El transcurrir del tiempo ha interesado la humanidad desde sus orígenes. Los babilonios y egipcios inventaron las primeras formas de medir el tiempo hasta que en el Siglo XIII se fabricó el primer reloj.
En las ciencias históricas, como la Geología, es necesario temporizar los eventos para contextualizarlos en un proceso histórico. Es algo similar a lo que se hace en Historia o Arqueología.
Durante la Edad Media, la historia de la Tierra se remontaba a los siete días de la creación bíblica. Hacia finales del Siglo XVII se tuvo conciencia de que la historia de nuestro planeta podría rebasar con creces la cronología bíblica. Ya en el Siglo XVIII se aceptó que la Tierra debería tener una antigüedad que se remonta incluso a millones de años.
Uno de los aspectos claves para entender el tiempo en Geología es encontrar elementos y propiedades de los materiales que constituyen la Tierra que estén sometidos a cambios a lo largo del tiempo, y que dichos cambios puedan ser medidos.
La herramienta de trabajo más evidente son las rocas y su disposición espacial. Nicolaus Steno definió en el Siglo XVII la primera forma de establecer en Geología una línea temporal relativa y puso así las bases de la Estratigrafía: en una secuencia de rocas organizadas en estratos o capas, si no se han producido distorsiones importantes, las rocas que están en la base de la secuencia son más antiguas que las que se encuentran en el techo.
La ordenación vertical de las rocas, por tanto, permite definir una forma de ordenación temporal de las mismas, que es el objeto de estudio de la Litoestratigrafía.
La escalas litoestratigráficas locales pueden correlacionarse a escala regional y, de esta forma, establecer una secuencia temporal reflejada en las rocas en una región muy amplia.
Uno de los elementos constituyentes de las rocas sedimentarias son los fósiles. Como restos de organismos (o de su actividad) que vivieron en el pasado, los fósiles están sometidos a cambios evolutivos a lo largo del tiempo. La posibilidad de determinar apariciones y extinciones de especies en el tiempo nos permite obtener otra forma de secuenciar temporalmente los estratos, en función de su contenido fosilífero. La disciplina denominada Bioestratigrafía se encarga de identificar estos eventos y secuenciarlos en el tiempo. El resultado de esta ordenación temporal de las asociaciones de fósiles son las escalas bioestratigráficas.
Los organismos que permiten definir intervalos de tiempo muy cortos que se pueden correlacionar a grandes distancias son buenos indicadores bioestratigráficos y reciben el nombre de fósiles guías. Un buen fósil guía debe: a) ser independiente del medio donde vive; b) presentar una evolución rápida; c) tener una amplia distribución geográfica; d) ser abundante en el registro fósil; e) tener una buena preservación; y f) ser fácilmente reconocible.
Las escalas bioestratigráficas ofrecen una forma relativa de ordenar el registro rocoso; es decir, podemos establecer que rocas son más antiguas o más recientes. Sin embargo, para establecer una escala cronoestratigráfica de referencia mundial necesitamos unidades temporales reales y no relativas, y con límites homogéneos a nivel mundial. Las unidades cronoestratigráficas o geocronológicas se ordenan jerárquicamente (de mayor a menor) en una Tabla Cronoestratigráfica Internacional. Estas unidades son: Eón, Era, Periodo, Época y Edad.
Métodos de datación absoluta
Existen diferentes métodos de datación absoluta, siendo las dataciones radiométricas las más conocidas y usadas. La base del método de datación radiométrica es que existen unos átomos inestables que emiten energía, llamados isótopos radiactivos, que se transforman en otros isótopos estables con una velocidad de desintegración constante. Con el tiempo, la concentración de isotopos radiactivos del elemento padre disminuye, y la de los isotopos radiogénicos del elemento hijo aumenta. Midiendo las concentraciones actuales de estas dos clases de isotopos se puede determinar el tiempo transcurrido desde la formación de una roca.
Los sistemas isotópicos (parejas de elementos padre e hijo) más comunes para dataciones geológicas son: U-Pb, Th-Pb, Rb-Sr, Sm-Nd y K-Ar. La aplicación de estos geocronómetros ha permitido definir que la Tierra se formó hace alrededor de 4500 millones de años.
La mayoría de los elementos radiactivos usados para datar intervalos temporales amplios se encuentra en cantidades significativas para ser cuantificadas con los aparatos convencionales de medición en las rocas ígneas, que no contienen fósiles. Por tanto, para correlacionar las escalas bioestratigráficas y establecer la escala geocronológica de referencia se necesitan secciones que contengan rocas ígneas intercaladas entre rocas sedimentarias con fósiles. De esta forma podemos obtener edades absolutas y datar la existencia de fósiles concretos. Las edades absolutas obtenidas de esta forma en secciones locales repartidas por todo el mundo han servido para ir estableciendo el armazón temporal de la escala geocronológica mundial.