8 de enero de 2012

Paleontología

Paleontología

Paleontología; hechos que hablan a favor de la evolución

La PALEONTOLOGÍA es la enseñanza de los seres vivos de la prehistoria. Fue fundada, en lo esencial por Georges Cuvier (el rededor de 1800).

La investigación paleontológica encierra muchos aspectos de varias áreas de la geología y de la biología:
• Estratigrafía – Origen y relaciones sedimentos rocosos en el espacio y tiempo.
• Bioestratigrafía – Identificación y organización de capas de rocas en base a los fósiles.
• Geocronología – Estudio de la edad de la tierra.
Anatomía comparativa de animales y plantas.
• Biología evolutiva – Esquemas y procesos, como variaron los organismos con el tiempo.
• Sistemática y taxonomía – Estudio y orden de los distintos organismos.
• También aspectos de la fisiología, ecología, botánica y etología.
























Las ricas sedimentarias son las más abundantes en la superficie de la Tierra. Se formaron de rocas fundidas más antiguas que se degradaron por la acción del viento o del agua. Estos restos se depositaron como grava, arena o fango, etc., en el fondo de ríos, lagos y mares. Ellos enterraron animales vivos y muertos, y plantas, Que con el tiempo por reacciones químicas se petrificaron. La grava se transformó en aglomerados, la arena en roca arenisca, etc. y los restos de las planta se fosilizaron.

En esto vale, en el caso que no se produjeron fallas tectónicas, la capa superior es la más joven y la inferior la más antigua.

Con la posición de las rocas se ocupa la estratigrafía.


Los tipos fundamentales de rocas son:
Roca fundida – de la lava o del magma, del interior de la Tierra, se formaron: Granito, basalto.
Roca transformada – roca que se formó por altas presiones o temperaturas sin un proceso de fundición, por ejemplo, mármol a partir de la caliza o cuarcita de roca arenisca.
• Roca sedimentaria – roca que se formó por acumulación y cementación de partículas de minerales, como arena, fango o arcilla, como la roca arenisca o por precipitación química como la caliza.

La gran mayoría de los fósiles se encuentran en las rocas sedimentarias. La naturaleza del sedimento permite sacar conclusiones sobre el entorno, del cual se originó.

Tectónica de placas

Para entender la formación global de las rocas, es importante el conocimiento de la tectónica de placas, la teoría que la costra terrenal está compuesta por placas movibles. Ellas se mueven a una velocidad de 1-12 cm/año.






















En relación a esto hay que tener en cuenta también otros factores de la Tierra.
La teoría de la tectónica de placas abarca dos componentes:

Ilustración de la tectónica de placas en el Atalántico del Sur

América del Sur y África una vez estaban unidos, hoy están separados



a) La deriva continental es el concepto, de que los continentes estás dispersos heterogéneamente sobre la superficie del globo terráqueo y que con el correr del tiempo geológico derivaron hasta sus actuales ubicaciones
b) Sea-Floor-Spreading es el mecanismo que impulsa la deriva continental. En determinados lugares de los océanos existen montañas en forma de serpentinas. Los geólogos pudieron demostrar que allí se separa la costra terrestre y entre ellos surge nuevo material fundido (magma), que se enfría y crea una nueva costra.

Más en relación al tema ver aquí: http://www.pmel.noaa.gov/vents/


La costra terrestre y la atmósfera juntos, forman un sistema equilibrado. En recordatorio, nuevamente la composición de la actual atmósfera, con sus principales componentes:
Nitrógeno = N2 (78%)
Oxígeno = O2 (21%)
Agua = H2O (<1% bis 4%)
Argón = Ar (1%)
Dióxido de Carbono = CO2 (0.037% hoy)
Metano = CH4 (1.7 ppm = 0.00017%)

Lo composición total de la atmósfera varió constantemente con el correr de la historia de la Tierra. En los últimos 600 millones de años, la concentración del Oxígeno oscilaba aproximadamente entre 15 – 35%, y en los últimos 200 millones de años era, con un aprox. 25%, más alto que hoy. También la concentración del CO2 bajó constantemente en el lapso de 600 millones de años de un contenido 15 veces mayor, pero siempre menor que 1%, que el actual 0,037%.

1.- O2 lo necesitamos para respirar.
2.- CO2 necesitan las plantas para la fotosíntesis


El CO2 es transformado en el ciclo del Carbono. Entre otros, contribuye con la formación de rocas sedimentarias oceánicas durante la tectónica de placas


EL agua reacciona con el CO2 para formar ácido carbónico. El ácido carbónico reacciona con el Calcio y el Magnesio – silicatos, Formando Carbonato de Calcio CaCO3 (Caliza) o carbonato de magnesio MgCO3 (Dolomita) y óxido de Silicio (Cuarzo)

CO2 + CaSiO3 => CaCO3 + SiO2 o
CO2 + MgSiO3 => MgCO3 + SiO2

Estos son enterrados principalmente en los sedimentos de los océanos. Esto significa una pérdida de la concentración atmosférica. Originalmente el CO2 se forma por la lava y gases que emanan de las fisuras y de las placas terrenales que se sobreponen una sobre otra. Allí vuelve a formarse

CaCO3 + SiO2 => CO2 + CaSiO3

El silicato de Calcio (CaSiO3) fluye como lava y forma parte de la costra terrestre, el CO2 emana en las explosiones volcánicas o de las zonas de subducción.- Este ciclo demora millones de años.

Este circuito geológico del Carbono está representado en la figura de abajo junto con la tectónica de placas.


















Donde “Corg” es el producto de degradación de los carbohidratos de la fotosíntesis.
1. Atmósfera (manto terrestre)
2. Litósfera (Costra terrestre)
3. Costra continental (Generalmente Granito)
4. Costra oceánica (Principalmente basalto)
5. Sedimento en cuencas oceánicas
6. Roca eruptiva (Lava)
7. Océano

Los ámbitos de la transformación son , donde una placa continental se mete debajo de otra placa. La Tierra se calienta en las zonas inferiores, se forman volcanes.
El CO2 atmosférico es entonces la diferencia entre la emisión de gases de erupciones y de la transformación de rocas, y el consumo por la fotosíntesis y el clima.

Sin la fotosíntesis, todo el Oxígeno se combinaría con todos los minerales reactivos y las sustancias orgánicas. Con esto se enriquecería el CO2 en la atmósfera loe que produciría un súper efecto de invernadero como en el planeta Venus.

Por lo tanto los organismos contribuyen directamente con la estabilidad de nuestra atmósfera.
La ausencia de Oxígeno en la primera atmósfera, significa, que no hubo una capa de ozono [Se necesita como mínimo un 0,2% de Oxígeno atmosférico para formar una capa de Ozono] por esto la radiación ultravioleta UV fue muy alta. Los océanos primitivos, que cubrÍan aproximadamente el 90% de la superficie terrestre, presumiblemente eran muy calientes, entre 80 y 100 °C, con un alto contenido en Azufre y CO2 y un pH bajo de 6,0.

Hace unos 3,2 mil millones de años, las temperaturas de la atmósfera y de los mares se enfriaron hasta 30-50 °C, el CO2 atmosférico disminuyó constantemente, cuando se formaron más masas de tierra.












Una animación de este proceso desde la formación de la pangea


Cenozoico
Mesozoico
Paleozoico
Precámbrico

Según esto, en el correr del tiempo, las masas terrenales, se juntaron hace unos 250 millones de años, para formar un continente original, llamado Pangea, del cual surgieron todos los actuales continentes



















Distribución de fósiles en los continetes australes

Los fósiles como Cynognathus, Lystrrosaurus y Mesosaurus son descritos abajo con más detalles




Los Glossopteris una especie de helechos con semillas, que fueron encontrados en la India, Sudamérica, África del Sur y en la Antártida.
Se extinguieron a fines del triásico.












Mesosaurus
Fue un reptil carnívoro en aguas dulces del carbonífero tardío y pérmico temprano. Era de constitución ligera, tenía una cabeza alargada y una cola plana, medía aproximadamente unos 45 cm.
Fue uno de los primeros reptiles acuáticos después de la conquista de la tierra firma de los animales.





Cynognathus

Fue un reptil similar a los mamíferos (Therapsid), aproximadamente del tamaño de un lobo y vivía a comienzos del triásico.
Tenía una cola corta, era carnívoro y presumiblemente de sangre caliente


Lystrosaurus

Presentaban una mezcla de rasgos mamíferos y reptilianos.fuerte constitución, aprox. 1 metro de largo, vivía a comienzos del triásico de cola corta y le sobresalían dos largos dientes de la mandíbula superior.
Era herbívoro y vivía en manadas en zonas pantanosas



Al estudiar los fósiles deben considerarse tres hechos importantes:
• Los fósiles representan los restos de antiguos seres vivientes
• La mayoría de los fósiles son de organismos extintos
•Los fósiles en rocas de distintas edades difieren, ya que la Tierra ha cambiado con el tiempo.
A la izquierda, roca arenisca en Arizona USA, Gran Cañón


Si investigamos la capa superior y luego capas cada vez más antiguas, en algún momento llegamos a un estrato, en el cual ya no encontramos fósiles humanos. Si retrocede más más aún en el tiempo, llegamos a sedimentos, donde ya no encontraremos plantas con flores, aves, mamíferos, reptiles, anfibios, peces, moluscos.

Los tres se condensan en la Ley de la Fosilización:

“Los fósiles de las plantas y animales varían con el tiempo. Si encontramos los mismos fósiles en rocas en diferentes lugares, entonces tiene la misma edad”

A los típicos fósiles en determinadas rocas se denominan Fósiles Guías.

Ejemplo de asignación de una descubrimiento de fósiles



Yacimiento en Nueva Escocia. Canadá












Reconstrucción de un esqueleto de un saurio (Anchisaurus), que fue encontrado a la izquierda










Imagínese, nosotros encontramos un esqueleto de un animal. ¿Cómo podría usted determinar a que especie pertenece y la edad relativa del esqueleto?


Se puede inventar cualquier historia o preguntar a una paleontólogo, quien con todos sus entendimientos científicos, y en base a 500 años de historia científica y 250 años de investigación geológica, nos demuestra de que se trata de un dinosaurio, presumiblemente un Auchosaurus, que existió en todo el mundo y sólo en rocas del triásico tardío (Mesozoico), o sea, que existió aproximadamente hace unos 200 000 000 años

¿Cómo se llega a esta declaración?

El knowhow de la geología y de la paleontología nos ayuda especialmente:
La ESTRATOGRAFÍA, la BIOESTRATOGRAFÍA y la GEOCRONOLOGÍA. El conocimiento proviene desde el siglo 17. Nosotros consideramos los

• 4 principios del ESTRATOGRAFÍA de Nicolás Steno (1638-1686)
• El UNIFORMISMO de James Hutton (1726-1797)
• Los principios de los fósiles guías según Wiliam Smith (1769-1839)
• Los descubrimientos de Charles Lyells (1797-1875)
• Charles Darwin
• Para las determinaciones radiométricas de las rocas, nos fiamos en la proposiciones y principios de Ernest Rutherford (1902), Bertam Boltwood (1905) y Arthur Holmes (1911-1927).
Cómo se puede ver detrás de una sencilla declaración científica, hay una enorme cantidad de conocimientos especializados.













La reproducción de las capas del yacimiento, ilustra las diferencias entre las rocas. El geólogo en primer lugar analiza las rocas del yacimiento:

1.- la arenisca estratificada es más joven que el basalto formado por la lava, de la izquierda y abajo. También es posible sacar conclusiones sobre el origen de la arenisca.

Ahora investiga los huesos del supuesto fósil

Pelvis de un dinosaurio












La reproducción de las capas del yacimiento, ilustra las diferencias entre las rocas. El geólogo en primer lugar analiza las rocas del yacimiento:



2.- Conocimientos de anatomía comparativa lo convence de que se debe tratar de un Saurio (presumiblemente Anchisaurus) de fines del triásico en el mesozoico.
Una característica importante para un saurio es la abertura del acetábulo.

Ahora analiza la formación de la tierra del entorno.

3.- El cuadro de abajo muestra el río de lava como basalto café y grisáceo de las montañas del norte, típico para klos depósitos del triásico y jurásico.













Él realiza una datación radiométrica de la edad.

Investigaciones con el método K/Ar, dan una edad de aprox. unos 200 000 000 años.

Él busca otras huellas de fósiles de la misma supuesta época.

La capa gris inferior, en el cuadro, contiene fósiles de polen. Ellos se correlacionan muy bien con los descubrimientos en Inglaterra y Alemania del triásico y jurásico

Debajo del la capa gris se encuentra polen fosilizado de distinto tipo, como se pueden también en el yacimiento del Saurio


Debajo del la capa gris se encuentra polen fosilizado de distinto tipo, como se pueden también en el yacimiento del Saurio

De esto el geólogo concluye, que las rocas, que se encontraban alrededor del Saurio, son más jóvenes que el río de lava de la transición Triásico/Jurásico

Fuente: www.zum.de

Traducido del alemán por A. Gundelach

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