¿Cómo podemos conocer la historia de la Tierra?

Pregunta realizada en el curso de 2º de ESO en el Instituto de Educación Secundaria Miguel de Unamuno, en Gasteiz (Álava)

Nuestro planeta es mucho, mucho más antiguo que cualquier civilización humana. Sus 4.500 millones de años de historia han dejado numerosas huellas en las rocas, y la geología es la ciencia encargada de descifrarlas para que podamos leer los diferentes capítulos del “Libro de la Tierra”, con tramas que se entrelazan.

Los sedimentos hablan

En primer lugar, recordemos que las rocas tienen varios orígenes: las rocas ígneas se forman a través de magma o lava, y las rocas metamórficas se forman por la transformación de otras rocas. Pero aquí nos interesan más, por ahora, los del tercer grupo: los sedimentarios.

Las rocas sedimentarias nacen cuando se acumulan partículas más o menos pequeñas, resultantes de la descomposición y erosión de rocas que aparecen en alto relieve como las montañas. Estas partículas son transportadas por diferentes vías (ríos, viento, glaciares…) hasta las zonas de acumulación. Así, los sedimentos se van depositando, capa a capa, en niveles más o menos horizontales: capas.

Capas de roca en Muskiz (Bizkaia, España). Laura Damas Molla

Según la llamada ley de horizontalidad de las capas, establecida por el científico danés Nicholas Steno en el siglo XVII, la capa inferior es la más antigua. El problema es que no siempre los encontramos así.

Acantilados del Eoceno (hace entre 56 y 33,9 millones de años) formados por la alternancia de dos tipos de rocas: areniscas y esquistos. Aquí las capas están dispuestas verticalmente. San Sebastián, Guipúzcoa. Laura Damas Molla

Cuando estudiamos rocas sedimentarias, la primera información que tenemos que extraer es dónde se depositaron sus materiales, es decir, si se formaron en mares, ríos, lagos… Los restos fósiles de seres vivos pueden darnos una solución al problema. Así, la roca caliza con fósiles de organismos marinos, como moluscos o corales, se creó en un ambiente tropical de aguas poco profundas, porque la fauna es similar a la actual. Si estos fósiles se encuentran enteros, podremos incluso reconstruir los arrecifes.

En cambio, si encontramos fósiles rotos y mezclados, asumiremos que algún tipo de corriente los ha sacado y desplazado de su hábitat. En otras ocasiones, como ocurre con las areniscas, presentan finas líneas o líneas que indican la dirección e incluso el sentido de las corrientes que transportaron los sedimentos, tal como ocurre hoy en la playa.

Estas piezas del rompecabezas de la historia de la Tierra se interpretan según el principio del “actualismo”. Acuñado por el geólogo británico Charles Lyell en 1830, indica que “el presente es la clave para comprender el pasado”.

Corte transversal longitudinal de bivalvos (rudistas) del período Cretácico, entre 143 millones y 66 millones de años. Cantera de Andrabide (Gautegiz Arteaga, Bizkaia). Laura Damas Molla Detalles que revelan los años

Con estos vestigios es posible interpretar el entorno en el que se depositaron las rocas sedimentarias, pero aún desconocemos su edad. También existen varias técnicas de detección.

En primer lugar, los minerales que componen estas rocas contienen isótopos radiactivos, componentes químicos cuyo análisis permite saber cuánto tiempo llevan en la Tierra. Este método se basa en la desintegración del isótopo “padre”, que con el tiempo se transforma gradualmente en su “hijo”. Conociendo la proporción entre ellos en la muestra se pueden obtener sus edades.

En el caso de la famosa técnica del carbono-14, se requieren muestras de origen orgánico, por lo que no se puede aplicar a muchas rocas y minerales. Además, la “vida útil” de ese isótopo es de poco más de 60.000 años. Para rocas, minerales y fósiles utilizamos otras proporciones de isótopos radiactivos, como uranio/torio o uranio/plomo, que permiten dataciones entre 500.000 años y varios miles de millones de años, más adecuadas para comprender la larga historia de la Tierra.

Y curiosidad: ¿sabías que también existe una técnica para saber la edad en la que un grano de cuarzo vio la luz del sol por última vez? Se llama luminiscencia ópticamente estimulada y se utiliza para estimar la edad de muestras entre 1.000 y 500.000 años.

Pero estas herramientas no funcionan para todos los tipos de rocas, por lo que utilizamos otros métodos de datación. El más famoso es el examen de las variaciones en el contenido de los fósiles a lo largo del tiempo; es decir, evolución. La vida en la Tierra se transforma con el tiempo y encontrar ciertas asociaciones de fósiles nos permite determinar la edad de los estratos. Aunque los fósiles de gran tamaño, como los dinosaurios, son los más famosos, solemos utilizar microfósiles que se estudian con lupa.

Rocas sometidas a “tortura” geológica

Pero la historia de las rocas está incompleta si sólo conocemos el entorno en el que fueron forjadas y su edad. Diversos procesos geológicos hacen que las rocas nacidas en el fondo del mar, por ejemplo, formen parte de las montañas actuales. Porque, desde que se depositó el material hasta hoy, las rocas sedimentarias pasan por un proceso llamado diagénesis: se calientan, se trituran al enterrarse y sufren diversos cambios en sus componentes (unas se disuelven, otras se transforman, otras se rompen…).

La mayoría de las veces, la roca sedimentaria es sometida a estas “torturas”, que podemos comprender y ordenar cronológicamente. Para ello se utilizaron microscopios especiales, llamados petrográficos, y láminas de roca de 0,3 mm de espesor.

Y por si esto fuera poco, las capas no siempre son horizontales, como las capas de un pastel. Al igual que empujar un mantel con la mano, las fuerzas de las placas tectónicas doblan las capas de roca. Los geólogos también deben “leer” los capítulos sobre rocas ígneas, que nos cuentan la historia de erupciones volcánicas pasadas, y rocas metamórficas, que nos hablan de la transformación de unas rocas en otras.

Así, poco a poco, reconstruimos la biografía del planeta, desde las variaciones ambientales hasta la evolución de la vida. Comprender que la historia nos permite comprender los cambios que suceden hoy y reflexionar sobre nuestro breve capítulo como homínidos, ya que la Tierra seguirá transformándose más allá de nuestra presencia en ella.

Si miras a tu alrededor y te pones las gafas de geólogo, descubrirás qué historias tienen las rocas para ayudarnos a saber hacia dónde vamos.

El Departamento de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco colabora en la sección The Conversation Junior.