datación de fósiles

Los Fósiles

¿Qué es la paleontología?

La palabra paleontología proviene del griego y significa "vida antigua". Se refiere a antigua en relación a la edad de nuestro planeta. La Paleontología estudia las formas que poblaron la Tierra cuando las rocas estaban aún formándose (también lo están haciendo ahora). La Paleontología estudia las formas vivientes en tiempos pretéritos, formas de vida primitivas, a partir de sus restos. Estos restos que son objeto de estudio de la Paleontología son los fósiles. En definitiva, la Paleontología es la ciencia que estudia los fósiles. La palabra fósil se usa para referirse a restos de organismos que vivieron en el pasado, y, en general, se acepta que estos fósiles han de tener una vida mínima de entre 20.000 y 25.000 millones de años.

Paleontología y geología.

La superficie terrestre ha ido cambiando a lo largo de los 4.500 millones de años que tiene. Señales de estos cambios se han preservado en las rocas existentes hoy, y los encargados de encontrar dichas señales son los geólogos. Desde el momento en que la vida apareció, hace unos 3.600 millones de años, ya comenzó a dejar señales en las rocas. Las primeras formas de vida eran escasas y dejaban señales que sólo ocasionalmente se llegan a observar. Con el paso de los miles de millones de años, los animales y plantas ya aparecieron. Estos organismos lograron desarrollar partes duras que se conservaron con mayor facilidad en las rocas sedimentarias.

¿Para qué sirve la Paleontología?

En Geología, los fósiles ayudan a calcular la edad de las rocas, indican variaciones en la superficie terrestre y proporcionan información importante acerca del movimiento de las rocas. En Climatología, los fósiles ayudan a conocer procesos globales de cambios climáticos y aspectos locales de este. En Ecología, se puede conocer el medio físico y biológico en que se desarrolló tal o cual especie. Ambientes y tipos de vida primitivos pueden ser desentrañados. En Evolución, se obtiene información acerca de la edad de las especies y de las relaciones entre estas.

Historia de la paleontología.

En 1664, el estudiante danés Niels Steensen, más conocido por su nombre latinizado Nicolas Steno, trabajó en la isla de Malta. Los comerciantes vendían unos amuletos que llamaba "piedras-lengua", que se encontraban por toda la isla. Steno había estudiado los tiburones y se dio cuenta de que los amuletos eran dientes de tiburón petrificados. Dedujo que Malta tuvo que haber estado bajo el mar y que las rocas que contenían los dientes debían de haber reposado en el fondo durante mucho tiempo.Posteriormente postuló que las rocas más profundas se había formado antes que las más modernas, que se sitúan en superficie. Esta conclusión, aparentemente simple pero crucial, se conoce con el nombre de Principio de Superposición o ley de Steno. Más tarde, al integrase en la Iglesia (llegó a ser obispo) se desdijo y refutó su propia proposición.

El fin del siglo XVIII marcó el inicio de la Paleontología científica. El inglés William Smith (1769 - 1839), supervisor de canales y minas, sentó las bases de la estratigrafía, recuperando las ideas de Steno: el principio de superposición y el principio de continuidad.

El Principio de Continuidad viene a decir que estratos que contengan los mismos fósiles se han depositado en la misma época. Estos principios, naturalmente, deben ser utilizados con reservas, ya que pueden darse circunstancias que alteren los materiales originales, como inversiones de estratos.

Los fósiles.

Los fósiles son restos de seres vivos que han vivido en el pasado. Comprender cómo se formaron implica tener un conocimiento básico de la Tierra, de su edad y de sus procesos geológicos. La edad de nuestro planeta fue desentrañada a lo largo de varios siglos. John Lightfoot, en 1664, se sirvió de la Biblia para calcular la edad de la Tierra, y estableción la fecha de us comienzo el 17 de Septiembre del año 3928 a. C., a las nueve de la mañana. James Ussher, arzobispo en Irlanda, publicó sus propios cálculos en 1650. Usando genealogías y personajes bíblicos, estimó que la Tierra comenzó a existir el 23 de Octubre del 4004 a. C. El naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck (1744 - 1829) se dio cuenta de que la Tierra era mucho más antigua de lo que la Biblia daba a entender, y propuso antes que Darwin que los animales y plantas habían pasado gradualmente de unas formas a otras.

El geólogo escocés James Hutton dedujo que muchas de las rocas de su país se habían formado unas a partir de otras, mediante procesos de cambios graduales. Entendió que las rocas que él observaba debieron haberse formado en tiempos pasados, desde luego mucho superiores a 6000 años, mediante procesos de erosión, sedimentación, transporte, consolidación, ..., y decidió no limitar la edad de la Tierra. El geólogo inglés Charles Lyell , en 1830, publicó una versión de la teoría de Hutton, que llamó Principio de Uniformismo, en la cual proponía que nuestro planeta había sido modelado en el pasado por procesos que aún actúan en el presente. Esta propuesta llevó a un gran avance de la Geología y la Paleontología.

William Smith, del que ya se ha hablado más arriba, observó que tipos de roca similares contenían fósiles similares. Trazó tablas relativas a los fósiles e introdujo el concepto de fósil guía, que dan una idea de la edad del material en que se encuentran. Estos métodos de datación de fósiles a partir del estrato en que se encuentran se conocen como métodos relativos. A partir de aquí, la ciencia paleontológica comenzó a desarrollarse con métodos más precisos de datación, que proporcionaban una idea de las edades de rocas y fósiles mucho más feacientes que la simple utilización de fósiles guía. La datación absoluta.El americano Willard Frank Libby (Nobel en 1960), descubrió en 1947 que una pequeña parte del dióxido de carbono atmosférico es radiactivo. Por desintegración, estos átomos de carbono, correspondientes al isótopo C14, estos átomos se convierten en átomos normales, no radiactivos, correspondientes a otros isótopos.Este dióxido de carbono es absorbido por las plantas, que lo incorporan así a sus moléculas orgánicas. De ellas, pasa al resto de los organismos de las cadenas tróficas. De este modo, todos los seres vivos presentan una proporción constante entre el C14 y el carbono no radiactivo. Sin embargo, al morir, este "reloj geológico" se pone en marcha: los átomos de carbono radiactivo dejan de ser asimilados y los que quedan comienzan a desintegrarse. Al cabo de 5.730 años, habrán desaparecido la mitad de los átomos de C14 originales; al cabo de otros 5.730 años, otra mitad habrá desaparecido, de modo que sólo quedarán la cuarta parte de los originales; y así, sucesivamente. A este espacio de tiempo se le llama período de semidesintegración o vida media. Si un fósil sólo contiene la cuarta parte del C14 que le corresponde, su edad será 2 X 5.730 años, es decir, 11.460 años. Si sólo contiene 1/16 de la cantidad original, la edad será de 22.920 años. El carbono-14 se acaba transformando en nitrógeno-14. El problema es que, cuando la radiactividad debida a este átomo es inferior al 1% de la original, el error en el cálculo de la edad es muy grande. Por esto, el método del carbono-14 es sólo válido para períodos inferiores a 70.000. En realidad, esto no supone ningún problema, ya que se utilizan otros átomos radiactivos, siendo la base teórica la misma. Existen átomos con períodos de desintegración de 109 y 1010. Dentro de estos métodos, se utilizan el uranio-238 que se transmuta a plomo-206, para datar rocas, el potasio-40 que transmuta a argón-40 en unos 8.400 millones de años (por eso, es el más usado para datar fenómenos muy alejados en el tiempo, como los procesos de formación de rocas). Con estos métodos, se ha calculado la edad de las rocas más antiguas conocidas de la Tierra, que es de casi 4.000 millones de años. Usando métodos radiactivos, se han atribuido a los meteoritos y a las más antiguas rocas lunares una edad de 4.600 millones de años, lo que nos puede dar una idea aproximada de la edad de nuestro planeta.

El proceso de mineralización.

Se dice que encontrar un fósil es como encontrar un insecto aplastado en la página de un libro. Se quiere decir que es un proceso poco común. La mayoría de las plantas y animales son devorados o se descomponen cuando mueren. Incluso las partes dura, como maderas, conchas, huesos, suelen romperse y sus productos son recilcados. Los factores ambientales también contribuyen a la destrucción de cualquier material biológico tras su muerte. Los fósiles se encuentran en aquellas zonas con peores condiciones para la descomposición: ausencia de humedad, calor u oxigenación, o donde hay toxinas letales, presión o calor extremos. Un lugar donde se pueden formar fósiles es el fondo marino. Allí, los restos de seres vivos son enterrados por sedimentos que los protegen de la descomposición. En tierra, la fosilización se duele dar cuando el organismo se entierra en arena seca y caliente o si los cuerpo van a parar a desembocaduras fluviales, lagos o lagunas, donde también serán recubiertos por sedimentos. Pueden, incluso, ser recubiertos por cenizas volcánicas o hundirse en pozos de alquitrán.

La permineralización.

Tras el enterramiento, el sedimento que contiene los restos se hunde a medida que se acumulan los materiales sobre él. Lentamente se va consolidando y convirtiendo en roca. Los restos más duros, como los dientes, pueden mantener su estado original durante cientos de miles de años, pero las partes menos resistentes cambian lentamente. Los materiales orgánicos desaparecen y los espacios que dejan son llenados por minerales que precipitan del agua que se filtra en la roca. Este proceso es el que se llama permineralización, es decir, algunos minerales propios de organismo original son reemplazados por otros nuevos que estaban disueltos en el agua circulante. el antiguo organismo se convierte, literalmente, en una roca.

En otros casos, el agua filtrada puede disolver los huesos, dejando un molde fósil, o bien llenar el molde con minerales, formando un contramolde. En el primer caso, se conserva la forma externa del organismo original (molde interno); en el otro caso, cuando el molde se rellena, se obtiene los que se llama contramolde fósil petrificado. El contramolde no presenta la estructura interna del organismo.

Muy raramente, un enterramiento puede preservar lo órganos internos, salvo que este sea muy rápido y con materiales muy finos. Se conocen impresiones de medusas varadas en la arena. Las huellas fósiles son señales dejadas por los animales en vida o una vez que han muerto. Se incluyen aquí pistas, huellas, huevos, conchas, nidos y excrementos. Algunos de los restos de fósiles más perfectos se han encontrado en el hielo y el alquitrán o incluidos en resinas de árboles. Estas resinas, acumuladas y enterradas por areniscas o arcillas, solidificaron en forma de ámbar. Un lugar especialmente rico en ámbar fósil es La Toca, en la República Dominicana.

Los mineros cavan margas (un tipo de rocas sedimentarias) de 40 millones de años y consiguen insectos, arañas y lagartijas, que muestran a la perfección cada detalle anatómico. Lo que normalmente fosiliza son las partes duras, como se mencionaba más arriba, pero pueden encontrarse fosilizadas semillas, esporas y granos de polen. El caso más famoso, quizás, de fósil es el del ave Archaeopteryx, en el que han permanecido la huellas de las plumas. En su momento, a finales del siglo XIX cuando fue descubierto el primero de ellos, Darwin ya había publicado "El origen de las especies", y este fósil resultaba ser el primer caso de "etapa" intermedia en la transformación de unas especies en otras.