ALGUNAS PREGUNTAS ACERCA DE GEOCRONOLOGIA
Ó 2001, Ariel A. Roth
Introducción
Una de las diferencias más significativas entre los conceptos de la creación y la evolución es la cantidad de tiempo requerido para la historia de la vida sobre la tierra. La evolución propone miles de millones de años para el desarrollo de la vida hasta sus formas avanzadas. El modelo biblico de la creación propone que la vida ha existido sólo unos pocos miles de años.
Los cálculos de la edad de la tierra y el tiempo subsecuente que se asume para el desarrollo de la vida, han aumentado considerablemente durante este siglo. Los primeros conceptos de las edades menores de 100 Ma (100 millones de años) han cedido gradualmente su lugar a cifras hasta 40 veces más largas (Engel 1969). Los puntos de vista recientes se basan en la datación radiométrica, la cual es actualmente el método más aceptado para la determinación de las edades geológicas. Algunas veces se lo llama "datación absoluta", un término que expresa el gran respeto que se le da a este método. Basado en la tasa de desintegración de isótopos que vivieron mucho tiempo, se han propuesto estimados hasta de 6000 millones de años (6.000.000.000 años o 6000 Ma) para la edad de la tierra. El mayor acuerdo al que se ha llegado es una edad de alrededor 4600 millones de años (4600 Ma) (Engel 1969). Dentro de este marco de tiempo, hay un acuerdo general de que una mayor parte de los continentes (Kröner 1985) y los océanos han existido por 3500 millones de años (3500 Ma). Estos últimos conceptos de tiempo (4600 y 3500 Ma) se designarán en este estudio como "geocronología estándar".
Las mediciones de la edad radiométrica algunas veces discrepan la una de la otra y con otras técnicas de datación. Damon y Kulp (1958), Brown (1983) y Taylor et al. (1985) se refieren a muchos ejemplos. Los desacuerdos se explican, se explican a veces con argumentación convincente, sobre la base de características heredadas y/o subsiguientes disturbios geoquímicos en las rocas. Sin embargo, las fechas radiométricas que proveen la base para la escala de tiempo geológico estándar, presenta una secuencia significativa. Además de los métodos basados en la datación radiométrica, el promedio lento de los cambios geológicos observados en la actualidad sugiere que una gran parte de tiempo estaría involucrado en la formación de algunos de los mayores aspectos de la corteza de la Tierra, incluyendo las acumulaciones gruesas de sedimentos que contienen fósiles (evidencia de una vida pasada) encontradas allí.
Por otro lado, aquellos que creen en la creación, como se la describe en la Biblia, visualizan un período corto de unos pocos miles de años para la existencia de la vida en nuestro planeta. Este modelo incluye una catástrofe global, el diluvio del Génesis, responsable de la deposición rápida de capas sedimentarias que contienen fósiles. Este punto de vista se apoya en la evidencia de una actividad catastrófica pasada encontrada en los sedimentos, así como la escasez de evidencia, especialmente en la parte principal de la columna geológica, de las consecuencias que se habrían desarrollado durante largos períodos de tiempo. Los ejemplos incluyen la escasez de suelos o ecosistemas de plantas maduras preservadas. Rasgos erosionales profundos tales como cañones sepultados y peñascos debieran ser mucho más abundantes a través de las capas sedimentarias, si es que estas capas fueron parte de un ciclo sedimentario que existió por miles de millones de años.
Cada una de las consideraciones enumeradas anteriormente, podrían ser el tema de un estudio extenso. Esta pequeña evaluación estará limitada a procesos, los cuales de acuerdo a las tasas de cambio actualmente observados, parecen estar en desacuerdo con la escala de tiempo geocronológica estándar de 4600 Ma.
Desafortunadamente, la información pertinente que trata este tema no. siempre es firme. En muchos casos, un grado indeseado, pero inevitable de imprecisión, conjetura e incertidumbre está presente. Empero, las incongruencias entre algunas observaciones contemporáneas y la geocronología estándar, son lo 'suficientemente significativas para sugerir un replanteamiento del marco de tiempo geológico actualmente aceptado.
1. El ritmo de erosión de los continentes
Al observar el ritmo con que las superficies de los continentes son erosionados y son arrastradas por los ríos a los océanos (ver la sección 2 para valores específicos), se puede calcular el tiempo requerido para remover un espesor dado de los continentes. Judson y Ritter (1964) han estimado que para los Estados Unidos, la tasa promedio de erosión es de 6.1 cm/1000 años. A este ritmo, la erosión de los continentes, cuyo promedio es de 623 m sobre el nivel del mar, sería erosionada hasta el nivel del mar en unos 10.2 Ma. En otras palabras, a este ritmo, los continentes actuales serían erosionados más de 340 veces en los asumidos 3500 Ma para la edad de los continentes. La observación del famoso geólogo Powell de que "las montañas no pueden permanecer siendo montañas por mucho tiempo", parecería ciertamente apropiada. El cálculo de 10 Ma que se dio anteriormente, ha sido una cifra muy bien aceptada (Schumm 1963) y ha sido consiguientemente referida en un número de publicaciones, incluyendo Dott y Batten (1971, p. 136) y Garrels y Mackenzie (1971, pp. 114-115). Anteriormente, Dole y Stabler (1909) dieron unas cifras indicando que podría tomar el doble del tiempo. Judson (1968), al corregir la actividad humana, sugiere 34 Ma para la erosión completa de los continentes. Ninguna de estas cifras hace algo por aliviar la discrepancia, que es especialmente significativa cuando se consideran las cordilleras de las montañas tales como las Calèdonias del occidente de Europa y los Apalaches de Norte América, las cuales se presume que son cientos de Ma años antiguas. ¿Por qué están aquí presentes estas cordilleras si son tan viejas?
Las tasas de erosión son mayores en las montañas altas y menores en regiones de menor elevación (Ahnert 1970, Bloo 1971, Ruxton y McDougall 1967, y Schumm 1963). Ruxton y McDougall (1967) informan tasas de erosion de 8 cm/1000 años cerca del nivel del mary 52 cm/ 1000 años a una altitud de 975 m en la Cordillera Hidrográfica en Papúa. Se informa una tasa de 92 cm/1000 años para las montañas fronterizas de Guatemala y México (Corbel 1959), 100 cm/1000 años para los Himalayas (Menard 1961), y en la región del Monte Rainier de Washington Mills (1976) los documentos de las tasas de erosión son hasta de 800 cm/1000 años. Probablemente la tasa regional más alta registrada es 1900 cm/1000 años de un volcán en Nueva Guinea (Ollier y Brown 1971). Se ha sugerido que las montañas existen todavía porque constantemente están siendo renovadas por un elevamiento que viene desde abajo. Sin embargo, este proceso de elevamiento no podría avanzar ni un ciclo completo de erosión y elevarse sin erradicar las capas de la columna geológica encontradas en ellas. Las tasas de erosión actuales tenderían a erradicar rápidamente la evidencia de sedimentos más antiguos; sin embargo estos sedimentos están aún muy bien representados tanto en las montañas como en cualquier otra parte.
Otros intentos de reconciliar el promedio de las tasas de erosión presentes con el tiempo geológico, incluyen sugerencias de que las actividades del hombre, especialmente las prácticas agrícolas, han incrementado el ritmo de erosión, haciendo que las tasas actuales sean rápidas lo cual es ajeno a su característica real. Una explicación tal parece inadecuada para dar cuenta de una discrepancia que difiere en muchos cientos. Gilluly et al. (1968, p. 79) propone que la ganadería puede haber incrementado las tasas de erosión promedio en un factor de menos de 2, mientras que Judson (1968) sugiere cerca de 2 1/2 veces. Otros han sugerido que los climas del pasado han sido más secos, o el relieve más plano, dando como resultando ritmos.men, ores de erosión. Actualmente tenemos algunas hoyas interiores tales como Australia central, en donde no hay drenaje ni remoción de sedimento pero estas son excepciones. La vegetaciónvprofusa, evidente en secciones significativas del registro fósil, sugiere por lo menos algunas condiciones más húmedas en el pasado. Característicamente, el ritmo de erosión comente en llanuras cálidas, secas con gradientes de 0.0001 o menos, no son lo suficientemente más lentos. Corbel (1959) indica tasas de 1.2 cm/1000 años para las llanuras cálidas secas de la región del Mediterráneo y en Nuevo México. Las tasas más bajas encontradas en un estudio de la cuenca de 20 ríos (Ahnert 1970) fue 1.6 cm/1000 años para las cuencas en Texas e Inglaterra. Estas tasas más bajas no solucionan una discrepancia de muchos cientos, y se tendría que postular diferentes condiciones pasadas para un área mayor de la tierra durante una porción significativa de la historia de la tierra para dar una solución al problema.
Un contexto diferente puede servir para enfatizar la pregunta de las tasas de erosión. Si se asume de que 2.5 km de continentes han sido erosionados en el pasado (nuestros continentes en la actualidad promedian alrededor de un cuarto de ese espesor sobre el nivel del mar) y si se asume que la erosión procede a un ritmo de 3 cm/1000 años (la mitad de la tasa observada en el presente, para corregir, dado a los efectos de la actividad de la agricultura moderna), entonces tomaría cerca de 83 Ma para erosionar un espesor de corteza continental de 2.5 km. En otras palabras, según las tasas de erosión presente, los continentes de 2.5 km de espesor podrían haber erosionado 42 veces durante la presumida edad de 3500 Ma asignados a los continentes, ó continentes de 106 km de espesor habrían erosionado una vez. Existe poca duda de que haya alguna dificultad al tratar de reconciliar las tasas de erosión presentes con la geocronología estándar.
2. Sedimentos arrastrados al océano
Los ríos y los glaciares llevan al océano sedimentos y químicos disueltos, las olas oceánicas erosionan las costas continentales, y el viento lleva algunos sedimentos fino al océano. Todos estos factores, junto con el volcanismo submarino, contribuyen para que los sedimentos se acumulen en el océano. La tasa de transferencia observada de los sedimentos de los continentes al océano parece muy rápida para ser reconciliada rápidamente con la geocronología estándar.
La mayoría del sedimento que va al océano es transportado por los ríos. Los cálculos del transporte de sedimento al océano para el mundo (Tabla 1) varían de 8000 - 58,000 millones métricos de toneladas/año (Holmes 1965, p. 511; Holeman 1968; Jansen y Painter 1974; y Milliman y Meade 1983). Muchos de los cálculos no toman en cuenta la carga del lecho, la cual representa a los sedimentos que son arrollados o empujandos a lo largo del lecho de un río y lo cual no es luego observada en las estaciones de medición fluvial. A veces la carga del lecho es estima arbitrariamente en un 10%, debido a que es tan difícil medirla (Blatt et al. p. 23; Schumm 1963). Jansen y Painter (1974) sugieren que 26,700 millones de toneladas/año para la erosión global "es probable que sea un subestimado". (Gilluly (1955) estima que 13.6 km3 de material sólido son llevados a los océanos mundiales cada año. Esto corresponde a cerca de 31,000 millones de toneladas/año. A esta tasa, las hoyas oceánicas (incluyendo sus sedimentos presentes), las cuales tienen un volumen total de 1550 millones km3, deberían llenarse en sólo 114 Ma. Usando un estimado más conservador del transporte de sedimentos de los ríos al océano de 20,000 millones de toneladas/año, seguiría tomando sólo 178 Ma para llenar éstas hoyas oceánicas con sedimento. En otras palabras, la tasa presente de transporte de sedimento por los ríos, podría llenar los océanos 19 veces en 3500 Ma. Por supuesto, los océanos, que promedian 3.8 km de profundidad de agua, ni siquiera están llenos de sedimento; y en muchas de las planicies abismales oceánicas, el espesor del sedimento promedia sólo unos cientos de metros. Tomaría alrededor de 50 Ma producir el estimado generoso de 435 millones km3 (Ronov y Yaroshevsky 1969) de sedimento encontrado hoy en el oceáno y en los bordes continentales. Uno podría discutir de que los continentes eran más pequeños en el pasado y producían menos sedimento. Un argumento tal no resolvería la discrepancia, a menos que los continentes hayan sido extremadamente pequeños, y para ello hay un acuerdo amplio, aunque no unánime, que tuvieron aproximadamente de su tamaño presente desde los últimos 2500 Ma (Kröner 1985; Taylor y McLennan 1985, p. 234).
TABLA 1
Algunos cálculos de la Tasa con la cual
los sedimentos llegan al océano*
Autor (Fecha) |
Mil millones de toneladas métricas por año |
Fournier(1960) |
58,100 |
Gilluly (1955) |
31,800 |
Holeman (1968) |
18,300 |
Holmes (1965) |
8,000 |
Jansen y Painter (1974) |
26,700 |
Kuenen (1950) |
32,500 |
Lopatin (1952) |
12,700 |
Milliman y Meade (1983) |
15,500 |
Pechinov (1959) |
24,200 |
Schumm (1963) |
20,500 |
*Basado en publicaciones de Holmes 1965, p. 511; Holeman 1968; Jansen y Painter 1974; y Milliman y Meade 1983.
Por otro lado, tres escenarios sugeridos dentro del paradigma geocronológico estándar podrían ayudar a aliviar algunas de las discrepancias del tiempo: a) los sedimentos son.substraídos de la tierra en los fosos profundos, a lo largo de los bordes de las placas, como lo propone el modelo de la tectónica de placas; b) los sedimentos que originalmente vinieron de la costa continental granítica se reciclan nuevamente para formar una nueva corteza continental por un proceso de acrecentamiento, o división; c) el sedimento de los ríos que se acumula en las márgenes de los continentes nuevamente es reciclado en otros sedimentos para ser erosionado otra vez. Ninguno de estos escenarios provee una explicación satisfactoria. Se los volverá a tratar en el orden enumerado.
a) Algunas veces se ha propuesto que la razón para que haya tan poco sedimento en los ocáanos es que la corteza oceánica es muy joven, debido a que el piso oceánico más viejo y el sedimento, han sido substraídos a la capa de la tierra. Sin embargo, la sustracción de sedimentos no sigue a una tasa que se mantendría con el aporte dado por los ríos (Karig y Kay 1981, Kay 1980, y Veizer y Jansen 1979). Li (1972) ha estimado la tasa de sustracción en 2500 millones de toneladas/año, en contraste con la entrega presente de los ríos de 20,000 - 30,000 millones de toneladas/año. Lisitsyn et al. (1982) estima la sustracción en cerca de 3000 millones de toneladas/ano, mientras que Howell y Murray (1986) la proponen en cerca de sólo 21% de la carga de sedimento de los ríos que termina en las losas oceánicas en donde ocurre la sustracción. Además, se debe tomar en cuenta de que los mayores repertorios de sedimentos de los grandes ríos, al piso oceánico, no están geográficamente relacionados a las zonas de sustracción (Potter 1978; Taylor y McLennan 1985, pp. 240- 241).
b) Probablemente el problema más serio encarado por aquellos que proponen un reciclaje de los sedimentos a la gruesa corteza "granítica" que conforman los continentes, es el desajuste entre la composición química de las rocas sedimentarias e ígneas-metamorfas (graníticas). Las rocas graníticas originales se presume que han sido la fuente paterna de los sedimentos, los cuales a su vez se cambian su forma de sedimentos a rocas ígneas-metamorfas, formando así la nueva corteza continental. El desajuste principal es con la piedra caliza sedimentaria, la cual tiene una proporción de elementos que es diferente de la proporción en las supuestas rocas padre-hija ígneas-metamorfas (Garrels y Mackenzie 1971, p. 237). La diferencia se enfatiza por el hecho de que se encuentran más del doble de piedra caliza en las rocas sedimentarias de las que se debiera esperar, de haber sido derivadas de rocas ígneas. El promedio de 5 estudios (Pettijohn 1975, pp. 21 - 22) involucrando medición directa, indica 20% de piedra caliza, mientras que el promedio de 4 estudios utilizando los cálculos de la composición de rocas ígneas indica sólo 8% de piedra caliza. Asimismo, el promedio de rocas ígneas tiene 3 veces más de sodio que el promedio de rocas sedimentarias (Garrels y Mackenzie 1971, p. 237). Los últimos autores también indican que el carbono que forma un alto porcentaje (4.7% - comparado como óxido) de rocas sedimentarias, está presente sólo como un vestigio en las rocas ígneas. Algunas veces se presume que el carbono tuvo que venir originalmente de un proceso de desgasificación de la capa del planeta. El cuadro general es que hay algunas diferencias significativas en la composición elemental de las rocas sedimentarias e ígneas. El tipo de minerales encontrados en los dos son muy diferentes. Cabe mencionar los esfuerzos de Garrels y Mackenzie (1971, p. 248) por solucionar la pregunta del origen de la piedra caliza a partir de rocas ígneas, al proponer que la piedra caliza podría derivarse en parte de grandes cantidades de sedimentos volcánicos del Precámbrico.
c) Si sólo sedimentos en las márgenes continentales están involucrados en el proceso de reciclaje, la tasa de descargue de los sedimentos de los ríos es tan grande que se requeriría un reciclaje más rápido. Estas tasas parecen muy elevadas para haber preservado a los sedimentos más viejos que aún existen.
Ronov y Yaroshevsky (1969) estiman que el volumen de los sedimentos en los márgenes continentales es de 190 millones de km3, equivalente a 8 x 1017 toneladas. Se puede asumir, conservadoramente, que antes del desarrollo de la agricultura, los ríos llevaban un estimado de 10,000 millones de toneladas anualmente al océano, y un 20% de esto se fue a las losas profundas. Deacuerdo al modelo del reciclaje de los sedimentos, los restantes 8,000 millones de toneladas/ano tendría que reciclarse en otros sedimentos cerca de las márgenes continentales. A esta tasa, los 8 x 1017 toneladas serían recicladas en un promedio una vez cada 100 Ma (8 x 1017 dividido entre 8 x 109). Con todo, la mayor parte de la columna geológica que se considera más antigua que esta, se encuentra en los márgenes continentales y en áreas que se considera que fueron márgenes continentales, incluyendo depósitos de piedra caliza únicos abundantes del Paleozoico y significativos del Precámbrico. En muchas regiones del mundo hay depósitos mayores de sedimentos del Precámbrico, más antiguos que su supuesta edad de 600 Ma. Los estimados de la proporción de sedimentos que son del Precámbrico varía de 1/5 a 1/2 (Garrels y Mackenzie 1971, p. 249). No parece que de haberse dado un reciclaje general a una tasa de una vez cada 100 Ma., habría mucho de éstos depósitos sedimentarios antiguos aún preservados. Se esperaría también un reciclaje considerable de fósiles, los cuales normalmente aparecen en su posición primera única en que fueron enterrados en la columna geológica. Además, no pareciera satisfacer sugerir que el reciclaje rápida ha tenido lugar sólo dentro de partes limitadas de la columna geológica. Esto no parece estar ocurriendo ahora. Normalmente, secciones mayores de la columna geológica se exponen y erosionan en las hoyas de nuestros ríos. Sedimentos, tanto jóvenes como antiguos, están involucrados en mucho de la erosión observada. El reciclaje restringido no es normativo a nuestra tierra en el presente.
Pareciera que los ríos llevan sedimentos al océano a una tasa que es muy rápida como para acomodar fácilmente los largos períodos de tiempo propuestos por la geocronología estándar.
3. Ritmo de acumulación sedimentaria
A inicio del siglo, un número de estudios compararon las tasas observadas de la acumulación de sedimentos con el espesor máximo obtenible a partir de las diferentes partes individuales de la columna geológica (ej., Figura 1) del mundo. Estos totalizaron un máximo de, algunas veces, más de 100,000 m de espesor. Mientras que los resultados obtenidos son altamente variables, las tasas presentes de deposición de sedimentos son tan rápidas que todas señalan una edad más joven de la geocronología estándar. Eicher (1976, p. 14) da un resumen de 19 estudios, con un promedio de 246 Ma, ó 1/14 de los 3500 Ma de la geocronología estándar.
Otros estudios más recientes apoyan también una escasez de sedimentos cuando se los comparó con el largo tiempo geológico. Gregor (1968) atribuye al episodionismo (ej. varios episodios con tasas que difieren de actividad) la discrepancia entre la cantidad relativamente pequeña de sedimento presente, y los miles de millones de años para la producción de sedimento. Presuponiendo una tasa de erosión que produzca sedimentos en una tasa de 3 cm/1000 años, él sugiere que en 3500 Ma, 23 veces más sedimento del existente debiera estar presente. A esta tasa presumida, los sedimentos presentes se habrían producido en cerca de 152 Ma.
Un número de estudios (ver Gilluly 19.49 en la lista) ha mostrado la intrigante relación que sedimentos más jóvenes muestran mayor espesor por unidad equivalente de tiempo que los antiguos. En otras palabras, las tasas de deposición aparecen más rápidas en depósitos más recientes. Recíprocamente, esto se podría interpretar también como significando que el tiempo presumido para la deposición de sedimentos más antiguos es desordenadamente larga. Newell (1972) da un juego de ejemplos, empezando con tasas bajas de 0.6 a 6 cm/1000 años (Kay 1955) para la deposición promedio desde el Precámbrico y terminando con el estimado de Rusnak de una tasa corriente de 100 a 200 cm/1000 años para bahías, estuarios y lagunas. Se observan tasas mucho más rápidas en casos excepcionales, tales como el delta del Mississippi (30,000 cm/100 años), pero estas excepciones tienen significado limitado para el cuadro general. Los datos comprensivos de Sadler (1981) basados en 25,000 muestras, enfatiza la realidad del cuadro general presentado anteriormente, y hay un acuerdo general de que las tasas presentes de la acumulación de sedimento aparecen más rápido de lo que se puede extrapolar fácilmente del pasado.
Se han propuesto muchas explicaciones. Comúnmente se sugiere que estamos en un período de sedimentación rápida. En el pasado, las montañas eran más bajas, por lo tanto, la erosión y la deposición fue también menor (ver Gilluly 1949 como repaso). Incidentalmente, una topografía en el pasado, concuerda bien con muchos modelos del diluvio del Génesis actualmente bajo estudio. Otra explicación es que mientras más se aleja uno en el tiempo, más incompleto es el registro (Gilluly 1949, Sadler 1981), El argumento es que mientras hay más tiempo, mayor la oportunidad de que ocurran los períodos de no-deposición. Si el episodionismo es un factor altamente al azar, una explicación tal parece posible. Otros proponen aún que el reciclaje de los sedimentos ha transferido sedimentos antiguos a jóvenes (Garrels y Mackenzie 1971,Veizer y Jansen 1979), de ahíla escasez de los sedimentos más antiguos. En la sección 2 tratamos algunos de los problemas con el reciclaje. Por otro lado, el decrecimiento general observado en el volumen de los sedimentos a través del tiempo (al bajar uno la columna geológica), concuerda con el reciclaje. Esta observación puede también ser interpretada como un fenómeno de llenamiento de hoya, en donde el más antiguo (más baio) sedimento tendría volenes menores debido a una restricción mayor en las regiones más bajas de las hoyas deposicionales. Con todo, el decrecimiento general en el volumen del sedimento cuando se retrocede en el tiempo geocronológico, es bastante errático (ver las cifras 10.1 y 10.9 en Garrels y Mackenzie 1971). Es los suficientemente irregular que Gregor (1968, 1970) propone dos ciclos de formación sedimentaria, en vez de la usual dentro del Fanerozoico. También se puede considerar la posibilidad de que la razón de la escasez de sedimentos en el pasado no son las tasas bajas de acumulación, sino un tiempo más corto para la acumulación. A pesar de las interpretaciones, hay una incongruencia entre la tasa de producción de sedimento presente y la cantidad esperada sobre el tiempo propuesto por la geocronología estándar.
Uno puede pensar que si la erosión de los continentes es tan rápida (sección 1) entonces, de todos modos, no se puede esperar ver mucho sedimento. La erosión produce tanto como transporta sedimentos, pero el sedimento debe depositarse, en alguna parte, y lo debiéramos hallar, a menos que se recicle. Sin embargo, tal como se muestra en la sección 2, el reciclaje no es una respuesta fácil.
4. Tasas de la orogenia o elevación de las montañas
Nuestra "tierra sólida" no es tan firme como generalmente imaginamos: Cuando se hacen las mediciones con cuidado, encontramos que algunas áreas de los continentes están creciendo lentamente, mientras que otras están apaciguadas. Las tasas corrientes en las que se están dando estos cambios, son muy rápidas para representar largos procesos geológicos de muchos millones de años.
Existen dos métodos principales para establecer la tasa de la orogenia de las montañas. Uno es por mediciones directas, precisas, anotando con exactitud la altitud de una montaña en un tiempo dado, y volviendo a medir su altitud unos pocos años despuás. Esto da la tasa de elevación. El otro método es por "estudios geológicos" indirectos, comparando la altura de una montaña con el tiempo presumido de elevación, basado en las interpretaciones geológicas y geocronológicas estándar. Este último método da tasas de promedio presumibles. Las tasas de elevación medidas son mucho más rápidas que las basadas en geocronología indirecta. Por ejemplo, la tasa de elevación actual de la parte central y oriental de los Alpes Suizos (Figura 2) es alrededor de 100- 150 cm/1000 años (Mueller 1983) cuando se los mide directamente. Usando los estudios geológicos indirectos da una tasa de sólo 3 cm/1000 años (Zeuner 1958, p. 360), ó 3% de la tasa medida actualmente.
Schumm (1963) dice que, "las tasas de orogenia que están siendo medidas en el instante presente del tiempo geológico [medición precisa directa] están muy lejos de los valores mínimos obtenidos por los estudios geológicos". Schumm revisa alguna de la literatura que trata las tasas presentes de orogenia y concluye que las montañas se forman a un ritmo aproximado de 760 cm/1000 años. Las mismas tasas se encuentran en las colinas del sur de California (Schumm 1963), y en el sur de los Apalaches (Hand, citado en Press y Siever 1982, p. 484) donde no ha habido glaciación que pueda inducir alguna orogenia debidoa la remoción del hielo. En Japón Tsuboi (1933) midió tasas hasta de 7200 cm/1000 años. Blatt et al. (1980, p. 30) dice que "los ritmos de elevación de las montañas son rápidas", oscilando desde 300 - 1000 cm/1000 años. Hand (citado en Press and Siever 1982, p. 484) informa la elevación regional presente en la región de las Montañas Rocallosas de 100 - 1000 cm/1000 años, y para la región de los Apalaches 0 - 1000 cm/1000 años. Por otro lado, áreas tales como partes de la costa este y sur de los Estados Unidos están apaciguándose a tasas comparables. Senftl y Exner (1973) informan orogenia de 100 cm/1000 años de las Hohen Tauem de los Alpes Austríacos. Las mediciones directas precisas no están disponibles para el Himalaya; sin embargo, sobre la base de la evidencia geomorfa, así como el hallazgo de plantas tropicales recientes y fósiles de rinocerontes que aparecen elevados a 5000 m, y sobre la base de los lechos elevados, se propone un estimado de una elevación presente de 500 cm/1000 años (Gansser 1983). Parece también que el Tibet ha sido elevado a un ritmo similar. Sobre la base de los datos geomorfos y de erosión, el mismo autor estima una tasa de elevación de alrededor de 300 cm/1000 años para los Andes centrales.
La tasa de 760 cm/1000 años propuesta por Schumm (1963) daría una elevación de 7.6 km en un millón de años. Usando una tasa más conservadora de 100 cm/1000 años aún sugiere que el proceso no podría continuar por períodos muy largos de tiempo con las tasas medidas al presente, ya que con esta tasa la altura de la montaña podría alcanzar teóricamente 100 km en 100 Ma. Para explicar la discrepancia, se propone un caso especial donde las montañas se elevan con "pulsos de crecimiento rápido" (Blatt et al. 1980, p. 30). Schumm (1963) sugiere también, que estos datos apoyan la elevación rápida con poco tiempo para la erosión, antes de que la elevación esté completada. Reconociendo que la tasa presente de elevación no se puede extender mediante la geocronología estándar, estos autores explican la diferencia mediante el episodismo. El presente se presume que es un período de orogenia rápido.
Se debiera notar que las tasas de erosion rápidas que ocurren actualmente son muy bajas para mantener las tasas de elevación notadas en la formación de montañas. Schumm (1963) indica que las tasas modernas de orogenia de 760 cm/1000 años son alrededor de "8 veces más grandes que la tasa promedio máxima de erosión". Blatt et'al. (1980, p. 30) ilustra el mismo punto al referirse al hecho notados anteriormente, de que la erosión es más rápida en las altas montañas y gradualmente decrece hacia las elevaciones menores. Usando los datos de Ahnert (1970), ellos estiman que para que la erosión se mantenga con una tasa "típica' de elevación de montaña" de 1000 cm/1000 años, una montaña tendría que estar en el orden de los 45 km de altura. La tasa presente de elevación de las montañas es muy rápida para encajar directamente con la geocronología estándar.
Uno se podría preguntar si la tasa rápida de la elevación de las montañas observadas actualmente no niega el primer punto presentado inicialmente, de que los continentes, incluyendo sus montañas, deben haber sido erosionadas muchos cientos de veces en miles de millones de años de su existencia propuesta. El desafío a la geocronología estándar es que si las montañas se han elevado con las tasas corrientes o aún mucho más lentas, las partes más bajas de la columna geologica, que tienen muchos cientos de miles de millones de años, habrán sido elevadas y erosionadas hace mucho tiempo atrás. Sin embargo, éstas secciones más antiguas están muy bien representadas en nuestras cordilleras de montañas, como lo revelarán los estudios de campo y el examen de los mapas geologicos.
5. Emisión de materiales expulsados por un volcán
Gregor (1968), mientras proponía el episodismo, ha indicado que sobre la base de un estimado de 1 km3 de material expulsado por un volcán por año a la tierra, debería haber una capa promedio de depósitos volcánicos de 7 km de profundidad en 3500 Ma. Las cifras de Gregor de 1 km3/año pareciera tener apoyo por actividades volcánicas recientes. Izett (1981) enumera el volumen de algunos de los más notables lechos de lava formada por la actividad volcánica: Tambora (Indonesia, 1815), 100 - 300 km3, Krakatoa (Indonesia, 1883), 6 - 18 km3, Katmai (Alaska, 1912), 20 km3, Monte Sta. Elena (Washington, 1980), 1 km3. El Monte Sta. Elena expulsó un volumen significativo de otros productos volcánicos además de la lava considerada anteriormente. A esta lista se le tienen que añadir los numerosos eventos volcánicos pequeños sobre la superficie de la tierra, tal como lo que ocurre periódicamente en Hawai, Indonesia, América Central y Sudamérica, Islandia, Italia, etc. Todos ellos deberán dar un promedio bastante más que 1 km3/año. Decker y Decker (1982, p. 47) sugiere una producción volcánica promedio de cerca de 4 km3/año. Estimados de la cantidad de los productos volcánicos encontrados actualmente sobre la tierra son difíciles de determinar debido al problema de identificación y debido a una mezcla con otros sedimentos. Garrels y Mackenzie (1971, p. 249) sugieren que 25% del volumen de los sedimentos son de origen volcánico. Uno puede obtener un estimado del volumen de los productos volcánicos al aplicar esta proporción al total del volumen del sedimento sobre la tierra. Pettijohn (1975, p. 20) enumera 8 estimados del volumen total de sedimento. Promedian 683 millones de km3. Si 25% de esto es volcánico, tenemos una cifra de 170 millones de km3 de material expulsado por volcanes sobre la tierra. Si usamos el estimado de Gregor (1968) de producción volcánica de 1 km3, obtendríamos 3500 millones de km3 en 3500 millones de años, lo cual es 20 veces más de lo que aparece en el presente. Si usamos el estimado de Decker y Decker (1982, p. 47) de tasa de producción de 4 km3/año, esperaríamos tener 80 veces más de lo que aparece en la actualidad.
La manera más simple de solucionar la discrepancia dentro de un paradigma geocronológico estándar es sugiriendo el episodismo (Gregor 1968) y presumir que estamos en un período mucho más activo de producción volcánica. Otra manera es reciclar a la tierra la producción pasada. Algunos de los problemas con el reciclaje se consideraron en la sección 2. Si uno excluye estas alternativas, una tasa actual de producción de volcanes de 4 km3/año, cuando se extiende sobre los 3500 Ma, excedena el volumen total de la corteza de la tierra.
6. Tasas de credmiento de la población humana
No se necesita reflexionar mucho para darnos cuenta de que la humanidad es una entidad creciente y que se halla en todas partes sobre la faz de la tierra. La superpoblación es un problema serio y muy común para todos. La población mundial está creciendo exponencialmente, doblándose cada 35- 40 años (Information Please Almanac 1986, p. 132). Calculando para atrás desde el presente (en reversa) con esta tasa, uno llegaría a dos individuos (necesariamente para iniciar la población) en unos 1100 a 1200 años. Los datos basados en el crecimiento desde el centro del siglo 17 al presente, sugieren una tasa de crecimiento más lenta de acuerdo a la población mundial, que el mundo presente hubiera estado produciendo en cerca de 3200 años. Para dar cuenta del 1/2 Ma presumido de la existencia del hombre de acuerdo a la inferencia radiométrica, se sugiere que el hombre (aquí limitado al Homo sapiens) no se reprodujo tan rápidamente en el pasado. Sin embargo, la discrepancia es tan grande que pareciera apropiado preguntar si el hombre ha estado aquí por 1/2 Ma o más. ¿Por qué la tierra ha llegado a poblarse tanto recientemente? La Figura 3, basada en Coale (1974), ilustra el contraste entre las tasas del crecimiento presente y las tasas propuestas más tempranas, basadas en presumidos largos años para el hombre. (Coale usa una definición más amplia para el hombre; ya que su espacio es mayor de 1/2 Ma.) Junto con las consideraciones del crecimiento de la población, está el breve período de unos pocos miles de años para los datos arqueológicos e históricos dejados por el hombre. Si el hombre ha estado en la tierra por 1/2 Ma., ¿no debieran los
ro de factores que podrían aumentar el ritmo del cambio evolucionario. Los cambios en la regulación o el control de los genes son considerados especialmente significativos (Hedrick y McDonald 1980, Maclntyre 1982), los cuales serían mucho más influyentes que los genes ordinarios. Sin embargo, la significación evolucionaria de los genes reguladores tendría poco que ver con el problema del tiempo colocado sobre el orden en la locación genética.
En el caso del desarrollo evolucionario de sistemas biológicos complejos por medios naturales, encontramos un factor que requiere mucho más tiempo que el provisto por la escala de tiempo geocronológico estándar. El significado de esto es complejo. En un contexto puramente naturalista, suscita preguntas acerca de la validez de la geocronología que entonces parece ser muy corta. En un contexto más amplio, que incluye la posibilidad de la creación, la incongruencia del tíempo sera resuelta.
Algunas inferencias de los datos
El conflicto del tiempo entre algunos fenómenos observados y la geocronología estándar se resumen en la Tabla 2. Mientras que algunos de estos factores están sujetos a ajustes posteriores, uno toma la impresión de que dentro del contexto de la geocronología estándar un número de factores está cambiando actualmente a un ritmo rápido fuera de lo común.
La literatura científica sugiere algunas explicaciones, tal como se dio arriba para cada caso. Sin embargo, ¿cómo puede uno abogar por una variedad de casos especiales para los factores dependientes del tiempo, y todavía permanecer confiado en la interpretación geocronológica corriente? Resulta lógicamente desubicante algunas veces afirmar la consistencia entre el presente y el pasado, y luego abogar por casos especiales cuando los datos no corresponden con los puntos de vista aceptados. Parece que existe una base para preguntarse si al paradigma de la geocronología estándar no se le ha dado una aceptación plena. Cuando el pobre conocimiento del hombre hace inevitables las inconsistencias, al encarar un n gnero de ellas, puede que sea el tiempo para alguna revaluación.
TABLA 2
Factores en conflicto en la geocronología estándar
Factor |
Grado de conflícto sugerido |
1 La tasa presente de erosión de los continentes. |
Los continentes erosionarían 170-340 veces en un período de 3500 Ma |
2. Los sedimentos arrastrados al océano. |
La tasa actual produciría sedimentos encontrados hoy en los océanos en 50 Ma y llenarían los océanos 19 veces durante |
3. La tasa de acumulación de sedimento en los continentes |
En 3500 Ma, debieran haber 14-23 veces más sedimentos que los encontrados, excluyendo algunos reciclajes limitados |
4. Las tasas de elevación de las montañas. |
Las montañas están creciendo a una tasa de 100 cm/1000 años, lo cual resultaría en montañas de 100 km de altura en 100 Ma. |
5. La tasa de producción de los materiales expulsados por los volcanes. |
En 3500 Ma se habría producido 20-80 veces más material expulsado por los volcanes de lo que actualmente se en cuentra. |
6. El crecimiento de la población humana. |
El tamaño de la población actual podría alcanzarse en 3200 años, entretanto que se presupone que el hombre ha estado |
7. El tiempo del desarrollo evolutivo. |
Se necesitan muchos órdenes de magnitud de más de 5000 Ma para los eventos improbables postulados. |
La simple reflexión sobre los factores del tiempo descritos anteriormente suscitan preguntas acerca de las inconsistencias entre los datos presentados y el período corto de tiempo para la vida sobre la tierra como lo propone el modelo b~lico de la creación. La mayoría de los datos presentados arriba, excepto el Factor 6, no apunta a unos pocos miles de años. Por ejemplo, si las montañas están creciendo al ritmo de 1 km/Ma, ¿por qué algunas montañas son tan altas siendo tan jóvenes? Sin embargo, el modelo d.e~ creación b~lico (Neufeld 1974) incluye ambos, la crea-c~on por un Dios, y un diluvio global que fue una catástrofe mayor la cual cambió dramáticamente la superficie de la tierra. Tales eventos únicos son difíciles o imposibles de analizar cuantitativamente, pero llevan el potencial de solucionar las discrepancias entre los 7 factores enumerados en la Tabta 1 en un corto período de unos pocos miles de años propuestos por la creación. Las tasas rápidas no comunes en los Factores 1 - 5 pueden reflejar los efectos de una única catástrofe reciente, tal como el diluvio descrito en Génesis. Semejante catástrofe global aumentaría dramáticamente los ritmos de erosión y la deposición de sedimentos, y tales cambios podrían estar asociados con la formación de montañas e incluso volcanismo. Nuestros ritmos de cambio actuales pueden reflejar ajustes incompletos a un evento tal. Apoyando la posibilidad de un evento tal, está el hecho de que las aguas que se mueven rápidamente aumentan su
capacidad de transporte de sedimentos (Figura 4) en una t~rcera o cuarta parte de su velocidad (Holmes 1965, 'p. 51'2). En otras palabras, si uno.aumenta la velocidad del flujo en 10 ueces, el a§Ua en mowm~ento puede llevar 1000-10,000 veces más'sedimento. Tales cifras hacen que los §randes depósitos sedimentarios, durante un 'único evento mund. i.al del diluvio, parezcan altamente factibles..Una creac~on reciente solucionar'ka también los problemas tanto del ritmo del crecimiento de la población humana como la de la falta de tiempo para la evolución de las formas de vida mayores (Factores 6 ~ 7), Uno podría ar§umentar que al mencionar la creación ~ el diluvio se está abogando por un
caso especial. Sin embargo, la creación y el diluvio no son tales casos especiales; están implícitos en el modelo.
Aunque los eventos sobrenaturales implicados en los~ postulados eventos únicos de la creación y el diluvio no pueden ser probados, cientificamente, podemos evaluar la evidencia relacionada con ellos tales como en un lapso de tiempo largo o corto para la historia de la tierra, la evidencia de catastrofismo, y la posibilidad de l'os~ cambios evolucionarios. En nuestra búsqueda de la verdad, es mejor reconocer la posibilidad de eventos únicos tales como la creación y'el diluvio en ves de asumir que no ocurrieron.
~Conclusibn
Hay factores geológicos y biológicos que ~se están observando actualmente para cambiar las tasas que están en desacuerdo con la interpretación geocronológica estándar de miles de millones de años para el desarrollo de la corteza y de la vida sobre la tierra. Se han propuesto un número de explicaciones altemativas para lograr una reconciliación, pero esto involucra el postulado de una variedad de casos especiales e insatisfactorios.
Los factores de evaluación que tratan' el pasado requieren una gran medida de cautela. La extrapolación del presente involucra algún riesgo, y las nuevas observaciones .e interpretaciones pueden alterar prontamente conclusio' nes de un pasado que es dificil de analizar. Estos problema~ se aplican a todos los escenarios de datación. Por otro lado,. las discrepancias reconocidas con la geocronología estándar descritas aquí dentro, parecen significativas y están basadas en muchas pruebas diferentes. Debido a esto, algunos puntos de vista altemativos a la geocronología estándar parecen cre~les.
Bibliografía:
Ahnert, F. "Functional relationships between denudation, relief, and uplift in large mid-latitude drainage basins." American ¿ournal of $cience 286 (1970) 243-263.
Blatt, H., G. Middleton, y R. Murray. Origin of sedimentary rocks. 2nd ed. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 1980.
Bloom, A. L. "The Papuan peneplain problem: a mathematical exercise." Geological Society of America Abstracts with Programs 350 (1971) 507-508.
Brown, R. H. "How solid is a radioisotope age of a rock?" Origins 10 (1983) 93-95.
Coale, A. J. "The history of the human population." Scientific American 231 [3] (1974) 40-51.
Corbel, J. "Vitesse de L'erosion." Zeitschrift für Geomorphologie 3 (1959) 1-28.
Damon, P. E. y J. L. Kulp. "Excess helium and argon in beryl and other minerals." The American Mineralogist 43 (1958) 433-459.
Decker, R. y B. Decker (eds.) Volcanoes and the Earth's interior. San Francisco: W. H. Freeman & Co., 1982.
Dole, R. B. y H. Stabler. "Denudation." U.S. Geological Survey Water-Supply Paper 234 (1909) 78-93.
Dott, R. H. y R. L. Batten. Evolution of the Earth. New York: McGraw-Hill, 1971.
Eden, M. "Inadequacies of neo-darwinian evolution asa scientific theory." En P. S. Moorhead y M. M. Kaplan, (eds.), Mathematical Challenges to the Neo-Darwinian lnterpretation of Evolution, pp. 5-12. The Wistar Institute Symposium Monograph No. 5., 1967.
Eicher, D. L. Geologic Time. 2nd ed. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hali, Inc., 1976.
Engel, A. E.J. "Time and the Earth." American Scientist 57 (1969) 458-483.
Gansser, A. "The morphogenic phase of mountain building." en K. J. Hsù (ed.), Mountain Building Processes, pp. 221-228. NewYork: Academic Press, 1983.
Garrels, R. M. y F. T. Mackenzie. Evolution of Sedimentary Rocks. New York: W. W. Norton & Co., Inc., 1971.
Gilluly, J. "Distribution of mountain building in geologic time." Geological Society of America Bulletin 60 (1949) 561-590.
Gilluly, J. "Geologic contrasts between continents and ocean basins." En A. Poldervaart (ed.), Crust of the Earth, pp. 7-18. Geological Society of America Special Paper 52, 1955.
Gilluly, J., A. C. Waters, y a. O. Wooclford. Principles of
Geology. 3rd ed. San Francisco: W. H. Freeman & Co.,
1968.
Gregor, C. B. "The rate of denudation in post-Algonkian time." Koninklüke Nederlandse Academie van Wetenshapper 71 (1968) 22-.30.
Gregor, C. B. "Denudation of the Continents." Nature 228 (1970) 273-
275.
Hedrick, P. W. y J. F. McDonald. "Regulatory gene adaptation: an evolutionary model." Heredity 45 (1980) 83-97.
Holeman, J. N. "The sediment yield of major rivers of the world."
Water Resources Research 4 (1968) 737-747.
Holmes, A. Principles of Physical Geology,. New York: The Ronald Press Co., 1965.
Howell, D. G. y R. W. Murray. "A budget for continental growth
and denudation." Science 233 (1986) 446-449.
Information Please Almanac. Boston: Houghton Mifflin Co.,
1986.
Izett, G. A. "Volcanic ash beds: recorders of Upper Cenozoic silicic pyroclastic volcanism in the United States." Journal of Geophysical Research 86B (1981) 10200-10222.
Jansen, J. M. L. y R. B. Painter. "Predicting sediment yield from climate and topography." Journal of Hydrology, 21 (1974) 371 -380.
Judson, S. "Erosion of the land - or what's happening to our continent?" American Scientist 56 (1968) 356-374.
Judson, S. y D. F. Ritter. "Rates of regional denudation in the United States." Journal of Geophysical Research 69 (1964) 3395-3401.
Karig, D. E. y R. W. Kay. "Fate of sediments on the descending plate at convergent margins." Philosophical Transactions of the Hoyal $ociety of London A 301 (1981) 233-251.
Kay, M. "Sediments and subsidence through time." En A. Poldervaart (ed.), Crust of the Earth, pp. 665-684. Geological Society of America Special Paper 62.
Kay, R. W. "Volcanic arc magmas: implications of a melting-mixing model for element recycling in the crust-upper mantle system." Journal of Geology 88 (1980) 497-522.
Krôner, A. "Evolution of the Archean continental crust." Annual Review of Earth and P!anetary Sciences 13 (1985) 49-74.
Li, Y. H. "Geochemical mass balance among lithosphere, hydrosphere, and atmosphere." American Journal of Science 272 (1972) 119-137.
Lisitsyn, A. P., V. N. Lukashin, Ye. G. Gurvich, V. V. Gordeyev, y L.L. Demina. "The relation between element influx from rivers and accumulation in ocean sediments." Geochemistry International 19 (1982) 102-110.
MacIntyre, R.J. "Regulatory genes and adaptation: past, present, and future." Evolutionary Biology 15 (1982) 247-285.
Menard, H. W. "Some rates of regional erosion." Journal of Geology 69 (1961) 154-161.
Milliman, J. D. y R. H. Meade. "World-wide delivery of river sediment to the oceans." Journal of Geology 91 (1983) 1-21.
Mills, H. H. "Estimated erosion rates on Mount Rainier, Washington." Geology 4 (1976) 401-406.
MKueller, S. "Deep structure and recent dynamics in the Alps."
En K. J. Hsü (ed.), Mountain Building Processes, pp. 181-299. New York: Academic Press, 1983.
Neufeld, B. R. "Towards the development of a general theory of creation." Origins 1 (1974) 6-13.
Newell, N.D. "Stratigraphic gaps and chronostratigraphy." Proceedings of the 24th Intemational Geological Congress, Section 7. Paleontology, pp. 198-204, 1972.
Ollier, C. D. y M. J. F. Brown. "Erosion of a young volcano in New Guinea." Zeitschrift für Geomorphologie 15 (1971) 12-28.
Pettijohn, F.J. Sedimentary rocks. 3rd ed. New York: Harper & Row, 1975.
Potter, P. E. "Significance and origin of big rivers." Journal of Geology 86(1978) 13-33.
Press, F. y R. Siever. Earth. 3rd ed. San Francisco: W. H. Freeman and Co., 1982.
Ronov, A. B. y A. A. Yaroshevsky. "Chemical composition of the Earth's crust." En P. J. Hart (ed.), The Earth's Crust and Upper Mantle, pp. 37-57. American Geophysical Union Monograph 13, 1969.
Rusnak, G.A. "Rates of sediment accumulation in modem estuaries." En G. H. Lauff (ed.), Estuaries, pp. 180-184. American Association for the Adoancement of Science Publication No 83, 1967.
Ruxton, B. P. e I. McDougall. "Denudation rates in northeast Papua from potassium-argon dating of lavas." American Journal of Science 265 (1967) 545-561.
Sadler, P. M. "Sediment accumulation rates and the completeness of stratigraphic sections." Journal of Geology 89 (9) 1981) 569-584.
Schumm, S. A. "The disparity between present rates of denudation and orogeny." U.S. Geological Suroey Professional Paper 454-H, 1963.
SSenftl, E. y C. Exner. "Rezente Hebung der Hohen Tauem und geologische Interpretation." Verhandlungen der Geologischen Bundesanstalt 2 (1973) 209-234.
Taylor, R. E., L.. A. Payen, C. A. Prior, P. j. Slota, Jr., R. Gillespie, J. A. J. Gowlett, R. E. M.'Hedges, A. J. T. Jull, T. H. Zabel, D. J. Donahue, y R. Berger. "Major revisions in the Pleistocene age assignments for North American human skeletons by C-14 accelerator mass spectrometry: none older than 11,000 years B. P." American Antiquity 50 (19850 136-140.
Taylor, S. R. y S. M. McLennan. The continental crust: its composition and evolution. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1985.
Tsuboi, C. "Investigation on the deformation of the Earth's crust found by precise geodetic means." Japanese Journal of Astronomy and Geophysics 10 (1933) 93-248.
Veizer, J. y S. L. Jansen. "Basement and sedimentary recycling and continental evolution." Journal of Geology 87 (1979) 341-370.
Zeuner, F. E. Dating the past: an introduction to geochronology. London: Methuen & Co., Ltds., 1958.
Era |
Período Epoca |
Tiempo |
Vida Dominante |
|
Cuaternario Reciente Pleistoceno |
En millones |
Animal |
Planta |
|
|
Plioceno Mioceno |
|
|
|
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Cretácico |
65 |
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Coníferas |
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Pérmico |
235
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iAnfibios |
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Orogenia de Greenville |
590 |
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Hongos |
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