Locos por la Geología

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Hace bastante tiempo que no les propongo un entretenimiento didáctico, y como se aproximan tanto el Día del Geólogo como el decimosegundo aniversario del blog, me pareció un momento apropiado para interactuar un poco.

¿Para qué sirve este post?

Este post puede servir para:

• Repasar un poco lo que han llegado a conocer,
• porbarse a sí mismos si es que están aprendiendo algo o no,
• entretenerse un poco mientras ponen sus neuronas a hacer algo de gimnasia antes de que se oxiden,
• y, si son estudiantes, pueden llegar a prepararse para un examen, porque no se puede descontar la posibilidad de que algún profe aproveche estas preguntas y las meta en sus exámenes.

¿Por qué hay tantos temas diferentes entre estas preguntas?

Efectivamente están los temas bien mezcladitos, como mezcladitos los voy subiendo al blog, porque este espacio NO QUIERE SER un curso de Geología, sino como les dije alguna vez, un lugar en el que charlemos de todo un poco los locos por la Geología. Y donde pueda contarles lo que fui conociendo a lo largo de eones de transitar la vida con ella como compañera.

¿Cómo abordar este post?

Piénsenlo como una trivia, y traten de pasarla bien. Si no pueden responder de manera inmediata, consulten el tema visitando el post en que lo he explicado, para lo cual les he dejado cada link necesario.

Como tal vez deban consultar más de una vez, he decidido reducir las preguntas a sólo cinco, para que no lleguen a aburrirse de leer, con el riesgo de que abandonen antes de tiempo.

Para que no hagan trampas, la respuestas correctas aparecerán el próximo lunes, como para que estudien lo que no hayan sabido contestar.

Y ahora sí, las preguntas:

1- ¿Qué es la temperatura equivalente?

a- La temperatura efectiva, corregida según el contenido de humedad.

b- La temperatura que reina en un momento dado, y que se lee en el termómetro.

c- La sensación térmica.

d- La temperatura efectiva, corregida según la velocidad del viento.

2- Un lacolito es:

a- Una mica de litio.

b- Una forma plutónica algo semejante a un hongo.

c- Un mineral del grupo de las plagioclasas.

3- Los procesos de meteorización química son:

a- Disolución, carbonatación, hidrólisis, hidratación y oxidación.

b- Oxidación, reducción, sulfatación y solución.

c- Hidrólisis, carbonización, oxidación, reducción y piritización.

4- ¿Cuáles son los componentes del suelo?

a- Materia orgánica, humus y aire.

b- Materia inerte y arcillas reactivas.

c- Materia mineral, materia orgánica, aire y agua.

d- Horizonte A, carbonato de calcio y materia orgánica.

5- ¿En qué se basa la magnitud de Richter?

a- En la observación de los efectos sísmicos sobre las personas, las construcciones, los instrumentos y la geología y topografía de la zona afectada.

b- En la medición del máximo desplazamiento del sismógrafo.

c- En la duración total del terremoto y el máximo daño producido.

d- En la medición de la máxima desviación del trazo del sismograma.

¿No es verdad que estuvo muy fácil? Si alguna pregunta se les complicó, sólo sigan su correspondeinte enlace, y lean las explicaciones allí. Pero recuerden que el lunes les doy las respuestas correctas y entonces podrán alardear …o no, de sus conocimientos.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es la portada de mi propio libro, por si quieren aprender algo más.

En las últimas décadas del S XX hizo su aparición un concepto novedoso: la teoría de fractales, y fue un boom en que se hablaba de geometría fractal, dimensiones fractales, aplicación de fractales a diversas ciencias, etc. Y la Geología no se mantuvo al margen de esa experiencia. Pero muy pocos llegaron a saber de qué se trata esa revolución.

El tema es extensísimo y lleno de posibilidades, de modo que avanzaremos por él muy lentamente, tal como venimos haciendo con la Tectónica Global, y otros tópicos cuya importancia y complejidad no permiten abordajes confusos ni apresurados.

Hoy haremos apenas una breve presentación del problema, pero les aseguro que será jugosa. Veamos.

¿Cuál podría ser una primera aproximación al concepto de fractal?

El concepto mismo de fractal no es sencillo, de modo que aquí sólo daremos una noción preliminar que se irá completando a lo largo de sucesivas aproximaciones.

Podría decirse que un fractal es un objeto cuya geometría es tal que su estructura básica, de una apariencia muy irregular, sigue sin embargo un patrón que se repite a diferentes escalas. Es lo que más adelante llamaremos su «autosimilaridad», que además veremos tiene diversas calidades. Pero no saltemos las etapas.

Digamos por ahora, y a modo de ejemplo, que el tradicional envase de Polvo Royal tiene un diseño fractal, ya que si lo observamos detenidamente, en él se ve dibujado otro envase igual, que adentro tiene otro más pequeño, con otro todavía menor en su interior, y así al infinito.

En cuanto a la palabra misma, fue acuñada por el matemático B. Mandelbrot (1924-2010) en el año 1967, y deriva del término latino fractus, que significa quebrado, fracturado o fragmentado. Sin embargo, como veremos más abajo, el concepto, si no la palabra, reconoce antecedentes mucho más antiguos.

¿Dónde se visualiza su importancia principalmente?

En la Naturaleza misma, que pese a cuantos esfuerzos haga el hombre por interpretarla a través de la geometría euclideana, tiene muy poca afinidad real con ella. En efecto, las dimensiones lineales, areales y volumétricas se caracterizan por tener 1, 2 o 3 dimensiones, es decir que pueden referirse a esos números enteros. Pero cuando nos dirigimos a la observación directa de objetos naturales, rara vez pueden representarse de una manera tan esquemática y sencilla.

Las nubes, los árboles, las corrientes turbulentas, los copos de nieve, están en realidad compuestos por una multiplicidad de estructuras que se sobreimponen unas a otras según se aumente el número de detalles y aumente la escala con que se las observa.

La característica esencial de una estructura fractal es el modo en que se distribuye en el espacio la materia que la compone. Es decir de modo heterogéneo, pero no aleatorio, ya que el patrón de agrupamiento se mantiene igual (al menos estadísticamente) sin importar el grado de amplificación con que se lo observe. Y volvemos al ejemplo del envase que vimos arriba.

¿Cómo es que surge la idea de la geometría fractal?

Si bien, repito, fue Mandelbrot quien introdujo el término en su artículo de 1967 titulado «¿Cuánto mide la costa de Gran Bretaña? Auto-Semejanza estadística y dimensión fractal»; el concepto germinal reconoce un antecedente muy anterior.

Fue el matemático y pacifista F. Richardson (1881-1953) quien ya en 1940 intentaba encontrar una explicación racional para el inicio de los conflictos bélicos.

Para ello se dedicó a analizar estadísticamente datos de economía, política, demografía, etc., para intentar descubrir los escenarios favorables a las guerras y hacer algo para prevenirlas.
Obviamente, en algún momento se ocupó de describir las fronteras, y allí observó que los datos sobre las longitudes de las fronteras eran muy diferentes según que fueran medidos por un país u otro. Comenzaron a hacerse visibles diferencias de hasta un 20 %, que no eran completamente atribuibles a mala fe, sino a diferentes métodos de medición.

En efecto, a medida que se reducía la unidad de medición de los límites, comenzaban a aparecer elementos, accidentes y detalles, que aumentaban la longitud de la frontera.

Tener o no en cuenta un monte fuera de la línea general, o un saliente del mismo monte, o una roca que se proyectara desde ese mismo saliente, etc., cambiaban la longitud obtenida, y ésta era entonces función del detalle de la observación, y de la disposición o no, de unidades lo bastante pequeñas como para reflejar ese grado de detalle.

Allí estaba ya la semilla de toda la geometría fractal.

¿Qué otras aplicaciones o interpretaciones tiene el concepto más allá de su postulación original?

El concepto surgido en mediciones topográficas fue encontrando aplicación en campos tan variados como la sociología donde se interpretó a la sociedad como una estructura que va repitiendo los diseños desde sus células más pequeñas hasta las poblaciones más extensas. O en las artes, como el diseño del envase, o hasta en la literatura, donde les propongo como ejemplo este cuento de mi propia autoría que escribí con una estructura fractal en mente, y que publiqué hace muchos años, cuando la novedad me atrapó por completo.

Como pueden ver, el tema es riquísimo y ya le sacaremos el jugo.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Para referencia de tamaño, el arbusto que se ve en primer plano es apenas más alto que un hombre de estatura normal.

Aquí voy a referirme a aquellas grandes bochas que se encuentran incluidas en el relieve circundante, no a las formas esferoidales que aparecen a veces como elementos depositados sobre un terreno dado, como si fueran relativamente independientes de él, fenómeno del que conversaremos en otro momento.

Los paisajes en los que el modelado in situ arroja un espacio de formas redondeadas de gran dimensión, generan un gran atractivo turístico e impacto visual. Vale la pena que veamos cómo se generan.

¿Dónde se ven estos modelados?

Debido a su génesis, son típicos de rocas cristalinas, del tipo de los granitos y granitoides, que tienden a ser afectados por diaclasamientos (o sea fracturas sin desplazamiento relativo de los bloques resultantes) de direcciones claramente definidas, normalmente según dos sistemas conjugados aproximadamente perpendiculares entre sí.

Sobre este tema de fracturas y diaclasas hablaremos en detalle en algún otro post, pero por hoy basta con recordar que las rocas propensas a generar relieves con grandes bolas, son las que como requisito previo tienen «grietas» que se cortan entre sí en «enrejados» que dibujan ángulos rectos.

En nuestras Sierras de Córdoba son comunes en las áreas de batolitos o stocks graníticos expuestos.

¿Cómo se los denomina científicamente?

El conjunto del paisaje se conoce como de «erosión en bolas», aunque el nombre más correcto sería de «meteorización en bolas», ya que ocurre in situ, faltando el transporte significativo de materiales, que es propio de los verdaderos procesos erosivos.

¿Por qué procesos se forman?

Como señalé más arriba, el requisito previo es la existencia de un sistema de diaclasas en enrejados perpendiculares. Esas fisuras definen volúmenes groseramente cúbicos en las rocas afectadas, y dan ingreso al agua, los organismos y demás agentes activos de la meteorización, tanto física como química, pero dominando esta última.

Los detalles de lo dicho y lo que sigue a continuación se pueden observar bien en la figura adjunta, tomada del texto de Sawkins et al.

Ahora pensemos en que siempre las reacciones de meteorización química  son más intensas y veloces en las superficies de contacto entre los agentes de ataque y la roca atacada.

En este caso, vemos que cada cara de ese cubo teórico en que las diaclasas dividen al cuerpo litológico, es una superficie de ataque. En las aristas, en cambio, se ponen en contacto dos superficies de ataque, de modo que allí la meteorización se acelera.

Por último, en los vértices, son tres las superficies de ingreso de los agentes agresivos que se reúnen, con lo cual es todavía más rápida la descomposición. Esas diferencias en la velocidad del cambio se reflejan en la forma final casi esférica.

Y ¡voilá!, ya tenemos explicada nuestra incógnita.

¿Cómo evolucionan luego?

En muchos casos, las bolas graníticas tienden a ahuecarse, tal como vemos en la foto que ilustra el post, donde se observa una minicaverna natural, formada en uno de los bochones originales.

Esas oquedades se denominan taffoni, o tafoni, pero cabe agregar que no todos los tafonis responden al origen arriba descrito, sino que lo dicho es sólo una de las posibles gé©nesis. De otras causas posibles iremos conversando con el tiempo en el blog.

La palabra tafoni podría tener diversas interpretaciones etimológicas, ya sea haciéndola derivar del término griego taphos, que significa tumba; o del italiano de Sicilia, en el que taffoni, quiere decir ventana, y tafonare es perforar.

La razón por la cual se generan esas cavernas, que generalmente se ensanchan por su piso, es que allí precisamente, es donde permanece más tiempo la humedad, y ya sabemos que el agua es un vector muy activo en la evolución del paisaje.

Precisamente por esa razón, es que muchas veces, el desgaste en la base quita sustentación al «techo» del tafoni, que termina por desplomarse.

A lo largo de una meteorización continuada, y en tiempos geológicos, también las bolas terminan desapareciendo.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es tomada de: SAWKINS,F.J; CHASE,C.; DARBY,D.G.; RAPP.G. Jr.1974. «The evolving earth» Mac Millan Publishing Co.

La foto es de la Provincia de Córdoba, camino a Traslasierra.

Como este post es continuación del de la semana anterior, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a leer la primera parte, antes de internarse en ésta de hoy.

La semana pasada contesté las siguientes preguntas:

¿Por qué es posible señalar algunas reglas evolutivas?

¿Cuáles serían las reglas evolutivas que han alcanzado mayor consenso entre los investigadores?

¿Qué es la complejidad progresiva de la biosfera?

Hasta aquí llegamos el lunes pasado, ahora seguiremos desde ese punto.

¿Qué es la ortogénesis?

Esta ley se relaciona claramente con la siguiente, según ya veremos. Pero definámosla ahora.

Comencemos por decir que en su concepción original, el término ortogénesis implicaba algún grado de contaminación teológica y filsosófica, que no resiste las objeciones científicas actuales.

En efecto, su formulación antigua implicaba un «diseño preestablecido» en la evolución, a la que se consideraba encaminada hacia algún fin último. Se proponía pues, para la evolución un camino prácticamente lineal hacia una meta perfecta. Y aquí, la contaminación religiosa atribuía la definición de esa meta a un propósito divino.

No obstante, los científicos propusieron mecanismos medianamente orientados en una dirección dada, pero que respondían a procesos genéticos regidos por principios biológicos y físico químicos, respondiendo en gran medida a factores ambientales, pero que no excluían mutaciones aleatorias.

El término ortogénesis requirió con el tiempo una redefinición profunda. En su concepción más actual, la ortogénesis se refiere simplemente a un principio según el cual se puede observar que allí donde se cuenta con los fósiles suficientes como para documentar los cambios progresivos de un género o familia en particular, dichos cambios no representan saltos en cualquier dirección, sino que una vez instalados, parecen seguir una dirección definida.

Esto se relaciona también con el éxito alcanzado por cada cambio en materia de supervivencia y adaptación a las condiciones ambientales. Una vez que un cambio, que inicialmente puede ser aleatorio, como ya vimos en otro post, mejora la competencia de los individuos portadores de dicho cambio, las sucesivas mutaciones tienden a acentuarlo.

¿Qué significa la irreversibilidad de la evolución?

El proceso evolutivo es aditivo, es decir que va sumando cambios, lo cual hace tan complejos los resultados, que una vez que se desarrolla un taxón diferente, sus individuos no retroceden jamás a ser lo que sus antepasados fueron.

Las aves, que evolucionaron desde los reptiles pueden sufrir mil cambios evolutivos generando nuevas especies, pero nunca regresarán a ser reptiles.

La explicación es simple: en cada estructura- y su correspondiente función- de los organismos vivos intervienen numerosos genes, combinados de manera compleja. Una nueva mutación, no reproduce esa misma combinación de genes. En situaciones de organismos más simples, con combinaciones más sencillas puede eventualmente producirse lo que se conoce como «homomorfismo», dando individuos parecidos, pero no idénticos en todos sus caracteres a los que quedaron atrás en el camino evolutivo.

Digamos entre paréntesis que el homomorfismo puede relacionarse con la convergencia adaptativa que veremos más abajo; pero puede ser también tema para un post en el futuro, porque es bastante entretenido.

¿Qué se entiende por especialización progresiva?

No es otra cosa que una gradual adaptación a las condiciones de vida en un lugar y situación dados. Por supuesto ocurre a lo largo de extensos intervalos y a través de numerosas generaciones. Normalmente la especialización se va acentuando no en el organismo en su conjunto, sino sobre alguna de sus partes. Tal el caso de las extremidades anteriores que a partir de los reptiles se fueron especializando para el vuelo hasta generar las alas que ostentan hoy sus descendientes, las aves.

Algunos científicos señalan que una especialización progresiva particular sería el aumento de la talla que culmina en un auténtico gigantismo, muchas veces preludio de la extinción de géneros, especies o inclusive taxones más altos. Ellos citan ejemplos como los anmonites, y dinosaurios, entre otros casos de desarrollo extremo previo a la extinción. Profundizaremos esto en el post que dedicaremos a las extinciones, pero ya hemos adelantado algo en el post sobre  tipogénesis, tipostasia y tipólisis.

¿Cómo ocurre la adaptación al ambiente?

Se da en dos niveles: el del individuo, que aprende estrategias para mejorar sus condiciones particulares de vida, como podría ser la conducta juguetona, sumisa o hasta agresiva que asumen los animales callejeros en las zonas urbanas, para obtener comida; y a lo largo de generaciones, en el proceso evolutivo general. Ya explicamos aquí y en otro post que solamente los rasgos favorables para mejorar la adaptación al medio, son los que se perpetúan en el tiempo.

Como ya están esas explicaciones básicas, elijo ahora dos aspectos particulares que quiero destacar aquí y que están explicitados en la imagen que ilustra el post. Ellas son el isomerismo o convergencia adaptativa, morfológica o evolutiva, y la radiación adaptativa.

La convergencia evolutiva conduce a que individuos de grupos distintos, y hasta de biocrones muy separados entre sí, asuman formas muy semejantes, simplemente porque son las que mejor responden a las exigencias del medio.

En la imagen ven tres animales acuáticos, es decir que viven o vivieron en el mismo medio, y que perteneciendo a grupos muy diferentes, adoptaron todos una morfología  hidrodinámicamente óptima para medrar en el océano, como es la fusiforme. Se trata de un mamífero, el delfín; un reptil extinguido, el ictiosaurio; y un pez, el tiburón. Los tres se parecen, sin ser de un mismo género.

El efecto inverso también ocurre, cuando desde un antepasado común surgen diversas especies adaptadas a ambientes diversos. En la imagen ven diversos ursus, es decir osos, que se ven morfológicamente diferentes porque también lo son los climas, relieves y alimentos disponibles en cada uno de sus hábitats.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Este tema que empezamos a conversar hoy, nos ocupará dos semanas con sendos posts de lunes, porque es un poco extenso.

Por otra parte, este tópico tiene ya en el blog, muchos antecedentes que deberían leer. Todos ellos están con la etiqueta fósiles, y/o en la categoría Paleontología, e incluyen desde la definición de los fósiles hasta las pruebas y falsas contrapruebas de la evolución biológica, pasando por ítems como tipos de fósiles, procesos de fosilización, excavaciones paleontológicas, etc. Les diría que paseen un poco por todos esos posts para ir completando el conocimiento.

Volviendo al post de hoy, nuestra conversación trata una serie de «reglas» (así entre comillas, porque sabemos bien que la Naturaleza no sigue las reglas que nosotros proponemos) que se observan en el proceso evolutivo, y que tienen un cierto consenso entre los científicos. Hago esta salvedad porque la complejidad de la evolución ha determinado la existencia de diversas opiniones, casi todas muy autorizadas pero que no siempre son coincidentes. Tanto es así, que hasta hay quienes niegan de plano la evolución.

Por supuesto, el tema no se agotará en estos dos posts, sino que más adelante deberemso referirnos a muchos otros conceptos que completan estas ideas básicas, como son los relativos a extinciones, micro, macro y megaevolución, etc., etc. Pero eso será en algún momento futuro. Sólo ármense de paciencia, la Geología y sus ciencias afines son campos inagotables y llenos de sorpresas.

Dicho todo lo cual, elijo ahora algunas de esas «normas evolutivas», para tratar de comprenderlas.

¿Por qué es posible señalar algunas reglas evolutivas?

Estudios y análisis estadísticos sobre los registros fósiles permiten el reconocimiento de ciertas regularidades en el proceso evolutivo en su conjunto, indicando que no se trata de cambios caóticos que puedan dispararse en cualquier dirección, sino que responden a algunas pautas de una cierta lógica interna.

Esas «pautas rectoras» se complementan muchas veces con otras conocidas en el ámbito de la Biología y van acompañando, medianamente, los mayores cambios climáticos y ambientales de los que también se lleva registro.

¿Cuáles serían las reglas evolutivas que han alcanzado mayor consenso entre los investigadores?

Repito por enésima vez que mucho de lo que aquí les diga permanece en revisión crítica constante (bah, en realidad toda la ciencia está siempre revisándose, no sólo esta parte) y por eso tal vez mañana elegiría las reglas de otro modo, pero por hoy discutiremos las siguientes:

• Complejidad progresiva de la biosfera.
• Principio de ortogénesis.
• Irreversibilidad de la evolución.
• Especialización progresiva.
• Adaptación al medio.

¿Qué es la complejidad progresiva de la biosfera?

Si observamos los clásicos esquemas en que se pretende sintetizar las sucesivas apariciones de géneros y especies, lo que primero salta a la vista es que tienen un aspecto dendriforme, con un tronco común cuyas raíces se internan en los tiempos más remotos, y cuyas ramas van subdividiéndose y generando cada vez una copa más y más frondosa.

Esto es así, precisamente porque hay un aumento neto del número de especies que constituyen la flora y la fauna, aun después de descontar las muchísimas que corresponden a ramas que se truncan por las extinciones.

Y al hablar de complejidad creciente, no se trata sólo de una apreciación cuantitativa como señalamos más arriba, sino también cualitativa; puesto que las biotas más próximas al presente, también son más complejas en cuanto a sus anatomías, fisiologías y grados de organización en general. Comparadas en cambio con biosferas de tiempos muy remotos, la mayoría de estas últimas eran mucho más rudimentarias y más simples. Esto no implica la desaparición de organismos simples, sino lo inverso, es decir la aparición de organismos más complejos, que coexisten en muchos casos con aquéllos.

Lotze señaló en 1963 que las diferencias entre floras y faunas actuales y las de otros tiempos geológicos son una función directa de su distancia cronológica. A más distancia, mayores diferencias cuali y cuantitativas.

Hasta aquí llega el post de hoy. El lunes próximo responderemos a:

¿Qué es la ortogénesis?

¿Qué significa la irreversibilidad de la evolución?

¿Qué se entiende por especialización progresiva?

¿Cómo ocurre la adaptación al medio o ambiente?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post ha sido generada sobre la base de dos diapositivas de una presentación de la Profesora Paola Vázquez, que encontré en este sitio.