Tierra, el tercer planeta

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El Sol y sus planetas se formaron hace aproximadamente 4.600 millones de años a partir de una nube de gas y polvo interestelar. El tiempo transcurrido en esta fase de génesis se estima en unos 400 millones de años. Desde el origen de la Tierra, el tiempo geológico se divide en cuatro grandes períodos de tiempo o eones, Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico.

HÁDICO, un mundo infernal
4.600-4.000 millones de años

Representa el 13% de la historia de la Tierra. La dinámica del Sistema Solar, que propició una fase de continuas colisiones de objetos celestes, y la dinámica del propio planeta, donde se iban diferenciando las distintas capas que constituirían su estructura interna, mantuvieron a la Tierra recién formada en un estado de continua agitación. Antes incluso de que hubiese concluido la acumulación del material del nuevo planeta y la diferenciación geoquímica de sus capas internas, la violenta colisión con Theia, un protoplaneta del tamaño de Marte, dio lugar a la formación de la Luna. Las condiciones ambientales durante estos primeros 600 millones de años, fueron extremadamente duras y estériles desde el punto de vista biológico, aunque es posible que la vida apareciera en este eón.

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Impacto de Theia y Tierra. Foto: Dominio público.

ARCAICO, la edad de los Procariotas
4.000-2.500 millones de años

Este período de tiempo representa el 32,6% de la historia de la Tierra, sin embargo los afloramientos ocupan tan sólo el 3% de la superficie terrestre y son esencialmente rocas metamórficas.

En las primeras eras de este extenso eón, tras la diferenciación geoquímica del interior terrestre, algunas zonas de la superficie pudieron acumular suficiente cantidad de rocas como para formar pequeños gérmenes de corteza estable que flotaban sobre un océano de magma, precursor de la actual astenosfera. Las hipótesis más aceptadas indican que debió desarrollarse una tectónica de microplacas y que en la litosfera se diferenciaba ya una corteza continental de otra oceánica.

Las rocas arcaicas presentan una deformación intensa y una ausencia casi total de fósiles. Los microcontinentes que comienzan a formarse están muy deformados. Era un sistema muy energético, aunque con pulsaciones, con un máximo muy acusado al final del Arcaico, con una Tierra con tectónica de placas similar a la actual y grandes continentes surgiendo de una hidrosfera tibia colonizada desde hace unos 3.500 millones de años por cianobacterias fotosintéticas que forman estromatolitos.

La mayoría de los datos apuntan que nada más formarse el planeta, ya debía existir una atmósfera procedente de la gran cantidad de sustancias volátiles. Su constitución era muy diferente a la actual, ya que se estima que el 99% de los gases atmosféricos actuales son de origen secundario y tremendamente influenciados por la biosfera.

La indicios más antiguos de una capa líquida, datan de hace 3.800 millones de años. La formación de la hidrosfera fue un proceso muy rápido y la cantidad de agua en ésta ha variado poco desde entonces.

Inmediatamente después de la aparición de la atmósfera y la hidrosfera, la vida irrumpió de forma explosiva en la Tierra. Los organismos vivos más antiguos de los que no se tiene duda, hicieron su aparición hace unos 3.800 millones de años. Durante este período la vida es muy simple,  representada por bacterias y arqueas que formaban tapetes microbianos conocidos como estromatolitos, si bien las últimas investigaciones indican que hace unos 2.500 millones años, los seres eucariotas, algas y protozoos, ya estaban presentes.

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Estromatolitos actuales, Australia. Foto: Dominio público.

PROTEROZOICO, la edad de los experimentos multicelulares
2.500-541 millones de años

Representa algo más del 42,6% de la historia de la Tierra y sus afloramientos en superficie son mucho más abundantes, constituyendo principalmente el núcleo de los grandes continentes, con rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias.

La evolución de la litosfera origina tres tipos básicos de dominios tectonoestratigráficos, una serie de continentes o escudos rodeados de plataformas y edificios orogénicos edificados sobre éstos.

  • Continentes o Escudos. Grandes zonas que han permanecido estables y emergidas antes del Cámbrico. Hoy día constituyen principalmente el centro de las grandes zonas continentales actuales, los escudos Canadiense, Groenlandia, Báltico, Hébridas, Anabar, Aldan, Guayanas, Brasileño, Patagonia, Árabe, Africano, Malgache, Índico, Australiano, Antártico.
  • Plataformas continentales. En los bordes o márgenes continentales se formaron grandes fracturas donde se depositaban muchos sedimentos y/o se instalaban enjambres de diques o batolitos procedentes del interior terrestre. Algunas de estas rocas se conservan sin sufrir grandes modificaciones alrededor de los escudos anteriores y, por lo general, no han sido reactivados por orogenias desde el final de este eón.
  • Orógenos. Fueron cordilleras montañosas que aparecen hoy como núcleos de cordilleras plegadas intensamente deformadas, ya que han sido reactivadas por una o más orogenias posteriores.

Las conquistas evolutivas básicas de la biosfera se dan en este eón, hacia cuyo final, dicha biosfera parece estar creciendo de forma explosiva, con representantes de todos los reinos, bacterias arqueas y eucariotas -protoctistas, hongos, plantas y animales-. El clima presenta alternancia de períodos fríos y cálidos de forma muy irregular, siendo el extremo climático frío mucho más intenso que los del Fanerozoico.

Hace unos 1.100 millones de años se forma el supercontinente Rodinia, que reúne gran parte de las tierras emergidas. Su fracturación, hace unos 800 millones de años coincide con el comienzo de la Glaciación Véndica, el período más frío de la Tierra, conocido como "La Tierra Blanca" o “Tierra bola nieve”. Durante 200 millones de años el planeta estará sometido a las mayores glaciaciones conocidas, y es probable que llegara a congelarse toda la superficie. Estas épocas frías redujeron la actividad biológica considerablemente, aunque vieron nacer los primeros animales multicelulares. El choque climático de estos extensos episodios glaciales quizás provocó una gran reorganización de los ecosistemas marinos que pudo alterar la química oceánica de forma irrevocable, ayudando a la evolución de vida pluricelular en el suelo marino.

El final de las glaciaciones, hace unos 600 millones de años, coindice con la diversificación de los primeros animales multicelulares, explosión de vida estimulada por la presencia de nuevos y numerosos nichos evolutivos en un mundo recién descongelado y con numerosas plataformas marinas alrededor de los continentes formados tras la fragmentación de Rodinia. Esta fauna es rica y diversificada, con seres de cuerpo blando pero de tamaño bastante grande y de distribución cosmopolita, abundan las formas planas con simetrías radiales o espirales de tres o cinco radios y escasean los organismos con simetría bilateral, los más abundantes en épocas posteriores.

Al final del Proterozoico, la mayor parte de las tierras emergidas se reunieron en un único y gran continente, Pannotia. Es evidente que la colisión de las distintas masas continentales traería consigo la deformación generalizada de los materiales acumulados en sus márgenes, que constituyeron los núcleos de nuevas cordilleras.

 

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Durante el período Criogénico, hace 750-850 millones de años, una capa de hielo pudo cubrir todo el planeta. Foto: Dominio público.

FANEROZOICO, la edad de la diversificación multicelular compleja
541-0 millones de años

Representa algo más del 11,8% de la historia de la Tierra y sus afloramientos en la superficie terrestre son los más abundantes, representados por rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias. 

A principios del Paleozoico, Rodinia se está fragmentando y formando distintos continentes que volverán a unirse al final de esta era, en otro supercontinente, Pangea. Desde entonces, la tectónica global ha vuelto a separar Pangea formando los continentes actuales, que volverán a unirse en un nuevo superontinente en un futuro geológico próximo. Esta dinámica de las placas tectónicas origina orógenos o cadenas de montañas y durante este eón se han desarrollado tres grandes ciclos orógenos:, el Caledoniano, el Varisco y el Alpino. Además también se han producido otros orógenos menores, aunque su distribución es mucho más localizada.

PALEOZOICO, la vida conquista tierra firme
541-252 millones de años

Desde el punto de vista orogénico, la formación del supercontinente Pangea dio lugar a una serie de cadenas de colisión como las Caledónides, Hercínides, Urales, etc.

La Orogenia Caledoniana se desarrolló durante el Paleozoico Inferior, llegando a su máximo apogeo en el Silúrico Superior y el Devónico Inferior. Corresponde a un orógeno de colisión entre masas continentales que deformó los sedimentos que ocupaban las cuencas situadas entre ellas. Aparece en Groenlandia, costa Este de América del Norte, Noruega y las Islas Británicas.

La Orogenia Varisca tuvo lugar durante el Paleozoico Superior, con un máximo en el Carbonífero. Es el orógeno más importante del Paleozoico, ya que resulta de la unión de la mayor parte de las masas continentales en el supercontinente Pangea, lo que originó la deformación de los sedimentos que ocupaban la cuenca marina (Proto-Tethys) situada entre un conjunto septentrional (Laurasia) y otro meridional (Gondwana). Se puede observar en Europa, África y América del Norte.

Es aquí donde encontramos de forma inequívoca las primeras pistas sobre la formación geológica de la Península Ibérica, cuyo paleozoico es principalmente de naturaleza varisca. Muchos autores defienden la hipótesis de que en el Océano Reico, entre los grandes continentes de Laurussia y Gondwana, existían dos microcontinentes, Avalonia y Armórica, de los que formaba parte Iberia. En el Carbonífero Superior, terminada la subducción de la corteza oceánica bajo el mar que separaba los dos grandes continentes mundiales, Armórica y Avalonia fueron comprimidas entre éstos. El resultado fue esencialmente la formación del Macizo Ibérico y la Cadena Pirenaica, hoy desmantelados por los agentes geológicos externos o reactivados y formando parte de otros orógenos del ciclo alpino y que conforman gran parte de la Península Ibérica.

Climáticamente el Paleozoico es un período simétrico, enmarcado entre dos grandes glaciaciones (cámbrica y permocarbonífera) y con una glaciación menor en el centro (ordovícico-silúrica). Los climas intermedios son cálidos.

En la biosfera, a favor de una diversidad climática y geográfica, se produce una evolución espectacular.

  • Durante el CÁMBRICO, al inicio del Paleozoico, los primeros animales desarrollan partes duras y tras la evolución y extinción de diferentes grupos, al final quedan conformados los actuales.
  • En los mares del ORDOVÍCICO, hace casi 480 millones de años, hacen su aparición los peces, extendiéndose por los ecosistemas y aumentando la complejidad de las cadenas tróficas. También en este periodo algunos musgos en simbiosis con hongos comienzan a salir del océano y se instalan en zonas encharcadas.
  • En el SILÚRICO, hace unos 440 millones de años la vida sale definitivamente de los océanos hacia tierra firme. Artrópodos y gusanos, conquistan los continentes y los peces colonizan ríos y lagos.
  • Durante el DEVÓNICO los continentes derivan hacia zonas más ecuatoriales propiciando un clima benigno y húmedo donde se desarrollan bosques de setas gigantes y donde evolucionan los primeros árboles con madera y esporas, ecosistemas húmedos que son el crisol de los primeros anfibios, que aparecen hace unos 375 millones de años.
  • Durante el CARBONÍFERO, el choque continental que forma el supercontinente Pangea genera zonas pantanosas con bosques enormes, cuyos restos vegetales son hoy grandes reservas de carbón. En los tocones de estos árboles buscan refugio y alimento los primeros reptiles, que hace su aparición hace unos 315 millones de años con una nueva estrategia para la colonización de tierra firme, el huevo amniótico.
  • La unión de las tierras emergidas en un solo supercontinente provoca una intensa aridez que se extiende durante el PÉRMICO. La desertización acaba con los bosques carboníferos y en este clima seco y árido prosperan las nuevas gimnospermas y los reptiles, más adaptados a ambientes áridos y calurosos, con escamas y un embrión que se desarrolla dentro del huevo amniótico. El final de esta era viene marcada por la 'gran mortandad' la mayor extinción masiva. En un millón de años desaparecen muchos grandes grupos y el 90% de las especies. Un intenso vulcanismo y el impacto de un meteorito son las causas más probables.

 

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Ripples sobre sedimentos paleozoicos, Zona Centroibérica, Macizo Ibérico. Foto: Geoiberia.

MESOZOICO, la supremacía de los reptiles
252-66 millones de años

Las rocas de este intervalo de tiempo ocupan el 80% de la superficie. En algunas áreas han reciclado e incorporado las rocas formadas en otros ciclos orogénicos, deformándolas y metamorfizándolas, borrando las huellas procedentes de orogenias más antiguas.

La Orogenia Alpina comienza con la fragmentación de Pangea, tan sólo 50 millones de años después de haberse formado, y se extiende desde finales del Paleozoico hasta la actualidad. Durante este período de tiempo, la deriva de las placas tectónicas ha separado Pangea en varios continentes y ha formado las principales cadenas montañosas que conforman actualmente los relieves más acusados, restringidas a dos grandes ámbitos geográficos: la Cadena Alpino-Himalaya y los orógenos circumpacíficos. Estos orógenos se han formado por distintos procesos enmarcados dentro de la tectónica global, el Himalaya por colisión entre dos masas continentales, los Andes por subducción de la corteza oceánica pacífica bajo la corteza continental de Sudamérica, las Montañas Rocosas por choque de litoferaclastos o microcontinentes y la Cordillera Alpina por colisión entre placas y microplacas.

Es precisamente en la Cordillera Alpina donde se enmarca la historia geológica de Iberia desde finales del Paleozoico. Este gran cinturón orogénico se extiende en sentido amplio desde Asia Menor hasta el Estrecho de Gibraltar, constituyendo la Península Ibérica su porción más occidental.

El clima alpino comienza con una regresión marina extrema y un clima muy árido, que evoluciona a tropical-húmedo con la mayor subida del nivel del mar del Fanerozoico.

La biosfera se diversifica al ritmo de la dispersión de los continentes. Tras la extinción que pone fin al Paleozoico, la vida se recupera rápidamente. Durante el Mesozoico, los reptiles colonizan tierra, mar y aire.

  • En el TRIÁSICO un grupo de reptiles terrestres da origen a los mamíferos. Los sistemas de rift que están fracturando Pangea, propician la aparición de plataformas continentales donde la fauna marina se recupera y prospera rápidamente.
  • El JURÁSICO y el Cretácico fueron las épocas más productivas de la biosfera. Climas benignos sin casquetes glaciares y unas condiciones cálidas y húmedas, cubren de bosques de coníferas y helechos todos los continentes y en las enormes extensiones marinas de las plataformas continentales prosperan complejas redes tróficas, ecosistemas muy productivos, con gran diversidad. Pero los reptiles son los amos del planeta, los dinosaurios están en expansión, los pterosaurios ocupan el medio aéreo y los ictiosaurios y plesiosaurios dominan los mares. Un grupo de dinosaurios, los Arcosaurios, va a dar lugar a las aves.
  • El CRETÁCICO es el periodo más largo del Fanerozoico, 80 millones de años con la biosfera en una etapa de máxima producción. El aumento de las temperaturas, debido a un fuerte efecto invernadero, genera un clima cálido y húmedo que favorece la proliferación de extensos bosques donde aparecen las angiospermas, las plantas con flor, que coevolucionan con los insectos polinizadores. La alta actividad volcánica, especialmente en las dorsales oceánicas, origina gran movilidad de los continentes y varios cambios del nivel del mar, algunos de 250 m. Aunque se produce paulatinamente un notable deterioro de las condiciones ambientales que degrada los ecosistemas, es el impacto de un asteroide de unos 10 km de diámetro, cuyo cráter se conserva en la Península del Yucatán, lo que marca el final de este periodo, produciendo la extinción masiva más famosa.

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Huellas de dinosaurios del Triásico, Cobertera Tabular. Foto: Geoiberia.

CENOZOICO, un destino inesperado para los mamíferos
66-0 millones de años

En el Terciario, tras la extinción hay un rápido relevo de la flora. Las angiospermas, las plantas con flor, desplazan a coníferas y otras gimnospermas a zonas con condiciones ambientales más estrictas. Bosques de caducifolios llenan los continentes y las hierbas invaden extensas zonas, formando grandes praderas y estepas y coevolucionando con las grandes manadas de mamíferos herbívoros y sus depredadores carnívoros. La extinción de los dinosaurios y el resto de los grandes reptiles deja paso libre a mamíferos y aves, que conquistan todos los ecosistemas terrestres, aéreos y marinos. Los bosques paleógenos propician la aparición de numerosas especies de primates y los cambios climáticos acompañan a los Hominoideos en sus viajes a través de las glaciaciones cuaternarias, que marcan la evolución y extinción de las diversas especies del género Homo.

El Cuaternario es una época revuelta y en momentos de crisis la vida busca nuevas soluciones para adaptarse. Es nuestra época y aunque hay quien opina que hemos entrado en un nuevo periodo, el Antropoceno, marcado por la influencia de nuestra especie en el planeta, por el momento y según la carta cronoestratigráfica internacional, seguimos en el Cuaternario.

El Pleistoceno comienza hace 2,6 millones de años y abarca casi la totalidad del Cuaternario, alternando épocas cálidas y frías. Durante los periodos glaciales, grandes extensiones de tierra se cubren con una inmensa capa de hielo, el nivel de los mares y océanos baja 80 m y las especies cambian al ritmo del clima. Al menos cuatro especies de nuestro género se pasean por las tierras de Iberia durante el esta época que se corresponde con el Paleolítico, Homo antecessor, Homo heidelbergensis, Homo neanderthalensis, cuyas últimas poblaciones se refugian al Sur de la Península Ibérica, y Homo sapiens, nuestra especie, que hace su aparición hace unos 200.000 años en el continente africano.

El Holoceno es la época geológica más reciente y comienza hace solo 11.700 años. Todas las especies de homínidos excepto la nuestra, Homo sapiens, se han extinguido. El calentamiento global tras la última época glacial, propicia que las poblaciones humanas entren en una nueva etapa, el Neolítico.

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Travertinos cuaternarios, Zona Prebética, Cordillera Bética. Foto: Geoiberia.

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