Principios

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗

TEMA 1.1 1.2.3.4.-

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

Concepto de Geología. Principios fundamentales en los que se basa. División de las ciencias geológicas. Método científico.

1.- CONCEPTO DE GEOLOGÍA Etimológicamente, la palabra geología deriva de las raíces griegas Gea -Divinidad griega que representaba a la Tierra- y logos -tratado-. Con esta definición no podemos hacernos una idea de la amplitud y complejidad de la Geología. Una noción más precisa es aquella que la contempla como una "ciencia que investiga el origen y evolución de nuestro planeta en relación con otros sistemas del universo". Este concepto de Geología pone de manifiesto un carácter muy significativo de esta ciencia: al estudiar el origen y evolución (sucesión de procesos en el tiempo) de la Tierra, trata de reconstruir el pasado de la misma y por tanto, estamos ante una ciencia histórica. Además, los estudios geológicos no se limitan a nuestro planeta como un sistema aislado del universo, sino que también hacen referencia a la geología del resto de los planetas del sistema solar, comparando y buscando relaciones. Nace de esta forma una rama necesariamente reciente de la Geología: La Geoplanetología. La información necesaria para la reconstrucción histórica de los acontecimientos geológicos, queda registrada en los materiales terrestres, fundamentalmente las rocas. Descifrar e interpretar los datos que éstas guardan, constituye la tarea de los geólogos, título que exige unas ciertas dotes de observación e imaginación para situarse en unas condiciones de tiempo y espacio que no corresponden, como veremos, a nuestra escala humana. Los conceptos de espacio y tiempo tienen una gran importancia en Geología. Cuando se estudia la Tierra debemos, en primer lugar, tener presente su magnitud. Este hecho requiere un esfuerzo mayor de lo que parece, sobre todo si tenemos en cuenta el interior de nuestro planeta, donde radica toda su energía y donde se originan gran parte de los procesos cuyas manifestaciones superficiales observamos. La corteza terrestre, en la que apenas podemos profundizar unos kilómetros, equivale en la anatomía humana a nuestra piel. ¿Podemos imaginarnos a unos médicos que no conociesen lo que existe bajo nuestra piel?. Los geólogos se enfrentan por lo tanto, a una incógnita fabulosa, pero

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ esto hace más atractiva e interesante su tarea. En cuanto al tiempo geológico, el problema es tal vez más grave. No sirven nuestros relojes ni nuestros calendarios; la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años y casi todas las rocas que observamos en la superficie se han generado posteriormente, en etapas sucesivas y complicadas que jalonan una apasionante historia. La escala de tiempo geológico tiene como unidad el millón de años. Tenemos, pues, que asimilar la lentitud de los procesos geológicos, porque sin tener clara esta idea nos será difícil comprender la formación de montañas y océanos y la escasa importancia que tiene la aparición de un ser vivo como el hombre, que es prácticamente un recién llegado al viejo planeta pleno de vida y de cicatrices. Si pudiéramos visualizar toda la historia de la Tierra en una proyección cinematográfica de duración normal, las secuencias en las que aparecería el hombre ocuparían sólo unas millonésimas de segundo al final de la película. 2.- PRINCIPIOS FUNDAMENTALES EN LOS QUE SE BASA Principio de superposición de STENO (1669) Nace como resultado de la observación de las rocas sedimentarias: «Los terrenos están dispuestos en capas sucesivas (estratos) siendo las superiores más recientes que las que se encuentran por debajo». Este principio es importante puesto que establece una cronología relativa (más antiguo que...., más moderno que....) en las series estratigráficas sin deformar. Principio de la sucesión faunística de SMITH El descubrimiento de que los diferentes grupos de organismos fósiles no se distribuyen de una manera casual, sino que se suceden en el tiempo en un orden determinado, se debe al inglés Smith a finales del siglo XIX. El principio dice que «cada capa o grupo de ellas puede reconocerse por su contenido biológico» o, en otras palabras, las capas que tienen el mismo contenido fosilífero son de la misma edad, aunque su litología difiera. El principio es de gran utilidad para establecer correlaciones entre capas separadas en el espacio independientemente de su litología. Principios del Uniformismo y Actualismo El uniformismo o uniformitarismo surge como una concepción acerca del funcionamiento de nuestro planeta en oposición a otra corriente de pensamiento denominada catastrofismo. La doctrina uniformista se debe a HUTTON (Teoría de la tierra, 1788) quien propone un modelo cíclico para la Tierra: El calor del interior del planeta, liberado periódicamente gracias al vulcanismo, era la causa del

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ levantamiento de las tierras lo que provocaba una mayor erosión para nivelarlas. Los sedimentos resultantes se depositaban en el mar y posteriormente se consolidaban. El poder expansivo de este calor interno llevaría finalmente al levantamiento del fondo del mar, tal como lo indicaba la presencia de fósiles marinos en las tierras emergidas que a su vez serían destruidas por la denudación y así sucesivamente, en una serie de ciclos, durante un período de tiempo indefinidamente largo. Para Hutton, no hay variación en el planeta a lo largo de los sucesivos ciclos sino que la Tierra permanece sin cambios, inmutable, es decir, en estado uniforme; por tanto, podemos basarnos en su orden actual para inferir su pasado. Posteriormente, Charles Lyell en sus Principios de Geología - 1830, mantiene también una concepción uniformista del planeta en la que, bajo la rúbrica común de la uniformidad, unifica dos tipos diferentes de reivindicaciones: (a) una serie de principios metodológicos acerca de un procedimiento científico adecuado y (b) una relación de creencias sobre la manera en la que supone que funciona el mundo. Los principios metodológicos fueron aceptados por todos los científicos, no así su idea del funcionamiento de la Tierra. Para algunos historiadores de la Ciencia, el uniformismo de Lyell se concreta en cuatro significados diferentes de uniformidad: 1.- La uniformidad de la ley: Las leyes de la Naturaleza son constantes en el tiempo y en el espacio. 2.- La uniformidad de los procesos (actualismo): Si se puede representar un fenómeno del pasado como el resultado de un tipo de proceso que actualmente sigue operando, no tenemos que recurrir a causas desconocidas o extinguidas para su explicación. Estos dos significados de uniformidad son metodológicos, no afirmaciones sobre la naturaleza de la Tierra.

principios

3.- La uniformidad en la proporción o gradualismo: El ritmo de cambio es generalmente lento, regular y gradual. Los fenómenos de gran envergadura, como las cordilleras o los grandes cañones, se producen por la acumulación, paso a paso, de insensibles e incontables cambios que se suceden a lo largo de un inmenso período de tiempo, para dar lugar a un efecto grandioso. 4.- La uniformidad de estado o antiprogresismo: La apariencia y el comportamiento de nuestro planeta siempre han sido como lo son ahora. La Tierra cambia constantemente pero no sigue ningún vector específico de progreso que se halle dispuesto en alguna dirección. El cambio es continuo pero no lleva a ninguna parte. La Tierra se halla en equilibrio o, en otras palabras, en un dinámico estado uniforme.

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ Estos dos últimos significados de uniformidad son suposiciones -muy discutibles- sobre el funcionamiento del planeta.

3.- DIVISIÓN DE LAS CIENCIAS GEOLÓGICAS Mineralogía y cristalografía: Estudia los minerales, su composición, estructura cristalina, génesis y asociaciones naturales. Estratigrafía: Estudia las rocas estratificadas y sedimentarias, su génesis, extensión horizontal, su ordenación en el tiempo y como fin último la reconstrucción de la historia de la Tierra. Paleontología: Estudia los fósiles y su distribución en el espacio y en el tiempo. Geodinámica interna y geología estructural: La primera estudia las deformaciones que tienen lugar en la Tierra (capa superficial sobre todo) y la segunda, las estructuras que presentan los materiales debido a estas deformaciones. Geodinámica externa y geomorfología: La Gca externa se ocupa del estudio de los procesos que tienen lugar en la superficie de la Tierra; del estudio de los relieves resultantes de estos procesos se encarga la geomorfología. Geología aplicada: Se ocupa de los posibles usos de la geología con fines prácticos. 4.- MÉTODO CIENTÍFICO Las ciencias geológicas utilizan, con algunas variaciones, el método de las ciencias empíricas basado en la observación y experimentación. Etimológicamente, la palabra método significa -meta: hacia, odos: camino- camino que nos lleva hacia un fin: explicar los fenómenos del mundo físico. El método no hay que entenderlo como un conjunto de pasos o reglas de aplicación matemática, de forma que cualquier persona que las siga llega finalmente al mismo resultado, sino que intervienen una serie de variables personales como imaginación, conocimientos, capacidades, etc del científico así como sociales: desarrollo económico, conocimientos científicos generales, etc, que hacen que los resultados no sean los mismos para todos. Otra característica del método es que es general y que hay que particularizarlo a cada caso concreto.

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ Ejemplo: llegar del punto A al B de una ciudad. Método Particularización -Adquirir un plano -Toma el autobús nº... -Localizar posición A -Andar tantas calles.. -Localizar posición B . -Trazar el itinerario . El esquema general del método científico es el siguiente:

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗× REALIDAD ≥ ⇐⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ⇐↵ ≥ ⇓ ≥ ≥ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ ≥ ≥ DATOS Y ≥ ≥ ∨⊗⊗⊗⊗ℑ⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ OBSERVACIONES ≥ ≥ ≥ MODELOS ≥ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗ℜ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ≥ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ≥ ≥ ⇑ ⇓ ≥ ≥ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ ≥ ≥ ANÁLISIS Y ≥ ≥ ∨⊗⊗⊗⊗ℑ⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ CLASIFICACIÓN ≥ ℵ⊗⊗× TEORÍAS ≥ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗ℜ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ≥ ⇑ ⇓ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ ∨⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗↵ ≥ contrasta- ≥ ≥ ≥ FORMULACIÓN DE ≥ ≥ ción ≥ ∨⊗⊗⊗⊗ℑ⊗⊗⊗↵ ≥ HIPÓTESIS ℘⊗∧ ℵ⇒× LEYES ≥ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧ ℵ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗∧

De la realidad se toman los hechos o fenómenos que se desea estudiar. Para que un fenómeno pueda convertirse en objeto de investigación científica -pueda llamarse fenómeno científico- se requiere que la observación de ese fenómeno o su producción en laboratorio sean repetibles. Mediante una observación precisa, que dependerá de los condicionamientos personales del observador (creatividad, intuición...) se toman una serie de datos. La observación puede ser directa o bien controlada o experimental: se controlan un conjunto de variables intervinientes en un determinado proceso y se estudian sus influencias sobre otras variables (variables dependientes). En ambos tipos de observaciones, es de gran utilidad disponer de instrumentos que amplíen nuestra capacidad de observación como microscopios, telescopios, etc. Los datos obtenidos se intentan organizar, relacionar y clasificar. La ordenación puede ser importante para conocer más profundamente el hecho científico. Ej: Ordenación de los elementos por Mendeleyev. El siguiente paso del método es la formulación de hipótesis. Una hipótesis es un enunciado que se propone como base para explicar porqué o cómo se produce un fenómeno o conjunto de fenómenos relacionados. No hay un procedimiento específico para llegar a la formulación de hipótesis. En ocasiones, los datos empíricos están tan encaminados en una determinada dirección que a un experto no le cuesta demasiado llegar a

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ formularla. Por analogía o comparación se puede sugerir una hipótesis: -La naturaleza ondulatoria de la luz de Huyghens (1629 - 1695), fue sugerida por comparación con las olas. -La hipótesis sobre la estructura del átomo de Bohr (1885 - 1962), surge por analogía con el sistema planetario. Un sueño puede sugerir una hipótesis como en el caso de la estructura de la molécula del benceno de Kekule (1829 - 1896). En cualquier caso, siempre interviene el saber teórico del científico y su conocimiento profundo del problema. Una hipótesis debe de cumplir dos requisitos: . Que esté libre de contradicciones. . Que pueda ser sometida a comprobación. El proceso de comprobación recibe el nombre de contrastación y se utiliza para conocer su validez. Para contrastar una hipótesis hay que seguir dos pasos: 1. Deducir de la hipótesis una consecuencia o serie de consecuencias (establecer una predicción). 2. Confrontar tales consecuencias con la experiencia empírica. La confrontación puede ser experimentalmente (ideando un experimento) o, cuando no es posible así, mediante la observación de los hechos predichos por la hipótesis. Cuando una hipótesis es suficientemente general e importante y ha salido victoriosa de una o más contrastaciones, va siendo considerada como una ley científica. Una ley es una hipótesis confirmada que afirma una relación entre dos o más variables. Las expresiones de las leyes pueden ser múltiples: . Matemáticas: La 2ª ley de Newton, F = m a . Expresiones cualitativas: "La energía se conserva". Con el conjunto de leyes detectadas experimentalmente, se pueden observar una serie de regularidades entre ellas. Para ello se formulan teorías que interpreten esas regularidades. Con las teorías se pretende dar una interpretación más general y universal de fenómenos que aparentemente no estaban conectados. Ej: La teoría atómica de Dalton se basó en: - Ley de las proporciones fijas (Proust). - Ley de las proporciones múltiples (Dalton). - Ley de la conservación de la masa (Lavoisier). A continuación se elaboran modelos. El modelo nace de una exigencia mental de tener una representación de la realidad. Los modelos pueden ser matemáticos, concretos (maquetas, etc). Tanto las teorías como los modelos son en el fondo hipótesis de trabajo que deben ser contrastadas con la realidad. Es preciso señalar un matiz importante sobre las conclusiones científicas y es que no es la certeza o falsedad absolutas lo que está en juego, sino la fecundidad y aplicabilidad de los modelos y teorías.

TEMA 1.1

LA GEOLOGÍA EN EL MARCO GENERAL DE LAS CIENCIAS

¡Error! Marcador no definido. ⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗ Dificultades de utilización del método en Geología - Imposibilidad de repetir en un laboratorio los fenómenos geológicos ya que no son reproducibles los parámetros de espacio, tiempo y energía. - Según hemos visto, cuando unas determinadas regularidades se comprueban un número exhaustivo de veces, dan lugar a leyes científicas. A este respecto, la Geología se diferencia de la Física y de la Química en que, por estudiar sistemas de enorme complejidad y que cambian a lo largo del tiempo, son irrepetibles en la práctica. Ello impide la existencia de leyes geológicas en el sentido estricto de la palabra. - Otra particularidad son las relaciones causa-efecto que en Geología se invierten debido a su carácter histórico.