sucede cuando tiene lugar un levantamiento del territorio que transforma un área baja donde ocurría el depósito, en una zona elevada, sujeta a desgaste.

Pero también otros eventos pueden complicar el cuadro, por lo cual existen diversos tipos de discontinuidades, a saber:

• Discordancias angulares: se reconocen con relativa facilidad, tal como se ilustra con la figura que encabeza el post, ya que implica rocas sedimentarias inclinadas o plegadas a las que sobreyacen capas más jóvenes y prácticamente horizontales. Estas discordancias corresponden a cortes en la secuencia de sedimentación, durante los cuales se instalaron períodos de deformación – responsables de la inclinación- y también de erosión, causantes de la ausencia de determinados intervalos en el registro.
• Paraconformidades: si bien son más comunes que las anteriores, son bastante más difíciles de reconocer y de interpretar, porque no hay cambios notables en la inclinación de las capas a uno y otro lado de ellas. Su nombre se deriva del hecho de que los lineamientos litológicos sea por arriba o por abajo de la propia discontinuidad se mantienen aproximadamente paralelos, con lo que pueden confundirse con simples planos de estratificación. En situaciones especiales, si la superficie de erosión se mete muy irregular y profundamente en el paquete subyacente, el reconocimiento es más sencillo, y la estructura misma suele conocerse como disconformidad.
• Inconformidades: En este caso, los estratos sedimentarios no sobreyacen a otros sedimentos, sino a materiales cristalinos como rocas ígneas o metamórficas. Las inconformidades delatan períodos de levantamiento, porque tanto los magmas como las rocas metamórficas se originan en las profundidades. A ese levantamiento suelen seguir largos períodos de meteorización, en respuesta a las nuevas condiciones ambientales, tal como se preconiza en la Ley de estabilidad mineral. También se instala entonces la erosión y sólo después, en caso de ocurrir subsidencia, puede volver a generarse una cuenca donde se reanuda la sedimentación. Todo eso da cuenta de los tiempos ausentes en el registro.

¿Qué aporta el Principio de la Sucesión de Faunas?

Este principio fue formulado en Inglaterra, por William Smith, quien pudo demostrar que los cambios en las características de los ejemplares fósiles presentes en los sedimentos respetan un cierto orden vertical bien definido y constante, aun en columnas estratigráficas de diferentes lugares y litologías. La biología aporta además el conocimiento de que no hay vueltas atrás en la evolución de las especies, de modo tal que la edad relativa de las rocas puede definirse según su contenido fosilífero. Si un estrato contiene restos más antiguos y/o menos evolucionados que otro, será también más antiguo que él.

¿Qué aporta el Paleomagnetismo?

En un post de hace bastante tiempo, adelanté en parte el concepto de paleomagnetismo o magnetismo remanente de las rocas. Les recomiendo leerlo.

En su momento vimos cómo esta herramienta demostró la deriva de las placas, y pronto volveremos con ese tema y usaremos ese conocimiento en otro lugar de la teoría hoy vigente, pero su versatilidad es tal que también sirve de apoyo para establecer edades relativas.

Esto es así porque al estudiar los registros paleomgnéticos en las rocas puede observarse que a lo largo de la historia de la Tierra se han sucedido numerosas inversiones de los campos magnéticos, alternándose tiempos de polaridad normal como la hoy vigente, con otros de polaridad opuesta. Estudios en todo el mundo han permitido la construcción de una columna integrada conocida como Escala Estándar de Magnetopolaridad, que cubre los últimos 250 Ma de la historia de la Tierra, es decir desde el Mesozoico en adelante.

En situaciones favorables, se puede aproximar una edad hasta absoluta, dentro de un cierto intervalo. Pero cuando no se cuenta con dataciones de las rocas en estudio, al menos edades relativas en el marco de análisis comparativos  pueden arriesgarse.

¿Cómo se utiliza el Principio de Correlación?

Ya adelanté más arriba que el Método de Correlación Geológica se basa esencialmente en herramientas como los proxis. Lo que se intenta es reconocer estratos, formaciones o cuerpos litológicos que por su posición en el registro podrían ser coetáneos, es decir que se relacionan en el tiempo de generación. De conocerse la edad absoluta de uno de los cuerpos comparados, una edad estimada puede asignarse al o a los otros.

El uso más efectivo y seguro es para espacios no demasiado distantes, y dentro de un marco geológico que puede asimilarse de alguna manera. Su confiablidad decrece con la distancia de aplicación y cuanto más variabilidad aparece en las condiciones de la litología.

¿Qué es una variable proxy y cómo podría aplicarse aquí?

Estadísticamente se define una variable proxy como una medida cuyo verdadero interés reside en que puede ser el puente o vector para obtener otras medidas más importantes. Eso es posible porque la variable proxy tiene fuerte correlación, (no necesariamente lineal ni positiva) con el valor que permite inferir.

¿Qué proxis se utilizan en la correlación?

Los más frecuentes son:

• Dendrocronología: es la disciplina que analiza los anillos de crecimiento de los árboles, que al ser anuales permiten en su recuento establecer la duración de los períodos de biostasia en un sitio dado. Por supuesto sólo puede establecerse el tiempo mínimo de dicha duración, porque no necesariamente cada árbol ha comenzado a crecer cuando se instaló la biostasia en una región dada. No obstante permite indicar que ese momento del ciclo duró al menos el tiempo que los anillos indican. Si además hay un evento datado que puso fin a la vida del árbol en cuestión, supongamos algo como una gran creciente, un incendio forestal, o una deforestación para urbanizar, puede establecerse cuánto fue el tiempo mínimo que duraron las condiciones previas al acontecimiento conocido. Como además el espesor de cada anillo y su coloración dan pistas sobre las condiciones del medio, los anillos de los árboles prestan una gran utilidad como proxis climáticos.
• Interpretación de varves: Los varves son estructuras diamícticas, es decir que están constituidas por pares de estratos o láminas de depósito estacional en este caso. Si los varves son glariarios responden a los pares verano-invierno; y si son de regiones semidesérticas corresponden a la alternancia de temporadas secas y húmedas. En el caso de los glaciales, durante las estaciones frías, los sedimentos gruesos quedan retenidos en el hielo, mientras que el deshielo del estío aporta materiales gruesos arrastrados por las corrientes fluiviovlaciales, lo que da una estratificación perfectamente reconocible. Normalmente la depositación se produce en los lagos periféricos, y su análisis, no solamente al contarlos sino que- como en el caso de los anillos de los árboles- reconocer sus propiedades de color, textura, espesor, composición mineral, etc., permite reconstruir paleoambientes. Paleoambientes similares son herramientas útiles en la correlación de la que venimos hablando. Cuando hablemos de edades absolutas veremos que además los núcleos de hielo permiten ciertas técnicas de datación. Pero todavía no es el momento de hablar de eso.
• Interpretación de los corales. En este caso se usa el ciclo diario de formación de los anillos de crecimiento, con aplicación sobre todo para estimar la duración de intervalos climáticamente aptos para su proliferación, pero tiene otras aplicaciones tan interesantes que hablaremos de ellos nuevamente en otro post más adelante.

¿Qué es un horizonte guía y qué utilidad presta como reloj geológico?

Si bien es un elemento clave en la correlación, no lo incluyo como proxy porque este último concepto es estadístico, y los estratos guía son un aporte cualitativo más que cuantitativo, aunque según veremos algunas veces aporta algún límite muy concreto y de edad conocida.

Existen determinados estratos, capas o grupo de estratos que ostentan propiedades muy reconocibles y características, ya sea por el espesor, composición, textura, color, tenacidad, etc., que pueden coniderarse como similares cuando se los encuentra en afloramientos diferentes y permiten establecer la edad aproximada de uno de ellos si el otro ha sido datado en otra locación.

A veces, aun cuando ninguno haya sido sometido a datación, su utilidad pasa por el hecho de ser claramente atribuibles a un evento de fecha cierta, como una erupción volcánica reciente o registrada históricamente con fecha de ocurrencia. En tal caso, lo que está por debajo es » anterior a», y lo que queda por encima es obviamente posterior.

Otro tanto ocurre con las capas de una inundación de fecha conocida o de una corriente de barro, entre otros eventos de rápida ocurrencia.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Chiche Ojeda – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0,