Geología

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Concepto:Ciencia que estudia la composición y estructura tanto interna como superficial del planeta Tierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico.

Geología . Es la ciencia que estudia la composición y estructura tanto interna como superficial del planeta Tierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico.

La misma comprende un conjunto de geociencias, así conocidas actualmente desde el punto de vista de su pedagogía, desarrollo y aplicación profesional. Ofrece testimonios esenciales para comprender la tectónica de placas, la historia de la vida a través de la paleontología, y cómo fue la evolución de ésta, además de los climas del pasado.

En la actualidad la Geología tiene una importancia fundamental en la exploración de yacimientos minerales (minería) y de hidrocarburos (petróleo y gas natural), y la evaluación de recursos hídricos subterráneos (hidrogeología). También tiene importancia fundamental en la prevención y entendimiento de desastres naturales como remoción de masas en general, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, entre otros. Aporta conocimientos clave en la solución de problemas de contaminación medioambiental, y provee información sobre los cambios climáticos del pasado. Juega también un rol importante en la geotecnia y la ingeniería civil.

También se trata de una disciplina académica con importantes ramas de investigación. Por extensión, han surgido nuevas ramas del estudio del resto de los cuerpos y materia del sistema solar (astrogeología o geología planetaria).

Reseña histórica

El estudio de la materia física de la Tierra se remonta a la Grecia antigua, cuando Teofrasto (372-287 a.C.) escribió la obra Peri lithon (Sobre las rocas). En la época romana, Plinio el Viejo escribió en detalle de los muchos minerales y metales que se utilizan en la práctica, y señaló correctamente el origen del ámbar.

Algunos estudiosos modernos, como Fielding H. Garrison, son de la opinión de que la geología moderna comenzó en el mundo islámico medieval. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) fue uno de los primeros geólogos musulmanes, cuyos trabajos incluían los primeros escritos sobre la geología de la India, la hipótesis de que el subcontinente indio fue una vez un mar. El erudito islámico Avicena (981-1037) propuso una explicación detallada de la formación de montañas, el origen de los terremotos, y otros temas centrales de la geología moderna, que proporcionan una base esencial para el posterior desarrollo de esta ciencia. En China, el erudito Shen Kuo (1031-1095) formuló una hipótesis para el proceso de formación de la Tierra, basado en su observación de las conchas de los animales fósiles en un estrato geológico en una montaña a cientos de kilómetros del mar, logró inferir que la Tierra se formó por la erosión de las montañas y por la deposición de sedimentos.

Durante los primeros siglos de exploración europea se inició una etapa de conocimiento mucho más detallado de los continentes y océanos. Los exploradores españoles y portugueses acumularon, por ejemplo, un detallado conocimiento del campo magnético terrestre y en 1596, Abraham Ortelius vislumbra ya la hipótesis de la deriva continental, precursora de la teoría de la tectónica de placas, comparando las costas de Sudamérica y África.

A Nicolás Steno (1638-1686) se le atribuye el Principio de la superposición de estratos, el principio de la horizontalidad original, y el principio de la continuidad lateral: tres principios que definen la estratigrafía.

Richard de Bury (1287-1345), en un libro titulado "Philobiblon" (o "El amor a los libros"), utilizó por primera vez el término "geologia", o ciencia terrenal. Sin embargo, no parece que el término fuese usado para definir una ciencia cuyo objeto de estudio fuese la Tierra, sino más bien el término "ciencia terrenal" aparece por oposición al término "teología" u otros términos con connotaciones espirituales.

El naturalista italiano Ulisse Aldovrandi (1522-1605) usó por primera vez la palabra "geología", con un sentido próximo al que tiene actualmente, en un manuscrito encontrado después de su muerte. Consideró la geología como la ciencia que se ocupa del estudio de los "fósiles", pero hay que tener en cuenta que el término "fósil" incluía también en aquellos tiempos los minerales y las rocas. Posteriormente, en 1657 aparece un trabajo de Mickel Pederson Eschilt, escrito en danés, y titulado "Geologia Norwegica", en el que estudió un terremoto que afectó a la parte sur de Noruega. En 1661, Robert Lovell (1630-1690), escribió una "Universal History of Minerals" ("Historia Universal de los Minerales"), una de cuyas partes denominó con el nombre latinizado de "Geologia". Después esta palabra fue usada por Fabrizio Sessa en 1687, en su trabajo titulado "Geologia -nella quale se spiega che la Terre e non le Stelle influisca né suaoi corpi terrestre", afirmando que "la geología es verdaderamente la que habla de la Tierra y de sus influencias". Erasmus Warren, en 1690, publicó un libro titulado "Geologia or a Discourse concerning the Earth before the Deluge" ("Geología, o un discurso concerniente a la Tierra antes del diluvio"); no obstante, el término "Geología" aparece sólo en el título de la obra, no encontrándose después en el texto. La palabra Geología fue establecida definitivamente como un término de uso general por Jean-André Deluc en 1778 y Horace-Bénédict de Saussure en 1779.

William Smith (1769-1839) dibujó algunos de los primeros mapas geológicos y comenzó el proceso de ordenar cronológicamente los estratos rocosos mediante el estudio de los fósiles contenidos en ellos.

James Hutton es a menudo visto como el primer geólogo moderno. En 1785 presentó un documento titulado Teoría de la Tierra para la Sociedad Real de Edimburgo. En su ponencia, explicó su teoría de que la Tierra debía de ser mucho más antigua de lo que se suponía, con el fin de permitir el tiempo suficiente para que las montañas puedan haber sido erosionadas y para que los sedimentos logren formar nuevas rocas en el fondo del mar, y estos a su vez afloren a la superficie para poder convertirse en tierra seca. Hutton publicó una versión de dos volúmenes de sus ideas en 1795.

Los seguidores de Hutton fueron conocidos como plutonistas porque creían que algunas rocas se formaron por volcanismo, que es la deposición de lava de los volcanes, a diferencia de las neptunistas, quienes creían que todas las rocas se habían formado en el interior de un gran océano cuyo nivel disminuyó gradualmente con el tiempo.

Charles Lyell publicó su famoso libro Principios de geología en 1830. El libro, que influyó en el pensamiento de Charles Darwin, promovió con éxito la doctrina del uniformismo. Esta teoría afirma que los procesos geológicos que han ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra, aún se están produciendo en la actualidad. Por el contrario, el catastrofismo es la teoría que indica que las características de la Tierra se formaron en diferentes eventos individuales, catastróficos, y que la tierra se mantuvo sin cambios a partir de entonces. Aunque Hutton creyó en el uniformismo, la idea no fue ampliamente aceptada en el momento.

Gran parte de la Geología del siglo XIX giró en torno a la cuestión de la edad exacta de la Tierra. Las estimaciones variaban enormemente de unos pocos cientos de miles, a miles de millones de años. En el siglo XX, la datación radiométrica permitió que la edad de la Tierra se estimase en aproximadamente dos mil millones de años. La conciencia de esta enorme cantidad de tiempo abrió la puerta a nuevas teorías sobre los procesos que dieron forma al planeta. Hoy en día se sabe que la Tierra tiene aproximadamente 4500 millones de años.

Los avances más importantes en la Geología del siglo XX han sido el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas en la década de 1960, y el refinamiento de las estimaciones de la edad del planeta. La teoría de la tectónica de placas surgió a partir de dos observaciones geológicas por separado: La expansión del fondo oceánico y la deriva continental. La teoría revolucionó completamente las ciencias de la Tierra.

Disciplinas

Actualmente la Geología comprende distintas ciencias o disciplinas, que configuran los planes formativos educativos universitarios o profesionales. Estas pueden estructurarse en los siguientes:

  • Cristalografía . Es la ciencia geológica que se dedica al estudio científico de los cristales, definidos como "sólidos con una estructura interna formada por átomos, iones o moléculas ordenados periódicamente". Para ello, es necesario conocer, por un lado, la estructura que presentan las partículas constituyentes del cristal; y por otro lado, es importante determinar su composición química. Los estudios de la estructura se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también puede ser estudiada por medio de microscopía electrónica.
  • Espeleología . Es una ciencia que estudia la morfología y formaciones geológicas (espeleotemas) de las cavidades naturales del subsuelo. En ella se investigan, cartografían y catalogan todo tipo de descubrimientos en cuevas. Forma parte de la Geomorfología y sirve de apoyo a la Hidrogeología (Geodinámica externa). Suele ser considerada actualmente más bien un deporte, como anunciaba Noel Llopis Lladó en 1954, que la auténtica espeleología peligraba ya que existía un "confusionismo" entre el deporte (Espeleismo) y la ciencia (Espeleología).
  • Estratigrafía . Es la rama de la Geología que trata del estudio e interpretación de las rocas sedimentarias, metamórficas y volcánicas estratificadas, y de su identificación, descripción, secuencia, tanto vertical como horizontal; cartografía y correlación de las unidades estratificadas de las rocas.
  • Geología del petróleo . Se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las mejores oportunidades o “plays” para encontrar hidrocarburos (petróleo y gas).
  • Geología económica . Se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que puedan ser explotados por el hombre con un beneficio práctico o económico. La explotación de estos recursos es conocida como minería.
  • Geología estructural . Es la rama de la Geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y su relación en las rocas que las contienen. Estudia la geometría de las formaciones rocosas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza terrestre ante los esfuerzos tectónicos y su relación espacial, determinando la deformación que se produce, y la geometría subsuperficial de estas estructuras.
  • Gemología . Una rama de la mineralogía que se dedica específicamente al estudio, identificación, análisis y evaluación de las piedras preciosas o gemas. Una tarea central de la gemología es poner a disposición métodos y procedimientos rigurosos que permitan distinguir las gemas naturales de sus imitaciones y versiones sintéticas. Entre estos procedimientos se cuentan las mediciones realizadas con distintos instrumentos y aparatos (por ejemplo, mediciones cristalográficas y fotométricas, microscopía, espectroscopía, análisis de difracción por rayos X, etc.). Debido al valor de las piezas estudiadas, prescinde de aquellos métodos mineralógicos que requieren de la extracción de muestras y utiliza solo aquellos procedimientos que las conservan intactas.
  • Geología histórica . Es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde su formación, hace unos 4.540 millones de años, hasta el presente. Para establecer un marco temporal absoluto, los geólogos han desarrollado una cronología a escala planetaria dividida en eones, eras, periodos, épocas y edades, vinculada a su vez con una escala relativa, dividida en eonotemas, eratemas, sistemas, series y pisos que se corresponden uno a uno con los anteriores. Estas escalas se basan en los grandes eventos biológicos y geológicos.
  • Geología planetaria . La astrogeología, también llamada geología planetaria o exogeología, es una disciplina científica que trata de la geología de los cuerpos celestes (planetas y sus satélites, asteroides, cometas y meteoritos).
  • Geología regional . Es una rama de las ciencias geológicas que se ocupa de la configuración geológica de cada continente, país, región o de zonas determinadas de la Tierra.
  • Geomorfología . Tiene por objeto la descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de la interferencia de los agentes morfodinámicos sobre la superficie terrestre. Se puede subdividir, a su vez, en tres vertientes: G. Estructural que trata de la caracterización y génesis de las “formas del relieve”, como unidades de estudio. La G. Dinámica, sobre la caracterización y explicación de los procesos de erosión y meteorización por los principales agentes (gravedad y agua). Y la G. Climática, sobre la influencia del clima sobre la morfogénesis (dominios morfoclimáticos).
  • Geoquímica . Es la rama de la geología que estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa de los elementos químicos, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biosfera y litosfera) utilizando como principales muestras minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, intentando determinar las leyes o principios en las cuales se basa tal distribución y migración. En 1923 el químico V.W Goldschmidth clasificó los elementos químicos en función a su historia geológica de la siguiente forma: «atmósfilos» que forman la atmósfera como son los gases, «calcófilos» como son las arenas y cristales (silicatos y carbonatos), «litófilos» corteza son sencillos como sulfuros, y «siderófilos» que son metales que se conservan puros.
  • Geofísica . Estudia la Tierra desde el punto de vista de la física y su objeto de estudio está formado por todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).
  • Hidrogeología . Es una rama de las ciencias geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen, su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los suelos, rocas y humedales (freatogénicos); su estado (líquido, sólido y gaseoso) y propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.
  • Mineralogía . Es la rama de la geología que estudia la sistemática y las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación. Un mineral es un sólido inorgánico de origen natural, que presenta una composición química definida, además tiene una estructura cristalina. Una observación importante es el caso del mercurio que, debido a la disposición de sus átomos, es un mineraloide. Los minerales aportan al ser humano los elementos químicos imprescindibles para sus actividades industriales.
  • Paleontología . Es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles. Parte de sus fundamentos y métodos son compartidos con la Biología. Se subdivide en Paleobiología, Tafonomía y Biocronología y aporta información necesaria a otras disciplinas (estudio de la evolución de los seres vivos, bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre otras).
  • Petrología . Es la rama de la Geología que consiste en el estudio de las propiedades físicas, químicas, minerológicas, espaciales y cronológicas de las asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su formación. La petrografía, disciplina relacionada, trata de la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por examen microscópico con luz polarizada.
  • Sedimentología . Es la rama de la Geología que se encarga de estudiar los procesos de formación, transporte y depósito de materiales que se acumulan como sedimentos en ambientes continentales y marinos y que normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente ligada a la estratigrafía, si bien su propósito es el de interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas sedimentarias y no el de describirlas como en el caso de aquella.
  • Sismología . Es la rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas), que estos generan, por el interior y la superficie de la Tierra. Un fenómeno que también es de interés es el proceso de ruptura de rocas, ya que este es causante de la liberación de ondas sísmicas. La sismología también incluye el estudio de las marejadas asociadas (maremotos o tsunamis) y los movimientos sísmicos previos a erupciones volcánicas.
  • Tectónica . Es el estudio geológico-estructural a escala regional, donde se analiza no solo la mecánica sino la dinámica de la litosfera para lograr dar una explicación a las deformaciones y formaciones estructurales como lo son las placas tectónicas. Estudia las megadeformaciones a niveles corticales en ambientes continentales y oceánicos para lograr entender la formación de la Tierra y como evoluciona constantemente. El estudio de la tectónica se diversifica en otras áreas de la ciencia como el paleomagnetismo, la sismología y la termodinámica interna de la Tierra.
  • Vulcanología . Es el estudio de los volcanes, la lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados. El término vulcanología viene de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el dios romano del fuego. Un volcanólogo es un estudioso de este campo. Los volcanólogos visitan los volcanes, en especial los que están activos, para observar las erupciones volcánicas, recoger restos volcánicos como el tephra (ceniza o piedra pómez), rocas y muestras de lava. Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones, pero prever los volcanes, al igual que prever los terremotos, puede llegar a salvar muchas vidas.

Objeto de estudio

Es la ciencia que tiene por objeto el estudio del planeta Tierra, analizando las partes que la componen, su forma, su estructura, las relaciones entre sus elementos, y los cambios que en ella se producen.

Objetivos

La Geología presenta dos objetivos generales:

  1. Descubrir e interpretar los relieves estructurales y fenómenos que se presentan en la corteza terrestre tratando de descubrir sus causas.
  2. Descifrar la historia de la evolución de la tierra y de la vida en ella a partir de los datos registrados en las rocas, estudia los minerales, rocas y fósiles no solamente por si mismos sino más bien por el estudio de la evolución de la corteza terrestre.

Características

La Geología es una ciencia histórica porque los acontecimientos geológicos ocurren a lo largo del tiempo.

La Geología es una ciencia empírica porque se basa en la experiencia y en los conocimientos previos. Como todas las ciencias experimentales utiliza como método de trabajo, el método científico, el cual consta básicamente de las siguientes bases:

  • Observación. Muy importante en los estudios geológicos es la observación no solo de los materiales terrestres, sino de procesos geológicos y sus efectos.
  • Experimentación. Consiste en reproducir en laboratorios los fenómenos observados en la naturaleza. Se han reproducido artificialmente el origen de los diamantes, y se ha sometido a rocas a fuertes presiones para simular los esfuerzos tectónicos (fallas, colisiones...)
  • Inducción a partir de los datos y conocimientos adquiridos en las etapas anteriores se elaboran teorías o hipótesis (suposiciones con pruebas insuficientes para deducir las conclusiones).

Principios geológicos estratigráficos

Los cinco principios geológicos estratigráficos:

  1. Correlación. Si se tiene un mismo fósil en dos lugares distintos, los estratos corresponden al mismo periodo.
  2. Dualismo. Los fenómenos del presente explican el pasado.
  3. Superposición. Los estratos superiores son más modernos que los inferiores.
  4. De sucesión faunística. Los estratos se distinguen por los fósiles asociados.
  5. De horizontalidad original. Los estratos sedimentarios son, originalmente, horizontales.

Bibliografías

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Fuentes