Los fósiles y el tiempo geológico: cómo se forman y cómo se datan

Esta lección es parte de Temario de Biología de Décimo año Lección 31 de 36

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 12 min de lectura

El 15 de enero de 2026, el Museo Nacional de Costa Rica comenzó a excavar, en el cauce del río Aguacaliente, en el Valle de Orosi (Cartago), los restos de un mastodonte del género Cuvieronius, un animal de la antigua megafauna que vivió en nuestro territorio durante el Pleistoceno. ¿Cómo se conservan unos huesos durante miles de años? ¿Cómo se sabe qué edad tienen?

En esta lección vas a conocer cómo se forma un fósil, cómo se leen los estratos de las rocas, cómo funciona la datación radiométrica y cómo se divide la historia de la Tierra en el tiempo geológico, desde los primeros microorganismos hasta hoy, pasando por los tres dominios de la vida.

Definición

Los fósiles son evidencias físicas de organismos que vivieron en el pasado. Pueden ser restos del propio organismo, como huesos, conchas o troncos mineralizados (fósiles corporales), o señales de su actividad, como huellas, madrigueras o excrementos fosilizados (icnofósiles o fósiles traza). La ciencia que los estudia es la paleontología.

Cómo se forma un fósil#

La mayoría de los organismos se descomponen al morir y no dejan rastro. Según el Museo de Historia Natural de Londres, para que se forme un fósil, el organismo debe quedar cubierto rápidamente por capas de lodo, arena o limo; en lugar de descomponerse, algunas partes de su cuerpo son reemplazadas por minerales. Las partes duras, como huesos y conchas, se conservan con más facilidad que los cuerpos blandos. El proceso puede tardar desde días o meses, en animales pequeños de cuerpo blando, hasta miles de años, en huesos grandes.

Mineralización: los minerales disueltos en el agua rellenan o sustituyen los tejidos, como en los huesos fosilizados o la madera petrificada.
Moldes y vaciados: el organismo deja su forma en el sedimento; si el hueco se rellena con otro material, se forma un vaciado.
Conservación excepcional: en resina de árbol endurecida (ámbar) o en suelos congelados pueden conservarse incluso partes blandas.
Icnofósiles: huellas, madrigueras y excrementos fosilizados, que cuentan cómo se movía o qué comía el organismo.

Como se necesitan condiciones especiales, el registro fósil está incompleto: abundan los organismos con partes duras que vivían donde se acumulaban sedimentos, como el fondo del mar o las orillas de ríos y lagos.

Los estratos: leer las rocas de abajo hacia arriba#

Las rocas sedimentarias se forman por la acumulación de capas de sedimento, llamadas estratos. Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), en capas que no se han alterado, la de abajo se depositó primero y es la más antigua, y las de arriba son cada vez más jóvenes. Esa regla permite ordenar los fósiles de más antiguo a más reciente: es la datación relativa, que dice qué es más viejo, pero no cuántos años tiene.

El topógrafo e ingeniero William Smith notó que ciertas capas contenían fósiles distintos de los de otras capas, y usó esos fósiles guía para reconocer una misma capa dondequiera que aflorara. Los fósiles guía son de organismos que existieron durante un tiempo limitado, así que sirven para identificar rocas de la misma edad en distintos lugares del mundo.

En Orosi, los geólogos del Museo Nacional describieron ocho capas principales, depositadas por antiguos ríos y pantanos: niveles de arcilla, limo y arena ricos en materia orgánica, arenas con piedras arrastradas por corrientes de mucha energía y depósitos de flujos de lodo. Junto a los huesos del mastodonte hallaron bellotas y hojas de encino (Quercus), señal de que vivía en un ambiente boscoso.

Datación radiométrica: los relojes de los átomos#

Para saber cuántos años tiene una roca o un fósil se usa la datación radiométrica. Algunos átomos son isótopos radiactivos: con el tiempo, su núcleo pierde partículas y se transforma en otro elemento, llamado producto hijo. La vida media o semivida es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos radiactivos de una muestra. Como cada isótopo tiene una vida media fija, la proporción entre el isótopo original y su producto funciona como un reloj.

Fórmula

N = N₀ · (1/2)^t/T

N₀ es la cantidad inicial del isótopo, N la que queda después de un tiempo t y T su vida media.

Isótopo original	Producto	Vida media
Carbono-14	Nitrógeno-14	5730 años
Potasio-40	Argón-40	1250 millones de años
Uranio-235	Plomo-207	704 millones de años
Uranio-238	Plomo-206	4500 millones de años

El carbono-14 se usa para restos de seres vivos y, según el USGS, solo sirve para fechar sucesos de los últimos 50 000 años; para rocas más antiguas se usan isótopos de vida media larga, como el potasio-40 o el uranio.

Ejemplo. Un trozo de madera conserva 1/4 del carbono-14 que tenía cuando el árbol murió. ¿Qué edad tiene?

Solución. 1/4 = (1/2)², así que pasaron 2 vidas medias: 2 · 5730 = 11 460 años. Si quedara 1/8, serían 3 vidas medias, 17 190 años.

Ejemplo. ¿Por qué el carbono-14 no sirve para fechar un dinosaurio?

Solución. Después de 50 000 años habrán pasado 50 000 ÷ 5730 ≈ 8,7 vidas medias, y quedará (1/2)^8,7 ≈ 0,24 % del carbono-14 inicial, demasiado poco para medirlo. Un dinosaurio tiene millones de años, así que se fechan las rocas volcánicas de las capas cercanas con isótopos de vida media larga, como el potasio-40. Con ese isótopo, un mineral que conserva 1/8 del potasio-40 inicial se formó hace 3 · 1250 = 3750 millones de años.

En Orosi, el Museo Nacional fechó con carbono-14 trozos de madera carbonizada de las capas de los fósiles: unos 14 400 años antes del presente en el sitio de un perezoso gigante (Eremotherium) y unos 13 400 en el del mastodonte. Según el museo, son las edades más jóvenes obtenidas en el país para restos de megafauna, y corresponden a la época en que llegaron los primeros seres humanos a Centroamérica.

El tiempo geológico#

Según el USGS, la mejor estimación de la edad de la Tierra es de 4540 millones de años, con un margen de error menor del 1 %. Los materiales terrestres más antiguos conocidos son cristales de circón de Australia Occidental: en 2014, un equipo de la Universidad de Wisconsin-Madison confirmó que uno de ellos tiene unos 4400 millones de años. Para ordenar tanto tiempo, la Comisión Internacional de Estratigrafía (ICS) divide la historia de la Tierra en eones, eras, períodos y épocas. Su tabla sitúa el comienzo del primer eón, el Hádico, hace 4567 millones de años, una cifra dentro del margen de error de la estimación del USGS. Las eras se distinguen, sobre todo, por los tipos de vida que dejaron fósiles.

División (tabla de la ICS, versión de junio de 2026)	Comienza hace	Algunos hechos
Precámbrico (eones Hádico, Arcaico y Proterozoico)	4567 millones de años	Primeros microorganismos y primeros eucariotas
Era Paleozoica	538,8 millones de años	Inicio del eón Fanerozoico
Era Mesozoica	251,902 millones de años	Dinosaurios; Archaeopteryx en el Jurásico Superior
Era Cenozoica	66,0 millones de años	Incluye el Pleistoceno, la época del mastodonte de Orosi

Los límites entre eras marcan grandes cambios en la vida. Por ejemplo, hace 66 millones de años, en un tiempo relativamente corto, desaparecieron todos los dinosaurios excepto las aves, junto con los pterosaurios, los grandes reptiles marinos y los amonites. Según el Museo de Historia Natural de Londres, las pruebas apuntan al impacto de un asteroide como causa principal, quizá junto con erupciones volcánicas.

Ejemplo. Si toda la historia de la Tierra, 4540 millones de años, cupiera en un día de 24 horas, ¿a qué hora empezaría la era Cenozoica?

Solución. Cada millón de años equivale a 1440 ÷ 4540 minutos. La Cenozoica empezó hace 66 millones de años: 66 · 1440 ÷ 4540 ≈ 21 minutos antes de la medianoche, es decir, hacia las 11:39 p. m. Con el mismo cálculo, la era Paleozoica (538,8 millones de años) empezaría hacia las 9:09 p. m.: casi todo el día corresponde al Precámbrico.

La cronología de la vida y los tres dominios#

Las pruebas más antiguas de vida son microbianas. Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) estudiaron los estromatolitos de la región de Pilbara, en Australia Occidental, estructuras de unos 3500 millones de años formadas por comunidades de microorganismos, y en 2019 encontraron en ellos materia orgánica conservada, que según los autores confirma su origen biológico, discutido desde su hallazgo en la década de 1980.

En 1977, Carl Woese y su equipo de la Universidad de Illinois compararon secuencias genéticas de los ribosomas y descubrieron que unos microbios productores de metano, las arqueas, son tan distintos de las bacterias como las plantas de los animales. A partir de ese hallazgo, la vida se clasifica en tres dominios: Bacteria y Archaea, de células sin núcleo, y Eukarya, de células con núcleo, al que pertenecen protistas, hongos, plantas y animales. Puedes repasarlo en la clasificación de los seres vivos.

Los eucariotas aparecieron después de los primeros microorganismos sin núcleo. Según la Universidad Nacional de Australia, se han hallado moléculas fósiles de eucariotas de al menos 1600 millones de años, que vivieron al menos mil millones de años antes de que surgiera cualquier animal o planta. Mucho después, en el Jurásico Superior, hace entre 149 y 145 millones de años, vivió Archaeopteryx, un pequeño dinosaurio con alas emplumadas como un ave, pero con muchos dientes pequeños y cónicos y una cola larga y ósea.

Todas las especies actuales descienden de esos antepasados comunes y han evolucionado durante el mismo tiempo. Por eso no hay especies «más evolucionadas» que otras: una bacteria actual tiene una historia tan larga como la nuestra, solo que su linaje siguió otro camino.

Fósiles en Costa Rica: el mastodonte de Orosi#

Tras veintidós días de excavación, el Museo Nacional recuperó 71 piezas óseas del mastodonte de Orosi, el mayor rescate de restos de un solo ejemplar de megafauna hecho por la institución. Entre ellas hay un incisivo casi completo de 1,6 m de largo, partes del cráneo, el fémur y la pelvis. Según el museo, Cuvieronius medía unos 2,3 m de altura, pesaba cerca de 3,5 toneladas, comía ramas y gramíneas, y se extinguió al final del Pleistoceno, hace unos 11 000 años.

A unos 700 m se encontraron restos de un perezoso gigante, Eremotherium: cuatro vértebras, una escápula y parte de la pelvis. Era un herbívoro que, según el museo, alcanzaba unos 6 m de altura y cerca de 5 toneladas. El hallazgo, que empezó con el reporte de dos personas, muestra cómo los fósiles, los estratos y la datación radiométrica se combinan para reconstruir un paisaje desaparecido.

Ponte a prueba#

¿Por qué es raro que un organismo se convierta en fósil?#

Porque la mayoría de los organismos se descomponen al morir. Para que se forme un fósil, el cuerpo debe quedar cubierto rápidamente por lodo, arena o limo, y algunas de sus partes deben ser reemplazadas por minerales. Las partes duras, como huesos y conchas, se conservan mucho mejor que los tejidos blandos. Por eso el registro fósil está incompleto y abundan los organismos con esqueleto o concha.

¿Qué edad tiene un resto que conserva 1/8 de su carbono-14 original?#

Como 1/8 = (1/2)³, pasaron 3 vidas medias. La vida media del carbono-14 es de 5730 años, así que la edad es 3 · 5730 = 17 190 años. Este método sirve para restos de seres vivos de hasta unos 50 000 años; para fósiles más antiguos, como los de dinosaurios, se fechan las rocas con isótopos de vida media mucho más larga, como el potasio-40 o el uranio.

¿Qué diferencia hay entre la datación relativa y la datación radiométrica?#

La datación relativa ordena los fósiles por su posición en los estratos: en capas no alteradas, las de abajo son más antiguas que las de arriba, y los fósiles guía permiten comparar capas de distintos lugares. Pero no da una cifra en años. La datación radiométrica sí la da, porque mide cuánto queda de un isótopo radiactivo cuya vida media se conoce.

¿Cuáles son los tres dominios de la vida y cuál apareció más tarde?#

Son Bacteria, Archaea y Eukarya. Las bacterias y las arqueas tienen células sin núcleo, y Carl Woese demostró en 1977 que las arqueas forman un grupo aparte. Los eucariotas, con células con núcleo, aparecieron más tarde: hay moléculas fósiles de eucariotas de al menos 1600 millones de años, mientras que los estromatolitos de Pilbara, formados por comunidades de microorganismos, tienen unos 3500 millones.

¿Cómo se sabe que el mastodonte de Orosi vivió hace miles de años y no hace millones?#

Porque el Museo Nacional fechó con carbono-14 trozos de madera carbonizada de las mismas capas de sedimento: unos 13 400 años antes del presente en el sitio del mastodonte y unos 14 400 en el del perezoso gigante. Como esas edades están dentro del alcance del carbono-14, el método es adecuado, y ubican los fósiles al final del Pleistoceno.