El tiempo geológico resulta difícil de imaginar a escala humana, puesto que los cambios geológicos tienen lugar en periodos de tiempo muy extensos. Para comprender mejor la duración de las distintas etapas de la Tierra resulta muy útil cambiar la escala temporal de la historia de la Tierra utilizando un periodo de tiempo que nos resulte fácil de imaginar como por ejemplo la duración de un día.
Si la historia de la tierra se representa dentro de las 24 horas que dura un día, el género homo aparecería 38 segundos antes de la medianoche, y nuestra especie (Homo sapiens) estaría habitando el planeta desde hace tan solo 4 segundos. Así pues, la historia geológica abarca unos periodos de tiempo muy grandes que se miden en unidades que comprenden millones de años: los Eones.
Las etapas de la Tierra
La división más grande de la escala de tiempo geológica es el Eón, que en griego significa eternidad. Al contrario que otras unidades o divisiones temporales, los eones no tienen una duración determinada, sino que se establecen en función de acontecimientos geológicos relevantes o de forma arbitraria. Estos extensos periodos de tiempo se dividen, a su vez, en periodos más pequeños, las Eras geológicas; que, a su vez se dividen en Periodos y, estos en Épocas.
Así pues, la historia de la Tierra se divide en cuatro grandes periodos o eones que tienen duraciones distintas. Aquí tienes un resumen de lasetapas de la Tierra y, a continuación, las analizaremos con detalle:
- Hádico: este eón comprende el periodo de tiempo que va desde la formación de la Tierra hace 4.600 millones de años hasta los 3.800 millones de años. El primer eón de la historia geológica de la Tierra representa el 13% del total del tiempo geológico.
- Arcaico: abarca el periodo entre los 3.800 millones de años y los 2.500 millones de años. Este periodo de tiempo representa un 33% del total de la existencia del planeta Tierra. Durante este periodo la presencia de oxígeno en la atmósfera terrestre era insignificante y abundaba, en cambio, el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2)
- Proterozoico: El tercer eón de la historia geológica de la Tierra se inicia hace 2.500 millones de años y finaliza hace 544 millones de años. Que representa un 42% del total del tiempo geológico y es el periodo más largo. Hace unos 800 millones de años la Tierra entró en un periodo de cambios tectónicos y ambientales. Aumentó la concentración de oxígeno lo que pudo abrir la puerta a la aparición de animales de mayor tamaño.
- Fanerozoico: Es el eón que va desde el final del proteozoico, hace 544 millones de años hasta la actualidad. Se trata del Eón más corto de la historia de la Tierra con una duración que representa tan solo el 12% del total. Es una etapa de la historia geológica de la Tierra marcada por la aceleración en la evolución de los seres vivos que durante esta etapa de la historia del planeta adquirirán formas cada vez más complejas y conquistaran todos los ecosistemas. También se dan en esta etapa grandes cambios en el clima y en la distribución de las tierras emergidas.
Hádico, la primera de las etapas de la Tierra
La principal información sobre esta etapa inicial de la Tierra nos la proporcionan los datos astronómicos y la información obtenida desde el inicio de la era espacial nos permiten deducir cuál es la antigüedad del sistema solar y de nuestro planeta.
Se trata de un periodo del que se tiene poca información, puesto que, no existen prácticamente restos de minerales formados durante esta etapa, que hayan llegado hasta nuestros días. Las rocas que surgieron en entonces fueron destruidas, casi en su totalidad, en etapas posteriores.
Sin embargo, aunque escasos, existen unas pocas muestras de minerales pertenecientes al Hádico. Se trata de unos pequeños cristales de silicato llamados zirconios, que fueron descubiertos en sedimentos fluviales, en Australia, a finales del siglo XX. Estos pequeños cristales tienen una antigüedad de 4.300 millones de años y son una prueba de la existencia de agua en el planeta en las etapas iniciales de la existencia de la Tierra, puesto que, estos cristales solo se forman cuando el agua interactúa con los minerales de las rocas.
El nacimiento del planeta Tierra hace 4.600 millones de años
Como ya hemos comentado, el primer periodo de la historia geológica de la Tierrase inicia hace 4.600 millones de años, durante el periodo de formación del sistema solar en el que se produjo también la formación de nuestro planeta. La Tierra se formó durante la formación del sistema solar por agregación de fragmentos que se unieron entre sí por el efecto de atracción de las fuerzas gravitatorias.
Esta masa de roca incandescente se fue enfriando lentamente adquiriendo la estructura característica de los planetas rocosos, con un núcleo de metal fundido, un manto y una corteza sólida. Sin embargo, no se trató de un proceso de formación exento de episodios violentos, al contrario. La Tierra, durante su periodo de formación sufrió cataclismos muy importantes, entre los cuales el que dio lugar a la formación de la Luna hace 4.533 millones de años.
Así pues, la Tierra recién formada, era un océano de magma incandescente rodeado por una atmósfera turbulenta de vapores de silicatos, que sufría constantes bombardeos de grandes meteoritos rocosos y masas de hielo.
Las etapas de la Tierra
Formación de la Luna hace 4.533 millones de años
La Luna se formó por el impacto de Tea, un protoplaneta del tamaño de Marte, contra la Tierra. El impacto evaporó el protoplaneta y se formó una atmósfera de roca y metal que giraba alrededor de la Tierra. Los objetos que formaban esta gran nube de roca y metal se fueron uniendo por la atracción de las fuerzas de la gravedad hasta dar lugar a la Luna.
Formación de la atmósfera primigenia hace 4.100 millones de años
Tras los primeros 500 millones de años la Tierra se estabilizó y su corteza fue solidificando lentamente. Al mismo tiempo, los gases que se desprendían desde el interior del planeta, a través de la actividad volcánica. Estos gases se fueron acumulando y formaron una protoatmósferaque estaba constituida principalmente por vapor de agua, amoniaco y metano. Se calcula que la concentración de gases invernadero, como el metano, debía superar el 90%.
Gran lluvia de meteoritos hace 3.900 millones de años
Hace 3.900 millones de años se produjo una intensa lluvia de meteoritos de roca y hielo que afectó el sistema solar y produjo numerosos impactos en la Tierra y la Luna. Los grandes meteoritos de hielo que impactaron sobre la superficie de la Tierra aportaron cantidades de agua suficiente como para crear océanos. Este episodio de grandes cataclismos marca el final del Eón Hádico.
Imagen: Los rumbos del cambio
Las etapas de la Tierra
Arcaico, la segunda etapa de la Tierra
Arcaico es otra de las etapas de la Tierra que debes conocer. Tiene una duración que va desde hace 3.800 millones de años hasta los 2.500 millones de años. En esta etapa ya existe un registro geológico más importante; son las rocas más antiguas del planeta y las encontramos en Groenlandia y la región noroccidental de Australia.
En concreto en el cinturón de rocas verdes de Isua y en la región de Pilbara, respectivamente. Se trata de rocas de origen metamórfico. Estas rocas tienen una composición que indican un entorno de aguas marinas poco profundas. En estas rocas se han hallado estromatolitos (son formaciones fósiles que indican la presencia de vida bacteriana).
Este Eón se caracteriza por la aparición de las primeras formas de vida, tras la formación de los océanos.
Episodio de grandes erupciones volcánicas hace 3.600 millones de años
En esta época de los inicios de la existencia del planeta se produjeron grandes erupciones volcánicas con la emisión de grandes cantidades de lava, que al solidificar en la superficie del planeta dieron lugar a la aparición de grandes islas que, posteriormente darán lugar a los continentes.
Aparición de formas de vida microbiana hace 3.500 millones de años
Durante el Arcaico se produjo la aparición de las primeras formas de vida en la Tierra. Se trata de organismos procariotas, posiblemente se trataba de cianobacterias, que eran bacterias fotosintéticas anoxigénicas, es decir, que realizaban un proceso de fotosíntesis que no implicaba la producción de oxígeno (O2). Eran bacterias que proliferaban en ambientes marinos de poca profundidad (aguas someras).
Formación de los primeros protocontinentes hace 3.000 millones de años
Hace 3.000 millones de años, el calor emergente procedente del interior de la Tierra, era aún muy elevado, ello provocaba una enorme cantidad de erupciones de magma y fragmentaba la litosfera primitiva en múltiples fragmentos de pequeño tamaño. Puede ser que los primeros continentes no fuesen mucho mayores que Islandia.
Algunos autores consideran que el primer supercontiente apareció y se descompuso durante el Eón Arcaico. Este supercontinente recibe el nombre de Vaalbará y se supone que se formó hace unos 3.600 millones de años y se fragmentó hace unos 2.800 millones de años.
Las etapas de la Tierra
Proterozoico
Esta etapa de la Tierra se caracteriza por el gran salto evolutivo que supone la aparición de la célula eucariota y las formas de vida pluricelulares. La evolución biológica que se produce en esta etapa tiene como consecuencia la transformación radical de la composición de la atmósfera terrestre, con el fenómeno conocido como la gran oxidación.
Aparición de los primeros supercontinentes hace 2.000 millones de años.
Durante el proterozoico se cree que se formaron y disgregaron una serie de supercontinentes. El primero de ellos que recibe el nombre de Columbia o Nuna, terminó de formarse hace unos 2.000 millones de años y se fragmentó hace unos 1.600 millones de años. La fragmentación del supercontinente Nuna, tuvo lugar probablemente debido al incremento de la actividad magmática. Más adelante, hace unos 1.100 millones de años, se formó un nuevo supercontinente llamado Rodinia que empezó a disgregarse hace unos 200 millones de años.
Transformación de la atmósfera hace 2.500 millones de años:
Tuvo lugar la gran oxidación y la primera extinción en masa. Durante el Eón Proterozoico, aparecen las primeras bacterias fotosintéticas oxigénicas (que producen oxígeno como resultado de la fotosíntesis) y, posteriormente las primeras células eucariotas también fotosintéticas. El oxígeno producido por estos organismos se acumula en la hidrosfera y en la atmosfera. De esta forma, la atmosfera del Proterozoico acumula cantidades importantes de oxígeno. La presencia de oxígeno en el agua y el aire pudo ser el responsable de la primera extinción masiva.
Primera gran glaciación: La glaciación Huroniana hace 2.400-2.100 millones de años
Aunque no se conoce con certeza cuáles fueron las causas que produjeron esta primera gran glaciación la mayoría de investigadores, consideran que fue debida a la actividad metabólica de las primeras bacterias responsables de la gran oxidación que transformó la atmosfera. El cambio de composición de la atmosfera supuso la disminución drástica de gases con efecto invernadero como el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2).
La desaparición de gases con efecto invernadero habría provocado la disminución de la temperatura del planeta. Tampoco se conoce con certeza cual fue la causa que provoco el final de esta glaciación. Probablemente se debió a una etapa de intensa actividad volcánica que provoco el aumento de la temperatura del planeta.
Aparición de las primeras células eucariotas (con núcleo) hace 1.800 millones de años
Las células eucariotas aparecieron como resultado de la evolución de la célula procariota que dio lugar a un híbrido cuando una célula procariota primitiva “engullo” una bacteria primitiva sin llegar a digerirla. Esta bacteria incorporada a la nueva célula eucariota evolucionó hasta dar lugar a la mitocondria (orgánulo membranoso encargado de suministrar energía a la célula).
Las células procariotas son células mucho más simples que las células eucariotas, ya que carecen de orgánulos especializados y núcleo celular, y son células más pequeñas, midiendo entre 0,1 a 5 μm de diámetro. Además, los organismos que están formados por este tipo de células suelen ser unicelulares, es decir, están formados por una única célula. Las típicas células procariotas son las bacterias y las arqueobacterias.
Partes de la célula procariota
Aunque las células procariotas no poseen orgánulos membranosos, sí que poseen diferentes regiones celulares. Estas partes son:
- Nucleoide: región central de la célula procariota que contiene su ADN, que consiste en una molécula circular de ADN de doble cadena.
- Ribosomas: son unas estructuras sin membranas encargadas de traducir el código ARN mensajero en proteínas.
- Pared celular: estructura que rodea a la membrana celular procariota y la protege del ambiente externo. En la mayoría de células procariotas está formada por glúcidos y algunas proteínas insertadas.
- Membrana celular: es la estructura que delimita el interior de la célula y lo separa del exterior. También se la denomina membrana plasmática.
- Cápsula: es una capa de glúcidos que rodea a la pared celular en algunas bacterias (no en todas). Su función principal es la adherencia a superficies y evasión del sistema inmune del húesped.
- Fimbrias: estructuras delgadas, similares a pelos, que ayudan a la adherencia a superficies.
- Pilis: son estructuras con forma de varilla implicadas en diversas funciones, como en la unión y transferencia del ADN.
- Flagelos: estructuras delgadas que salen de la membrana como una cola y que permiten el movimiento.
células eucariotas
Las células eucariotas son células mucho más complejas que las procariotas y que contienen un núcleo y orgánulos membranosos especializados por funciones. Las células eucariotas son más grandes que las procariotas (entre 10-100 μm) y los organismos que las poseen son normalmente pluricelulares. Los organismos típicamente eucariotas suelen ser los seres superiores como animales o vegetales.
Partes de las células eucariotas
Los componentes de las células eucariotas son los siguientes:
- Núcleo: estructura central de la célula de forma esférica que almacena la información genética en forma de cromatina.
- Nucleolo: estructura esférica que se encuentra dentro núcleo y que es donde se produce el ARN ribosómico.
- Membrana plasmática: bícapa fosfolipídica que delimita la célula y la separa del medio externo.
- Citoesqueleto: es una estructura eucariota compuesta por varios tipos de filamento que aporta estructura, permite el movimiento celular y ayuda en la división celular. Se le podría llamar esqueleto celular.
- Ribosomas: al igual que en procariotas, traduce el código genético a proteínas.
- Mitocondrias: son los orgánulos encargados de la producción energética de la célula.
- Citoplasma: región acuosa de la célula que se encuentra entre el núcleo y la membrana plasmática. Es el llamado medio interno celular.
- Retículo endoplasmático: orgánulo dedicado a la síntesis y maduración de proteínas. Existe un retículo endoplasmático liso encargado de la síntesis de lípidos.
- Vesículas y vacuolas: son sacos unidos a membranas que participan del transporte y almacenamiento de sustancias.
- Aparato de Golgi: se encarga de la maduración y exportación de proteínas.
Diferencias entre las células eucariotas y procariotas
Entre las células eucariotas y procariotas existen grandes diferencias. Las diferencias entre las células eucariotas y procariotas son las siguientes:
- Mayor complejidad de la célula eucariota
- Mayor tamaño en la célula eucariota que en la procariota
- Presencia de núcleo y orgánulos membranosos especializados en las células eucariotas
- Mayor tamaño de los ribosomas en las células eucariotas
- Procesos metabólicos más complejos en las células eucariotas y separación en compartimentos diferentes.
- Molécula de ADN lineal en las células eucariotas y circular en las procariotas
Las etapas de la Tierra
Semejanzas entre las células eucariotas y procariotas
Las células procariotas y eucariotas son las dos modalidades existentes de células entre los organismos vivos de la tierra. Aunque ambos tipos de células presentan numerosas diferencias, también poseen algunas semejanzas, como son:
- Material genético en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico) que se propaga mediante la replicación, para, posteriormente, transcribirse a ARNm y luego traducirse a proteínas.
- Membrana plasmática: ambos tipos de células poseen una membrana plasmática formada por una bícapa de lípidos con proteínas insertadas y algunos glúcidos. Esta membrana se encuentra separando el medio interno de las células del medio externo.
- Citoplasma: es el conocido como medio interno de la célula. Se trata de un gel de consistencia acuosa que contiene ribosomas, sustancias y diversas moléculas disueltas. En él se suelen dar diversos procesos metabólicos importantes para la célula.
- Ribosomas: son estructuras sin membrana que se sitúan en el citoplasma de las células y que sirven para ‘leer’ la molécula de ARNm y traducirlo a proteínas.
Aparición de las primeras formas pluricelulares hace 600 millones de años: flora y fauna marina.
La aparición de las células eucariotas más complejas y con mayor capacidad de organización, dio lugar a la aparición de organismos formados por conjuntos de células (organismos pluricelulares) como las algas verdes y rojas, los pólipos, las medusas, los corales y las esponjas. Se trata en todos los casos de formas de vida acuáticas.
Por medio del registro de fósiles se ha determinado que las células procariotas precedieron a las eucarióticas y aparecieron hace unos 3,5 millones de años. En el Período prebiótico, hubo una larga fase de evolución química, en la cual el H2 (Hidrógeno), N (Nitrógeno), HN3 (Amoníaco), CH4 (Metano), CO (Monóxido de Carbono) y CO2 (Dióxido de Carbono) de la atmósfera interactuaron para formar compuestos orgánicos con carbono.
Mediante experimentos en los que se produjeron las condiciones de la atmósfera en ese período, fue posible obtener azúcares, ácidos grasos, bases de los ácidos nucleicos, por ejemplo, adenina y varios el enfriamiento
paulatino determinó la condensación del vapor y la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta.
PRIMEROS ORGANISMOS ANAEROBIOS.
Los organismos anaerobios o anaeróbicos son los que no utilizan oxigeno (O2) en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica (piruvato, acetaldehído, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica.
El concepto se opone al de organismo aerobio, en cuyo metabolismo se usa el oxígeno como aceptor final de electrones.
Aquellos organismos que no pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno se denominan anaerobios estrictos.
Algunos microorganismos aeróbicos, que pueden desarrollarse en ausencia de oxígeno, por medio de la fermentación se denominan anaerobios facultativos.
Las etapas de la Tierra
ORIGEN DE LA VIDA POR QUIMIOSINTESIS.
La Quimiosíntesis es la conversión biológica de moléculas de 1 carbono ( generalmente dióxido de carbono o metano) y nutrientes en materia orgánica usando la oxidación de moléculas inorgánicas, como por ejemplo el ácido sulfhídrico (H2S) o el hidrógeno gaseoso, o en metano como fuente de energía, sin la luz solar, a diferencia de la fotosíntesis.
Fanerozoico, otra de las etapas de la Tierra
El último Eón de las etapas de la Tierra se inicia hace 544 millones de años y llega hasta la actualidad. Se trata de un periodo caracterizado por la evolución de los seres vivos, y por el aumento de su diversidad. También se trata de un periodo con grandes cambios climáticos.
El eón Fanerozoico es una división de la escala temporal geológica que abarca desde hace 541 millones de años hasta el presente, que se caracteriza por una abundante vida animal y vegetal.
Su inicio se da en periodo Cámbrico, cuando aparecen los primeros animales de caparazón duro, y su nombre deriva de las palabras del antiguo griego φανερός (phanerós), que significa «visible”, y ζῷον (zôon), que significa «ser vivo “y que en conjunto quieren decir “vida visible”.
El término “Fanerozoico” fue adoptado en 1930 por el geólogo estadounidense George Talcott Chadwick (1876-1953), siendo el sucesor del supereón Precámbrico, que incluye los eones:
Hádico, Arcaico y Proterozoico.
El lapso de tiempo que duró el eón Fanerozoico comienza con lo que sería la rápida aparición de una serie de filos (tipo de organización situada entre el reino y la clase empleada en los reinos animales) de animales, su propia evolución en diversas formas, el desarrollo de plantas complejas, la evolución de los peces, la aparición de insectos y tetrápodos y el desarrollo de la fauna moderna.
Durante este lapso de tiempo, las fuerzas tectónicas provocaron que los continentes se movieran y se juntaran eventualmente en una sola masa terrestre: el supercontinente Pangea, el cual se separó en las masas continentales actuales.
Las etapas de la Tierra
Eras del eón Fanerozoico
El eón Fanerozoico se divide en tres épocas, Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico, que a su vez se subdividen en 12 periodos:
Era Paleozoica
- Cámbrico
- Ordovícico
- Silúrico
- Devónico
- Carbonífero (Misisípico y Pensilvánico)
- Pérmico
Era Mesozoica
- Triásico
- Jurásico
- Cretácico
Era Cenozoica
- Paleógeno
- Neógeno
- Cuaternario
Evolución biológica
Las etapas de la Tierra
La evolución de los organismos vivos en esta etapa es muy importante, por numerosos aspectos. Se trata de una etapa en la que los organismos vivos empiezan a tomar formas mucho más complejas e incrementa mucho su diversidad. Entre los sucesos más destacados se encuentran los siguientes:
- Aparición de los vertebrados hace unos 545 millones de años. Durante este periodo se produjo la aparición de organismos vertebrados marinos. Sin embargo, debieron pasar millones de años hasta la aparición de animales vertebrados complejos como los peces que poblaron los océanos hace unos 460 millones de años. Su aparición supuso un aumento de la complejidad de las cadenas tróficas y los ecosistemas.
- Aparición de organismos terrestres hace 450 millones de años: Después de 3.000 millones de años la vida sale de los océanos para colonizar del medio terrestre y las aguas continentales, tanto por parte de organismos vegetales como por animales.
- Cinco grandes extinciones masivas: En la actualidad se considera que cuatro de las cinco extinciones masivas que tuvieron lugar durante el Fanerozoico se debieron a grandes erupciones volcánicas, la última, que supuso la extinción de los dinosaurios hace 66 millones de años, se debió al impacto de un meteorito. En todos los casos supuso la desaparición de un número importante de especies que cambiaron el curso de la evolución al permitir que otros organismos pudieran ocupar nichos ecológicos que quedaban vacíos e iniciar su expansión.
Formación y fragmentación del supercontinente Pangea
Durante el Eón Fanerozoico se forma el último de los supercontinentes: Pangea que empezó a fragmentarse hace 200 millones de años para dar lugar a los actuales continentes.
Grandes cambios en el clima
El Eón Fanerozoico fue uno periodo en el que se produjeron grandes cambios climáticos sucesivos incluyendo varias glaciaciones. Al iniciarse esta etapa la tierra tenía un clima seco que se volvió más cálido y húmedo. Y, en periodos sucesivos se fueron alternando glaciaciones, en las que se produjeron descensos drásticos de temperatura; con periodos interglaciares en los que la temperatura era cálida.
