Estratos líticos en la Praia das Catedrais, Lugo. Según el principio de la superposición, si la serie de estratos tiene una polaridad normal, los estratos de abajo serán más antiguos que los de arriba. Autor: desconocido.
El término «Estratigrafía» procede del latín ‘stratum‘ y del griego ‘graphia‘, y alude etimológicamente a la ciencia «que trata de la descripción de las rocas estratificadas«. Como ocurre con otras muchas ciencias, su concepto es mucho más amplio que lo que se deduce de su definición etimológica, habiendo cambiado a lo largo del tiempo. Una de las definiciones que mejor se ajustan a lo que es hoy la Estratigrafía es la dada por Weller (1960), que dice que «la Estratigrafía es la disciplina que trata del estudio e interpretación de las rocas sedimentarias y estratificadas y de la identificación, descripción, secuencia (tanto vertical como horizontal), cartografía y correlación de las unidades estratigráficas de rocas«.
La Estratigrafía tiene dos enfoques diferentes y complementarios: (1) el científico, cuyo objetivo es la ordenación temporal y la interpretación genética de los materiales, y (2) el aplicado, cuya finalidad es localizar los recursos naturales explotables y, más recientemente, contribuir a la planificación de la conservación del medio ambiente. Este doble enfoque tiene un doble flujo de influencia, de manera que, por un lado, los avances en el conocimiento científico facilitan la prospección de materias primas, y por otro, los datos obtenidos en la exploración de materias primas (en especial petróleo) han suministrado información valiosísima que ha contribuido al avance del conocimiento científico.
Nacimiento de la Estratigrafía y subdivisiones:
Tras un intenso desarrollo de las ciencias geológicas durante los siglos XVIII y XIX, en 1913 apareció el primer tratado de Estratigrafía de la mano de Grabau, considerándose esta fecha como el momento en que la Estratigrafía se separa (como ciencia con entidad propia) del tronco común de la Geología. A partir de esta fecha tuvo lugar un gran desarrollo de la Estratigrafía como consecuencia de (1) el avance de la tecnología y de (2) la concienciación social de la importancia del estudio geológico para la obtención de materias primas (combustibles fósiles, metales, etc).
Debido a este desarrollo, la Estratigrafía ha dado lugar a la aparición de varias ciencias (o ramas) nuevas con entidad propia:
- Análisis de Cuencas: Se dedica a la reconstrucción de la distribución espacial y temporal de cada unidad de rocas estratificadas dentro de una cuenca sedimentaria.
- Bioestratigrafía: Estudia la distribución temporal de los fósiles en el seno del registro estratigráfico.
- Cronoestratigrafía (y Geocronología): Establece la edad de las unidades estratigráficas y una escala estratigráfica mundial.
- Estratigrafía Secuencial: Reconoce los grandes acontecimientos (y secuencias) que quedan reflejados en el registro estratigráfico.
- Litoestratigrafía: Estudia los cuerpos geométricos de las rocas estratificadas, su geometría y su génesis.
- Magnetoestratigrafía: Se dedica al establecimiento de la escala de cambios de la polaridad magnética a lo largo del tiempo geológico.
- Quimiostratigrafía: Estudia e interpreta los isótopos estables y los elementos químicos (mayoritarios, minoritarios y trazas) en las rocas estratificadas.
Objetivos de la Estratigrafía:
Los objetivos que persigue la Estratigrafía son los siguientes, enumerados en una escala desde los más básicos hasta los objetivos últimos (no se puede alcanzar correctamente un objetivo sin conseguir antes los anteriores):
- Identificar los materiales: Es el objetivo más elemental, y consiste en el reconocimiento e identificación de los diferentes materiales estratificados, conociendo sus litologías, sus texturas, sus estructuras, sus propiedades geofísicas y geoquímicas, y su contenido fósil. A este conjunto de propiedades se le conoce con el nombre de facies.
- Delimitar las unidades litoestratigráficas: Consiste en delimitar volúmenes de rocas sedimentarias en función de su litología (unidades litoestratigráficas). Estas unidades serán representables sobre mapas topográficos mediante la cartografía litoestratigráfica.
- Ordenación relativa de las unidades (elaborar secciones estratigráficas): Se estudia la relación entre dos unidades litoestratigráficas superpuestas, deduciendo la continuidad o discontinuidad del proceso sedimentario entre ellas.
- Interpretación genética de las unidades: Establecida la trama de las unidades litoestratigráficas se aplica el principio del uniformismo, comparando los datos observados en cada una de ellas y los conocidos en los diferentes medios sedimentarios actuales. Se trata de un objetivo con entidad propia del que se ocupa la Sedimentología y que pretende llegar a conocer las condiciones sedimentarias reinantes desde el inicio del depósito de los materiales más antiguos hasta la sedimentación de los más modernos en el área estudiada.
- Levantamiento de secciones estratigráficas locales: Consiste en la ordenación temporal de todas las unidades litoestratigráficas presentes en un área concreta, desde la más antigua hasta la más moderna, estableciendo la denominada sección estratigráfica local. Por comparación con secciones estratigráficas de áreas cercanas y mediante observaciones de las geometrías de los cuerpos de rocas estratificadas se deducen, también, las relaciones laterales entre unidades.
- Correlación: Una vez establecidas las secciones estratigráficas locales de diferentes áreas, se establece la equivalencia de los diferentes estratos y, por el contenido fósil o por propiedades físicas de determinados niveles, se dibujan isócronas (líneas que unen puntos de igual edad) en las distintas secciones. A ésto se le llama correlación temporal o, simplemente, correlación.
- Introducción de la coordenada tiempo: Se pretende disponer del mayor número de datos posibles para fijar la edad de los materiales, a partir de los datos bioestratigráficos, radiométricos y/o magnetoestratigráficos. Con ello se delimitan las unidades bioestratigráficas, cronoestratigráficas y magnetoestratigráficas.
- Análisis de cuencas: Es el objetivo final (a veces ideal) de la Estratigrafía. Se pretende conocer, por una parte, la geometría y la génesis de cada cuenca sedimentaria y, por otra, la localización espacial y temporal de cada una de las unidades estratigráficas que se pueden diferenciar en los materiales estratificados depositados en ella. Los datos del Análisis de Cuencas constituyen la fuente de información de la que se nutre la Geología Histórica.
Padres de la Geología-Estratigrafía:
La Estratigrafía es una ciencia geológica relativamente moderna, ya que fue en 1913 cuando se publicó el primer libro monográfico (Grabau, 1913), habiendo estado hasta entonces ligada a la Geología (ciencia que nació a partir del tronco común de las ciencias empíricas durante el siglo XVII y que no incluía a la Mineralogía, una ciencia con entidad propia).
Los fundadores (o padres) de la Geología son un grupo de científicos cuyas ideas revolucionaron y constituyeron (en su tiempo) una ruptura con las ideas previas, arrastradas desde la Edad Media, entre las que estaba la creencia (basada en interpretaciones de la Biblia) de que la Tierra tenía una antigüedad de tan sólo unos pocos miles de años, lo que condicionaba extraordinariamente cualquier interpretación de los fenómenos geológicos antiguos. Los padres de la Geología son:
- Nicolás Steno (1638-1686) fue el primero en definir un estrato «como una unidad de tiempo de depósito limitado por superficies horizontales con continuidad lateral«, planteando el principio de la horizontalidad original y la continuidad lateral de los estratos, en el que desarrollaba la idea de que «los estratos se depositan originariamente dispuestos en una posición horizontal, definiendo superficies de estratificación entre ellos (el contacto entre dos estratos) que son y han sido lateralmente continuas«. Así mismo, definió el principio de la superposición de los estratos, según el cual «en una sucesión de estratos los inferiores son los más antiguos y los superiores son los más modernos«, de tal modo que cuando se deposita un nuevo estrato, los estratos infrayacentes se van consolidando y litificando por el peso del material que tienen encima.
Retrato de Nicolás Steno. Autor: J. P. Trap (1868).
—–
- Antonio Lazzaro Moro (1687-1764) estableció lo que podría considerarse la primera subdivisión estratigráfica de los materiales de la superficie terrestre, diferenciando las montañas de rocas masivas, no estratificadas, de aquellas otras montañas más jóvenes formadas por rocas estratificadas, que pueden contener fósiles contemporáneos al depósito.
—–
- Giovanni Arduino (1713-1795) distinguió cuatro tipos de materiales: primarios (rocas no estratificadas y sin fósiles), secundarios (rocas estratificadas, con fósiles), terciarios (formadas por restos de los anteriores y localizados al pie de los mismos), y volcánicos (todos los términos anteriores siguen en uso en la nomenclatura actual, aunque tienen acepciones muy diferentes).
Seccionado geológico. Autor: Giovanni Arduino (1758).
—–
- Johann Gottlob Lehmann (1719-1767) adaptó la clasificación anterior a la Biblia y llamó a los materiales primarios «rocas de la Creación». La mayor aportación de este autor en el campo de la Estratigrafía fue el levantamiento de las primeras sucesiones estratigráficas, aplicando el principio de la superposición planteado por Steno.
Retrato de Johann Gottlob Lehmann. Autor: Christian Benjamin Glassbach (1761).
—–
- Georges-Louis Leclerc, Conde de Buffon (1707-1788), considerado como uno de los científicos más influyentes del siglo XVIII, rompió con la tradición de considerar la Tierra como muy joven (de unos pocos miles de años) y sugirió que, como mínimo, tendría 75.000 años. Fue el primer científico que admitió que la Tierra habría sufrido, a lo largo del tiempo geológico, variaciones en la distribución de tierras y mares.
Retrato de Georges-Louis Leclerc. Autor: François-Hubert Drouais (1753).
—–
- Abraham Gottlob Werner (1749-1817), profesor de Mineralogía de la Escuela de Minas de Friburgo, es otra de las grandes personalidades del siglo XVIII, aunque la valoración de su labor, con la perspectiva histórica, es muy desigual, ya que unos lo consideran como una de las figuras más importantes del siglo XVIII, mientras que otros lo consideran el responsable del retraso en el progreso de la Geología. Fue el defensor de la «teoría neptunista«, que intentaba explicar la génesis de todas las rocas por precipitación química en los mares primitivos. Esta teoría encontró su contrapunto en la «teoría plutonista» de Hutton, y que dio lugar a una gran controversia científica.
Retrato de Abraham Gottlob Werner. Autor: desconocido.
Desde un punto de vista más cercano a la Estratigrafía, Werner aportó la aplicación de una división de materiales basada en la de Lehmann y la utilización, por primera vez, del término «formación» (abreviado fm). No obstante, sobrevaloró la utilidad de la correlación litoestratigráfica, al partir de la idea errónea de considerar las formaciones de extensión mundial.
—–
- James Hutton (1726-1797), médico de formación (aunque nunca ejerció la profesión), dedicado a la agricultura e industria en Escocia y «aficionado» a la Geología, es considerado, desde la perspectiva histórica, como el verdadero «fundador de la Geología moderna«. Sin embargo, durante su vida, sus ideas pasaron desapercibidas o fueron objeto de críticas durísimas, entre ellas las de Werner y sus discípulos, ya que eran contradictorias a las ideas dominantes en la época y, además, estaban emitidas por una persona que no pertenecía a ninguna Universidad de prestigio u organismo oficial.
Retrato de James Hutton. Autor: Sir Henry Raeburn.
Las ideas de Hutton fueron difundidas ampliamente después de su muerte por diferentes autores, entre ellos su amigo John Playfair (1748-1819), siendo aceptadas por la comunidad científica unos cuarenta años después. Hutton consideraba la Tierra como un cuerpo cambiante en el que las rocas y suelos estaban siendo erosionados constantemente, y en el que los productos de esa erosión eran transportados por las aguas hasta los océanos, donde se depositaban formando nuevos sedimentos estratificados que, cuando se consolidaban, daban lugar a nuevas rocas, las cuales podían elevarse y quedar expuestas, y dar comienzo de nuevo a la erosión.
Retrato de John Playfair. Autor: Sir Henry Raeburn.
La mayor aportación de Hutton consistió en la teoría del uniformismo, uno de los principios de la Estratigrafía, según la cual «los procesos ocurridos a lo largo de la historia de la Tierra han sido uniformes y semejantes a los actuales«, lo que le permitió estimar que la edad de la Tierra era muy superior a lo que se había supuesto con anterioridad. Además, fue el primer autor en interpretar correctamente una discordancia angular.
—–
- El inglés William Smith (1769-1839) es posiblemente el primer geólogo aplicado, y a él se debe el levantamiento de los primeros mapas geológicos. Una notable contribución suya fue el demostrar la constancia de las sucesiones de formaciones geológicas en áreas geográficas relativamente grandes, pues para él cada formación (estrato o grupos de estratos) tenía una continuidad lateral que permitía diferenciarla en un mapa. Otra contribución fue demostrar que cada grupo de estratos contenía un tipo de fósiles y que una formación con litologías homogéneas se podía subdividir en función del contenido en fósiles. Smith planteó con ello las bases del principio de correlación.
Retrato de William Smith. Autor: Hugues Fourau (c.1835).
Mapa geológico de Gran Bretaña. Autor: William Smith (1815).
—–
- En Francia, Georges Léopold Chrétien Frédéric Dagobert Cuvier (1769-1832) y Alexandre Brongniart (1770-1847) estudiaron los materiales terciarios de la cuenca de París aplicando la metodología de Smith y reconociendo las diferentes asociaciones de fósiles, a partir de las cuales delimitaron episodios marinos y lacustres. Ambos autores establecieron las bases de lo que actualmente se conoce como Bioestratigrafía.
Retrato de Georges Léopold Chrétien Frédéric Dagobert Cuvier. Autor: W.H. Pickersgill (1831).
—–
- Charles Lyell (1797-1875) es otro personaje muy interesante. Abogado de formación, enseñó Geología en el Kings College de Londres durante dos años y, sin embargo, se dedicó toda su vida a la Geología, subsistiendo gracias a sus propios medios y a los derechos de autor de su libro Principles of Geology. Fue uno de los más firmes defensores de las ideas de Hutton, y precisó que la erosión se equilibraba con la sedimentación y la subsidencia en un sistema uniforme muy complejo con fluctuaciones alrededor de un término medio.
Retrato de Charles Lyell. Autor: desconocido.
Lyell desarrolló ampliamente la teoría huttoniana del uniformismo como sistema y del actualismo como método, basándose en sus múltiples observaciones por Europa, y fue el autor de la famosa frase «el presente es la clave del pasado«. Su doctrina generó toda una revolución en la forma de entender la Geología, y le permitió estimar que la amplitud del tiempo geológico ha sido extraordinariamente superior a todas las estimaciones previas.
Portada del libro «Principles of Geology» (en su segunda edición americana, 1857). Autor: Charles Lyell.
****************************************************************************************************************************
Figuras:
Es probable que la siguiente figura tenga copyright. Para la publicación de la misma en otros sitios web debe referenciarse la dirección web que se indica en ella.
–Anónimo (2013). “Estratos líticos en la Praia das Catedrais, Lugo.”. Dicyt. Agencia Iberoamericana para la difusión de la ciencia y la tecnología: http://www.dicyt.com/data/29/13829.jpg
Las siguientes figuras son de dominio público.
–Colaboradores de Wikipedia (2005). «Giovanni Arduino geological section Toscana.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/
d5/Giovanni_Arduino_geological_section_Toscana.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2006). «Buffon 1707-1788.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Buffon_1707-1788.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2006). «Lyell Principles frontispiece.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Lyell_Principles_frontis
piece.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2008). «Geological map Britain William Smith 1815.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/
Geological_map_Britain_William_Smith_1815.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2008). «Johann Gottlob Lehmann (02).JPG». Wikipedia, la enciclopedia libre: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Johann_Gottlob_Lehmann_
%2802%29.JPG
–Colaboradores de Wikipedia (2008). «William Smith.g.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/William_Smith_%28geologist%29.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2009). «Charles Lyell.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ad/Charles_Lyell.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2009). «Hutton James portrait Raeburn.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Hutton_James_portrait_
Raeburn.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2009). «John Playfair por Sir Henry Raeburn.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/John_Playfair_by_Sir_
Henry_Raeburn.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2012). «Georges Cuvier.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Georges_Cuvier.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2012). «Niels stensen.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/66/Niels_stensen.jpg
–Colaboradores de Wikipedia (2013). «Abraham Gottlob Werner.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Abraham_Gottlob_Werner.jpg
Referencias:
–Vera Torres, J.A. (1994). “Estratigrafía. Principios y métodos”. Ed. Rueda. 806 pp.