¿Cómo se sabe cuándo comienza y termina una era geológica?

Pregunta de alumnos de 3º de ESO del Instituto de Educación Secundaria Berriz. Bérriz (Bizkaia).

Casi 4.600 millones de años de historia de la Tierra son como un gran libro de aventuras, donde cada página es una capa de roca. Y, como toda buena novela, esta historia se divide en partes: capítulos, subcapítulos, apartados, párrafos… De esta manera podemos seguir mejor el hilo narrativo, entendiendo cómo, cuándo y por qué sucedieron todos los cambios que dieron forma a nuestro planeta.

Siguiendo con esta comparación, podemos equiparar las eras geológicas con subcapítulos que nos hablan de la historia de la Tierra. Pero para entenderlo, empecemos desde el principio.

La tabla utilizada como calendario oficial de la Tierra

La Tabla Cronoestratigráfica Internacional, también llamada “tabla de tiempo geológico”, es una escala que determina la historia geológica de la Tierra. Para ello, utiliza una jerarquía de divisiones de tiempo, desde el nivel más alto al más bajo.

Una tabla de tiempos geológicos, con divisiones de la historia de la tierra. Comisión Internacional de Estratigrafía

Su definición y actualización está supervisada por la Comisión Internacional de Estratigrafía, que es un organismo científico en el campo de la geología. Uno de los criterios utilizados por esta organización para definir las divisiones de la tabla son las unidades geocronológicas. Esta palabra proviene del griego y se traduce como “el estudio del clima de la Tierra”.

Así, estas unidades son intervalos de tiempo cuyos puntos de inicio y fin se definen como edades absolutas en millones de años que ocurrieron antes del presente. Su valor numérico se calculó gracias a la datación radiométrica de rocas, un método que funciona como una especie de “reloj atómico”, aprovechando la natural y constante desintegración de la materia.

Analicemos las unidades de tiempo en geología.

Las eras geológicas son una de las unidades geocronológicas en las que dividimos la historia de la Tierra. Primero están los eones, que cubren períodos de cientos a miles de millones de años. Las eras mismas son unidades de segundo nivel y abarcan de decenas a cientos de millones de años de historia.

En la última tabla cronoestratigráfica internacional podemos encontrar diez eras geológicas que son, desde la más antigua hasta la más moderna:

Dentro del Eón Arcaico: Eoarqueano (hace 4.031 millones de años a hace 3.600 millones de años), Paleoarqueico (hace 3.600-3.200 millones de años), Mesoarqueico (hace 3.200-2.800 millones de años) y Neoarqueano (hace 2.8000 millones de años).

Dentro del Eón Proterozoico: Paleoproterozoico (2.500-1.600 millones de años), Mesoproterozoico (1.600-1.000 millones de años) y Neoproterozoico (1.000-539 millones de años).

Dentro del Eón Fanerozoico: Paleozoico (539-252 millones de años), Mesozoico (252-66 millones de años) y Cenozoico (66 millones de años hasta la fecha).

¿Cómo se definen los límites entre eras geológicas?

Como divisiones importantes del diseño geológico, los límites entre eras se basan en cambios importantes en la historia de la Tierra. Es decir, lo que encontraremos en las rocas a partir de este momento será muy diferente a lo que hemos visto antes. Además, estos cambios deben tener un registro global. Es decir, deben conservarse en rocas presentes en todo el mundo.

Hay tres tipos de eventos globales que se utilizan para definir los límites entre eras geológicas: cambios biológicos, cambios ambientales y cambios tectónicos.

Los cambios biológicos se refieren a eventos de extinción masiva o procesos evolutivos importantes. Estas son las transformaciones que se marcan en las rocas gracias al contenido fósil. Este es el criterio principal para definir los momentos iniciales de las tres eras del Eón Fanerozoico:

El inicio de la era Paleozoica se caracteriza por un evento llamado “explosión cámbrica”, la primera aparición de organismos complejos, con caparazones robustos capaces de enterrarse en el barro del fondo marino.

Un ejemplar de trilobites, uno de los grupos de organismos que se extinguieron al final de la era Paleozoica. Diversión enana/Wikimedia, CC BI-SA

El límite entre la Era Paleozoica y la Era Mesozoica está marcado por la Extinción Pérmico-Triásico, la mayor extinción masiva registrada en la historia de la Tierra. Más del 95% de las especies del planeta han desaparecido, por eso se le llama la “Gran Mortandad”.

Y el límite entre la Era Mesozoica y la Era Cenozoica quedó definido por la quinta y última extinción masiva en los últimos 500 millones de años: la extinción Cretácico-Paleógeno. Aquí desaparecieron más del 75% de las especies, incluido el grupo que lo hizo famoso: los dinosaurios no aviares (aquellos que no eran aves).

En segundo lugar, el cambio ambiental extremo o cambio climático incluye aquellos eventos que han modificado la composición de la atmósfera o de los océanos a escala planetaria.

Formación de bandas de hierro. Mineralizaciones de óxido de hierro se formaron durante el Gran Evento Oxidativo de la Era Paleoproterozoica. André Carvath/Wikimedia, CC BI-SA

Un ejemplo muy llamativo es el “Gran Evento Oxidativo”, que marca el inicio de la Era Paleoproterozoica. En definitiva, consistió en la formación de una atmósfera con grandes cantidades de oxígeno gaseoso gracias a la actividad fotosintética de unos microorganismos llamados cianobacterias. Condicionó toda la evolución de la vida en nuestro planeta a partir de ese momento.

Y en tercer lugar, los cambios tectónicos son procesos resultantes del movimiento de placas tectónicas. En particular, se relacionan con la formación de grandes supercontinentes y cadenas montañosas. En este grupo se incluye el evento que define el límite entre las eras Eoarqueana y Paleoarqueana: entonces se formó el primer supercontinente de la historia de la Tierra, llamado Vaalbara.

Reconstrucción del supercontinente Vaalbara formado a principios de la era Paleoarcaica. DARC 12345/Wikimedia, CC BI-SA Clavos dorados

En la tabla de tiempo geológico que vimos, aparecen puntos amarillos junto a las edades absolutas de los límites entre las dos subdivisiones de nivel inferior. Estos son “clavos de oro”.

Un clavo de oro colocado en la playa de Gorrondatke (Bizkaia). Iranzu Guede, autor proporcionado (no reutilizar)

Este símbolo indica que se ha definido un estratotipo para esa subdivisión. Este complicado nombre se refiere a las capas de roca que mejor registran este límite en todo el mundo. Lo cual no es nada fácil, porque estas rocas deben cumplir requisitos geológicos muy estrictos:

Presentar una línea de tiempo continua y detallada, sin interrupción en la historia que nos están contando.

Estar bien conservado y presentarse en un lugar accesible a todos.

Registra señales claras y reconocibles globalmente, como la aparición o desaparición de determinados fósiles, cambios químicos o eventos geológicos muy importantes.

Se puede fechar con precisión con una edad absoluta de millones de años. Funcionan así como un “reloj geológico” para el resto del mundo.

Gracias a estas características, los geólogos pueden reconocer estos cambios temporales en las rocas que encontramos en otras partes del planeta. Y la forma de resaltar estos estratotipos es colocándoles un clavo dorado.

En la Península Ibérica se han definido siete estratotipos, marcados con los correspondientes clavos de oro. Los podemos encontrar en las provincias de Murcia, Sevilla, Guadalajara, Navarra, Vizcaya y Gipuzkoa (dos).

Las tres eras geológicas del Eón Fanerozoico tienen secciones con clavos de oro, pero para las eras anteriores aún no se han encontrado lugares donde las rocas más antiguas cumplan con todos los requisitos comentados anteriormente. En general, están muy alterados, casi no contienen fósiles, no ocurren en secciones de tiempo continuas y no están bien conservados.

Entonces, a pesar de ser quienes nos cuentan la mayor parte de la historia de la Tierra, deben estar sin su “pulgar amarillo”.

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