Datación relativa

El principio del uniformismo afirma que los procesos geológicos observados que modifican la corteza terrestre en la actualidad han funcionado de manera muy similar a lo largo del tiempo geológico. ^{[ 2 ]} Un principio fundamental de la geología, propuesto por el médico y geólogo escocés del siglo XVIII James Hutton , es que «el presente es la clave del pasado». En palabras de Hutton: «la historia pasada de nuestro planeta debe explicarse por lo que se observa que está sucediendo ahora». ^{[ 3 ]}

El principio de las relaciones intrusivas se refiere a las intrusiones transversales. En geología, cuando una intrusión ígnea atraviesa una formación de roca sedimentaria , se puede determinar que la intrusión ígnea es más joven que la roca sedimentaria. Existen varios tipos de intrusiones, entre ellas stocks, lacolitos , batolitos , sills y diques .

El principio de las relaciones de corte transversal se refiere a la formación de fallas y la edad de las secuencias que atraviesan. Las fallas son más jóvenes que las rocas que cortan; por lo tanto, si se encuentra una falla que penetra algunas formaciones pero no las que están encima, entonces las formaciones que fueron cortadas son más antiguas que la falla, y las que no fueron cortadas deben ser más jóvenes que la falla. Encontrar el estrato clave en estas situaciones puede ayudar a determinar si la falla es normal o inversa . ^{[ 4 ]}

El principio de inclusiones y componentes explica que, en las rocas sedimentarias, si se encuentran inclusiones (o clastos ) en una formación, estas deben ser más antiguas que la formación que las contiene. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, es común que la grava de una formación más antigua se desprenda y se incorpore a una capa más reciente. Una situación similar ocurre con las rocas ígneas cuando se encuentran xenolitos . Estos cuerpos extraños son arrastrados por el magma o la lava y se incorporan, enfriándose posteriormente en la matriz. Como resultado, los xenolitos son más antiguos que la roca que los contiene.

El principio de horizontalidad original establece que la deposición de sedimentos ocurre como capas esencialmente horizontales. La observación de sedimentos marinos y no marinos modernos en una amplia variedad de ambientes respalda esta generalización (aunque la estratificación cruzada está inclinada, la orientación general de las unidades estratificadas cruzadamente es horizontal). ^{[ 4 ]}

La ley de superposición establece que una capa de roca sedimentaria en una secuencia tectónicamente inalterada es más joven que la que se encuentra debajo y más antigua que la que se encuentra encima. Esto se debe a que es imposible que una capa más joven se deslice por debajo de una capa depositada previamente. La única alteración que experimentan las capas es la bioturbación, en la que animales y/o plantas mueven elementos dentro de ellas. Sin embargo, este proceso no es suficiente para que las capas cambien de posición. Este principio permite considerar las capas sedimentarias como una especie de línea de tiempo vertical, un registro parcial o completo del tiempo transcurrido desde la deposición de la capa más baja hasta la deposición de la capa más alta. ^{[ 4 ]}

El principio de sucesión faunística se basa en la aparición de fósiles en rocas sedimentarias. Dado que los organismos coexisten en el mismo período de tiempo en todo el mundo, su presencia o (a veces) ausencia puede utilizarse para determinar la edad relativa de las formaciones en las que se encuentran. Basándose en los principios establecidos por William Smith casi cien años antes de la publicación de la teoría de la evolución de Charles Darwin , los principios de sucesión se desarrollaron independientemente del pensamiento evolucionista. Sin embargo, este principio se vuelve bastante complejo debido a las incertidumbres de la fosilización, la localización de los tipos de fósiles por cambios laterales en el hábitat ( cambio de facies en los estratos sedimentarios) y el hecho de que no todos los fósiles se encuentran simultáneamente en todo el mundo. ^{[ 5 ]}

El principio de continuidad lateral establece que las capas de sedimento se extienden inicialmente de forma lateral en todas las direcciones; es decir, son lateralmente continuas. Por lo tanto, se puede suponer que las rocas que, por lo demás, son similares, pero que ahora están separadas por un valle u otro accidente erosivo , eran originalmente continuas.

Las capas de sedimento no se extienden indefinidamente; sus límites se pueden reconocer y están determinados por la cantidad y el tipo de sedimento disponible, así como por el tamaño y la forma de la cuenca sedimentaria . El sedimento seguirá siendo transportado a una zona y, finalmente, se depositará . Sin embargo, la capa de dicho material se irá adelgazando a medida que disminuya su cantidad lejos de la fuente.

A menudo, el material de grano grueso ya no puede transportarse a una zona porque el medio de transporte carece de la energía suficiente para llevarlo hasta allí. En su lugar, las partículas que se depositan del medio de transporte serán de grano más fino, y se producirá una transición lateral de material de grano grueso a material de grano fino. Esta variación lateral del sedimento dentro de un estrato se conoce como facies sedimentaria .

Si hay suficiente material sedimentario disponible, este se depositará hasta los límites de la cuenca sedimentaria. A menudo, la cuenca sedimentaria se encuentra dentro de rocas muy diferentes de los sedimentos que se depositan, en cuyo caso los límites laterales de la capa sedimentaria estarán marcados por un cambio abrupto en el tipo de roca.

Las inclusiones fundidas son pequeñas porciones o "grumos" de roca fundida que quedan atrapadas dentro de los cristales que crecen en los magmas que forman las rocas ígneas . En muchos aspectos, son análogas a las inclusiones fluidas . Las inclusiones fundidas suelen ser pequeñas; la mayoría miden menos de 100 micrómetros de diámetro (un micrómetro es una milésima de milímetro, o aproximadamente 0,00004  pulgadas). Sin embargo, pueden proporcionar abundante información útil. Mediante observaciones microscópicas y diversas técnicas de microanálisis químico, los geoquímicos y petrólogos ígneos pueden obtener información valiosa de las inclusiones fundidas. Dos de los usos más comunes de las inclusiones fundidas son el estudio de la composición de los magmas presentes en las primeras etapas de la historia de sistemas magmáticos específicos. Esto se debe a que las inclusiones pueden actuar como "fósiles", atrapando y preservando estos primeros fundidos antes de que sean modificados por procesos ígneos posteriores. Además, debido a que quedan atrapadas a altas presiones, muchas inclusiones fundidas también proporcionan información importante sobre el contenido de elementos volátiles (como H₂O _, CO₂ _, S y Cl) que impulsan las erupciones volcánicas explosivas .

Sorby (1858) fue el primero en documentar inclusiones microscópicas de fusión en cristales. El estudio de estas inclusiones se ha visto impulsado más recientemente por el desarrollo de sofisticadas técnicas de análisis químico. Científicos de la antigua Unión Soviética lideraron el estudio de las inclusiones de fusión en las décadas posteriores a la Segunda Guerra Mundial (Sobolev y Kostyuk, 1975) y desarrollaron métodos para calentarlas bajo el microscopio, lo que permitió observar directamente los cambios.

Aunque pequeñas, las inclusiones fundidas pueden contener diversos componentes, como vidrio (que representa magma enfriado rápidamente), pequeños cristales y una burbuja de vapor. Se presentan en la mayoría de los cristales de las rocas ígneas y son comunes en minerales como el cuarzo , el feldespato , el olivino y el piroxeno . La formación de inclusiones fundidas parece ser un proceso normal de cristalización de minerales en los magmas, y pueden encontrarse tanto en rocas volcánicas como plutónicas .

La ley de los fragmentos incluidos es un método de datación relativa en geología . Básicamente, esta ley establece que los clastos en una roca son más antiguos que la roca misma. ^{[ 6 ]} Un ejemplo de esto es un xenolito , que es un fragmento de roca encajante que cayó en el magma circulante como resultado de la detención de la actividad volcánica . Otro ejemplo es un fósil derivado , que es un fósil que ha sido erosionado de un estrato más antiguo y redepositado en uno más joven. ^{[ 7 ]}

Esta es una reformulación del principio original de Charles Lyell sobre inclusiones y componentes, expuesto en su obra multivolumen Principios de Geología ( 1830-1833 ) , que establece que, en rocas sedimentarias , si se encuentran inclusiones (o clastos) en una formación , estas deben ser más antiguas que la formación que las contiene. Por ejemplo, en rocas sedimentarias, es común que la grava de una formación más antigua se desprenda y se incorpore a una capa más reciente. Una situación similar ocurre con las rocas ígneas cuando se encuentran xenolitos. Estos cuerpos extraños son arrastrados por el magma o los flujos de lava y posteriormente se incorporan a la matriz al enfriarse . Como resultado, los xenolitos son más antiguos que la roca que los contiene.