25/09/2017

1

Tema 1. HISTÒRIA DE LA TERRA

1. Formació de la Terra

25/09/2017

2

Teoria del Big Bang

La teoria del El Big Bang és la més coneguda de les moltesteories que intenten explicar el començament de l’Univers i laseva evolució. No obstant això, és una teoria incerta.

•L’Univers es genera a partir de quelcom singular: un cúmul de massai energia infinitament petita, infinitament calenta i infinitamentdensa, sotmesa a una gran pressió.

•En un moment determinat, s’EXPANDEIX amb una rapidesa increïble,alhora que es va refredant.

•Actualment, l’Univers continua expandint-se.

•Tota la matèria que avui coneixem, prové d’aquell moment, de lacombinació i de protons, electrons i forces que van aparèixer enaquell moment.

1.1 Origen de la Terra

Sistema SolarÉs un sistema planetari de la Via Làctia, es troba en el Braç d’Orió.

Inicialment:Protoestrella astre que es transformarà en estrella.Disc protoplanetari gas i pols que es transformaran en diferentscossos.

Actualment:Estrella SolCossos planetes, asteroides, meteorits, etc. que orbiten el Sol.

GalàxiaAcumulació de gasos, de pols i de nombrosos estels i altres astres(centenars de milers).

• Nosaltres formem part de la galàxia Via Làctia.• La galàxia més propera a la nostra és Andròmeda.

25/09/2017

3

Formació dels planetes

1. Es formen petits cossos sòlids (PLANETÈSSIMS) gràciesal procés anomenat ACRECIÓ (unió deguda a les forcesgravitatòries).

2. Els planetèssims s’uneixen entre ells també peracreció, per formar cossos més grans fins obtenir elsPLANETES.

25/09/2017

4

3. Recent formada, la Terra va rebre l’impacte d’un altreastre (Thea) i el material arrencat va formar un anell alvoltant de la Terra, el qual va donar lloc a la Lluna.

4. Fa 4500 milions d’anys, la Terra i la Lluna ja estavenformades.

1.2 Estructura de la Terra

- Mètodes directes: extraccions finsuna certa profunditat, estudi demostres d’erupcions volcàniques...només donen informació dels primersquilòmetres.

- Mètodes indirectes: estudi dela transmissió i propagació de lesones sísmiques (dels terratrèmolscaptades pels sismògrafs).Consisteix a estudiar lesvariacions de velocitat i direccióde les ones. Aquestes variacionsindiquen un canvi en el medi depropagació.

25/09/2017

5

- Segons MATERIAL(densitats)

- Segons RIGIDESA(temperatura i pressió)

Litosfera (material sòlid)

Astenosfera (material sòlid + pastós)

Mesosfera (material sòlid)

Endosfera: Extern:líquid.Intern: sòlid.

Escorça: capa més superficial i lleugera. Formada per silicats.

Oceànica: coberta per oceans.Continental.

Mantell superior

Mantell inferior

Nucli extern

Nucli intern

Mantell: silicats de ferro i magnesi.

Superior: sòlid a la superfície i pastós la resta.Inferior: sòlid

Escorça

Nucli: Capa més pesant. Formada per ferro i níquel.

Extern: líquid.Intern: sòlid.

Dis. Mohorovicic

Dis. Repetti

Dis. Gutenberg

Dis. Lehman- Wiechert

2. El temps geològic

25/09/2017

6

2.1 Història dels processos geològicsEls principals processos de formació de les roques més primitives van ser:

Activitat volcànica: en els primers temps era molt intensa, però a mesura que la Terra es refreda, disminueix aquesta activitat.

Traps: altiplans formats a partir d’extenses colades de lava.

Erosió, transport i sedimentació

2.2 Tècniques de datació

Datació relativa: datació a partir de laposició que ocupen dins l’estratificació.

Datació absoluta: a partir de l’anàlisi delselements que formen el material, ja que algunselements, amb el temps, són capaços de perdreneutrons i, fins i tot, protons: RADIOISÒTOPS.El temps que tarda en reduir-se a la meitat laconcentració d’isòtop radioactiu, s’anomena període desemidesintegració.

Decaïment del Carboni 14: mostres orgàniques.Decaïment del potassi 40: roques i fòssils.Decaïment de l’urani 238: zircons

20 g 14C

10 g 14C

5 g 14C

2,5 g 14C

1,25 g 14C(1/2n de l’inicial)

5730 a

5730 a

5730 a

5730 a

22920 a

25/09/2017

7

2.3 EstratigrafiaEstrats: Capes de roques superposades, entre les quals pot haver-hirestes d’éssers vius.

Sèrie estratigràfica: superposició d’estrats que es troba en un llocdeterminat.

Correlació estratigràfica: comparar sèries de diferents llocs perobservar quins estrats coincideixen.

Principis de l’estratigrafia:

Superposició: els estrats superiors són els més recents.Horitzontalitat original: les capes es formen sobre el terreny de formahoritzontal.Continuïtat lateral: els estrats d’una sèrie poden formar part d’una altra sèriemés o menys propera.Relacions encreuades: els fenòmens geològics que afecten una sèrie sónposteriors a la sèrie.Inclusió: les roques incloses en un estrat són més antigues que l’estrat.Actualisme: els processos geològics d’altres èpoques eren similars als actuals.

25/09/2017

8

Paleozoica Cambrià Clima càlid, explosió cambriana

Ordovicià Glaciacions, peixos

Silurià Plantes terrestres, ozó

Devonià Amfibis i insectes

Carbonífer Rèptils, molsa i falgueres, glaciacions

Permià Pangea, glaciacions, gimnospermes

ERA PERÍODE CARACTERÍSTIQUES

Precambriana Priscoà Terra, Lluna, escorça, atmosfera primària

Arqueà Primers fòssils i continents, atmosfera secundària

Proterozonoic Boom de l’oxigen, bola de neu, petita fauna

Canvis geològics i biològics diferents ERES i PERÍODES.

2.4 Escala del temps geològic

Mesozoica Triàsic Frag. Pangea, dinosaures, mamífers, clima càlid i sec

Juràssic Aus, més dinosaures

Cretaci Primats, angiospermes, clima càlid i humit

Cenozoica Terciari Homínids, continents, prats, mamífers

Quaternari Glaciacions

Mesozoica Triàsic Frag. Pangea, dinosaures, mamífers, clima càlid i sec

Juràssic Aus, més dinosaures

Cretaci Primats, angiospermes, clima càlid i humit

3. Història dels continents

25/09/2017

9

3.1 Com s’estudia

Dues parts fonamentals a l’escorça:

a) A partir de l’anàlisi de les roques superficials i profundes!

Cratons: zones molt antigues. Relleusuau i estabilitat geològica.

Orògens: zones més recents.Envolten els cratons. Formenserralades i tenen activitat sísmicai volcànica.

b) El moviment dels continentsAspectes a tenir en compte:

Marges continentals: els límits d’alguns continents encaixen com sigairebé fossin trencaclosques, demostrant així que abans havien estatjunts.

Formacions geològiques: sistemes muntanyosos de la mateixa edaten continents diferents també demostren que els continents havienestat units.

Fòssils: fòssils d’espècies similars en continents diferents suggereixenque els continents havien estat junts.

Paleoclimatologia: coincidència del clima en altres èpoques.

Paleomagnetisme: la Terra crea un camp magnètic que fa que enrefredar-se el magma, els òxids de ferro s’orientin d’una maneradeterminada. Les desviacions en la direcció dels minerals de ferrodemostren canvis de posició i orientació dels continents.

25/09/2017

10

3.2 Oceans i continentsOceans: els planetèssims i els cometes que topen amb la terra,aporten grans quantitats d’aigua que, amb l’escalfor de l’activitatvolcànica forma vapor d’aigua i, en condensar, forma els oceans.

Continents: l’escorça continental està formada per roquesgranítiques (magma solidificat lentament i a gran pressió), mentreque l’escorça oceànica es forma a partir d’altres roques volcàniques.

5.- Era CenozoicaSeparació dels continents: Formació dels actuals.

1.- Era precambrianaFragmentació supercontinent Rodínia.

2.- Era paleozoicaFormació grans continents (Euramèrica, Gondwana).

3.- Era paleozoicaXoc dels continents: Formació PANGEA.

4.- Era mezosoicaFragmentació Pangea. Formació Gondwana i Lauràsia.

25/09/2017

11

4. HISTÒRIA DE L’ATMOSFERA I EL CLIMA

Atmosfera secundària

Gasos reductors procedents d’activitat volcànica:

Diòxid de carboniNitrogenMetàAmoníacVapor d’aigua

Apareixen les primeres formes de vida anaeròbica a l’aigua.

4.1 Història de l’atmosfera

Atmosfera primària

Gasos del Sol i de la nebulosa primitiva:

HidrogenHeli

La petita mida de la Terra fa que la força de gravetat no siguisuficient per retenir l’atmosfera primària.

Atmosfera actual(per acció biològica)

Es redueix la quantitat de NH3, CH4 i CO2 i es forma oxigengràcies a microorganismes fotosintètics.

L’oxigen es combina per formar ozó, el qual protegeix de laradiació solar i així es pot establir vida fora de l’aigua.

25/09/2017

12

L’experiment de Miller i Urey

El 1943 Miller i Urey van col·locar en un recipient de laboratori elsgasos que constituïen l’atmosfera secundària. En aplicar descàrregueselèctriques, van aconseguir que aquests gasos reaccionessin entre ellsformant molècules orgàniques senzilles (Aminoàcids).

Anells de creixement dels arbres: anualment, els arbres fabriquen unacapa de teixits conductors.Clima favorable anells gruixutsClima desfavorable anells fins

4.2 Tècniques paleoclimàtiquesPaleoclimatologia: Ciència que estudia les variacions delclima al llarg de la història de la Terra.

Testimonis de gel: el gel de l'Antàrtica oGrenlàndia presenten bombolles que contenengasos que pertanyien a l’atmosfera que hi haviaquan es va produir la nevada que els va atrapar.Analitzant la proporció de gasos, es pot deduirla composició i temperatura aproximada del’època i, així, el clima.

25/09/2017

13

Sediments oceànics: extracció decolumnes de sediments .

Més sedimentació Activitat fluvialalta Idea sobre el clima

Pol·len fòssil: permet deduir el tipus de plantesque hi havia en aquell moment i,conseqüentment, el clima.

Relacions isotòpiques de l’oxigen: segons la composició atmosfèricai la temperatura, la proporció d’isòtops d’oxigen en un mineral varia.Així, segons aquesta proporció, es pot deduir la composició i latemperatura atmosfèrica en el moment de formació del mineral.

4.3 Història del clima

Efecte hivernacle: diversos gasos (metà, diòxid de carboni, vapord’aigua) retenen la calor de la radiació solar.

Efecte Albedo: superfícies de color clar reflecteixen la llum solar irefreden l’atmosfera (gel).

Variacions de l’activitat solar.

Distribució de continents i oceans: els grans continents afavoreixenl’aparició d’anticiclons.

Cicles de Milankovitch: la forma de l’òrbita terrestre i inclinació del’eix de rotació varien en cicle augmentant o afavorint l’escalfamentde les regions polars.

Les variacions del clima estan lligades a canvis d’humitat i detemperatura provocats per:

25/09/2017

14

Era precambriana: Clima molt més càlid que l’actualcausat per la gran concentració de gasos d’efectehivernacle provinents de volcans i microorganismes.

Fases del clima: períodes càlids i humits alternats ambèpoques més seques i altres de més fredes.

Climes càlids: els pols queden lliures de gel (Cambrià, Triàsic,Cretaci i Terciari).

Climes secs: formació de Pangea (Permià i Triàsic).

Climes freds: gran part del planeta queda cobert de gel(Proterozoic, Ordovicià, Carbonífer, Permià i Quaternari).

5. Història de la vida

25/09/2017

15

Paleontologia: ciència que estudia els éssers vius delpassat.

5.1 Els primers éssers vius

Estromatòlits: restes fòssils més antigues que es coneixen, fabricadesper microorganismes. Aquests microorganismes havien de ser cèl·lulesprocariotes.

5.2 Diversificació de la vida aquàtica

PaleozoicaCambrià-Ordovicià

Es diversifica la vida aquàtica (artròpodes, equinoderms, mol·luscs, coralls, etc.).

Apareixen els primers vertebrats: peixos.

Precambriana

Vida limitada al medi aquàtic.

Fauna d’Ediacara: primers éssers pluricel·lulars.

Explosió cambriana: apareixen molts invertebrats amb closca gràcies a l’augment d’O2.

25/09/2017

16

5.3 Conquesta del medi aeri

Paleozoica(Silurià- Devonià)

A partir de l’aparició de l’ozó que protegia dels raigs solars.

Cooksonia: primeres plantes terrestres, al voltant de masses d’aigua.

Primers animals: tipus artròpodes (centpeus, escorpins,...).

Aparició dels insectes: desenvolupament del vol.

Aparició dels amfibis primitius

5.4 Diversificació de la vida aèria

Paleozoica(Carbonífer-Permià)

Selves de molses i falgueres.

Aparició dels primers rèptils.

Clima àrid: expansió de les gimnospermes (llavor nua).

Aparició de rèptils mamiferoides.

Gran extinció: grups sencers d’espècies desapareixen completament.

Mesozoica

Grans boscos de falgueres i gimnospermes.

Aparició de dinosaures, cocodrils i mamífers.

Rèptils que dominen el vol i rèptils que dominen el medi aquàtic.

Evolució d’angiospermes (fruit i flors vistoses): evolució d’insectes.

Nova extinció global.

Cenozoica

Desenvolupament de tots els mamífers actuals.

Ecosistemes herbacis.

Apareixen els homínids (terciari)

25/09/2017

17

5.5 Els fòssilsFòssil: conjunt de restes del cos o de l’activitat d’un ésserviu, que han estat preservades en les roques. Gràcies a ellses coneix la història biològica.

Condicions per a la fossilització:

Enterrament ràpid en una capa de sediment.

Capa d’aigua amb alt contingut mineral que precipiti entre lamatèria i el sediment.

Condicions estables durant molt temps.

Jaciments fossilífers: roques que contenen fòssils.

Fòssils guia: fòssils d’espècies concretes que es troben àmpliamentdistribuïts.