Evolución de la tierra y su formación,con su historia

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About This Presentation

Historia del planeta


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Evolución de la Tierra
Ciencias de la Tierra I

Origen del Universo
• Edad del Universo 13 700 millones de años
Inflación 15 x 10
-33
 
seg - Bariogenesis 100 seg - Núcleosintesis Primordial 300 seg 

La teoría del Big Bang
George Lemaîtr Edwin Hubble
1927 1929

Corrimiento al rojo de galaxias
Christian Andreas Doppler, efecto Doppler 1842

 Radiación cósmica de microondas 
Arno Penzias y Robert Wilson 1965

Modelo Estándar de las interacciones
electrodébiles y fuertes
El 17% de la materia de nuestro universo es materia
“luminosa”, materia constituida, como nosotros mismos, por
protones y neutrones
El 83% de nuestro universo está constituido por Materia
Oscura, materia que ha sido detectada por el momento sólo
indirectamente a través de sus interacciones gravitacionales
El 28% de la densidad de energía del universo es observable
mientras que el resto es una energía no detectable mediante
experimentos de Física de partículas y que se conoce con el
nombre de Energía Oscura

Los leptones cargados
eléctricamente, los leptones
neutros o neutrinos y
partículas transportadoras de
las interacciones
electromagnéticas como la luz
y los bosones y los gluones
La materia bariónica,
constituye el 17% de la
densidad de materia del
universo
Partículas elementales

Protón
Bariones
Los bariones son partículas subatómicas
compuestas por tres cuarks
Neutrón

Nucleosíntesis Primordial
Periodo durante el cual se formaron determinados elementos
ligeros. Duró solo unos tres minutos (durante el periodo entre
100 y 300 segundos del inicio de la expansión del espacio),
después de lo cual la temperatura y la densidad del Universo
cayeron por debajo de lo que se requería para la fusión nuclear
La Nucleosíntesis dará resultados en masas abundantes de
aproximadamente un 75% de H-1, un 25% de He-4 y un 0.01%
de Deuterio y un poco (en el orden de 10
-10
) de Litio y Berilo y
nada de otros elementos.
 

Formación del Sistema Solar
Teoría nebular
Descartes 1644 Propuso la idea
de que el Sol y los planetas se
formaron al unísono a partir de
una nube de polvo estelar
La
 
teoría de Kant y
Laplace 
(1796) afirma que la
nebulosa primitiva se contrajo y
se enfrió bajo el efecto de las
fuerzas de gravitación, formando
un disco plano. Posteriormente,
debido al aumento de la
velocidad de rotación fuerzas
centrífugas formaron los planetas

Sol nació formando parte de un cúmulo estelar con una masa
de entre 500 y 3000 masas solares y un radio de entre 1 y 3
pársecs
La composición sería más o menos la del Sol actual:
aproximadamente 98
 % (por masa) de hidrógeno y helio
presente desde el Big Bang, y 2
 % de elementos más pesados
creados por generaciones anteriores de estrellas que murieron
y los expulsaron de vuelta al espacio interestelar 
Simon F. Portegies Zwart. 2009.The Lost Siblings of the Sun

Origen de los elementos

Cadenas PP ( M < 1,5 M
Sol 
)
75% de H-1, un 25% de He-4 y un 0.01% de Deuterio y un
poco (en el orden de 10
-10
) de Litio y Berilo

El ciclo CNO carbono-nitrógeno-oxígeno
( M > 1.5 MSol )

Formación de elementos pesados 8 Msol
Al finalizar la fase primaria de fusión de hidrógeno, se
produce un calentamiento del núcleo, lo que posibilita otros
tipos de fusiones que produce un núcleo rico en hierro

Supernovas
Pueden ser estrellas masivas que ya no pueden desarrollar
reacciones termonucleares en su núcleo, lo que las lleva a
contraerse repentinamente (colapsar) y generar, en el
proceso, una fuerte emisión de energía
Otro proceso más
violento aún, sucede
cuando una enana blanca
de un sistema binario,
recibe suficiente masa de
su compañera y procede
a la fusión instantánea de
todo su núcleo

Durante una supernova un núcleo de hierro puede atrapar
neutrones hasta formar un isótopo inestable que decae en un
nuevo elemento con un mayor número de protones que el hierro
Estos nuevos elementos atrapan, a su vez, neutrones que
generan nuevos isótopos inestables que decaen en núcleos más
pesados. Este proceso continúa hasta formar los elementos
radiactivos que hay en la naturaleza

Elementos componen la vida
Elementos en el
cuerpo humano
Numero de
átomos de cada
100
H 63
O 25.5
C 9.5
N 1.4
Ca 0.31
P 0.22
Cl 0.03
K 0.06
S 0.05
Na 0.03
Mg 0.01
Elementos
Universo
Numero de
átomos de cada
100
H 91
He 9.1
O 0.057
N 0.042
C 0.021
Si 0.003
Ne 0.003
Mg 0.002
Fe 0.002
S 0.001

La paradoja de la baja luminosidad del Sol temprano
El efecto de invernadero producido por el CO 2 y el CH 4, así
como el albedo reducido pueden haber compensado las bajas
temperaturas potenciales

Planetas

Mercurio
70
 % de elementos metálicos y un 30 % de
silicatos
Temperaturas nocturnas descienden hasta -173
°C y las del día superan los 427 °C. Cada ciclo de
día/noche dura 179
Mercurio tiene un vestigio de atmósfera, tan
débil que apenas se puede distinguir del vacío.
Su presión es de 10
-15
 
atmósferas. Su
composición es un 42% de oxígeno, 29% de
sodio, 22% de hidrógeno, 6% de helio, 0,5% de
calcio y otro 0,5% de potasio
Sin tectónica de placas

Venus
16 misiones Venera, desde 1966
La superficie alcanza temperaturas de 475 °C
Atmósfera contiene un 97 por ciento de dióxido de carbono
forman nubes opacas de 25 km con 90 veces la presión de la
Tierra

Marte
Tectónica de placas, actividad
volcánica tiene mas de mil Ma inactiva
Gira alrededor del Sol en 687 días
Su tamaño es la mitad del de la Tierra,
cuenta con una masa 10 veces menor

¿Agua liquida en Marte?
•Sales de cloratos de
magnesio y percloratos
de magnesio y
sodio-
 hidratadas
"La gran concentración de
sales hace que este espeso
líquido sea poco volátil y
rebaja su punto de congelación
en unos 80 grados, respecto al
del agua pura,
 
lo que permite
que subsista en fase líquida
aún en las extremas
condiciones marcianas"

Atmósfera tiene una densidad de un
1 % de la terrestre
Dióxido de carbono (95,3%),
nitrógeno (2,7%), argón (1,7%),
cantidades menores de agua,
monóxido de carbono y oxígeno
molecular, y vestigios de gases
nobles
−50
o
C día y −80
o
C durante la noche

¿Porqué tienen condiciones diferentes?
La cercanía al Sol selló el destino de la atmósfera de Mercurio, el
efecto invernadero selló la de Venus, el tamaño de Marte sería el
desencadenante del destino hacia la actual atmósfera marciana
Perdía su calor interno más rápidamente. Esto se tradujo en la
solidificación su núcleo en 600 millones de años, perdió su campo
magnético y expuso su superficie a los rayos ultravioleta y al viento
solar

Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno
Gigantes gaseosos
•Constituidos principalmente
por Hidrógeno, Helio y
Metano, con un núcleo
pequeño rocoso o metálico
•Superficie hidrogeno liquido,
formado por la altas
presiones

Exobiología

Exoplanetas posiblemente habitables
cercanos a la tierra.

Se calcula que contiene más de 200.000 millones de estrellas.
La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de alrededor de 27.700
años luz

Supercúmulo de Laniakea

Sistema Tierra

Subsistema Tierra

Geosfera

300 años antes de Cristo, un griego, Eratóstenes, dijo que la
Tierra era redonda y calculó su diámetro y circunferencia con
bastante exactitud, pero tuvieron que pasar 1 800 años, hasta
que Colón viajara a América, para que la idea de una Tierra
redonda fuera retomada
 Tierra
es la de esferoide oblato
Existe
una diferencia de
apenas
21 km de radio
entre
el radio polar y el
ecuatorial

¿Cómo sabemos la edad de la Tierra?
1650 el arzobispo James Ussher, sumó los años de vida de los
descendientes de Adán hasta Abraham. Determinó que la Tierra
debería tener 5 994 años de edad
En 1862, el físico William Thompson, estimó la edad de la Tierra
en 20 millones de años. Asumió que se había creado
completamente como una bola de roca fundida y estimó la
cantidad de tiempo que tomaría a dicha bola enfriarse a la
temperatura actual

Los geólogos y geofísicos modernos consideran que la edad
de la Tierra es de unos 4543.9 millones de años
Basado en el fechamiento de aproximadamente 70
meteoritos con edades varían de 4 530 a 4 580 millones de
años

Geocronología
Ciencia
 que tiene como objetivo determinar la edad y sucesión
cronológica de los acontecimientos geológicos
 en la historia
de la Tierra

Estratigrafía
Ciencia que estudia las sucesiones de roca y la correlación de eventos
y procesos geológicos en tiempo y espacio
Cronoestratigrafía: Ordenar cronológicamente las unidades
estratigrafías
1.Ley de Superposición
2.Principio de original
horizontalidad
3.Principio de continuidad
lateral

Datación relativa
•Principio de superposición de estratos

Leyes Estratigrafía
1 Ley de Superposición
Las capas de sedimento se
depositan en una secuencia
temporal, en la que las más
antiguas se encuentran en
posición inferior a las más
recientes
2. Principio de original
horizontalidad
3. Principio de continuidad lateral
Steno S. XVII

Bioestratigrafía
Se encarga del orden cronológico relativo de las rocas sedimentarias
mediante el uso de su contenido
 fósil
, estableciendo
diferentes
 biozonas sucesivas en el tiempo, basándose en el principio de
la superposición de estratos
 y en el principio de sucesión faunística 

Principio de sucesión faunística (W. Smith, 1800)
Las dataciones relativas, y la sucesión faunística en fósiles, darían la
evidencia a Darwin sobre el cambio en grandes escalas de tiempo.
En rocas de diferentes edades se conservan fósiles correspondientes
a
 organismos diferentes (variación vertical) y para cada edad se pueden
identificar fósiles de los mismos
 taxones en áreas alejadas (correlación
horizontal)

En su tratado Elementos de geología de 1833, Lyell ya divide
los dieciocho conjuntos de «estratos fosilíferos» que
reconoce en tres secciones, a las que denomina grupos
primario, secundario y terciario
Pocos años después se propusieron los términos Paleozoico
(Sedgwick, 1838), Mesozoico y Cenozoico (Phillips, 1841) y
que se entendían como etapas sucesivas reales de la historia
de la vida (fauna antigua o Era de los invertebrados y peces,
fauna intermedia o Era de los reptiles y fauna reciente o Era
de los mamíferos respectivamente)

Fósil guía Limite inferior (542 Ma)
Trichophycus pedum

Evolución. Estudia las
relaciones evolutivas entre las
distintas especies,
reconstruyendo la historia de su
diversificación a través del
tiempo
Paleobiogeografía. Estudia la
distribución de los organismos
del pasado y los procesos que la
determinaron
Paleoecología. Estudia las
relaciones ecológicas entre los
organismos fósiles y su
ambiente
Relación de la paleontología y la Biología

Datación absoluta

Formación de la Tierra
Acreción planetesimales

Formación de la luna (4,500 Ma)
La
 teoría del gran impacto

 4
 533 millones de años

Evidencias origen de la luna
•El diámetro de la Luna es de 3.475 kilómetros, alrededor de una
cuarta parte de los 12.756 kilómetros de la Tierra
•Densidad menor a la tierra. La atracción de la gravedad en la
superficie lunar es una sexta parte la experimentada en la superficie
de la Tierra (una persona que pese en la superficie de la Tierra 67,5
kilogramos, en la Luna pesará aproximadamente 10 kilogramos)
•Carencia de volátiles (agua) y de hierro en el núcleo
• Proporción isótopos de oxígeno (16O, 17O y 18O) es prácticamente
igual a la que existe en la Tierra

Dificultades
No existe evidencia de que en la Tierra haya existido un
océano de magma global (una consecuencia derivada de la
hipótesis del gran impacto)
El contenido del 13% de óxido de hierro (FeO) en la Luna
(superior al 8% que tiene el manto terrestre) descarta que el
material proto-lunar pueda provenir, excepto en una parte
pequeña, del manto de la Tierra

Satélites naturales

El alejamiento de la Luna contribuyó a una disminución de
las enormes mareas oceánicas
Hoy, el satélite de la Tierra está 18 veces más lejos que
cuando se formó, 393.499km, 257 metros y 798
milímetros. Se está distanciando de la Tierra a razón de
3,78 centímetros por año
Influyo en la colonización
de la vida del océano a la
superficie terrestre al
regular el clima y, en
consecuencia, diversos
procesos biológicos,
como la evolución de los
ritmos circadianos, entre
muchos otros

Origen y evolución de la Geosfera
Océano de Magma (4568-4400 Ma)
Diferenciación planetaria (30 Ma)

La diferenciación condujo a la formación de un núcleo interior
de Fe y Ni en estado sólido, rodeado por una capa, llamada
“núcleo exterior”, de Fe y Ni fundidos, cuyo borde externo
contiene FeS
Manto inferior, zona situada a 1,000 km, formado por silicatos y
ferromagmesianos con una densidad de 4.7 g/cm3. El manto
superior, formado por silicatos con una densidad de 3.4 g/cm3

Corteza (Litosfera)

Corteza oceánica

Edad de la corteza oceánica

Atlántico Pacifico

Transición

Corteza continental
La corteza continental ocupa el 41,2% de la superficie terrestre

Desarrollo corteza

Cratones: zonas tectónicamente estables. Son el núcleo de los
continentes, grandes áreas constituidas por las rocas más
viejas, con muy pocas diferencias de relieve

Superpercontinentes

Pannotia

Pangea

Próximo supercontinente

Bombardeo temprano (4.400 – 4.200 Ma)
La migración planetaria de Jupiter, desplazó los asteroides de tipo
cometario desde la zona exterior del cinturón hacia el interior del
Sistema Solar
Gran Bombardeo Tardío (~4.100–3.900 Ma)
El modelo mas aceptado es el de Niza, que propone que una influencia
gravitatoria de Júpiter y Saturno origino una inestabilidad en las orbitas
Neptuno y Urano, desplazándose hacia las regiones exteriores
perturbando a los objetos helados de esta zona, muchos de los cuales se
precipitaron hacia el interior del Sistema Solar

Los gases de nuestra atmósfera
pueden infiltrarse hacia el interior de
los meteoros porosos a medida que se
precipitan hacia el planeta, creando
bolsas de aire a alta presión dentro de
los bólidos
Estas bolsas luego pueden, luego,
hacer que los meteoros exploten y se
rompan en pedazos más pequeños
48.5 toneladas de materia
proveniente de meteoros aterrizan en
la Tierra todos los días (Unión
Geofísica Americana)

Los cometas orbitan
alrededor del Sol. Son
cuerpos formados
principalmente de hielo,
polvo, roca y compuestos
orgánicos

Un asteroide esta
compuesto de metales y
roca. Estos elementos son
más pesados y estables, y
no les afecta tanto el calor
del Sol
Son mas grandes que los
objetos del tamaño de un
trozo de roca que
llamamos meteoroides

Meteoroides
Conforme el asteroide o comenta se aproxima hacia el sol se va
desintegrando creando nubes de partículas que quedan flotando en el
espacio, pueden variar en tamaño entre los 100 micrómetros hasta los 50
metros
Meteoro
Si las partículas son de un tamaño pequeño, al impactar contra nuestra
atmósfera entran en combustión creando un destello, es lo que conocemos
como 
meteoro
 
o estrella fugaz
Meteorito
si la partícula (el meteoroide) consigue atravesar la atmósfera sin
desintegrarse, continuaría su viaje hasta la superficie terrestre. Es en este
momento, cuando toca el suelo, cuando pasa a denominarse como
 
meteorito

Origen del agua en la Tierra
1.332 millones de kilómetros cúbicos
Profundidad oceánica
 
3.682 m 

Encelado. Cassini observó géiseres que expulsan
chorros de partículas desde el interior del satélite.
El agua se mantendría por encima de su punto de
congelación gracias al calor producido por
procesos radiactivos y a las actividades geológicas
Europa. Parece ser que bajo un
manto de hielo superficial hay un
océano interior de agua líquida de
100 Km de profundidad, que
abarcaría la totalidad del satélite,
formado por el derretimiento de
masas de hielo interno

Mars Express 
observo un
lago de unos 20 km de largo
que está a 1,5 km bajo el
hielo. Es una reserva de
agua producida por el
derretimiento del hielo que
se concentra en una
depresión del terreno

Origen extraterrestre o del
interior de la Tierra
Cometas
Las medidas de la relación D/H en
los cometas Hale Bopp, Hyakutaque
y Halley, procedentes de la Nube de
Oort, concluía que el agua era muy
diferente al agua de la Tierra. La
relación D/H de los cometas era
3x10-4 y la de la Tierra 1,5x10-4

Asteroides
Posee una capa de hielo de
agua de varios Km de espesor
y su masa representa el 40%
de la masa
El análisis molecular del meteorito Linear, antes de
desintegrarse en 1999, mostró indicios de que el hielo
de agua de su núcleo compartía el mismo porcentaje
isotópico de deuterio que presenta el agua de la Tierra

Agua del interior de la Tierra

Origen y evolución de la atmósfera

Composición química de la
atmósfera

Atmósfera Primitiva ( 4600-4000 Ma)
Los gases que la componían podrían
haber sido hidrógeno (H2) vapor de
agua, metano (CH4), helio (He) y
óxidos de carbono
La gravedad terrestre era menor de la
actual y no retenía moléculas en su
ambiente; la magnetosfera no se había
desarrollado y el viento solar incidía
directamente. Todo esto ocasionó que
la mayor parte de la atmósfera primitiva
se perdiera en el espacio

Segunda atmósfera (4000-2500 Ma)
Cambió para componerse
probablemente de dióxido
de carbono, monóxido de
carbono, moléculas de agua,
nitrógeno e hidrógeno

La atmósfera y la sopa primitiva
Teoría propuesta por Oparin y Haldane, en 1924. En ella
propone que las condiciones extremas de la tierra en el pasado
permitieron la evolución química de ciertos elementos hasta la
formación de células
.
Rayos UVTormentas eléctricas

Experimento de Miller-Urey
El experimento consistía en
poner en un matraz de bola a
hervir agua de mar, el cual hacía
ebullición y llegaba hasta el
segundo matraz de bola, uno
que contenía una mezcla de
metano, amoniaco, hidrógeno y
vapor de agua
La mezcla de gases luego era
sometida a choques eléctricos,
para reproducir las tormentas
Formaron compuestos orgánicos
simples: Cianuro de hidrógeno
(HCN) y aldehídos (CHO)

Tercer atmósfera

Estado de oxidación
La pérdida de gases reductores, unida a la incorporación de nuevos gases
oxidantes gracias a la desgasificación volcánica y la incorporación de
volátiles en los cometesimales de los grandes bombardeos temprano y
tardío, favorecieron un entorno débilmente reducido, en el que los gases N2,
CO2, CO, H2O y en menor medida, CH4 e H2 habrían dominado la
atmósfera de la Tierra primitiva

Primer pluricelular Algas encontrado en rocas de
1,56 millones de años en China

Biosfera

1. ¿Qué es la vida?

NASA Exobiology Program
“La vida es un sistema químico
sostenible capaz de someterse a la
evolución Darwiniana”
“Vida es una población de moléculas
de RNA que son capaces de auto-
replicarse y evolucionar en el
proceso”
Definición de los 60s
Definición actual

Manfred Eigen
Definió tres características básicas que
son encontradas en los TODOS sistemas
vivos
Auto-reproducción
Mutación
Metabolismo

Stephen Jay Gould
Para responder la pregunta se tiene que
abarcar la plenitud de cosas vivas, no
solamente los pequeños filamentos dentro de
un núcleo celular. Se tiene que considerar la
jerarquía natural de los objetos biológicos:
genes, organismo, especies. Se tiene que
considerar las extinciones masivas, la
explosión del Cámbrico, los cambios
Darwinianos en las poblaciones, los grupos de
cordados de Burgess shale. De hecho, el
verdadero punto central no sería restringido a
los organismos vivos: es mejor ampliar el
alcance de la búsqueda para incluir a la tierra
en si misma, al ambiente, los cambios a través
de tiempo, la contingencia de los eventos
naturales…todo aquello que haya jugado un
papel en determinar lo que la vida es

La vida no es una cosa, es un proceso

2. ¿Cuál es la teoría del origen de la vida
que crees?

Teorías del Origen de la vida
La vida se originaba de manera instantánea, bajo ciertas
condiciones ambientales, por ejemplo la fusión de varios
elementos (tierra, agua)
Materialistas Idealistas
Agua+Fuego+Lodo Materia +Entelequia
Tales de Mileto Anaximandro Platón y Aristóteles
S. VI a. C. S. III a. C.

Generación espontanea

Los vitalistas
Johann Helmont. Medico holandés. Ortus Medicinae en 1667

Franela sudada + semillas de trigo + 21 días = ratones
“pero lo que es verdaderamente increíble es que se forman ratones de
ambos sexos, son adultos perfectos y que estos se puedan cruzar con
ratones de manera normal ”

Francesco Redi. Medico Italiano. 1668

Anton Van Leewenhoek
Perfecciona el microscopio y descubre el mundo
microorganismos

Louis Pasteur (1862)
Refutación de la generación espontanea
“El liquido es mudo, porque lo eh mantenido aislado de la única cosa que el hombre
no sabe producir: de los gérmenes que flotan en el aire, de la Vida, por que la
vida es un germen, y un germen es la Vida” La generación espontanea nunca se
recuperara del golpe que le asesto este sencillo experimento

Estudio del origen de la vida

La atmósfera y la sopa primitiva
Teoría propuesta por Oparin y Haldane, en 1924. En ella
propone que las condiciones extremas de la tierra en el pasado
permitieron la evolución química de ciertos elementos hasta la
formación de células
Atmósfera primitiva: Carente de oxígeno, abundancia de hidrógeno,
metano, amoniaco, ácido ciánhídrico, vapor de agua y otros compuestos

Experimento de Miller-Urey
Formaron compuestos orgánicos simples: Cianuro de hidrógeno
(HCN) y aldehídos (CHO)

LA ADENINA

Joan Oró
Sintetiza Adenina en el laboratorio
A partir de ácido cianhídrico (un derivado del cianuro que había
aparecido en abundancia en el experimento de Miller),
amoniaco y agua, con lo que demostró la posibilidad de la
aparición espontánea de nucleótidos en la Tierra primitiva

3. ¿Qué se originó primero la proteína o el
ADN?
Los ácidos nucleicos son
necesarios para construir las
proteínas.
Las proteínas son
necesarias para
construir los
ácidos nucleicos

•“Replicador primordial”, una macromolécula autorreplicante
(ARN) que se habría formado por casualidad
Los defensores del modelo deben explicar cómo se pudo formar una
molécula de tamaña complejidad antes de que arrancara el proceso
evolutivo
•“Metabolismo primigenio”, un sistema de moléculas que
formarían un entramado de reacciones químicas impulsado por
una fuente de energía y capaz de evolucionar.
Los defensores del modelo deben explicar las condiciones de la Tierra
primitiva donde se pudieron establecerse reacciones químicas con
capacidad para el crecimiento y la evolución

.

4. ¿Qué es el mundo del RNA?
The RNAworld is a hypothetical period of the early biosphere
when both the information needed for life and the enzymatic
activity of living organisms were contained in RNA molecules
(Dworking et al., 2003)
RNA tiene la capacidad de
replicarse sin la ayuda de
proteínas, puede cortar y
unir un RNA preexistente
Capacidad de catalizar
cada paso de la síntesis de
proteínas
Se sintetizó en laboratorio un RNA de 189 pb

ANP-Ácido nucleopeptídico

4. ¿Cuál fue el escenario donde se formo la
vida?
¿Existe vida fuera de la Tierra?

Allan Hills 84001
•Meteorito encontrado
en la Antártida en
1984.
•Se piensa que el
meteorito se formó en
marte hace 4400 Ma.
•Hace 16 Ma se
desprendió del
planeta por el impacto
de otro meteorito.
•Llegó a la tierra hace
13000 años.
Mason, 2011

Bradley et al., 1997. Nature
Supuestas bacterias fósiles

Filamentos y heterocistos fósiles (¿?)
en el meteorito Cl1
CianobacteriasSupuesto fósil
marciano

El trabajo fue lanzado en 2011. Pero tuvo serias críticas por algunos
sectores de científicos.

5. ¿Cuál es el escenario donde se origino de la
vida en la Tierra?

Cronología origen vida
•4,54 Ma: Formación de la tierra
•4,4 Ma: Presencia de corteza continental (Wilde et al., 2001)
•4,3 Ma: Agua presente en la superficie de la tierra (Mojzsis et al.,
2001)
•3,80 Ma: Primeras evidencias de procesos biológicos, Groenlandia
•3,46 Ma: Estromatolitos fósiles más antiguos, Australia Occidental

Formación de Hierro bandeado
Bandas de Hierra y Silex. El hierro aparecer en forma de óxidos,
normalmente magnetita (Fe3O4) y hematita (Fe2O3)
Aparecen hace 3.800 Ma,
la mayoría tienen una
edad entre 2.500 y 1.800
Ma, cuando desaparecen
del registro, volviendo a
depositarse en ambientes
glaciares en el
Proterozoico tardío (800-
600 Ma)

1993 se descubrió por investigadores de la Universidad de California y
Wisconsin fósiles de carpetas microbianas en arenisca de 3,480 Ma en
Australia occidental
2017 se declaró que las rocas de la localidad de Apex chert con 3.465 Ma,
como la evidencia directa más temprana de vida en la Tierra

2017 en la revista Nature se publica evidencias de tubos de
hematita en rocas canadienses (el cinturón Nuvvuagittuq) que
provienen de fumarolas hidrotermales del fondo oceánico de
hace 3.770-4.280 millones de años

Cambios climáticos
Precámbrico (3800-543 Ma)

El efecto de invernadero
producido por el CO2 y el
CH4, así como el albedo
reducido pueden haber
compensado las bajas
temperaturas

Arqueas metanógenas
CO
2
 
+ 4H
2
 
→ CH
4
 
+ 2H
2
O
CH
3
COOH → CH
4
 
+ CO
2

CH4
 + ·OH → ·CH3 + H2O

Evolución del metabolismo

Formación de Hierro bandeado
Bandas de Hierra y Silex. El hierro aparecer en forma de óxidos,
normalmente magnetita (Fe3O4) y hematita (Fe2O3)
Aparecen hace 3.800 Ma,
la mayoría tienen una
edad entre 2.500 y 1.800
Ma, cuando desaparecen
del registro, volviendo a
depositarse en ambientes
glaciares en el
Proterozoico tardío (800-
600 Ma)

Arqueas metanógenas
CO

+ 4H

→ CH

+ 2H
2O
CH
3
COOH → CH
4
 
+ CO
2

H2S + ½O2 → S + H2O + 50 kcal/mol
2 S + 3O2 + 2H2O → 2SO4-2 + 4H+ + 119 kcal/mol
2FeCO
3
 
+ 3H
2
O + ½O
2
 
→ 2Fe(OH)
3
 
+ 2CO
2
 
+ 40 kcal/mol

Evolución O en la Tierra

Tercer atmósfera

Composición química de la atmósfera

Snowball earth
Glaciación Pongoliana (2 900 Ma)
Hidrocarburos en la atmósfera causaban reflexión de la luz solar
La Huroniana (2400 a 2100 Ma)
La causa fue la reducción del metano y CO2 y la contribución de O
a la atmósfera

Primer pluricelular Algas encontrado en rocas de 1,56 millones de
años en China

Origen de Eukaryota

Núcleo de Arquea Eocitos

Alphaproterobacteria

Huellas del organismo más antiguo que se desplazó en nuestro
planeta. Mientras que el rastro anterior databa de hace 550
millones de años, esta nueva evidencia tiene 2.100 millones de
años y fue descubierta en un depósito fósil en Gabón

Primer pluricelular Algas encontrado en rocas de 1,56
millones de años en China

•Hipótesis simbiótica
•Hipótesis colonial
Pluricelularidad

Microfósiles multicelulares de
paredes orgánicas preservados
en lutitas de la Formación
Grassy Bay (Shaler Supergroup,
Arctic Canada), que data de
hace aproximadamente 1.010-
890 millones de años, tienen
afinidad por hongos

Dickinsonia, 558 millones de
años

Proterocladus antiquus
Mil millones de años

2,400 Ma Huroniana
710 Ma Sturniana
640 Ma Marinoana
580 Ma Gaskiers
Periodo Criogénico

Evidencias
Diamictitas
BIF

Causas
Formación y separación de Rodinia
El proceso de meteorización de los silicatos

2400-2200 Ma Huroniana
¿El origen de multicelulares
macroscópicos?
710 Ma Sturniana
640 Ma Marinoana
La divergencia calcispongas-
eumetazoa en aproximadamente
650 Ma
La divergencia de eumetazoa
en
 cnidarios y bilaterales 
580 Ma Gaskiers
La divergencia protostomados y
deuterostomados según análisis
moleculares fue 570 Ma
Las glaciaciones y su influencia en la vida

Biota del periodo Ediacárico
635-542 ma
Representan los organismos multicelulares complejos más antiguos

Organismo llamado Dickinsonia muy bien conservado en un área
remota cerca del Mar Blanco, en el noroeste de Rusia.
 
El tejido
de estos restos aún contenía moléculas de colesterol, un tipo
de grasa que es marca distintiva de la vida animal
558 millones de años

Subreino Vendobionta
•Cuerpo relativamente blando, sin partes duras como corazas
o esqueletos
•Todos fueron marinos y probablemente también bentónicos
y sésiles
•No hay evidencias definitivas de la presencia de boca, ano o
un sistema digestivo. Se cree que la alimentación pudo
haber sido por ósmosis
•Sería asexual y crecimiento por segmentos

Fanerozoico (542 Ma-Presente)

Pannotia

Era Paleozoica (542-250 Ma)
Trichophycus pedum

Burgess shale

Período Cámbrico
•541-485 Ma

Explosión del Cámbrico (542 Ma)
Los genes HOX, la fragmentación
del supercontinente Pannotia,
cambios climáticos catastróficos,
como una glaciación global, el
aumento de la concentración del
oxígeno atmosférico o el incremento
de la capacidad de producir
colágeno
Desarrollo de adaptaciones
competitivas (la depredación, la
visión, la natación activa, etc);
avances que habrían ocasionado el
desarrollo masivo de nuevas ramas
evolutivas, al adaptarse al ocupar
nuevos nichos.

Opabinia
Hallucigenia

•Pikaia

El pez más antiguo conocido:
Metaspriggina
•505 millones de años descubierto en Canadá

Ordovícico (485-444 Ma)

Extinciones
Mamut
Cuvier, encontró diferencias entre los mamuts
y elefantes indios, que consideró que estos
eran especies diferentes. Propuso que la
tierra debía de experimentar cambios bruscos
y que en cada uno de ellos provocaba la
muerte de algunas especies
Darwin, no aceptó completamente estas ideas,
creía que las especies debían extinguirse
gradualmente

Las extinciones masivas
Hoy en día se piensa que al
menos el 99% de las especies
que han habitado este planeta
se han extinguido
La mayoría se piensa se
extinguieron gradualmente en
lo que se conoce como
extinciones de fondo (Darwin)
Pero en varias ocasiones la
vida a sufrido serías
extinciones masivas

Extinción y especiación

Las extinciones masivas
Cambios climáticos han causado
grandes extinciones en el pasado
La mayoría se piensa se extinguieron gradualmente
en lo que se conoce como extinciones de fondo
(Darwin)
Pero en varias ocasiones la vida a sufrido serías
extinciones masivas

Extinción y especiación

Ordovícico-Silúrico (450-440 Ma)
La primera extinción masiva, solo superada por la del Pérmico y
la única donde no se ha encontrado presencia de impactos
extraterrestres ni vulcanismo
100 familias se
extinguieron, lo cual
representaba el 85%
de las especies de
fauna marina

Los braquiópodos y los
briozoos fueron de los más
afectados, junto con las
familias de trilobitas,
conodontos y graptolites
Orthoceras
Eurypterida

Causas
Mellot et al. (2004) postula
que la explosión de una
supernova cercana y su
correspondiente pulso de
rayos gamma barrió la Tierra
durante unos diez segundos,
acabando con toda o la
mayor parte de la capa de
ozono, además la superficie
terrestre sería barrida por los
rayos UVA del Sol
La radiación gamma produjo un
segundo efecto tan perjudicial o
más para la vida, pues debió
liberar gran cantidad de gases
derivados del nitrógeno

Sartorius (2011) El
supercontinente Gondwana
se desplazó hacia el polo
sur y sobre él se formaron
enormes glaciares
Inicio de una larga edad de
hielo que afectó la mayoría
de las zonas costeras donde
vivían la mayoría de los
organismos extintos

Silúrico 
(444 Ma a 416 Ma)

Aparecen los placodermos,
los tiburones y los peces
cartilaginosos

Devónico (416-359
 Ma)
Diversificación de los peces, proliferación de los arrecifes, los
primeros árboles y la invasión terrestre por los primeros
tetrápodos

Silúrico-devónico Conquista medio terrestre y clima
Un clima cálido y seco
El clima en las porciones emergidas de la superficie terrestre
tiene una capacidad calorífica sustantivamente menor que el
océano, por la cual las fluctuaciones térmicas del clima
continental son mucho más amplias

Plantas terrestres
Sobre tierra firme, las primeras plantas con semilla se extienden
formando enormes bosques

La transición entre los peces y los primeros tetrápodos se produjo entre
385 y 365 Ma

Extinción Devónico-carbonífero
408 y 360
 Ma

Aproximadamente el 83 % de las especies se extinguieron, así
como el 50 % de los géneros y el 20 % de las familias
Afecta a organismos bentónicos arrecifales o de aguas someras

Dunkleosteus 

Causas
Enfriamiento global, impacto meteorito y vulcanismo
El modelo de Buggisch consiste en un ciclo en el que se alternan el
enfriamiento y el calentamiento global
Como posible causa de la crisis se apunta a las transgresiones
marinas, que comunicarían cuencas que hasta entonces habían
permanecido aisladas, provocando la invasión de especies
generalistas, y la eliminación de uno de los mecanismos principales
de generación de nuevas especies, la vicarianza—formación de
nuevas especies al aislar una barrera a una población

•Impacto meteorito. Se han encontrado cráteres de impacto
a finales del Devónico
•Bajas concentraciones de Oxigeno, debido al enfriamiento
• Vulcanismo. Rift Pripyat-Dnieper-Donets

Carbonífero (359-299 Ma)

Oxigeno
Disminuye el C02 atm
Aumenta la meteorización de los silicatos

Pérmico (299-250 Ma)
El periodo Pérmico
presenció la diversificación
de los primeros amniotas
en los grupos ancestrales
de mamíferos, tortugas,
lepidosaurios y arcosaurios

Extinción Pérmico-Tríasico
La mayor extinción en la historia de la vida, desaparecieron
aproximadamente el 95
 % de las especies marinas y el 70 %
de las especies de
 vertebrados terrestres 

Tasas de extinción
Wang y Bush, 2008.
Paleobiology, 34(4):434-455.

Causas
Volcanismo de 1 Ma, liberando 1.5 millones de Km
3
de material
Liberación de hidratos de carbono para subir 5 grados
Liberación de sulfuro de hidrógeno, el cual destruye la capa de
ozono
“Siberian Traps”

Gran Muerte
Temperaturas entre los 30 y 45 ° C
Los océanos perdieron 80 % de su
oxígeno

Cambio climático durante el Paleozoico (543- 254 Ma)
El clima era relativamente más cálido en comparación con el
Precámbrico

Durante el Cámbrico los continentes empezaron a juntarse cerca del
ecuador lo cual originó un aumento en la temperatura
Existe evidencia de que la concentración de CO2 era mucho más alta
que durante el resto del Paleozoico

Ordovícico-Silúrico (450-440 Ma)
La primera extinción masiva, solo superada por la del
Pérmico y la única donde no se ha encontrado
presencia de impactos extraterrestres ni vulcanismo
Sartorius (2011) Disminución de la temperatura
El supercontinente Gondwana se desplazó hacia el polo sur y sobre él se
formaron enormes glaciares
1 Ma después ocurrió un rápido ascenso en el nivel del mar
Mellot et al. (2004) postula que la explosión de una supernova
Pulso de rayos gamma barrió la Tierra durante unos diez segundos,
acabando con toda o la mayor parte de la capa de ozono

Silúrico-devónico Conquista medio terrestre y clima
Un clima cálido y seco
El clima en las porciones emergidas de la superficie terrestre
tiene una capacidad calorífica sustantivamente menor que el
océano, por la cual las fluctuaciones térmicas del clima
continental son mucho más amplias

Extinción Devónico-carbonífero
408 y 360
 Ma
Vulcanismo. Rift Pripyat-Dnieper-Donets
Un ciclo en el que se alternan el enfriamiento y el calentamiento global
Las transgresiones marinas, que comunicarían cuencas aisladas,
provocando la invasión de especies generalistas, y la eliminación la
vicarianza—formación de nuevas especies al aislar una barrera a una
población

Entre el Carbonífero y el Pérmico, se produjo la
mayor glaciación del Paleozoico, la cual duró 100 Ma

Carbonífero-Pérmico
Aumento de la humedad
Sobre tierra firme, las
primeras plantas con
semilla se extienden
formando enormes
bosques
Disminuye el C02 atm
Aumenta la
meteorización de los
silicatos

Gran Muerte
Temperaturas
entre los 30 y 45
° C
Los océanos
perdieron 80 %
de su oxígeno

Era Mesozoica (250-65 Ma)

Formación de Pangea

Rodinia
Rodinia comenzó a formarse hace alrededor de 1.300 Ma a partir de tres o
cuatro continentes preexistentes y a los 800 Ma se separa en 8 continentes

Pannotia
Desde hace unos 600 Ma hasta 540 Ma, cuando se separa en cuatro
contenientes

Pangea
Desde hace 335 Ma a 175 Ma que comenzó a fracturarse

Climatología de la Era
Mesozoica
La evidencia geológica indica la prevalencia de climas
cálidos y secos

Triásico
Triásico temprano el clima era
frio y húmedo y posteriormente
seguido por periodos cálidos y
secos
Durante el Triásico medio existió el clima
más árido y seco que se ha presentado a
lo largo de la historia de la Tierra

Triásico (251- 201 Ma)

Triásico temprano el clima era
frio y húmedo y posteriormente
seguido por periodos cálidos y
secos
Durante el Triásico medio existió el clima
más árido y seco que se ha presentado a
lo largo de la historia de la Tierra

Extinción masiva Triásico-Jurásico
Desaparecieron 20 % de las familias

Los arcosaurios, la mayoría de los terápsidos y los últimos grandes anfibios
• Metoposaurus
Los dinosaurios radian por el nicho desocupado. En el Triásico medio
aparecieron los primeros mamíferos, que eran organismos de pequeño tamaño

CAUSAS
Las erupciones arrojaron más de tres millones km cúbicos de
lava, dando origen a una grieta en el supercontinente que
terminó por convertirse en el actual Océano Atlántico
•Erupciones volcánicas masivas en la
Provincia magmática del Atlántico
Central
•El impacto de asteroide
La emisión de gases como
el SO2 y el CO2, provocaran
un efecto invernadero,
​ que
a su vez descongelara el
metano presente en el
fondo de los océanos

Jurásico (201-145 Ma)

Separación de Pangea

Clima del Jurásico
Igual que el Triásico no existe evidencia de depósitos de tipo glacial
Temprano y medio existió un Megamonzón. En la parte central
Pangea era extremadamente cálida y árida, rodeadas por zonas
húmedas
A finales del Jurásico el clima empezó a cambiar, haciéndose
menos árido y con la presencia de hielo en las zonas polares

Dromaeosauridos

Cretácico (145-64 Ma)

Evolución angiospermas
•Climas cálidos y húmedos

Relación entre la explosión de diversidad de las
Angiospermas y de los Multituberculados

Dinosaurios, México
1926 el paleontólogo alemán Werner Janensch describió los elementos
fragmentarios de un dinosaurio ceratópsido recolectados en rocas del Cretácico
tardío de Coahuila
1933, se encontraron restos de dinosaurios en Sonora y Baja california
1970, descubren primeras huellas en Michoacán y posteriormente en otros
estados
A finales de 1980 se comienzan a hacer estudios sistemáticos en diversas
localidades de México por paleontólogos mexicanos
Los restos de dinosaurios más antiguos provienen del Jurásico medio del Cañón
del Huizachal, Tamaulipas

Monstruos marinos

Monstruo de
Aramberri
Pliosauridae indet. de
Aramberri de 150 Ma

Extinción Cretácico-Paleógeno

Deccan traps

El Cráter en Chicxulub

Se estima que el tamaño del bólido 20 km, una densidad de 2630
kg/m3 y una velocidad de 12 km/s
Se calcula que el impacto pudo haber liberado unos 400
 zettajulios
(4
 × 10
23
julios) de energía, equivalentes a 100 teratones de TNT
(10
14
 
toneladas)

17 Km
21 km
45 -60 grados the
ejected mass of CO2 is
a factor of two-to-three
times greater than in a
vertical impact and
approximately an order
of magnitude greater
than a very shallow-
angle (15 grados)

Formación de mares
epicontinentales
Son rocas
sedimentarias de
carbonatos de calcio
formadas en
ambientes marinos

Orogenia Laramide
Se dio en respuesta a ajustes en la geometría de
la subducción, como resultado de cambios
importantes en la relación de convergencia
de las placas
La compresión de la orogenia Laramide
deformó la corteza en dos estilos
distintivos: uno por deformación de piel
delgada del cinturón de pliegues y
cabalgaduras del suroeste de los Estados
Unidos y la Sierra Madre Oriental en México

Amonites

Calizas en Microscopio
Calciesferas
Microorganismos: foraminíferos,
bivalvos, etc.

Rudistas

Era Cenozoica (65 Ma-presente)

215 Ma

Relación entre la explosión de diversidad de las
Angiospermas y de los Multituberculados

Eutriconodontos

Paleógeno

La India colisionó con Asia hace
55-45 millones de años,
comenzando con la formación del
Himalaya. Arabia colisionó con
Eurasia, cerrando el mar de Tetis
hace unos 35 millones de años
Se formaron cadenas montañosas
actuales en América del Norte,
orogenia Laramidae. En América
del Sur, la subducción de tipo
andino, dió lugar a la formación
de los Andes

Orógenos colisionales: el sistema Alpes-Himalaya

El sistema orogenico Alpino - Himalayano
Alpes
Carpatos
Apenines
Caucaso
Z
a
g
r
o
s
Himalaya
Tibet
Tien-Shan
Dinarides
La cadena orogenica mas larga del mundo, producto de la colisión de
Africa, Arabia e India con Eurasia desde el Cretacico superior al
presente. Producto del cierre del oceano de la Thetys

Himalayas

 
Evolución de la convergencia de India y Arabia

De las 10 familias que existían al iniciarse el primer período del
Cenozoico, el Paleoceno, se pasó a casi 80 en el Eoceno
Muchas familias de mamíferos modernos datan del Oligoceno y
fue en el Mioceno cuando se registró la mayor diversidad de
especies. En este último período aparecieron los primeros y
más primitivos Hominoidea
A partir del Mioceno el número de mamíferos empezó a
declinar y, como consecuencia de los profundos cambios
climáticos que se produjeron durante el Plioceno, hace unos 2
millones de años, muchas especies desaparecieron

Megistotherium 
Hienodóntidos que vivieron a principios del período Mioceno,
hace unos 23 millones de años

Clima Cenozoico
Vulcanismo en Groenlandia(5 Ma)

Cambio climático Neógeno
Paleoceno
El clima era cálido, uniforme y muy
húmedo, sin grandes contrastes
entre el ecuador y los polos. Las
selvas tropicales se extendían a
latitudes más altas que en la
actualidad. Los bosques
subtropicales llegaban hasta las
regiones polares, donde se
transformaban en bosques de hoja
amplia y caduca

El máximo termal Paleoceno Eoceno
Hace 56 millones de años se produjo bruscamente una
liberación masiva de CO2, con el consiguiente aumento de la
temperatura terrestre, en el que la temperatura media del
océano aumentó de 5 ºC, con una concentración de CO2 de
quizás unas 1000 ppm

La actividad volcánica inició el proceso por el cual Groenlandia y el
noroeste de Europa empezaron a separarse, creándose los mares de
Noruega y Groenlandia, que forman parte del Atlántico Norte
El CO2 y SO2, así como plumas constituidas principalmente de ceniza
y vapor (ambos de muy corta duración en la atmósfera) produciendo
un enfriamiento inicial de corta duración
El magma que salió de respiraderos hidrotermales encendió enormes
cantidades de metano del fondo marino. El calor del magma y el agua
sobrecalentada, calentaron los hidratos de metano del fondo marino,
haciendo que estas reservas de gas salieran a la atmósfera

“Primer primate”
Messel, Alemania (Eoceno)

Cambio climático del Eoceno
A finales del Eoceno, en un intervalo de sólo un millón de
años, debió producirse un brusco descenso de las
temperaturas anuales. Los océanos se enfriaron en parte
debido a la formación de la Corriente Circumpolar
El clima se hizo más frío y estacional; repercutió
negativamente en los mamíferos más primitivos que
estaban adaptados a climas más cálidos. A principios del
Oligoceno, los bosques de hoja ancha y caduca de los polos
habían desaparecido y a lo largo de Asia, Norteamérica y
Europa, en las latitudes altas, se instaló una mezcla de
bosque de coníferas y bosque templado caducifolio

48,5 millones de años

El 80% del CO2 atm disminuyo . Esa bajada de gases de efecto
invernadero produjo un
 enfriamiento de la Tierra que llevó al Ártico a
pasar de los 13ºC a los -9ºC que tiene en la actualidad
Por primera vez desde el Proterozoico, el mundo tuvo hielo en los polos
Los océanos y mares, poco a poco, fueron vertiendo parte de sus aguas
en el Ártico, y eso aumentó la salinidad del océano, destruyó la pequeña
capa de agua dulce

Disminución temperatura
A finales del Eoceno, en un intervalo de sólo un millón de años,
debió producirse un brusco descenso de las temperaturas
anuales
El clima se hizo más frío y
estacional; repercutió
negativamente en los
mamíferos más primitivos que
estaban adaptados a climas
más cálidos. A principios del
Oligoceno, los bosques de
hoja ancha y caduca de los
polos habían desaparecido

Al crear un portal oceánico, el
paso del Drake permite la
instauración de la Corriente
Circumpolar Antártica, que
lleva al aislamiento térmico
del continente
Como consecuencia, el
desarrollo de grandes
casquetes polares y la
formación de agua profunda

Formación de orógenos
La India colisionó con Asia hace
55-45 Ma, comenzando con la
formación del Himalaya
Arabia colisionó con Eurasia,
cerrando el mar de Tetis hace
unos 35 millones de años
Se formaron cadenas
montañosas actuales en América
del Norte, orogenia Laramidae
En América del Sur, la
subducción dió lugar a la
formación de los Andes

Orógenos colisionales:

Orogenia Laramidae

Sierra Madre Oriental
Esta orogenia presentó su actividad del
Paleoceno y principio del Eoceno y
concluyó durante el Eoceno Medio,
hace 38 Ma
La Orogenia Laramide elevó las regiones
del territorio continental, plegando los
estratos sedimentarios que durante
esos períodos habían sido depositados
sobre el fondo marino

CO
2
 + H
2
O : H
2
CO
3
El ácido carbónico así formado reacciona con los feldespatos, induciendo
la formación de minerales del grupo de la arcilla
Reacciones con tres ejemplos de formación de caolinita,
 Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
1)
      
Hidrólisis de anortita (plagioclasa cálcica):
CaAl
2
Si
2
O
8
 
+ 2 H
2
CO
3
 
+ H
2
O
 
® 
Ca
2+
 
+ 2 HCO
3
-
 
+ Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
2)
      
Hidrólisis de la albita (plagioclasa sódica):
2 NaAlSi
3
O
8
 
+ 2 H
2
CO
3
 
+ 9 H
2
O
 
® 
2 Na
+
 
+ 2 HCO
3
-
 
+ Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
 
+ 4
H
2
SiO
4
3)
      
Hidrólisis de la ortoclasa (feldespato potásico):
2 KAlSi
3
O
8
 
+ 2 H
2
CO
3
 
+ 9 H
2
O
 
® 
2 K
+
 
+ 2 HCO
3
-
 
+ Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
 
+ 4 H
2
SiO
4
Meteorización de los silicatos

Disolución
Exactamente igual a como se disuelve el azúcar en el agua lo hacen ciertos
minerales. Uno de los minerales más hidrosolubles es la halita
Aunque la mayoría de los minerales son insolubles en agua pura, la presencia
de una cantidad incluso pequeña de ácido aumenta de una manera
notable la fuerza corrosiva del agua

Hidrólisis
El grupo mineral más común, el de los silicatos, se descompone sobre
todo mediante el proceso de hidrólisis.
Algunas de las moléculas de agua se disocian para formar los iones muy
reactivos hidrógeno (H+)e hidroxilo (OH-). Son los iones de hidrógeno
los que atacan y sustituyen a otros iones positivos encontrados en el
retículo cristalino

Algunas teorías señalan el impacto de bólidos sobre Siberia como el
principal responsable de este evento debido a las anomalías encontradas
en las trazas de iridio, elemento muy útil para detectar los impactos de
meteoritos, supuestamente hace 34 millones de años

Este evento, ocurrido hace 33,9
millones de años, ha servido como
criterio para definir el límite entre el
Eoceno y el Oligoceno

Una de las causas principales es el cierre del estrecho de Turgai,
lo que unió Europa y Asia, permitiendo migraciones masivas
Además, la abertura del pasaje de Drake acentuó la corriente
circumpolar antártica, iniciando así un enfriamiento progresivo

Clima Cenozoico
Vulcanismo en Groenlandia(5 Ma)

Neógeno

Evolución de Equidae en Norteamérica
Maguire y Stigall (2006)
Esta diversificación ocurrió contemporáneamente con los cambios
ambientales producidos por el enfriamiento de clima y la propagación de los
pastizales a través de todo Norteamérica (Maguire y Stigall, 2006)

Hallazgos de mamíferos
fósiles
Los proboscídeos
Cuvieronius
sp.
Stegomastodo
n sp.
Mammut

Plioceno
El
 
Gran Intercambio Biótico Americano

Megatylopus matthewi
Los camellos

Los antilocápridos (Antilocapridae)
Son una familia de mamíferos
artiodáctilos endémica de
Norteamérica
Sólo una especie, el berrendo
(Antilocapra americana), vive en
la actualidad, los demás
miembros de la familia están
extintos

Orden Artiodactyla, Owen 1848
Familia Antilocapridae, Gray, 1866
Género Merycodus sp., Leidy 1854
Merycodus sabulonis
Ferrusquía-Villafranca (2005)
Merycodus tiene registros desde el Barstoviano
temprano hasta el Clarendoniano tardío

Familia Equidae Gray (1821)
Especie Calippus martini Hesse (1936)
Paleontología sistemática y discusión bioestratigráfica y
biogeográfica

Familia Equidae Gray 1821
Especie Neohipparion eurystyle Cope 1893

Familia Equidae Gray, 1821
Subtribu Protohippina
Género Protohippus Leydi, 1858
Distribución
Primer registro en México

Familia Equidae Gray, 1821
Subtribu Hipparionini
Género Hipparion Christol, 1832
Primer registro en México

Perros
Borophagus sp
Abundante en el
centro de México
durante el
Cenozoico tardío

Gatos
Pseudaelurus spp.
Ancestro de los felinos actuales
y dientes de sable
Machairodus coloradensis
~ 1.5 metros de alto
~ 160 Kilogramos
Ancestro de Smilodon

Fauna
Sur América

Gliptodontes
Hasta 4 metros de largo
1.5 metros de alto
Mas de una tonelada
Relacionados con los
armadillos

Perezosos
gigantes
Megalonyx spp.
Hasta 6 metros de altura
Poco más de 3 toneladas
Evoluciono de Pliometanastes
Endémico de Norte América
Herbívoro y a veces carroñero

Glosotherium spp.
De hasta 4 metros
Herbívoro, hojas de los árboles
Muy lento
Radiaron principalmente en Norte América
Descienden de inmigrantes sud-americanos

Cuaternario

Pleistoceno
•2.6 Ma- 11 000 años

Causas de las glaciaciones
Milankovitch
La forma de la órbita
de la Tierra cambia
durante un ciclo que
dura unos 100.000-
400.000 años
En la actualidad el eje de
rotación está inclinado
unos 23,5° con respecto al
plano de la órbita
terrestre. Durante un ciclo
de 41.000 años, este
ángulo oscila entre 21,5° y
24,5°
Precesión. El eje de la
Tierra se tambalea como el
de una peonza. Por
consiguiente, el eje apunta
a diferentes puntos del
cielo durante un ciclo de
unos 19.000 - 24.000 años
Insolación y albedo

Hay diversos ciclos, los de manchas solares de 25 meses, los de 11 años y los
de 206 años, las variaciones de la órbita terrestre alrededor del sol: de
precesión de los equinoccios de 21.000 años, las de variación del ángulo de la
eclíptica, de 41.000 años, y las de variación de la excentricidad de la órbita
elíptica de la tierra de 100.000 años

La causa principal es astronómica
La combinación de estos ciclos determina la variación
resultante. Hoy sabemos que en el último millón de años
de vida de la tierra, hemos tenido ocho períodos
sucesivos de glaciación, cada uno de ellos de
aproximadamente 100.000 años, intercaladas entre
dichos períodos hubo épocas de calentamiento,
conocidas como interglaciares, que duran
aproximadamente entre 10.000 a 12.000 años
Estamos viviendo en una era interglaciar que está
cumpliendo ya los 12.000 años. Teórica-mente, estamos
aproximándonos a otra era glaciar

Glaciación Würm (Edad de Hielo)
La etapa inicial tiene lugar, hace unos 110.000 años y finaliza
hace 11 000 años

Se unió Australia-Tasmania con
Nueva Guinea, Filipinas e
Indonesia. Lo mismo ocurrió
entre Japón y Corea
Se unió el territorio continental
de América con Asia a través del
estrecho de Bering. En su
primera etapa, estuvo presente
por unos 4000 años y, en su
segunda unos 15 000 años. Tenía
una longitud de 1500 km y un
ancho máximo de 75 km
Durante este período la especie Homo sapiens salió de África y
se dispersó, primero por Asia y desde allí por todos los
continentes e islas

El Último Máximo Glacial es la época de máxima extensión de
la capas de hielo durante ese último período glacial,
aproximadamente hace 21.000 años

La dinámica de los glaciares no depende solamente de las
variaciones de la temperatura, sino que es un fenómeno natural
complejo.
Los glaciares del Kilimanjaro, por ejemplo, que están retrocediendo
desde hace unos 200 años. Las mediciones satelitales no registran
tendencia al calentamiento en la zona, sin embargo estos glaciares
retroceden. La causa es la deforestación; se ha talado la selva
tropical al pie de la montaña y por ende el aire que asciende
laderas arriba, ya no es húmedo

Glaciares en el mundo
Existen en nuestro
planeta 160.000 glaciares,
de los cuales están siendo
monitoreados 60.000
De ellos, el 15% (9.000
glaciares) están en
retroceso, el 2% (1.200
glaciares) están
avanzando

Extinción megafauna
En Sudamérica se extinguieron 46 géneros (el 80 %), incluyendo los roedores,
carnívoros, pecaríes, camellos, ciervos, notoungulados, caballos y
mastodontes
En Norteamérica se extinguió el 73 % de los grandes mamíferos (33 géneros),
incluidos todos los proboscídeos (mamuts, mastodontes y gonfoterios), los
caballos, tapires, pecaríes, camellos, perezosos y gliptodontes, así como los
ciervos, bisontes y entre los depredadores, desaparecieron varias especies de
dientes de sable, el gigante león americano el oso chato el lobo gigante
En Australia se extinguieron 55 especies, incluyendo algunos equidnas,
carnívoros marsupiales, wombats, canguros y wallabis
En Europa las pérdidas no fueron tan graves. Algunos se extinguieron, como el
mamut, el rinoceronte lanudo o el ciervo gigante, pero otras especies, como
el caballo, el hipopótamo, el buey almizclero, la hiena o el antílope saiga, solo
vieron su distribución restringida
11 700 años

Hace unos 100.000 años había 150 géneros de megafauna (animales mayores
de 44 kg), pero hace 10.000 años, al menos 97 de esos géneros se habían
extinguido (Barnosky et al., 2004).

Causas
Los paleontólogos adjudican estas extinciones a un gran número de
causas, polarizadas en dos grupos principales:
•Causas climáticas: Una explicación es que los climas y el medio
ambiente cambiaron rápidamente al retraerse de nuevo los casquetes
polares y los grandes mamíferos, en particular, fueron muy
vulnerables a estas perturbaciones (regresión de la sabana y avance de
los desiertos)
•Hipótesis de la caza excesiva: La segunda teoría sostiene que la
expansión de las poblaciones humanas ejerció una presión especial
sobre los grandes mamíferos, que fueron exterminados por la caza

Humanos como causantes extinción
Hay correlación entre la expansión de las poblaciones humanas y la
extinción de los grandes mamíferos
De haber existido unos cambios climáticos tan drásticos, deberían haberse
producido extinciones entre los animales más pequeños y los vegetales
Los cambios climáticos tuvieron efectos menores en Europa, y por qué las
retiradas previas de los hielos no causaron extinciones
Evidencias en contra como la carencia de pruebas arqueológicas de
grandes cacerías y el hecho de que los humanos invadieran Norteamérica
y Australia muchos después de las extinciones

Cuando los icebergs se derritieron,
estaba demasiado húmedo para
que los animales sobrevivieran
porque la vegetación que comían
prácticamente desapareció
Utilizaron la secuenciación de
escopeta de ADN para analizar
restos de orina, heces y células de
la piel tomadas de muestras de
suelo recolectadas en el Ártico,
donde se descubrieron restos de
mamuts

Los descensos de temperatura son los que normalmente producen
extinciones y el comienzo de las glaciaciones afectó especialmente
a la megafauna que muestra una considerable pérdida de
diversidad hace aproximadamente 1 millón de años (Azanza et al.,
2000).
Sin embargo, este evento de extinción no fue tan relevante como el
del límite Eoceno/Oligoceno, probablemente porque a comienzos
del Cuaternario la temperatura media de partida no era tan elevada
y el enfriamiento es bastante gradual desde hace 2.6 a 1 Ma

"Para estudiar el clima presente tenemos que saber cómo ha cambiado el
clima del pasado. De esa manera podremos saber el impacto que tiene el
hombre y entender cómo tendría que desarrollarse el ciclo natural

La evaporación y la condensación
controlan, a lo largo del ciclo
hidrológico, la proporción
relativa de isótopo pesado (18O)
frente al ligero (16O)
El fraccionamiento disminuye al
incrementarse la temperatura.
Es decir, que a temperaturas más
altas, la diferencia entre las
composiciones isotópicas de las
dos fases o estados será menor

Bioindicadores
Los fósiles con caracteres ecológicos o fisiológicos particulares de
significado climático son también muy importantes
Indicadores de clima cálido son la flora de carácter tropical, el gran
tamaño de los vertebrados, el desarrollo amplio de calizas y
organismos marinos y los arrecifes coralinos
Indicadores de clima frío son la flora de coníferas, la fauna de
vertebrados típicos, como el mamut, invertebrados de ambientes
fríos

Paleopalinología
Dentro de las capas de
sedimentos se encuentra
paleopolen, dando oportunidad
a estimar la vegetación total
para tal año de conteo de polen
El espesor de esa capa ayuda a
estimar el monto de
precipitaciones de ese año

Los indicadores litológicos
Los más importantes son las
morrenas y depósitos glaciares para
climas fríos
Los depósitos de bauxitas, caolines,
minerales de hierro y manganeso, y
cortezas de alteración para climas
húmedos
Los depósitos de sales, series rojas,
sedimentos desérticos para climas
áridos. Las evaporitas permiten una
gran precisión en las
determinaciones de temperatura a
partir de datos químicos

Holoceno
(11.700 años)

La inclinación del eje era de 24° y más acercado al perihelio
solar. El forzante calculado Milankovitch habría
proporcionado un 8% más de radiación solar
Dryas Reciente 
(entre 12 700 y 11 700 años)

ÓPTIMO CLIMATICO DEL HOLOCENO
Consistió de un incremento de 4
 °C hemisferio Norte
6000 a.C. y duró hasta el 2500 a.C
La inclinación del eje era de 24° y más acercado al perihelio solar. El

•ÓPTIMO DEL HOLOCENO

Registros proxy de isótopos de
oxígeno del cambio de humedad
durante el Holoceno para el sur de
Asia, Asia occidental y el
Mediterráneo oriental
Dos temporadas de lluvias Primavera-
Invierno y dos grandes picos de
inundación a lo largo del año, de
noviembre a marzo, como resultado
de la escorrentía superficial inmediata,
y de abril a mayo, principalmente
relacionada con el deshielo
Staubwasser, M., (2006)

Younger Dryas
Abrupto enfriamiento hace Dryas
Reciente
 (entre 12 700 y 11 700
años) en el Ártico
Debido a gran afluencia de agua
dulce por los glaciares derretidos,
interrumpiendo el sistema de
Circulación de Retorno del Atlántico
Meridional (AMOC) que transporta
aguas más cálidas y libera calor a la
atmósfera
Dryas octopetala 

Migración humana
Pasamos el Sahara hace 170, 000
años, mandíbula en Cueva
Misliya, Israel
La primer oleadas de migración
de nuestros ancestros hacia
Europa y Asia se produjo entre
hace 70.000 y 55.000 años
El clima en el cuerno de África
cambió de una fase húmeda
llamada "Sáhara Verde" hacía
unas condiciones de sequía más
agudas

Los Neandertales se extinguieron entre hace 33.000 y 24.000 años, unos
10.000 años después de que los H. sapiens llegaran a Europa
En esta época del último periodo glaciar no hay ningún evento climático extremo
que coincida con su extinción, probablemente la extinción de los Neandertales
en la península ibérica fue causada por la competencia ecológica con nuestra
propia especie (Tzedakis et al., 2007)

En Australia, las extinciones se produjeron con la llegada de
los humanos modernos hace unos 40.000 años y
sobrevivieron sólo cuatro especies de canguros de entre las
grandes especies de 54 marsupiales
En muchas islas, la llegada del H. sapiens fue más tardía y
también coincidió con la extinción de especies de gran
tamaño, como ocurrió en las islas del Caribe hace 8.000 años
En Nueva Zelanda, en ausencia de mamíferos, las aves
tomaron los nichos que comúnmente fueron ocupados en
otras partes por los mamíferos. Una decena de moas (grandes
pájaros no voladores) se extinguieron unos cien años después
de que los maoríes colonizaran Nueva Zelanda

La
 
cultura Clovis 
13.050 y 12.750 años pruebas realizadas tanto en restos de huesos como en
herramientas
Cazaban mamuts
Naia, fósiles humanos mas
antiguos en América
13, 000 años

Cueva del Chiquihuite, Zacatecas
•33.000-15.000 años
Herramientas de piedra, lacas, navajas, puntas de lanzas, todos artefactos
que tienen una huella indiscutible de fabricación humana

Antropoceno
Comienza en la Revolución Industrial, a finales del siglo XVIII
Las evidencias sugieren que el impacto humano no desestabilizó al sistema Tierra
hasta que comenzamos a quemar combustibles fósiles en grandes cantidades, así
como a incrementar la deforestación y quemas buscando extender la frontera
agrícola y ganadera

Antropoceno

La región de Mesopotamia abarca
el Iraq actual y Kuwait, que ocupa
el valle de los ríos Eufrates y Tigris
La civilización sumeria es
considerada como la primera y
más antigua civilización del
mundo Uruk (4000 a. C.-3200 a.
C.)
Los sumerios mantenían una producción de trigo,
cebada, garbanzo, lentejas, mijo, nabo, dátiles,
cebolla, ajo, lechuga, puerro y mostaza. También
criaban ganado, cordero, cabra y puerco.
Además de eso, usaban novillos en el trabajo de
carga y burros de transporte
Inicio de la civilización

Maíz, trigo y arroz aportan el 42,5% del suministro de calorías alimentarias
del mundo
El trigo aporta más proteínas que las carnes de ave, porcino y bovino juntas
10 a 300 millones de personas en los primeros 8.000 años de agricultura
Entrado el siglo XIX alcanzamos los 1.000 millones
Hoy, las predicciones de las Naciones Unidas estiman que para 2050 seremos
casi 10.000 millones

Una secuencia de
civilizaciones se
desarrollaron y
sucumbieron debido al
cultivo durante
milenios, Sumerio,
Acadio, Babilónico y
Asirio

La sedimentación y la salinización siguen afectando a las
civilizaciones actuales que practican riego extensivo
La alta tasa de evaporación dio lugar a un aumento gradual
de la salinidad de los campos. Por el período de Ur III, los
agricultores pasaron del trigo a la cebada como principal
cultivo, ya que ésta es más tolerante a la sal

Cultura valle del Indo
La civilización del río Indo, c. 3300 a. C. hasta 1300 a. abarcó
un área total de tierra superior a la de Sumeria o Egipto
Los principales cultivos alimenticios eran el trigo y la cebada,.
También cultivaban sésamo, legumbres, dátiles y melones
No se han descubierto registros escritos, pero su destino
sucumbió a la degradación del medio ambiente y a la sequia,
agravada por la extensa deforestación que se produjo para
proporcionar combustible para hornear los ladrillos (Hillel,
1991)

Civilización egipcia
(3150 a. C.-el 31 a. C)
Persistió en su lugar, como resultado de las
inundaciones anuales del río Nilo, que renovó la
fertilidad del suelo en vastas áreas a lo largo del
río mientras fluía hacia el norte
Durante milenios, de uno a tres millones de
personas vivían a lo largo del Nilo, y produjo
suficiente grano para exportar trigo y cebada a
muchos países alrededor del borde mediterráneo
Una gran erupción volcánica ocurrida en el año 44
aC, pudo haber afectado las precipitaciones,
provocando hambrunas, peste y disturbios
sociales

Cambio climático de hace 8.200
Años
La fase de la vida agrícola de la aldea
acabo por el abrupto evento 8.200
años (Weninger et al., 2006).
Durante el colapso grandes aldeas se
convirtieron en pequeñas aldeas
debido a que agua necesaria para la
agricultura se redujo
Causo abandono parcial del norte y
el centro de Mesopotamia y la
primera colonización del sur

Cambio climático 4.200 años
Las lluvias de invierno disminuyeron y
un clima más continental ganó
influencia
En Turquía e Irak, la
precipitación se redujo en un 20
o 30 % y total la población se
redujo drásticamente en 73% y
el área total ocupada disminuyó
en un 93%

•ÓPTIMO DEL HOLOCENO

Optimo climático Romano
(200 a.C hasta el 200 d.C)
El óptimo climático romano, una fase de clima cálido, húmedo y estable
contribuyó a la abundancia de las cosechas y a la prosperidad de la economía

Grandes erupciones volcánicas
entre los años 536 y 547 d.C,
arrojaron partículas de ceniza
causando la reducción de la
energía solar que llegaba a la
Tierra y la caída de las
temperaturas
El clima por sí solo habría sido
decisivo, pero la peste de
Justiniano causó el pánico los
romanos llegaron a considerar
como el fin del mundo «los
gérmenes fueron más
mortíferos que los germanos»
Pequeña edad de hielo de la antigüedad tardía

Período de las grandes migraciones
Es un período situado entre
el siglo III y el siglo VII d.C
que afectó a extensas
regiones de la zona
templada de Eurasia
El enfriamiento acabó
provocando la caída o
desestabilización de grandes
imperios consolidados el
Imperio romano, el Imperio
sasánida y el Imperio Han

Anomalía Climática Medieval
Fue un periodo de clima caluroso en la región del Atlántico norte
(800 y 1300 d.C.), alrededor de 1 °C más que la actualidad
El Óptimo Climático
Medieval coincide
parcialmente con el
máximo en la
actividad del Sol
denominado Máximo
Medieval

Evidencia
•Islandia y Groenlandia
fueron colonizadas
•Retirada del hielo
marino del Ártico
•Cosechas de viñedos de
uvas en Inglaterra
•Líneas más altas de
árboles en los Alpes

Mesoamérica
Clima húmedo y caliente

Estudio de fitolitos, que son
células de plantas que se
silicifican (al alimentarse de
sílice) y se convierten en fósiles.
Cultivos eran de Maíz, chile,
calabaza, frijol calabaza,
chayote, epazote, amaranto,
camote, mandioca, jícama,
vainilla, algodón y tabaco
Fue un territorio fértil favorecido por los temporales y por su
clima húmedo y caliente
Se empezó a cultivar en el valle de
Tehuacán, en lo que hoy es Puebla (7 mil
años)

Olmecas
Hace 2500-1500 años
Los olmecas comenzaron a consumir
variantes con maíz dentro de su
alimentación como el nixtamal, el cual
consistía en una mezcla de maíz con
cenizas y conchas marinas
Aumenta la biodisponibilidad de
aminoácidos, el contenido de fósforo y
calcio, de fibra soluble y almidón resistente

La principal técnica utilizada en los cultivos olmecas fue la de tala y
quema, la cual consistía en quemar toda una extensión de plantas y
maleza sobre la tierra, dejando asentar la ceniza, que funciona como
fertilizante, para luego arar y sembrar el producto requerido. La mayor
parte de los terrenos de cultivo olmeca presentan las cualidades
resultantes de esta técnica
Trabajaban de forma
tradicional dos cosechas
al año: milpa del año,
que corresponde a la
cosecha principal y
tonamil, correspondiente
al invierno

La siembra directa es una tecnología desarrollada a fines del siglo XX y difundida desde
comienzos del XXI
Su origen es mucho más antiguo. En Sumeria se utilizaba un “arado-sembradora” que a
la par de poseer una reja que abría el surco, contaba con una especie de embudo por el
cual se vertía la semilla
En Sudamérica y Mesoamérica, en la época incaica usaban el “palo sembrador” con el
cual se hacía un pequeño hoyo en el suelo en el cual vertían la semilla

Teotihuacán
Siglo XIII decadencia sería la drástica disminución del caudal del Río de San Juan a causa
de movimientos tectónicos, situación que, aunada a las bajas precipitaciones pluviales,
agudizó la escasez de agua

Mexicas
Cultivaban tomates,
aguacates, chiles tomates,
aguacates, chiles, limas,
cebollas, amaranto,
cacahuetes, papas y jícamas,
limas, cebollas, amaranto,
tomates, aguacates, chiles,
limas, cebollas, amaranto,
cacahuetes, papas y jícamas
Tenían un sistema de diques, estanques y
canales de riego que se extendían por
todas las tierras de cultivo

una pequeña e inusual anomalía después del
año 2200 a. C., la cual, según una
investigación paleoclimática, podría
corresponder a un breve episodio de sequía
Estamos exactamente en la misma situación
que los acadios: si de repente algo alterara el
modelo estándar de producción de alimentos
en grandes áreas de EE.UU. nos
encontraríamos ante un desastre

Mayas
Colapso Maya
Siglos VIII y IX
"Los estudios de núcleos de
sedimentos lacustres de Yucatán...
proporcionan una evidencia
inequívoca de una severa sequía
de 200 años desde el año 800
hasta 1000 d. C. ... la más grave en
los últimos 7000 años...
precisamente en el momento del
colapso maya
La agricultura ha constituido la base de la economía maya desde la época
precolombina y el maíz es su principal cultivo, también algodón, camote
(batata), yuca y cacao

Pequeña Edad de Hielo
Los Vikingos debieron retirarse de
Groenlandia, por el avance de los
glaciares, abandonando su colonia que
habían ocupado desde la Edad Media
(Grünland)
Este período frío trajo hambrunas y
epidemias a Europa, en Islandia se
extinguió la mitad de la población y en
Finlandia se extinguieron cerca de dos
tercios de la ella
Hubo tres mínimos: uno en 1650, 1770 y el
último en 1850
Enfriamiento de menos de 1 °C entre 1500 hasta el calentamiento global

•Una disminución de la actividad solar
•Un aumento de la actividad volcánica
En 1815 la erupción de Tambora en Indonesia cubrió la atmósfera de cenizas; el
año siguiente, 1816, fue conocido como el año sin verano, cuando hubo hielo
y nieves en junio y julio en Nueva Inglaterra y el norte de Europa.
•También se ha especulado que la despoblación de Eurasia durante la peste
negra y la disminución resultante del rendimiento agrícola
Causas

A finales del siglo XI, Inglaterra tenía 1,4 millones de habitantes, mientras que a
comienzos del XIV había alcanzado los 5. En lo que hoy es Francia, la población había
pasado de 6,2 a 17,6 millones de habitantes
Este descenso de las temperaturas, con recrudecimiento de los inviernos, provocó que
todos los países de Europa septentrional sufrieran hambrunas, calamidades y
desórdenes sociales
La peste negra de 1348, se estima que acabó con cien millones de vidas. Tantas como
las guerras mundiales del siglo XX. Pero en 1350 había 370 millones de humanos La
peste negra requiere algunas circunstancias de tipo meteorológico para su propagación

El foco inicial puede rastrearse a grupos nómades mongoles del lago
Issik-Kul, Kirguistán. De allí se expandió por el desierto de Gobi
gracias a la cacería practicada por los pueblos ambulantes de las
estepas, pues las pieles de roedores salvajes eran muy apreciadas
por la gente de oriente. Entre 1331 arribó a China luego a India,
Oriente Medio y a través de las rutas comerciales arribó al puerto de
Caffa en el Mar Negro hacia 1347. Más tarde, ingresó a Europa a
través de Constantinopla y el puerto de Génova
Ciclos de primaveras húmedas y veranos cálidos seguidos de
repentinos periodos secos y fríos en Asia Central que acabaron con la
mayoría de los jerbos portadores de las pulgas y que forzaron a las
pulgas a buscar otros hospedadores alternativos, como humanos,
camellos o ratas

Antropoceno
Comienza en la Revolución Industrial, a finales del siglo XVIII
Las evidencias sugieren que el impacto humano no desestabilizó al
sistema Tierra hasta que comenzamos a quemar combustibles fósiles en
grandes cantidades, así como a incrementar la deforestación y quemas
buscando extender la frontera agrícola y ganadera

Se estima que las actividades humanas han causado un aumento de la
temperatura de aproximadamente 1 °C con respecto a los niveles
preindustriales. Es probable que el calentamiento global llegue a 1,5 °C
entre 2030 y 2052
Calentamiento Global

La temperatura media global 2006-
2015 fue 0,87 °C más alta que el
período 1850-1900
La temperatura para 2019 fue de 0,92 °
C por encima del promedio
El año récord fue 2016 (+ 0.94 ° C),
influenciado por un fuerte episodio de
El Niño
43° año consecutivo con temperaturas
globales por encima del promedio
Cambios observados

Según los cálculos, el
forzamiento
radiativo
antropógeno total
durante 1750-2011
representa un efecto
de calentamiento de
2,3 W/m2
¿Cuáles son las causas del calentamiento
global?

Es probable que la influencia antropógena haya afectado al ciclo global del
agua y haya contribuido al retroceso de los glaciares de Groenlandia y en
el Ártico

Causas
 N O

NO
NO
2
SO

40%
150%
20%
Entre 1750 y 2011 las
emisiones
antropógenas de
CO2 acumuladas
fueron de 2 040 Gt

El año 2020 segundo
año más cálido en 141
años, con una
temperatura global de
+ 0.98 ° C

Emitimos 555 Petagramos (1Pg = 1015 g) de carbono como CO2 debido nuestras
actividades desde 1750
Las causas son la
quema de
combustibles
fósiles (375 Pg de
C de los 555 Pg)
y al cambio de
uso del suelo
(180 Pg de C)

Alrededor del 40% de esas
emisiones han permanecido en la
atmósfera (880 GtCO2)
Los océanos han absorbido 30%
del CO2 antropógeno emitido,
provocando su acidificación
El resto fueron removidas de la
atmósfera y almacenadas en la
tierra (en plantas y suelos) y en el
océano

Las concentraciones de
CO2 atmosférico se
habían mantenido poco
variables, entre 180
ppm en períodos
glaciares y 300 ppm en
períodos interglaciares

Actividades antropogénicas causas GFI

Metano y cambio climático
El metano es el segundo gas en importancia en el incremento del efecto
invernadero atmosférico, tras el dióxido de carbono (CO2) y más importante que
el óxido nitroso (N2O) y el hexafluoruro de azufre (SF6)
Fuentes naturales
(pantanos)
Extracción de combustibles
fósiles
Los procesos en la
digestión y defecación de
animales. La cría del
ganado produce
anualmente 115 millones
de ton
Las bacterias en
plantaciones de arroz

Liberación del metano que se encontraba
almacenado en los caltratos de los
sedimentos oceánicos

AFOLU
13 % de las emisiones de CO2,
alrededor de 11,2 GtCO2 año-1, el
44 % de las de metano (CH4) y el
81 % de las de óxido nitroso
(N2O) procedentes de las
actividades humanas a nivel
mundial durante 2007-2016
Se estima que las emisiones de las
actividades previas y posteriores a
la producción en el sistema
alimentario mundial se sitúan
entre el 21 % y el 37 % del total
de las emisiones antropógenas
netas de GEI

Cambios de uso de suelo
El uso humano afecta
directamente a más del 70 %
de la superficie terrestre
global

Cambio de uso de suelo
El “uso de suelo” se refiere al conjunto de acciones humanas llevadas a cabo en
un determinado tipo de cobertura terrestre
De 1700 a 1990 las áreas de cultivo aumentaron aproximadamente cinco veces,
mientras que el área de pastoreo creció un 600%
Todo ello a costa de las áreas boscosas, las cuales en un estudio pasaron de 5,000
millones a 4,300 millones de hectáreas
Las estepas, sabanas y pastizales pasaron de 3,200 millones a 1,800
La pérdida como la fragmentación de hábitat pueden obstaculizar gravemente la
circulación de especies y su capacidad para hacer frente al cambio climático
Goldewijk, K.K. (2001). «Glob. Biogeochem. Cycles». Estimating global land use
change over the past 300 years
Cerca de la tercera
parte de la superficie
terrestre se dedica a
la agricultura

Humanos utilizan un tercio de la producción primaria neta potencial de
la tierra para alimentos, piensos, fibra, madera y energía
La agricultura representa actualmente alrededor del 70 % del uso
mundial de agua dulce
Los datos disponibles desde 1961 muestran que el suministro per cápita
de aceites vegetales y carne se ha duplicado con creces y el
suministro de calorías de alimentos per cápita ha aumentado en
aproximadamente un tercio, entre el 25 % y el 30 % del total de
alimentos producidos se pierde o desperdicia

¿Cuáles son las consecuencias del calentamiento
global?

Futuros cambios climáticos, riesgos e impactos

Tasa de 2017 es de 42 ± 3 GtCO2 por año
Para que el calentamiento no sobrepasa
1,5 °C en los modelos, las emisiones
antropógenas globales netas de CO2
disminuyen en un 45 % de aquí a 2030 y
son iguales a cero en el 2050
Para que no rebase el límite de 2 °, las
emisiones de CO2 tienen que reducirse
un 25 % de aquí a 2030 y ser iguales a
cero en torno a 2070

Se prevé que si el calentamiento global se limita a 1,5 °C en lugar de 2 °C
se reducirán los incrementos de la temperatura en los océanos, el
aumento vinculado de su acidez y el descenso en su nivel de oxígeno
Si el calentamiento global es de 1,5 °C, se prevé que haya un verano sin
hielo en el Ártico cada siglo; la probabilidad aumenta a un verano cada
decenio si el calentamiento global es de 2 °C
En un modelo de pesca mundial se calculaba que las capturas mundiales
anuales de pesca marina se reducirían en torno a 1,5 millones de
toneladas con un calentamiento global de 1,5 °C, frente a una pérdida de
más de 3 millones de toneladas con uno de 2 °C

Si el calentamiento global es de 1,5 °C, de las 105 000 especies
estudiadas, se prevé que el 6 % de los insectos, el 8 % de las plantas y el
4 % de los vertebrados pierdan más de la mitad de su alcance geográfico
En contraste con un 18 % de los insectos, un 16 % de las plantas y un 8 %
de los vertebrados si el calentamiento global es de 2 °C
Los arrecifes de coral se reduzcan de un 70 % con un calentamiento
global de 1,5 °C, a un 99 % si es de 2 °C

Si el calentamiento global se limita a 1,5 °C en lugar de 2 °C, se podría
reducir hasta en un 50 % la superficie en riesgo y en varios cientos de
millones el número de personas expuestas a los riesgos relacionados
con el clima y susceptibles de caer en la pobreza
Se calcula que con un calentamiento global de 2 °C aumentarán los
riesgos de algunas enfermedades transmitidas por vectores, como la
malaria y el dengue hídrico
Se prevé que limitar el calentamiento global a 1,5 °C en lugar de 2 °C
evitará el deshielo durante siglos de una superficie de permafrost de 1,5
a 2,5 millones de km2

El cambio climático después de 2100, irreversibilidad y
cambios abruptos
Los aumentos en la temperatura media global en superficie en 2100 en los
escenarios de referencia, sin mitigación adicional, abarcan desde 3,7 °C hasta 4,8 °C
Durante siglos y milenios, la
temperatura se mantendrá
constante a niveles elevados
después de que cesen las
emisiones antropógenas de CO2
Los biomas cambiantes, el
carbono en el suelo, los mantos
de hielo, las temperaturas de los
océanos y la elevación del nivel
del mar conexa tienen su propia
escala temporal intrínseca

La RCP 2,6 representa un futuro con bajas
emisiones de gases de efecto invernadero y un
alto nivel de mitigación, proporciona una
probabilidad de que el calentamiento global se
mantenga por debajo de 2 °C en 2100
La RCP 8,5 es un escenario con altas
emisiones de gases de efecto invernadero, sin
políticas destinadas a luchar contra el cambio
climático

Para que el calentamiento no
sobrepasa 1,5 °C en los modelos,
las emisiones antropógenas
globales netas de CO2
disminuyen en un 45 % de aquí a
2030 y son iguales a cero en el
2050
Para que no rebase el límite de 2
°, las emisiones de CO2 tienen
que reducirse un 25 % de aquí a
2030 y ser iguales a cero en torno
a 2070

Las extinciones masivas

Extinciónes en el océano y en la
tierra
Wang y Bush, 2008. Paleobiology, 34(4):434-455.

La tasa de extinción es hasta 100 veces mayor que la tasa
natural
Desde 1900 se han
extinguido 477
especies de
vertebrados
Habrían hecho falta
unos 10.000 años para
acabar con la vida que
ha desaparecido en un
solo siglo
Sexta megaextinción

1 millón de especies están en peligro de extinción. El 67% de
las especies en peligro se perderán en los próximos 100 años
50% de los animales individuales se han perdido desde 1970
Aproximadamente el 40% de las especies de insectos están en
declive, disminuyendo en un 2,5% por año
En los últimos 50 años, más de 500 especies de anfibios han
disminuido en todo el mundo, 90 de ellas se han extinguido

De las 105 000 especies estudiadas, se prevé que el 6 % de los
insectos, el 8 % de las plantas y el 4 % de los vertebrados pierdan
más de la mitad de su alcance geográfico, si el calentamiento
global es de 1,5 °C
En contraste con un 18 % de los insectos, un 16 % de las plantas y
un 8 % de los vertebrados si el calentamiento global es de 2 °C
Los arrecifes de coral se reduzcan de un 70 % con un
calentamiento global de 1,5 °C, a un 99 % si es de 2 °C