La estratificación es una de las características más destacadas de las rocas sedimentarias, que suelen estar formadas por «pilas» de capas (llamadas «estratos») de sedimentos depositados unos sobre otros.
Cada estrato se caracteriza por su propia litología (composición), estructuras sedimentarias, tamaño de grano y contenido fósil que lo hacen único y diferente de los estratos que se encuentran por encima y por debajo. Cada capa representa un acontecimiento, un momento del tiempo geológico en el que las condiciones químicas, biológicas y físicas condujeron a la deposición de una capa de roca específica. Un acontecimiento en el registro sedimentario puede haber durado miles de años (por ejemplo, el lento asentamiento de una capa de arcilla en el lecho marino) o unos pocos minutos (por ejemplo, la rápida deposición de una turbidita). En cualquier caso, cuando observamos una secuencia de estratos, estamos mirando a través de la secuencia de eventos que ocurrieron en una cuenca sedimentaria a lo largo del tiempo geológico.
Estratos horizontales expuestos en la Quebrada de Cafayate (Argentina). Foto © travelwayoflife (Flickr)
En 1669, el científico danés Niels Stensen (latinizado como Nicolaus Steno), desarrolló los principios que describen cómo se desarrollan los estratos, sentando las bases de la estratigrafía moderna (la rama de la geología que se ocupa de los estratos). Los principios modernos de la estratigrafía representan una derivación de los principios originales definidos por Steno. Según estos principios, los estratos más jóvenes se encuentran en la cima, mientras que los más antiguos aparecen en la base de las secuencias sedimentarias (principio de superposición), los estratos se depositan como capas horizontales (principio de horizontalidad original) y son lateralmente continuos en toda la cuenca sedimentaria (principio de continuidad de los estratos). Si los estratos están cortados por otra cosa (por ejemplo, por planos de foliación secundaria), el elemento transversal debe ser necesariamente más joven que los estratos (principio de las relaciones transversales).
Estos principios son útiles cuando se investigan estratos rocosos que participan en orógenos. Los estratos inclinados (como en las fotografías de la parte superior de la página y de abajo) son el resultado de las fuerzas tectónicas que doblan, aprietan e inclinan, lechos originalmente planos (según el principio de horizontalidad original). También es posible encontrar, en zonas deformadas, lechos volcados, estratos horizontales que están al revés. El contenido fósil y las estructuras sedimentarias pueden indicar al geólogo cuidadoso que los estratos más jóvenes están en la parte inferior y los más antiguos en la superior, y por lo tanto que no se respeta el principio de superposición.
Campos inclinados expuestos en la cara suroeste del Monte Pelmetto (Dolomitas, Italia). Estos lechos estaban originalmente en posición horizontal y se inclinaron durante la formación de los Alpes. Foto © Richard Jones (Flickr)
El principio de continuidad de los estratos permite correlacionar estratos que están expuestos en zonas diferentes y que están alejados entre sí. Ejemplos famosos de la aplicación de este principio son los de la zona del Gran Cañón y el norte de Arizona en general, donde estratos originalmente continuos se han separado tras millones de años de erosión. El estudio minucioso de las secuencias sedimentarias expuestas en diferentes zonas permitió reconstruir toda la sucesión estratigráfica de la meseta del Colorado, a partir del análisis de numerosos afloramientos en múltiples zonas.
Los estratos expuestos en el Oeste, Este y Merrick Butte en el Valle de los Monumentos (Arizona) estuvieron conectados en su día y ahora están separados, tras millones de años de erosión. Foto © Christoph Grützner (Imaggeo)
El último ejemplo muestra la aplicación del principio de las relaciones transversales. El lecho en la fotografía de abajo está representado por el contacto vertical (¡es decir, lechos inclinados!) entre la cuarcita (derecha) y la pizarra (izquierda). Las superficies planas inclinadas hacia la izquierda que se desarrollan sobre todo en la pizarra y que atraviesan la estratificación no son estratos. Son planos de foliación metamórfica que, efectivamente, se desarrollaron después de la deposición de estas rocas.
Contacto de cuarcita y pizarra en el Precámbrico de Wisconsin, EEUU. La estratificación es vertical y la foliación, bien desarrollada en la pizarra, se inclina hacia la izquierda. Foto © James St. John (Flickr)
En resumen, los planos de estratificación conservan información sobre los entornos pasados y cómo cambiaron a lo largo del tiempo. Los planos de estratificación plegados, inclinados y con fallas son marcadores útiles que permiten investigar las estructuras de deformación en las rocas.