Paleontologia & Estratigrafia - 01 - Introduccion - 04

Paleontología y Estratigrafía

3º Semestre 2014 Andrés Ramos Ledezma, Javier Aguilar Pérez Yolanda Pichardo Barrón & Uwe Jenchen

Algunas leyes principales de la Paleontología, Sedimentología y Estratigrafía Ley de la evolución La evolución no es reversible Principio de Steno Los estratos inferiores (del fondo) son más antiguos que los estratos superiores (si no están invertidos o fuertemente deformados tectónicamente) Ley de Walther Todas las facies que encontramos horizontalmente también se puede encontrar verticalmente y a revés. Los 3 tipos de fósiles más importantes (según Jenchen 1981- siguiente) 1. 2. 3. 4. 5.

Sin fósiles Con fósiles Bioturbaciones Lumaquelas y arenas conchíferas Restos de plantas

Introducción

Objetivos: ● Asimilación del sistema conceptual paleontológico y estratigráfico y su interacción con el resto de disciplinas geológicas y biológicas a fin de que el alumno pueda acceder con mayor facilidad a la lectura y asimilación de los textos especializados y pueda aplicar estos conocimientos a los problemas que surjan en cursos más avanzados. ● Dotar al alumno de la destreza necesaria para el levantamiento descripción y presentación de perfiles estratigráficos.

Introducción

PALEONTOLOGÍA

ESTRATIGRAFÍA

Introducción

Temario: ● ● ● ● ● ●

Primera Parte Definición de Paleontología. Historia de la Paleontología. Registro Fósil. Tafonomía. Poblaciones, Especies y Paleontología. Paleontología y Evolución.

Segunda Parte ● Ambientes Sedimentarios. ● Paleoecología. ● Bioestratigrafía.

Introducción (Paleontología)

Definición: Etimológicamente: “Estudio de los seres antiguos”. Raíces griegas: ● Palaios = Antiguo. ● Ontos = Vida, Organismo, Ser. ● Logos = Estudio. Paleontología: (Blainville, 1825).

La Paleontología es la ciencia que estudia los seres vivos del pasado a través de sus fósiles y las huellas de su actividad orgánica que ha quedado grabada en los sedimentos antiguos.

Introducción (Paleontología)

El registro fósil está constituido por restos esqueléticos, impresiones de estructuras orgánicas en rocas o sedimentos, o evidencias de actividad orgánica (huellas, galerías, coprolitos, etc.) que en general son llamadas fósiles. Vocablo latino: ● Fósil = fossilis del verbo fodere (“excavar”) y significa “objeto desenterrado”. Actualmente el concepto de “fósil” se define como “cualquier evidencia de vida en el pasado”, cuyo límite temporal, esta marcando una antigüedad mínima de 10,000 años (fin del Pleistoceno e inicio del Holoceno; separación de Paleontología y Arqueología).

Introducción (Paleontología)

DESARROLLO HISTÓRICO Edad Antigua: ● Los primeros restos fósiles usados por el hombre aparecen en tumbas prehistóricas y se les consideraba dotados de poderes mágicos. ● En Grecia en el Siglo VI a de C. se les atribuye por primera vez a restos de seres vivos. La escuela Pitagórica los asociaba solamente a seres vivos actuales. ● Siglo IV a de C. la escuela Aristotélica sos-tenía que los Fósiles se generaban espontáneamente en el interior de la Tierra.

Introducción (Paleontología)

Edad media: ● Comienza con concepciones erróneas considerando a los Fósiles como “juegos de la naturaleza”. ● En el siglo X el Hispano-Árabe Avicena sostuvo que en un principio existía un “barro primitivo” denominado “vis plástica” que tenía la propiedad de formarlos gracias a que estaba dotado de una fuerza creadora. ● En el siglo XIII el Monje Italiano Ristoro d’Arezzo concluye que los Fósiles son la evidencia del diluvio universal.

Introducción (Paleontología)

Edad moderna: ● El Renacentista Italiano Leonardo Da Vinci (1454-1519) decía que el diluvio no se dio en todo el globo terrestre y reconoció que los fósiles son restos de seres vivos que habitaban en el punto geográfico donde se encontraban. Además opinó que los fósiles de origen marino encontrados sobre los continentes demostraban cambios periódicos del nivel del mar.

Introducción (Paleontología)

● El Danés Nicolás Steno (16381686) padre de la Estratigrafía, rescató las ideas de Da Vinci y defendió que los Fósiles fueron en el pasado seres vivos y que las rocas sedimentarias en las que se suelen encontrar no son de la misma edad; y por ende los fósiles tampoco.

Introducción (Paleontología)

Edad contemporánea: ● El Inglés Williams Smith (1769-1839) en el siglo XIX reconoció que los estratos de la corteza terrestre se podían identificar y ordenar cronológicamente por su contenido fósil.

● El Francés Georges Cuvier (1769-1832) verdadero padre de la Paleontología, pues la elevó a ciencia. Demostró que las osamentas fósiles representaban especies ya extintas.

Introducción (Paleontología)

● El Francés Jean B. Lamarck (1744-1829) postuló la existencia de un mecanismo evolutivo en el que los cambios de los seres vivos a través del tiempo son producto de la influencia del ambiente y una fuerza inherente que los impulsa a mejorar sus características. ● El Inglés Charles Darwin (1809-1882) postuló la evolución de las especies por medio de la selección natural.

Introducción (Paleontología)

DIVISIONES DE LA PALEONTOLOGÍA Paleontología Sistemática: Paleontología de Vertebrados: Estudia los restos de organismos fósiles que tienen una osamenta o esqueleto. Paleontología de Invertebrados: Estudia los restos de organismos fósiles que carecen de columna vertebral. Paleobotánica: Estudia los restos fósiles de plantas, como ha variado el clima a través de la historia. Micropaleontología: Estudia los fósiles que requieren del uso del microscopio para su identificación y estudio (tamaño <1 mm). Palinología: Estudia los granos de polen y esporas, así como los restos orgánicos conocidos como palinomorfos (restos de plantas, esporas de hongos, etc.). Paleoicnología: Trazas y huellas.

Introducción (Paleontología)

Paleontología general Tafonomía: Los procesos desde que el organismo muere hasta que es descubierto como Fósil. Taxonomía: Clasifica sistemáticamente a los organis-mos. Paleobiología: Estudia e interpreta los aspectos biológicos de los organismos fósiles; su comportamiento, estructura, función de sus órganos, reproducción, etc. Paleoecología: Estudia e interpreta las relaciones entre los organismos fósiles y su medio ambiente. Parámetros como diversidad, densidad poblacional, tasa de crecimiento o de mortalidad, etc. Paleoicnología: Estudia e interpreta las evidencias de actividad orgánica. Paleobiogeografía: Estudia la distribución de los organismos fósiles.

Introducción (Paleontología)

Paleontología en comunicación con otras Ciencas de la Tierra Estratigrafía: Establece la secuencia y edad de las capas que contienen los fósiles. Sedimentología: Estudia los aspectos de los sedimentos, los procesos bajo los cuales fueron depositados estos sedimentos y su contenido fosilífero. Petrografía: Estudia y describe las características de las rocas. Geología Histórica Geología aplicada

Introducción (Paleontología)

FOSILIZACIÓN

Introducción (Paleontología)

EL REGISTRO FÓSIL

● El 99% de las especies descritas en el registro fósil tienen edades menores a 545 millones de años. ● Por qué?.

Introducción (Paleontología)

Fósiles Corporales: ● Son las partes duras y/o blandas de un organismo que se han conservado total o parcialmente bajo condiciones excepcionales tales como: Conservación en hielo (Mamuts en Siberia).  Conservación en ámbar (insectos en el Báltico, Chiapas y Centroamérica).  Petróleo y asfalto (Rinocerontes de las minas de asfalto en los Carpatos orientales), en el rancho La Brea en EUA. Calizas arcillosas (Lutita Burgess en Canadá).

Introducción (Paleontología)

Hielo

Ámbar Chapopote

Caliza

Introducción (Paleontología)

Porcentaje de los diferentes grupos de animales (actual -fósil) (de Ziegler, 1972).

Introducción (Paleontología)

Fosilización o destrucción de las conchas de un bivalvo (de Ziegler, 1972).

Introducción (Paleontología)

BIOFACIES Diferentes ambientes, sedimentación y conservación de fósiles (de Reineck & Singh, 1980).

Introducción (Paleontología)

Introducción (Paleontología)

Introducción (Paleontología)

Huellas de actividad orgánica (Icnopaleontología): Se originaron cuando el organismo estaba aún vivo. Las marcas o huellas son útiles para conocer el comportamiento, así como los procesos de sedimentación. Se les conoce como Icnofósiles. Huellas de Paso (Pistas o Track): Formadas por organismos reptantes o pisadas de organismos superiores.

Introducción (Paleontología)

Conductos de Habitación (Galerías): Dejados como evidencia de organismos de cuerpo blando, invertebrados o vertebrados inferiores dentro del sedimento.

Introducción (Paleontología)

Puestas de Ovíparos (Nidos): Nidos de dinosaurios. Principales yacimientos en Mongolia, en Utah, o Argentina.

Introducción (Paleontología)

Coprolitos: Heces fecales de organismos vertebrados permineralizados.

Introducción (Paleontología)

Fósiles Químicos: Son ciertas sustancias, como los aminoácidos, que se encuentran contenidas en las rocas sedimentarias y permiten reconocer la existencia de organismos vivos en el momento que se depositó el sedimento pero que no pudo fosilizar.

Introducción

Paleontología y Estratigrafía

Estratigrafía

(Basando en una presentación de Dr. Jens Steffahn (2008)

Introducción (Estratigrafía)

LITERATURA BÁSICA Y GENERAL DE ESTRATIGRAFÍA I • • • • • • • • • • •

VERA MONTES, J.A. (1994). Estratigrafía.- Principios y métodos, Editorial Rueda, S.L., Madrid, 806 pags. AIGNER, T. (1985): Storm Depositional Systems. Lecture Notes in earth Sciences, Springer-Verlag, berlin, 3, 174 pags. ALLEN, J.R.L. (1985): Principles of Physical Sedimentology. George allen & Unwin, Londres, 272 pags. ANGUITA, F. (1988): Origen e Historia de la Tierra. Rueda, Madrid, 525 pags. BALLY, A.W. (1987): Atlas of Seismic Stratigraphy. Amer. Assoc. Petrol. Geol., Stud. Geol. 27, 124 pags. BATES, R.E. y Jackson, J.A. (1987): Glossary of Geology (3a. edition), Amer. Geol. Inst, Alexandria, Virginia, 788 pags. BERG, O.R. y WOOLVERTON, D.G. (1985): Sesimic Stratigraphy II. Amer. Assoc. Petrol. Geol., Mem. 39, 276 pags. BLATT, H., BERRY, W.B.N. y BRANDE, S. (1991): Principles of Stratigraphic Analysis. Blackwell Sci. Pub., Oxford, 512 pags. BOGGS, S. Jr. (1987): Principles of sedimentology and stratigraphy. Merril, Columbus, Ohio, 784 pags. BOWEN, R. (1988): Isotopes in the Earth Sciences. Elsevier Applied Science, Londres, 647 pags. BRENNER, R.L. y McHARGUE, T.R. (1988): Integrative stratigraphy: Concepts and Applications. Prentice-hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 419 pags. 32/34

Introducción (Estratigrafía)

LITERATURA BÁSICA Y GENERAL DE ESTRATIGRAFÍA II

• • • • • • • • • • •

CNE (1961): American Commission in Stratigraphic Nomenclature: Code of Stratigraphic nomenclature.Amer. assoc. Petrol. Geol.Bull., 45:645-655. COLLISION, D.W. (1983): Methods in Rock Magnetism and Palaeomagnetism. Chapman & hall, Londres, 503 pags. CONYBEARE, C.E.B. (1979): Lithostratigraphic Analysis of Sedimentary Basins, academic Press, Nueva York, 555 pags. CORRALES, I., ROSELL, J., SANCHEZ DE LA TORRE, L., VERA, J.A. y VILAS, L. A (1977): Estratigrafía, Rueda, Madrid, 718 pags. COTILLON, P. (1988): Stratigraphie. Dunod, collection Geosciences, Paris, 182 pags. DAVIS, T.L. (1984): Seismic-stratigraphic facies models. In: Facies model (r.G. Walker, ed.), Geosciences Canada, 311-317. DUNBAR, C.D. y RODGERS, J. (1957): Principles of Stratigraphy. John Wiley,New York, 355 pags. EVANS, G. (1979): Quaternay transgressions and regressions. Jour. Geol. Soc. London, 136: 125-132. FAURE, G. (1986): Principles of Isotope Geology, 2a. edición. John Wiley & Sons, Nueva York, 589 pags. GEI (1980): Guía Estratigráfica Internacional, Reverte Barcelona, 205 pags. (Traducción al español de Hedberg, H.D. –editor- 1976: International stratigraphic guide. John Wiley & Sons, Herd, 1976). HOEFS, J. (1987): Stable isotope geochemistry (3a. edición). Springer-Verlag, Nueva York, 241 pags. 33/34

Introducción (Estratigrafía)

Estratos - Capas

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Introducción (Estratigrafía) Estratigrafía latin: stratum = capa griega: γραφειν (graphein) = describir "La rama de la Geología 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." Weller (1960) 35/34

Introducción (Estratigrafía)

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Introducción (Estratigrafía)

Litoestratigrafía - Estratigrafía de eventos - Sismoestratigrafía - Estratigrafía secuencial Bioestratigrafía Magnetoestratigrafía Tefroestratigrafía

Cicloestratigrafía - Dendrocronología - Cronometría de Warwas (- Climaestratigrafía)

Datación absoluta (Radiometría)

Quimicoestratigrafía - Isotopos estables - Estratigrafía de Estroncio 37/34

Introducción (Estratigrafía)

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Introducción (Estratigrafía)

Esquema del procesos sedimentario en el contexto del ciclo geológico ...

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Introducción (Estratigrafía)

Orden temporal de estratos (Datación relativa & absoluta) Correlación (!) de secuencias sedimentarias en regiones diferentes

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Introducción (Estratigrafía)

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Introducción (Estratigrafía)

Meta: Conocimiento del curso temporal en la Historia de la Tierra

Requisito para entender procesos en la Historia de la Tierra

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Introducción (Estratigrafía)

Estratigrafía „más vieja“ (sin descripción de rocas): Bioestratigrafía

(Macro)fósiles fueron conocido bien temprano: Platon/Sokrates (sabios griegos) p.e.: “Belemnites”, “Amonites”, “Nummulites” => pero: no los reconocieron como restos de organismos, sino como imágenes de organismos formados por esfuerzos de un poder divino („antojos de la naturaleza“)

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Introducción (Estratigrafía)

1558

Conrad Gesner: Similitud entre fósiles y animales vivientes: “cangrejo petrificado y el buey de mar”

1667

Nikolaus Steno: Fósiles tienen un origen orgánico

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Introducción (Estratigrafía)

1760

Giovanni Arduino: Subdivisión de las rocas en “Primario”, “Secundario” y “Terciario”

1825

Georges J. L. C. N. F. D. Cuvier: “Organismos solo conocidos como fósiles son extinctos.” Lo primer trabajo (On the species of living and fossil elephants, 1796) cuál documentó la extinción de especies ( catastrofismo)

1813

E.F. von Schlotheim: “Parece que la existencia de fósiles puede darnos las informaciones más importantes para determinar las edades relativas de las montañas y la formación contemporánea o diferente de sus capas correspondientes.”

1817

William Smith: “Stratigraphical system of organized fossils .…”

1829

J. Desnoyers: introdujo el termino “Cuaternario”

1830-1834 Charles Lyell: “Principles of Geology”. El sistema de sucesiones temporales y dataciones relativas se manifestaban. 45/34

Introducción (Estratigrafía)

1849-51 Alcide d'Orbigny: Concepto del desarrollo escalonado de creaciones y cortes catastróficos (extinciones sincrónicas): “Un piso es un estado natural de un ambiente antiguo. Exactamente como hoy en un piso existían en los continentes tanto como en los océanos plantas y animales... Un piso completo tiene que incorporar una asociación de organismos terrestres y marines cuál representan completamente la época, similar del desarrollo que llevó a cabo en la misma en este momento." 1856-58 Albert Oppel: Concepto de biozonas; reconocía, que la “distribución vertical de cada especie en lugares diferentes produce un perfil idealizada en cuál los partes de la misma edad en regiones diferentes siempre estan caracterizadas por las mismas especies.” 1859

Charles Darwin "The origin of species"  Evolución como base teorética universal para la sucesión de fósiles. 46/34

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Bases históricas de la Estratigrafía

2. y 8. Congreso internacional de Geólogos en Bologna (1881) y París (1900): “Las unidades principales del la corteza terrestre son las masas de minerales... En la perspectiva de su naturaleza las masas de minerales se llaman rocas… En la perspectiva de su origen las masas de minerales son formaciones... En la perspectiva de su edad o sucesión estratigráfica las masas son miembros en la confirmación de montañas.”

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Introducción (Estratigrafía)

Principios y Bases de la Estratigrafía

Actualismo: “El Presente es la clave al Pasado" Muchos excepciones, p.e.: - Corteza precámbrica, atmosfera o océano - Inventario de organismos y “tolerancias y preferencias" de los organismos - Clima, diseño en corrientes, constelación de placas, tiempos con actividad volcánica aumentados, tiempos con efecto invernadero etc. 48/34

Introducción (Estratigrafía)

Principios geológicos y sus excepciones 1667 Nikolaus Steno: Ley de superposición (super=sobre; positum=situar): lo mas viejo es lo mas abajo. pero: diques/sills, terrazas, arrecifes progradantes laterales, inversion tectónica etc.) 49/34

Introducción (Estratigrafía)

Principios y Bases de la Estratigrafía

Principio de horizontalidad / horizontalismo: inicialmente todos los depositaciones son horizontal. pero: Dunas y otros cuerpos sedimentarios con estratificación cruzada, antearrecife) Principio de la continuidad lateral (ejemplo: mismas capas en ambos lados de un valle); muy limitado

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Introducción (Estratigrafía)

Principios y Bases de la Estratigrafía

Principios geológicos y sus excepciones 1817 Wiliam Smith: Sucesiones de fósiles se representaran mas jóvenes hacia arriba pero: condensación, retrabajo/redepositación, inversion tectónica

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Principios y Bases de la Estratigrafía

estratificación horizontal: viejo abajo, joven arriba

Colorado, E.U.A.

Hoppenstedt, Alemania 52/34

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Principios y Bases de la Estratigrafía

estratificación horizontal: viejo abajo, joven arriba ???

estratificación cruzada, superficies múltiples de erosión slumping / derrumbamiento delizamiento sinsedimentario 53/34

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Ley Principal de la Estratigrafía

“Lo

mas viejo es lo mas abajo”

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Principios y Bases de la Estratigrafía

Estratificación horizontal: viejo abajo, joven arriba...???

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Algo para jugar ...

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¿ Cuales son los eventos geológicos de los siguientes perfiles ?

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Principios geológicos

“Ley de Facies” según Walther, Principio de Israelski: La Distribución vertical (temporal) de Facies es la misma como la distribución lateral (espacial): Principio general de la interpretación de Facies , vale para sistemas progradentes y retrogradentes (excepción: p.e. hard ground). 60/34

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Asociaciones de facies

• Ley de Walther: “Los diversos depósitos de una misma área de facies e igualmente la suma de las rocas de las diferentes áreas de facies se forman unas al lado de las otras en el espacio; en un corte, sin embargo, las vemos reposando unas sobre otras ...” • Mejor dicho: “Las facies cuales encontramos horizontal también encontramos vertical y a 62/34 revés ...”

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