Geología

Provincias geológicas de la Tierra (USGS)

Corteza oceánica (según su edad)      0-20 Ma      20-65 Ma      >65 Ma

Corteza continental      Escudos o cratones antiguos      Plataformas (escudos con cobertera sedimentaria)      Cadenas orogénicas      Cuencas tecto-sedimentarias      Provincias ígneas      Corteza adelgazada (por extensión cortical)

La geología (del griego γῆ /guê/, 'Tierra', y -λογία /-loguía/, 'tratado') es la ciencia natural 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 esta, 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 fenómenos 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.

La geología incluye ramas como la geofísica, la tectónica, la geología estructural, la estratigrafía, la geología histórica, la hidrogeología, la geomorfología, la petrología 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, su desarrollo científico dentro de la ciencia de la geología no ocurrió hasta el siglo XVIII. El estudio de la Tierra, en especial la paleontología, floreció en el siglo XIX, y el crecimiento de otras disciplinas, como la geofísica con la teoría de las placas tectónicas 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).

Tiempo geológico

Véanse también: Historia de la Tierra, Geología histórica y Escala temporal geológica.

Hitos importantes

• 4600 millones de años: Formación del Sistema Solar.
• 4.54 Ga: Formación de la Tierra.
• c. 4 Ga: Fin del Bombardeo intenso tardío, primeras evidencias de vida.
• c. 3.5 Ga: Inicio de la Fotosíntesis.
• c. 2.3 Ga: Atmósfera oxigenada, primera Glaciación global* 730–635 Ma: segunda Glaciación global.
• 542± 0.3 Ma: Explosión cámbrica – Gran multiplicación de organismos vivos; primer registro fósil en abundancia; inicio del Paleozoico.
• c. 380 Ma: Primeros vertebrados terrestres.
• 250 Ma: Extinción masiva del Pérmico-Triásico – Al menos el 90 % de todos los animales en tierra mueren; fin del Paleozoico y comienzo del Mesozoico.
• 65 Ma: Extinción masiva del Cretácico-Terciario – Desaparecen los dinosaurios; fin del Mesozoico y comienzo del Cenozoico.
• c. 7 Ma: Aparición de los homínidos.
• 3.9 Ma: Aparición del Australopithecus, ancestro directo del Homo sapiens.
• 200 ka: Aparición del primer Homo sapiens moderno en el Este de África.

Métodos de datación

Dataciones relativas

Las relaciones de secciones transversales se pueden utilizar para determinar las edades relativas de los estratos rocosos y otras estructuras geológicas. Explicaciones: A - estratos de roca plegados cortados por una falla de empuje ; B - gran intrusión (cortando A); C - discordancia angular erosiva (cortando A y B) en la que se depositaron los estratos rocosos; D - dique volcánico (atravesando A, B y C); E - estratos rocosos aún más jóvenes (superpuestos C y D); F - falla normal (cortando A, B, C y E).

Los métodos para la datación relativa se desarrollaron cuando la geología surgió por primera vez como ciencia natural. Los geólogos todavía utilizan los siguientes principios en la actualidad como un medio para proporcionar información sobre la historia geológica y el momento de los eventos geológicos.

• El principio del uniformismo establece que los procesos geológicos observados en funcionamiento que modifican la corteza terrestre en la actualidad han funcionado de manera muy parecida a lo largo del tiempo geológico. Un principio fundamental de la geología propuesto por el médico y geólogo escocés del siglo XVIII James Hutton es que "el presente es la clave del pasado". En palabras de Hutton: "la historia pasada de nuestro globo debe explicarse por lo que se puede ver que está sucediendo ahora".
• El principio de las relaciones intrusivas se refiere a las intrusiones transversales. En geología, cuando unaintrusión ígnea atraviesa una formación de roca sedimentaria , se puede determinar que la intrusión ígnea es más joven que la roca sedimentaria. Los diferentes tipos de intrusiones incluyen cepas , lacolitos , batolitos , umbrales y diques .
• El principio de relaciones transversales se refiere a la formación de fallas y la antigüedad de las secuencias por las que cortan. Las fallas son más jóvenes que las rocas que cortan; en consecuencia, si se encuentra una falla que penetra algunas formaciones pero no las que están encima de ella, entonces las formaciones que se cortaron son más antiguas que la falla, y las que no se cortan deben ser más jóvenes que la falla. Encontrar la plataforma clave en estas situaciones puede ayudar a determinar si la falla es una falla normal o una falla de empuje.
• El principio de inclusiones y componentes establece que, con rocas sedimentarias, si se encuentran inclusiones (o clastos ) en una formación, entonces las inclusiones deben ser más antiguas que la formación que las contiene. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, es común que la grava de una formación más antigua se rompa y se incluya en una capa más nueva. Una situación similar con las rocas ígneas ocurre cuando se encuentran xenolitos . Estos cuerpos extraños se recogen como flujos de magma o lava, y se incorporan para luego enfriar en la matriz. Como resultado, los xenolitos son más antiguos que la roca que los contiene.

La estratigrafía del Pérmico al Jurásico del área de la meseta de Colorado en el sureste de Utah es un ejemplo tanto de la horizontalidad original como de la ley de superposición. Estos estratos componen gran parte de las famosas formaciones rocosas prominentes en áreas protegidas muy espaciadas como el parque nacional Capitol Reef y el parque nacional Canyonlands. De arriba abajo: Cúpulas redondeadas de color canela de la Arenisca Navajo, Formación Kayenta roja estratificada, Arenisca Wingate roja, formando acantilados, articulada verticalmente, Formación Chinle violácea, formadora de pendientes, Formación Moenkopi de color rojo claro en capasy arenisca blanca de la Formación Cutler en capas . Imagen del área recreativa nacional de Glen Canyon , Utah.

• El principio de horizontalidad original establece que la deposición de sedimentos ocurre como lechos esencialmente horizontales. La observación de sedimentos marinos y no marinos modernos en una amplia variedad de entornos apoya esta generalización (aunque los estratos cruzados están inclinados, la orientación general de las unidades con estratos cruzados es horizontal).*El principio de superposición establece que una capa de roca sedimentaria en una secuencia tectónicamente inalterada es más joven que la que está debajo y más vieja que la que está encima. Lógicamente, una capa más joven no puede deslizarse debajo de una capa previamente depositada. Este principio permite que las capas sedimentarias se vean como una forma de la línea de tiempo vertical, un registro parcial o completo del tiempo transcurrido desde la deposición de la capa más baja hasta la deposición del lecho más alto.*El principio de sucesión faunística se basa en la aparición de fósiles en rocas sedimentarias. Como los organismos existen durante el mismo período en todo el mundo, su presencia o (a veces) ausencia proporciona una edad relativa de las formaciones donde aparecen. Basado en principios que William Smith estableció casi cien años antes de la publicación de la teoría de la evolución de Charles Darwin , los principios de sucesión se desarrollaron independientemente del pensamiento evolutivo. El principio se vuelve bastante complejo, sin embargo, dadas las incertidumbres de la fosilización, la localización de los tipos de fósiles debido a los cambios laterales en el hábitat ( cambio de facies en los estratos sedimentarios) y que no todos los fósiles se formaron globalmente al mismo tiempo.

Dataciones absolutas

El circón mineral se utiliza a menudo en la datación radiométrica.

Los geólogos también usan métodos para determinar la edad absoluta de muestras de rocas y eventos geológicos. Estas fechas son útiles por sí solas y también pueden usarse junto con métodos de datación relativa o para calibrar métodos relativos.

A principios del siglo XX, el avance de la ciencia geológica se vio facilitado por la capacidad de obtener fechas absolutas precisas de los eventos geológicos utilizando isótopos radiactivos y otros métodos. Esto cambió la comprensión del tiempo geológico. Anteriormente, los geólogos solo podían usar fósiles y correlación estratigráfica para fechar secciones de roca entre sí. Con las fechas isotópicas, fue posible asignar edades absolutas a las unidades de roca, y estas fechas absolutas podrían aplicarse a secuencias fósiles en las que había material datable, convirtiendo las edades relativas antiguas en nuevas edades absolutas.

Para muchas aplicaciones geológicas, las proporciones de isótopos de elementos radiactivos se miden en minerales que dan la cantidad de tiempo que ha pasado desde que una roca pasó por su temperatura de cierre particular , el punto en el que los diferentes isótopos radiométricos dejan de difundirse dentro y fuera de la red cristalina. Estos se utilizan en estudios geocronológicos y termocronológicos. Los métodos comunes incluyen la datación por uranio-plomo, datación por potasio-argón, datación por argón-argón y datación por uranio-torio. Estos métodos se utilizan para una variedad de aplicaciones. Dataciones de las capas de lava y cenizas volcánicas que se encuentran dentro de una secuencia estratigráfica pueden proporcionar datos de edad absoluta para las unidades de rocas sedimentarias que no contienen isótopos radiactivos y calibran las técnicas de datación relativa. Estos métodos también se pueden utilizar para determinar las edades de emplazamiento de plutones. Se pueden utilizar técnicas termoquímicas para determinar los perfiles de temperatura dentro de la corteza, la elevación de las cadenas montañosas y la paleo-topografía.

El fraccionamiento de los elementos de la serie de lantánidos se utiliza para calcular las edades desde que se eliminaron las rocas del manto.

Se utilizan otros métodos para eventos más recientes. La luminiscencia estimulada ópticamente y la datación por radionúclidos cosmogénicos se utilizan para datar superficies y/ o tasas de erosión. La dendrocronología también se puede utilizar para la datación de paisajes. La datación por radiocarbono se utiliza para materiales geológicamente jóvenes que contienen carbono orgánico.

Ramas de la geología

Véase también: Ciencias de la Tierra

Geología regional

La geología regional es la rama de geología que estudia la configuración geológica de cada continente, país, región o de zonas determinadas de la Tierra.

Departamentos o cátedras de la carrera de ciencias geológicas

La geología comprende distintas ciencias o disciplinas, que configuran los planes formativos educativos universitarios o profesionales. Debido a la gran diversidad de disciplinas o ciencias geológicas, estas se agrupan en distintas unidades de enseñanza independientes, donde se lleva a cabo una mejor organización modular de la propia enseñanza e investigación de la Geología sobre las distintas ciencias que comprende. Una de las estructuras generales en como se componen estos departamentos, es:

• Dpto. de Cristalografía y Mineralogía (incluye mineralogía de las gemas)
• Dpto. de Estratigrafía y Sedimentología
• Dpto. de Geodinámica. Que se subdivide, a su vez en:
  • Geodinámica Interna (geología estructural, geología histórica, tectónica; geofísica y sismología)
  • Geodinámica Externa (geomorfología, hidrogeología y geotecnia; geología económica y del petróleo)
• Dpto. de Paleontología
• Dpto. de Petrología y Geoquímica (incluye vulcanología y geología planetaria)

Geólogos

Mente et malleo, «Con la mente y el martillo», lema internacional de los geólogos

Herramientas de geólogo: martillo y lupa.

Un geólogo es un especialista y profesional en el estudio, observación o experimentación relacionados con la Tierra, su composición, estructura, dinámica, origen y evolución. En su trabajo profesional debe aplicar los principios de la geoética.

Un geólogo se destaca por poseer las siguientes competencias:

• Realiza estudios petrográficos y análisis químicos para determinar el origen, composición y evolución de las rocas.
• Establece la estratigrafía de una región y realiza el análisis estructural para establecer el orden genético de las unidades geológicas en una región y para definir tanto las macro-estructuras como las microestructuras, con el fin de describir la evolución tectónica de dicha región.
• Elabora la geomorfología, morfometría y morfotectónica para establecer las formas del relieve de una región, y los factores que las formaron que le permitan identificar las áreas de mayor energía, límites de cuencas, erodabilidad y desarrollar su actividad profesional con un sentido de servicio a la sociedad y con apego a su calidad y apego profesional.
• Efectúa estudios geoquímicos y geofísicos para determinar tanto el contenido de especies iónicas en aguas superficiales, subterráneas, hidrotermales, como la composición química de rocas, y sus aplicaciones en evolución geoquímica de aguas naturales y en prospección mineral. Determina las propiedades físicas de la corteza terrestre, el profesional se mantiene crítico ante el avance científico y el desarrollo de su entorno.
• Diseña estudios de prospección y exploración de minerales realiza análisis para determinar áreas con posibilidades de depósitos minerales, 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 ensayadas y costos unitarios.
• Elabora estudios de aguas subterráneas y calidad del agua, define el proceso o procesos económicos necesarios para definir los depósitos, extraer y administrar los recursos hídricos del subsuelo con respeto así mismo, a los demás y al medio ambiente.
• Diseña estudios geotécnicos para conocer las propiedades físicas de suelos y rocas para determinar zonas de riesgo o problemas de subsidencia y fallamiento activo.
• Realiza la planeación, diseño y desarrollo de proyectos geológicos para planear, diseñar y desarrollar estudios de geología general y aplicada, las cuales resolverán problemas específicos o se realizarán tareas determinadas dentro de un proceso u operación unitarias.

Véase también

• Ciencias de la Tierra
• Escala temporal geológica
• Tectónica de placas
• Anexo:Definiciones usuales en geología

Bibliografía

• Oldroyd, David (2004). «La "Teoría de la Tierra" de James Hutton (1788)» (PDF). En David Brusi, ed. Enseñanza de las ciencias de la tierra: Revista de la Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra 12 (2): 114-116. ISSN 1132-9157. 
• Compton, Robert R. (1985). Geology in the field. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-82902-7.
• F. Lutgens, E. Tarbuck, D. Tasa. Essentials of Geology 13th Edición. (2017) 608 pag. ISBN 0134446623, ISBN 978-0134446622
• Stephen Marshak. Essentials of Geology Sixth Edición. 720 pag. (2019) ISBN 0393667529, ISBN 9780393667523

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Geología.
• Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Geolog%C3%ADa.

• Wikinoticias tiene noticias relacionadas con Geología.
• Unión Internacional de Ciencias Geológicas - International Union of Geological Sciences (IUGS)
• Instituto Geológico y Minero de España (IGME)
• Estudios Geológicos, Revista del Museo Nacional de Ciencias Naturales (España), CSIC
• Diccionario de Geología (Español/Inglés) - Mineriaenlinea.com
• Instituto Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS)
• TIERRA Red Temática de Ciencias de la Tierra
• Revista de la Asociación Geológica Argentina
• Geología, Minería y Petróleo del Perú
• Portal de Geología en Español
• Universidad Nacional de Colombia. Manual de Geología para Ingenieros(2003) Archivado el 21 de agosto de 2016 en Wayback Machine.