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GeologíaLa geología (del griego γῆ /guê/, ‘Tierra’, y -λογία /-loguía/, ‘tratado’)1 2 es la ciencia natural que estudia lacomposición y estructura tanto interna como superficialdel planeta Tierra, y los procesos por los cuales ha idoevolucionando a lo largo del tiempo geológico.3
La misma comprende un conjunto de geociencias, asíconocidas actualmente desde el punto de vista de supedagogía, desarrollo y aplicación profesional. Ofrecetestimonios esenciales para comprender la tectónica deplacas, la historia de la vida a través de lapaleontología, y cómo fue la evolución de ésta, ademásde los climas del pasado. En la actualidad la geologíatiene una importancia fundamental en la exploración deyacimientos minerales (minería) y de hidrocarburos(petróleo y gas natural), y la evaluación de recursoshídricos subterráneos (hidrogeología). También tieneimportancia fundamental en la prevención yentendimiento de fenómenos naturales como remociónde masas en general, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, entre otros. Aporta conocimientos clave en la solución deproblemas de contaminación medioambiental, y provee información sobre los cambios climáticos del pasado. Juega también unrol importante en la geotecnia y la ingeniería civil.
La geología incluye ramas como la geofísica, la tectónica, la geología estructural, la estratigrafía, la geología histórica, lahidrología, la meteorología, la geomorfología, la oceanografía y la edafología.
Aunque la minería y las piedras preciosas han sido objeto del interés humano a lo largo de la historia de la civilización, sudesarrollo científico dentro de la ciencia de la geología no ocurrió hasta el siglo XVIII. El estudio de la Tierra, en especial lapaleontología, floreció en el siglo XIX, y el crecimiento de otras disciplinas, como la geofísica con la teoría de las placastectónicas en los años 60, que tuvo un impacto sobre las ciencias de la Tierra similar a la teoría de la evolución sobre la biología.
Por extensión se aplica al estudio del resto de los cuerpos y materia del sistema solar (astrogeología o geología planetaria).
Historia
Tiempo geológicoHitos importantes
Ramas de la geologíaCristalografíaEspeleologíaEstratigrafíaGeología del petróleoGeología económica
Corteza oceánica (según su edad) 0-20 Ma 20-65 Ma >65 Ma
Corteza continental Escudos o cratones antiguos Plataformas (escudos con coberterasedimentaria) Cadenas orogénicas Cuencas tecto-sedimentarias Provincias ígneas Corteza adelgazada (por extensión cortical)
Provincias geológicas de la Tierra (USGS)
Índice
Geología estructuralGemologíaGeología históricaAstrogeologíaGeología regionalGeomorfologíaGeoquímicaGeofísicaHidrogeologíaMineralogíaPaleontologíaPetrologíaSedimentologíaSismologíaTectónicaVulcanología
Departamentos o cátedras de la carrera de ciencias geológicas
Geoética
Geólogos
Véase también
Referencias
Bibliografía
Enlaces externos
La historia de la geología estudia el desarrollo a lo largo de la historia de lageología como ciencia —que hoy se ocupa de la composición, estructura,historia y evolución de las capas internas y externas de la Tierra y de losprocesos que la conforman—. La geología, como ciencia de la Tierra, compartetronco común con muchas disciplinas que se han gesgajado de ella, o compartidocampo, como la paleontología, la vulcanología, la sísmología o la geomorfologíay por ello, parte de su historia es común con esas y algunas ramas más de laciencia.
Algunos de los fenómenos geológicos más visibles —terremotos, volcanes yerosión— así como algunos temas de su estudio —rocas, minerales, menas ymetales, piedras preciosas, fósiles—han interesado a la humanidad desdesiempre. El primer vestigio de tal interés es una pintura mural que muestra unaerupción volcánica en el Neolítico en Çatal Hüyük (Turquía) que data delmilenio VI a. C.. La antigüedad se preocupó poco de la geología, y cuando lohizo sus escritos apenas tuvieron influencia directa sobre la fundación de lageología moderna. El estudio de la materia física de la Tierra se remonta a laantiguos griegos, que conocían la erosión y el transporte fluvial de sedimentos, ycuyos conocimientos compendía Teofrasto (372-287 a. C.) en la obra Peri lithon[Sobre las rocas]. En la época romana, Plinio el Viejo escribió en detalle sobrelos muchos minerales y metales que se utilizaban en la práctica, y señaló correctamente el origen del ámbar.
Historia
Mapa geológico de Gran Bretaña deWilliam Smith, publicado en 1815
Algunos estudiosos actuales, como Fielding H. Garrison, opinan que la geologíamoderna comenzó en el mundo islámico medieval, cuando la noción de capaaparece explícitamente durante el período árabe clásico y de forma más clara enChina, aunque esas contribuciones tampoco influyeron en el nacimiento de lageología moderna. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) fue uno de los primerosgeólogos musulmanes, cuyos trabajos comprenden los primeros escritos sobre lageología de la India, con la la hipótesis de que el subcontinente indio fue una vezun mar. El erudito islámico Avicena (981-1037) propuso una explicacióndetallada de la formación de las montañas, el origen de los terremotos, y otrostemas centrales de la geología moderna, que proporcionan una base esencial parael posterior desarrollo de esta ciencia. En China, el erudito Shen Kuo (1031-1095) formuló una hipótesis para el proceso de formación de la Tierra, y basádose en su observación de las conchas de losanimales fósiles en un estrato geológico en una montaña a cientos de kilómetros del mar, logró inferir que la Tierra se habríaformado por la erosión de las montañas y por la deposición de sedimentos.
La misma situación continuó en Europa durante la Edad Media y el Renacimiento, sin que surgiera ningún paradigma, y estandolos estudiosos divididos sobre la importante cuestión del origen de los fósiles. Durante los primeros siglos de exploracióneuropea4 se inició una etapa de conocimientos mucho más detallados de los continentes y océanos. Los exploradores españoles yportugueses acumularon, por ejemplo, un detallado conocimiento del campo magnético terrestre y en 1596, Abraham Orteliusvislumbró ya la hipótesis de la deriva continental, precursora de la teoría de la tectónica de placas, comparando los perfiles de lascostas de Sudamérica y de África.5
Richard de Bury (1287-1345), en un libro titulado Philobiblon o Filobiblión [El amor a los libros], utilizó por primera vez eltérmino geología, o ciencia terrenal. Sin embargo, no parece que el término fuese usado para definir una ciencia cuyo objeto deestudio fuese la Tierra, sino más bien el término ciencia terrenal aparece por oposición al término de teología u otros términoscon connotaciones espirituales. El naturalista italiano Ulisse Aldrovandi (1522-1605) usó por primera vez la palabra geología conun sentido próximo al que tiene hoy, en un manuscrito encontrado después de su muerte. Consideró la geología como la cienciaque se ocupaba del estudio de los fósiles, pero hay que tener en cuenta que el término fósil incluía también en esa época losminerales y las rocas. Posteriormente, en 1657 apareció un trabajo de Mickel Pederson Eschilt, escrito en danés, y tituladoGeologia Norwegica, en el que estudiaba un terremoto que afectó a la parte meridional de Noruega. En 1661, Robert Lovell(1630-1690), escribió una Universal History of Minerals [Historia Universal de los Minerales], una de cuyas partes denominó conel nombre latinizado de Geología. 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 verdaderamentela que habla de la Tierra y de sus influencias». Erasmus Warren, en 1690, publicó un libro titulado Geologia or a Discourseconcerning the Earth before the Deluge [Geología, o un discurso concerniente a la Tierra antes del diluvio]; no obstante, eltérmino «Geología» aparece solamente en el título de la obra, no encontrándose después en el texto. La palabra Geología fueestablecida definitivamente como un término de uso general en 1778 por Jean-André Deluc (1727-1817) y en 1779 por Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799).
El nacimiento de la geología occidental moderna es difícil de fechar: Descartes, fue el primero en publicar una «teoría de laTierra» en 1644; Nicolás Steno (1638-1686) publicó en 1669 un libro de 76 páginas que describía los principios fundamentales dela estratigrafía, el principio de la superposición de estratos, el principio de la horizontalidad original, y el principio de lacontinuidad lateral; en 1721, Henri Gautier, inspector de carreteras y puentes, publicó Nouvelles conjectures sur le globe de laterre, où l'on fait voir de quelle manière la terre se détruit journellement, pour pouvoir changer à l'avenir de figure... [Nuevasconjeturas sobre el globo de la tierra, donde se hace ver de que manera la tierra se destruye diariamente, para poder cambiar en elfuturo de figura ...].
Frontispicio de Principios degeología de Charles Lyell, 1830.
James Hutton, a menudo visto como el primer geólogo moderno, presentó en 1785 un documento titulado Theory of the Earth,with Proofs and Illustrations para la Sociedad Real de Edimburgo. En su ponencia, explicaba su teoría de que la Tierra debía deser mucho más antigua de lo que se suponía, con el fin de tener el tiempo suficiente para que las montañas pudieran haber sidoerosionadas y para que los sedimentos lograsen formar nuevas rocas en el fondo del mar, y estos a su vez aflorasen a la superficiepara poder convertirse en tierra seca. Hutton publicó una versión en dos volúmenes de sus ideas en 1795. Los seguidores deHutton fueron conocidos como plutonistas porque creían que algunas rocas se formaron por volcanismo, que es la deposición delava de los volcanes, a diferencia de los neptunistas, que creían que todas las rocas se habían formado en el seno de un granocéano cuyo nivel habría disminuido gradualmente con el tiempo. William Smith (1769-1839) dibujó algunos de los primerosmapas geológicos y comenzó el proceso de ordenar cronológicamente los estratos rocosos mediante el estudio de los fósilescontenidos en ellos, fundando, junto con Georges Cuvier y Alexandre Brongniart, la bioestratigrafía en los años 1800.
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 lahistoria de la Tierra, aún se están produciendo en la actualidad. Por el contrario, el catastrofismo es la teoría que indica que lascaracterísticas de la Tierra se formaron en diferentes eventos individuales, catastróficos, y que la tierra se mantuvo sin cambios apartir de entonces. Aunque Hutton creyó en el uniformismo, la idea no fue ampliamente aceptada en el momento. En la década de1750, la geología aún no estaba fundada como una ciencia, pero en la década de 1830 sí estaba definitivamente establecida y teníasus propias sociedades científicas y publicaciones científicas.
Gran parte de la geología del siglo XIX giró en torno a la cuestión de la edad exacta de la Tierra. Las estimaciones variabanenormemente de unos pocos cientos de miles, a miles de millones de años. En el siglo XX, la datación radiométrica permitió quela edad de la Tierra se estimase en aproximadamente 2 millones de años. La conciencia de esta enorme cantidad de tiempo abrióla puerta a nuevas teorías sobre los procesos que dieron forma al planeta. Hoy en día se sabe que la Tierra tiene aproximadamente4500 millones de años.
Los avances más importantes en la geología del siglo XX han sido el desarrollo de la teoría de latectónica de placas en la década de 1960, y el refinamiento de las estimaciones de la edad del planeta. Lateoría de la tectónica de placas —que surgió a partir de dos observaciones geológicas por separado, laexpansión del fondo oceánico y la deriva continental— revolucionó completamente las ciencias de laTierra.
La escala del tiempo geológico abarca toda la historia de la Tierra. Se encuentra enmarcada a lo largo de aproximadamente 4.567millones de años,6 en que se dataron los primeros materiales acrecionados del sistema solar, dando la edad de la tierra en 4.54Ga, al comienzo del Eon Hádico (no oficialmente reconocido). Al final de la escala, se toma el día presente incluido en elCuaternario Holoceno.
4.600 millones de años: Formación del Sistema Solar.7 4.54 Ga: Formación de la Tierra.
c. 4 Ga: Fin del Bombardeo intenso tardío, primeras evidencias de vida.8 c. 3.5 Ga: Inicio de la Fotosíntesis.
c. 2.3 Ga: Atmósfera oxigenada, primera Glaciación global8
730–635 Ma: segunda Glaciación global.9 542± 0.3 Ma: Explosión cámbrica – Gran multiplicación de organismos vivos; primer registro fósil en abundancia;inicio del Paleozoico.10
c. 380 Ma: Primeros vertebrados terrestres.11
Tiempo geológico
Hitos importantes
250 Ma: Extinción masiva delPérmico-Triásico 12 – Al menos el90 % de todos los animales en tierramueren; fin del Paleozoico ycomienzo del Mesozoico.65 Ma: Extinción masiva delCretácico-Terciario – Desaparecenlos dinosaurios; fin del Mesozoico ycomienzo del Cenozoico.13 c. 7 Ma: Aparición de loshomínidos.14 3.9 Ma: Aparición delAustralopithecus, ancestro directo delHomo sapiens.15 200 ka: Aparición del primer Homosapiens moderno en el Este deÁfrica.16
Véase también: Ciencias de laTierra
La cristalografía es la ciencia que estudia los cristales. La mayoría de losminerales, compuestos orgánicos y numerosos materiales, adoptan estructurascristalinas cuando se han producido las condiciones favorables. La cristalografíaincluye el estudio del crecimiento y la geometría de estos cristales, la estructuraque presentan las partículas constituyentes del cristal, y su composiciónquímica.17 Los estudios de la estructura se apoyan fuertemente en el análisis delos patrones de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla conun haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también sepuede estudiar por medio de microscopía electrónica. Uno de sus objetivos esconocer la posición relativa de los átomos, iones y moléculas que los constituyeny sus patrones de repetición o empaquetamiento, es decir, su estructuratridimensional.
La disposición de los átomos en un cristal se puede conocer por difracción derayos X, de neutrones o electrones. La química cristalográfica estudia la relaciónentre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas deenlace entre estos. Esta relación determina propiedades físicas y químicas de los minerales.
Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida ycaracterística. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos, mientras que el granate, que a veces forma también cubos, se encuentracon más frecuencia en dodecaedros o triaquisoctaedros. A pesar de sus diferentes formas de cristalización, la sal y el granatecristalizan siempre en la misma clase y sistema.
En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas, pero solo una docena incluye prácticamente a todos los minerales comunesy algunas clases nunca se han observado. Estas treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por lalongitud y posición de sus ejes. Los minerales de cada sistema comparten algunas características de simetría y forma cristalina,así como muchas propiedades ópticas importantes.
Diagrama de la escala de tiempo geológico.
Ramas de la geología
Cristalografía
Cristales de sulfato de cobre (II).Estos cristales tienen una estructuracristalina triclínica.
La cristalografía es una técnica importante en varias disciplinascientíficas, como la química, física y biología y tiene numerosasaplicaciones prácticas en medicina, mineralogía y desarrollo denuevos materiales. Por su papel en «hacer frente a desafíos comolas enfermedades y los problemas ambientales», la UNESCOdeclaró el 2014 como el Año Internacional de la Cristalografía.18
La espeleología (del griego σπηλαιου spelaiou que significa cueva y -logía,tratado) es la 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 dela geomorfología y sirve de apoyo a la hidrogeología.
Se pueden distinguir varios tipos de espeleología, según el tipo de cavidad enque se desarrollan. La geología con sus subdivisiones es considerada una de lasprincipales ciencias del karst.19
La espeleología oferta multitud de atractivos, tanto lúdicos como científicos adiversos niveles, lo que hace de ella una actividad muy completa. Losespeleólogos intervienen asimismo en el rescate en cavidades, denominadoespeleosocorro. Se considera a menudo un deporte, como anunciaba Noel LlopisLladó en 1954, que la auténtica espeleología peligraba ya que existía un«confusionismo» entre el deporte (espeleismo) y la ciencia (espeleología).
Se ha propuesto que aquellas ocasiones en que su práctica se asemeja más bien a un deporte, sería más apropiado denominarlaespeleísmo; aunque, no deja de tener sus orígenes en una ciencia que estudia la morfología de las cavidades naturales delsubsuelo. Se investiga, se topografía y se catalogan todo tipo de descubrimientos subterráneos. Es más, la espeleología es unaciencia en la que se hallan implicadas varias otras: la formación y las características de las cavidades interesan a los geógrafos ygeólogos; los cursos subterráneos de agua a los hidrólogos; la fauna (más variada y numerosa de lo que se cree) a losbioespeleólogos; los vestigios del hombre prehistórico a los antropólogos y arqueólogos y los fósiles de animales a lospaleontólogos, etc.
Édouard Alfred Martel es considerado el padre de la espeleología moderna, inició las primerasexploraciones científicas y en 1895 fundó la Sociedad Espeleológica de Francia.
La estratigrafía es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación de las rocassedimentarias, metamórficas y volcánicas estratificadas, y de la identificación, descripción, secuencia,tanto vertical como horizontal, cartografía y correlación de las unidades estratificadas de rocas.20
La geología del petróleo es la rama de la geología que estudia todos los aspectos relacionados con la formación de yacimientospetrolíferos y su prospección. Entre sus objetivos están la localización de posibles yacimientos, caracterizar su geometría espacialy la estimación de sus reservas potenciales.
En la geología del petróleo se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las mejores oportunidades oplays para encontrar hidrocarburos (petróleo y gas natural).
Cristales de cuarzo de Minas Gerais,Brasil.
Espeleología
Espeleólogo a la entrada de unacueva.
Estratigrafía
Geología del petróleo
El desarrollo de la geología del petróleo tuvo lugarprincipalmente entre las décadas de los años 1970 y 1980, cuandolas empresas del petróleo crearon grandes departamentos degeología y destinaron importantes recursos a la exploración. Losgeólogos de esta industria aportaron a su vez nuevos avances a laGeología, desarrollando, por ejemplo, nuevos tipos de análisisestratigráfico (estratigrafía secuencial, microfacies,quimioestratigrafía, etcétera) y geofísicos.
La geología económica es la rama de la geología que estudia las rocas con el finde encontrar depósitos minerales que sepuedan ser explotados con un beneficiopráctico o económico. El geólogo económicose encarga de hacer todos los estudiosnecesarios para poder encontrar las rocas ominerales que puedan ser potencialmenteexplotados. La explotación de estos recursosse conoce como minería.
La búsqueda de dichas materias ha dadoorigen a viajes de descubrimiento ycolonización de nuevas tierras; su propiedad ha determinado la supremacía comercial o política, y ha sido causa de luchas yguerras. En la búsqueda de estas sustancias minerales se ha ido acumulando gradualmente un caudal de conocimientos sobre sudistribución, carácter y lugares donde se encuentran, así como sobre sus usos, y este caudal de conocimientos ha llevado a laformación de teorías sobre su origen.
Los recursos minerales tienen una gran importancia en la vida diaria del hombre actual, ya que estos proveen muchos elementosbásicos que ayudan a hacer más fácil la vida moderna y que nos permiten tener calefacción, electricidad, llenar el depósito decombustible de nuestros vehículos, hacer abonos para fertilizar nuestras tierras, obtener materiales para construir viviendas yedificios, producir medicamentos, accesorios, etc.
Los estudios de geología económica o de prospección, se hacen mediante la evaluación geológica de la zona de interés y secomplementan con estudios asociados de otras ramas de la geología como la geoquímica, geología estructural, geofísica,sedimentologia, que nos permiten conocer más a fondo el potencial mineralógico y hacer la delimitación y cuantificación de lafuente de material.
Para que un depósito se pueda considerar económico, debe haber una disponibilidad suficiente de material en el mismo para quesea rentable o justificable su explotación, ya que la inversión necesaria para el desarrollo minero es generalmente considerable.
La «ley» de un depósito metálico es la relación de cantidad de roca que se requiere para producir una unidad del mineral; porejemplo, una mina de oro con una ley de 1 g/t requiere de la extracción de una tonelada de mineral para obtener 1 gramo de oro.La rentabilidad del depósito mineral es fuertemente dependiente del precio del mineral o elemento extraído y los costos deproducción. En la actualidad, con altos precios de la mayoría de los metales, muchas minas o proyectos que no eran rentables hansido puestos en producción nuevamente.
Aunque normalmente se hace hincapié en yacimientos o depósitos de minerales metálicos (oro, cobre, aluminio, etc.) losdepósitos de minerales no-metálicos son de gran importancia en el desarrollo de los países. Elementos como el petróleo, calizas,gravas y otros materiales de construcción son de gran importancia, especialmente en países en vías de desarrollo.
Estratos policromáticos en laQuebrada de Cafayate, provincia deSalta, Argentina.
Sección geológica de las cuencas del Canal y Weald (sur de GranBretaña), mostrando estructuras apropiadas para la prospección depetróleo.
Geología económica
Los depósitos minerales no son infinitos y por lo tanto su explotación se debe hacer en forma racional dentro de un esquema desostenibilidad para que no se agoten antes de tiempo y evitar que futuras generaciones queden desprovistas de estos recursos. Esteaspecto es muy importante para los depósitos de agua potable, ya que este es un recurso vital y cada vez más escaso por lasobreexplotación, la contaminación y otras causas externas como las quemas y la deforestación.
Dentro de la geología económica también se puede considerar la prospección petrolífera, pero esta sediscute más a fondo en la sección de geología del petróleo.
La geología estructural es la rama de la geología que se dedica aestudiar la corteza terrestre, sus estructuras y su relación en lasrocas que las contienen. Estudia la geometría de las formacionesrocosas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta yentiende el comportamiento de la corteza terrestre ante losesfuerzos tectónicos y su relación espacial, determinando ladeformación que se produce, y la geometría subsuperficial deestas estructuras.
LA GEMOLOGÍALa gemología es la rama de la mineralogía y de la geología que se dedica alestudio, identificación, análisis y evaluación de las piedras preciosas o gemas.21 Una tarea central de la gemología es poner a disposición métodos yprocedimientos rigurosos que permitan distinguir las gemas naturales de susimitaciones y versiones sintéticas. Entre estos procedimientos se cuentan lasmediciones realizadas con distintos instrumentos y aparatos (por ejemplo,mediciones cristalográficas y fotométricas, microscopía, espectroscopía, análisisde difracción por rayos X, etc.).22 Se trata, por tanto, de una disciplina científicaque no guarda ninguna relación con las prácticas esotéricas que asignansignificados o supuestas propiedades terapéuticas a las gemas.
Debido al valor de las piezas estudiadas, prescinde de aquellos métodosmineralógicos que requieren de la extracción de muestras y utiliza solo aquellosprocedimientos que las conservan intactas.
El gemólogo debe conocer varias disciplinas como: cristalografía, óptica,matemáticas, cristaloquímica, química analítica, síntesis e imitación de gemas,entre otras.
Se estudian la composición, propiedades físicas, origen yyacimientos, los tratamientos de diversa naturaleza, los tipos detalla que realzan la belleza de las gemas, los minerales sintéticosy características así como de las propiedades de estos materiales que imitan a las gemas naturales.Algunas de las aplicaciones frecuentes son la tasación y la peritación.
La geología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha experimentado la Tierra desde suformación, hace unos 4570 millones de años,23 hasta el presente.
Geología estructural
Intrusión de rocas ígneas.Gemología
Gemas de diverso tipo: 1 Turquesa,2 Hematita, 3 Crisocola, 4 Ojo detigre, 5 Cuarzo, 6 Turmalina, 7Cornalina, 8 Pirita, 9 Suglita, 10Malaquita, 11 Cuarzo rosa, 12Obsidiana, 13 Rubí, 14 Ágatamuscínea, 15 Jaspe, 16 Amatista, 17Ágata azul, 18 Lapislázuli.
Geología histórica
Para establecer un marco temporal relativo, los geólogos hanordenado las rocas en una secuencia continua de unidadescronoestratigráficas a escala planetaria, dividida en eonotemas,eratemas, sistemas, series y pisos, basada en la estratigrafía, estoes, en el estudio e interpretación de los estratos, apoyada en losgrandes eventos biológicos y geológicos. Por ejemplo, latransición entre Pérmico y Triásico se establece en función de unevento de extinción masiva. Las divisiones anteriores tienen susequivalentes temporales, una a una, en una escala de unidadesgeocronológicas: eones, eras, períodos, épocas y edadesrespectivamente. Las dataciones por radioisótopos han permitidola datación absoluta (años) de la mayoría de las divisionesestablecidas, definiendo las unidades geocronométricasequivalentes. Las etapas de la Tierra anteriores al Fanerozoico, delas que no se dispone de registro fósil adecuado, son definidascronométricamente, esto es, fijando un valor de tiempo absoluto.
La astrogeología, también llamadageología planetaria o exogeología, esla ciencia que estudia la geología delos cuerpos celestes —planetas y suslunas, asteroides, cometas ymeteoritos.
Los científicos astrogeólogos hanacuñado el término cuerpo planetariopara designar a todos los cuerpos quecumplan con los siguientes criterios:
1. Ser lo suficientemente masivos como para que la gravedad haga efecto y el cuerpo sea esférico2. Orbitar alrededor de una estrella o remanente de ésta (agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas blancas)3. Haber limpiado la vecindad de su órbita; es decir una dominancia orbital, significando que es el cuerpo
dominante y que no hay otros cuerpos de tamaño comparable con excepción de objetos bajo su influenciagravitacional.
Plutón sólo cumple dos de estos tres criterios y por eso es considerado «planeta enano».24 25 Esta definición abarca tanto aplanetas como a satélites, que son geológicamente iguales.
Eugene Shoemaker, quien introdujo la rama de astrogeología en el Servicio Geológico de los Estados Unidos, realizó importantescontribuciones en el campo y en el estudio de los cráteres de impacto, ciencia lunar, asteroides y cometas.
El envío de sondas espaciales a los diversos cuerpos planetarios de nuestro sistema solar a partir de losaños sesenta está proporcionando valiosos datos, de cuyo análisis se deriva una revolución en elconocimiento geológico de nuestro propio planeta, acerca de cómo se formó y cual será el futuro que leespera. Así, la finalidad de la astrogeología es conocer la evolución de los planetas.
La geología regional es la rama de geología que estudia la configuración geológica de cada continente, país, región o de zonasdeterminadas de la Tierra.
Diagrama de la escala de tiempogeológico.
Astrogeología
Valle Marineris, gran cañón en la superficie de Marte, con 4500 km de largoy 11 km de profundidad.
Geología regional
La geomorfología (del griego Γηος [gueos] ‘Tierra’, μορφή [morfé] ‘forma’, yλόγος [logos] ‘estudio’, ‘conocimiento’) es una rama de la geografía26 y de lageología27 que tiene como objetivo el estudio de las formas de la superficieterrestre enfocado en describir, entender su génesis y su actual comportamiento.
Por su campo de estudio, la geomorfología tiene vinculaciones con otrasciencias. Uno de los modelos geomorfológicos más popularizados explica quelas formas de la superficie terrestre son el resultado de un balance dinámico —que evoluciona en el tiempo— entre procesos constructivos y destructivos,dinámica que se conoce de manera genérica como ciclo geográfico.
La geomorfología se centra en el estudio de las formas delrelieve, pero dado que éstas son el resultado de la dinámicalitosférica que en general integra, como insumos, conocimientosde otras ramas de la Geografía física, tales como la climatología,la hidrografía, la pedología, la glaciología, y también de otrasciencias, para abarcar la incidencia de fenómenos biológicos,geológicos y antrópicos, en el relieve. La geomorfología es unaciencia relacionada tanto con la geografía humana (por causa delos riesgos naturales y la relación hombre medio) como con lageografía matemática (por causa de la topografía).
La geoquímica es la ciencia —una especialidad de las ciencias de la Tierra—que utiliza las herramientas y los principios de la química y de la geología paraexplicar los mecanismos detrás de los principales sistemas geológicos como lacorteza terrestre y sus océanos.28 :1 El reino de la geoquímica se ha extendidomás allá de la Tierra, abarcando todo el sistema solar29 y ha hecho importantescontribuciones a la comprensión de una serie de procesos que incluyen laconvección del manto, la formación de planetas y los orígenes del granito y delbasalto.28 :1
Estudia la composición y dinámica de los elementos químicos en la Tierra,determinando su abundancia absoluta y relativa y su distribución. Tambiénestudia la migración de esos elementos entre las diferentes geósferas —litósfera,hidrósfera, atmósfera y biósfera— utilizando como principales evidencias lastransformaciones de las rocas y de los minerales que componen la cortezaterrestre, con el propósito de establecer leyes sobre las que se base su distribución.
Los principales elementos químicos en función de su abundancia, denominados también como«elementos mayoritarios» en una escala de mayor a menor, son: oxígeno, silicio, aluminio, hierro, calcio,sodio, potasio y magnesio.
La geofísica es la ciencia que estudia la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos losfenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplinaprincipalmente experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas
Geomorfología
La geomorfología estudia el origen yel futuro de geoformas como la delÁrbol de Piedra así como la de loscerros detrás en el Altiplano andino.
Cono de Arita en el Salar de Arizaro,provincia de Salta (Argentina).Geoquímica
Mapa del cambio estimado del pHsuperficial de los océanos desde elsiglo XVIII al siglo XX
Geofísica
mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, decampos 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 otrosson inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).
Dentro de la geofísica se distinguen dos grandes ramas: lageofísica interna y la geofísica externa.
La hidrogeología es la rama de la geología aplicada, dentro de la geodinámicaexterna, que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen, sucirculación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los suelos,rocas y humedales (freatogénicos); su estado (líquido, sólido y gaseoso) ypropiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.30
Los estudios hidrogeológicos son de especial interés no solo para la provisión deagua a la población sino también para entender el ciclo vital de ciertos elementosquímicos, como así también para evaluar el ciclo de las sustanciascontaminantes, su movilidad, dispersión y la manera en que afectan al medioambiente, por lo que esta especialidad se ha convertido en una ciencia básicapara la evaluación de sistemas ambientales complejos.
El abordaje de las cuestiones hidrogeológicas abarcan: la evaluación de lascondiciones climáticas de una región, su régimen pluviométrico, la composiciónquímica del agua, las características de las rocas como permeabilidad, porosidad,fisuración, su composición química, los rasgos geológicos y geotectónicos, es asíque la investigación hidrogeológica implica, entre otras, tres temáticasprincipales:
el estudio de las relaciones entre la geología, las cuevas y las aguassubterráneas;el estudio de los procesos que rigen los movimientos de las aguassubterráneas en el interior de las rocas y de los sedimentos;el estudio de la química de las aguas subterráneas (hidroquímica ehidrogeoquímica).
La hidrogeología es una de las principales disciplinas estudiadas en las ciencias del karst, objeto de laespeleología.31
La mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en elplaneta en sus diferentes estados de agregación. Un mineral es un sólido inorgánico de origen natural, que presenta unacomposición química definida. Los minerales aportan al ser humano los elementos químicos imprescindibles para sus actividadesindustriales.
El estudio de los minerales se puede dividir en seis grandes grupos:
Mineralogía general: estudia la estructura, cristalografía, y las propiedades de los minerales.Mineralogía determinativa: aplica las propiedades fisicoquímicas y estructurales a la determinación de lasespecies minerales.
Edad de la corteza oceánica. Lamayor parte de la informaciónproviene de las secuencias deinversiones de polaridad magnéticaregistradas en el sustrato marinocalibradas con dataciones absolutas.
Hidrogeología
Manantial artesiano en Francia.
Sección geológica explicando unpozo artesiano (ca. 1885).
Mineralogía
Mineralogénesis: estudia las condiciones de formación de losminerales, de qué manera se presentan los yacimientos en lanaturaleza y las técnicas de explotación.Mineralogía descriptiva: estudia los minerales y los clasificasistemáticamente según su estructura y composición.Mineralogía económica: desarrolla las aplicaciones de la materiamineral; como su utilidad económica, industrial, gemológica,etcétera.Mineralogía topográfica: estudia los yacimientos minerales de unaregión o país determinado, describiendo las especies presentes ytambién los hechos culturales e históricos asociados con ellos y consu explotación.
Por tanto, cualquier mineral, por ejemplo el carbono, puede cristalizar endiferentes estructuras (véase cristalografía) mediante el sistema cúbico; en estecaso se le denomina diamante, o si cristaliza en el sistema hexagonal, conformael grafito. Basta su apariencia para reconocer que son dos minerales diferentes,aunque es necesario un estudio más profundo para comprender que poseen lamisma composición química.
También se encuentran varios minerales que pueden presentardualidad en su comportamiento y a estos se los denominamineraloides. Una observación importante es el caso del mercurio que debido a la disposición de susátomos es un mineraloide.
La paleontología (del griego «παλαιος» palaios = antiguo, «οντο» onto = ser, «-λογία» -logía = tratado, estudio, ciencia) es la ciencia natural que estudia einterpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles.32 Seencuadra dentro de las ciencias naturales, posee un cuerpo de doctrina propio ycomparte fundamentos y métodos con la geología y la biología con las que seintegra estrechamente. Se subdivide en paleobiología, tafonomía ybiocronología,33 y aporta información necesaria a otras disciplinas (estudio dela evolución de los seres vivos, bioestratigrafía, paleogeografía opaleoclimatología, entre otras).
Entre sus objetivos están, además de la reconstrucción de los seres vivos quevivieron en el pasado, el estudio de su origen, de sus cambios en el tiempo(evolución y filogenia), de las relaciones entre ellos y con su entorno(paleoecología, evolución de la biosfera), de su distribución espacial ymigraciones (paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos defosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las rocas que loscontienen (bioestratigrafía).
La paleontología permite entender la actual composición (biodiversidad) y distribución de los seres vivossobre la Tierra (biogeografía) —antes de la intervención humana—, ha aportado pruebas indispensablespara la solución de dos de las más grandes controversias científicas del pasado siglo, la evolución de losseres vivos y la deriva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, ofrece herramientas para el análisisde cómo los cambios climáticos pueden afectar al conjunto de la biosfera.
Exposición de minerales
Paleontología
Recreación de la cabeza de undinosaurio basada en sus restosfósiles.
Petrología
La petrología (del griego Πέτρος, petros, piedra; y λόγος, logos, estudio) es la rama de la geología que se ocupa del estudio delas rocas, de sus propiedades físicas, químicas, mineralógicas, espaciales y cronológicas, de las asociaciones rocosas y de losprocesos responsables de su formación. Es considerada una de las principales ramas de la geología.
El estudio de la petrología de sedimentos y de rocas sedimentarias se conoce como petrología sedimentaria. La petrografía,disciplina relacionada, trata de la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por examen microscópicocon luz polarizada.
La petrología se encarga de tres tipos de rocas específicamente. La primera y más abundante de todas sebasa en estudio de las rocas ígneas que deben su origen al enfriamiento lento del magma en el interior dela Tierra (rocas ígneas intrusivas) o a de la lava expulsada por los volcanes (rocas ígneas extrusivas). Elsegundo tipo son las rocas sedimentarias que se originan por la erosión, desgaste de las rocas por elviento, agua o hielo. El tercer tipo son las rocas metamórficas que se forman cuando los tipos anterioresse ven sometidos a elevadas presiones y temperatura en el interior de la Tierra.
La sedimentología es la rama de la geología que se encarga de estudiar los procesos de formación,transporte y deposición de material que se acumula como sedimento en ambientes continentales ymarinos y que eventualmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los ambientessedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente ligada a la estratigrafía, si bien su propósito es elde interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas sedimentarias y no el de describirlascomo en el caso de aquella.
La sismología o seismología (del griego σεισμός (seismós) que significa"sismo" y λογία (logía), "estudio de") es una rama de la geofísica que se encargadel estudio de terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas) quese generan en el interior y la superficie de la Tierra, asimismo que de las placastectónicas. Estudiar la propagación de las ondas sísmicas incluye ladeterminación del hipocentro (o foco), la localización del sismo y el tiempo queeste haya durado. Un fenómeno que también es de interés es el proceso deruptura de rocas, ya que este es causante de la liberación de ondas sísmicas.
Sus principales objetivos son:
El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior dela Tierra a fin de conocer su estructura interna;El estudio de las causas que dan origen a los temblores;La prevención del daño sísmico;Alertar a la sociedad sobre los posibles daños en la regióndeterminada.
La sismología incluye, entre otros fenómenos, el estudio de maremotos ymarejadas asociadas (tsunamis) y vibraciones previas a erupciones volcánicas.En general los terremotos se originan en los límites de placas tectónicas y sonproducto de la acumulación de tensiones por interacciones entre dos o másplacas. Las placas tectónicas (placas litosféricas) son una unidad estructuralrígida, con un espesor de 100 km aproximadamente, que constituye la capaesférica superficial de la tierra, según la teoría de la tectónica de placas35 (esta
Sedimentología
Sismología
Mapa de la actividad tectónicaglobal.
Volcán Tungurahua 2011 (aúnactivo), julio de 2015. El InstitutoGeofísico, EPN monitorea actividadVolcán Tungurahua.34
teoría explica la particularísima distribución, en zonas alargadas y estrechas, deterremotos, volcanes y cordilleras; así mismo la causa de la derivacontinental).36
La interpretación de los sismogramas que se registran al paso delas ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la tierra.Existen 3 tipos de ondas sísmicas. Las ondas P y L (son lasproductoras de Tsunamis) se propagan a través del globo, y lasprimeras, longitudinales y de comprensión-descomprensión, lohacen en todos los medios. Las ondas S, transversales a ladirección en que se propagan, sólo se transmiten en mediossólidos.37
La tectónica es la rama de la geología que estudia las estructuras geológicasproducidas por deformación de la corteza terrestre, las que las rocas adquierendespués de haberse formado, así como los procesos que las originan.
Se analiza la mecánica y la dinámica de la litosfera, para darexplicación a las deformaciones (pliegues y fallas) y formacionesestructurales como son las placas tectónicas. Estudia lasmegadeformaciones a niveles corticales en ambientescontinentales y oceánicos para lograr entender la formación de laTierra y cómo evoluciona constantemente. El estudio de latectónica se diversifica en otras áreas de la ciencia como elpaleomagnetismo, la sismología o la termodinámica interna de laTierra.
La vulcanología (de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el dios romano delfuego) es la rama de la geología que estudia el vulcanismo y todas susmanifestaciones, como volcanes, géiseres, fumarolas, erupciones volcánicas,magmas, lavas, tefras, etc.. Los vulcanólogos —los geólogos especialistas enesta rama, relacionada con la geodinámica y la geomorfología— visitanfrecuentemente los volcanes terrestres, en especial los que están activos, paraobservar las erupciones y recoger restos volcánicos como la tefra (ceniza opiedra 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 laserupciones volcánicas, al igual que prever los terremotos, puede llegar a salvarmuchas vidas.
A raíz de la exploración espacial se observó que existe vulcanismo de baja temperatura en los cuerpos helados como Encélado,por citar un ejemplo. Este vulcanismo presenta el mismo fenómeno, un material que se funde por una diferencia de temperatura yes eyectado a la superficie. Por lo que la vulcanología moderna, se refiere a una fuente de calor y un material capaz de fundirse,de tal manera que se enfoca en el estudio del material eyectado, estructuras que forman y los procesos e interacciones asociadas ala * formación y evolución del fundido, así como al origen de la fuente de calor.
Sismograma.
Tectónica
Deformación mesotectónica de losestratos ordovícicos de cuarcita delParque nacional de Monfragüe,Cáceres, España.
Vulcanología
Esquema estructural de un volcantipo
La geología comprende distintas ciencias o disciplinas, que configuran losplanes formativos educativos universitarios o profesionales. Debido a la grandiversidad de disciplinas o ciencias geológicas, estas se agrupan en distintasunidades de enseñanza independientes, donde se lleva a cabo una mejororganización modular de la propia enseñanza e investigación de la Geologíasobre las distintas ciencias que comprende. Una de las estructuras generales encomo se componen estos departamentos, es:
Dpto. de Cristalografía y Mineralogía (incluye mineralogía de lasgemas)Dpto. de Estratigrafía y SedimentologíaDpto. de Geodinámica. Que se subdivide, a su vez en:
Geodinámica Interna (geología estructural, geología histórica,tectónica; geofísica y sismología)Geodinámica Externa (geomorfología, hidrogeología ygeotecnia; geología económica y del petróleo)
Dpto. de PaleontologíaDpto. de Petrología y Geoquímica (incluye vulcanología y geologíaplanetaria)
La geoética trata de las relaciones entre el hombre y su entornoabiótico —en el ámbito de las ciencias de la Tierra y planetarias— desde un punto de vista ético y del comportamientodeontológico de los profesionales relacionados con las mismas.Se ocupa de las prácticas científicas, técnicas, educativas,sociales y culturales ligadas a la sostenibilidad, desarrollo,geodiversidad, patrimonio geológico, explotación racional de losrecursos minerales, responsabilidad en la predicción ymitigación de riesgos naturales, entre otras, tanto en la Tierracomo, con vistas al futuro, en otros cuerpos espaciales.38 39
Un geólogo es una persona especialista y profesional en el estudio,observación o experimentación relacionados con la Tierra, su composición,estructura, dinámica, origen y evolución.
Un geólogo se destaca por poseer las siguientes competencias:
Realiza estudios petrográficos y análisis químicos paradeterminar el origen, composición y evolución de las rocas,aplicando los conocimientos adquiridos en su formación.Establece la Estratigrafía de una región y análisis estructural para establecer el orden de depositación de lasunidades geológicas en una región y para definir tanto las macro-estructuras como las microestructuras, con elfin de predecir la evolución tectónica de dicha región.
Erupción del volcán Stromboli
Una pequeña erupción del monteRinjani (Lombok, Indonesia), con unrayo volcánico
Departamentos o cátedras de la carrerade ciencias geológicas
Geoética
Geólogo recogiendo una muestra de lavaen el volcán Kilauea.
Geólogos
Elabora la Geomorfología, Morfometría y Morfotectónica paraestablecer las formas del relieve de una región, y los factores quelas formaron que le permitan identificar las áreas de mayor energía,límites de cuencas, erodabilidad y desarrollar su actividadprofesional con un sentido de servicio a la sociedad y con apego asu calidad y apego profesional.Efectúa estudios geoquímicos y geofísicos para determinar tanto elcontenido de especies iónicas en aguas superficiales, subterráneas,hidrotermales, como la composición química de rocas, y susaplicaciones en evolución geoquímica de aguas naturales y enprospección mineral. Determina las propiedades físicas de lacorteza terrestre, el profesional se mantiene crítico ante el avancecientífico y el desarrollo de su entorno.Diseña estudios de prospección y exploración de minerales realizaanálisis para determinar áreas con posibilidades de depósitosminerales, y la cuantificación. Las técnicas y las determinaciones de parámetros son: muestras tomadas,kilómetros cuadrados explorados, metros perforados, eficiencia de la perforación, ley de las muestras ensayadasy costos unitarios.Elabora estudios de aguas subterráneas y calidad del agua, define el proceso o procesos económicosnecesarios para definir los depósitos, extraer y administrar los recursos hídricos del subsuelo con respeto asímismo, a los demás y al medio ambiente.Diseña estudios geotécnicos para conocer las propiedades físicas de suelos y rocas para determinar zonas deriesgo o problemas de subsidencia y fallamiento activo.Realiza la planeación, diseño y desarrollo de proyectos geológicos para planear, diseñar y desarrollar estudiosde geología general y aplicada, las cuales resolverán problemas específicos o se realizarán tareas determinadasdentro de un proceso u operación unitarias.40
Ciencias de la TierraEscala temporal geológicaTectónica de placasAnexo:Definiciones usuales en geología
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Véase también
Referencias
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Unión Internacional de Ciencias Geológicas - International Union of Geological Sciences (IUGS) (http://www.iugs.org/)Instituto Geológico y Minero de España (IGME) (http://www.igme.es/)Estudios Geológicos (http://estudiosgeol.revistas.csic.es), Revista del Museo Nacional de Ciencias Naturales(España), CSICDiccionario de Geología (Español/Inglés) (https://web.archive.org/web/20101008220556/http://www.mineriaenlinea.com/diccionarios/geo_esp_ing.php) - Mineriaenlinea.comInstituto Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS) (https://web.archive.org/web/20070626211234/http://www.ingeominas.gov.co/)TIERRA Red Temática de Ciencias de la Tierra (http://tierra.rediris.es)Revista de la Asociación Geológica Argentina (https://web.archive.org/web/20060808190837/http://ingeodav.fcen.uba.ar/aga/raga.htm)Geología, Minería y Petróleo del Perú (http://www.geologiaperu.com/)Portal de Geología en Español (http://www.todogeologia.com/)Universidad Nacional de Colombia. Manual de Geología para Ingenieros(2003) (http://www.bdigital.unal.edu.co/1572/)
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Bibliografía
Enlaces externos
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