La Geología

Pocos paisajes tienen una variedad tan grande en su geología para un área tan pequeña como en Puerto Rico. La diversidad de los tipos de rocas es similar a la diversidad biológica que encontramos en los distintos tipos de bosques de toda la isla. De hecho, la ecología que observamos en la superficie está directamente influenciada por la geología que le sirve de base. La cordillera central, dónde se encuentra Adjuntas, es una región importante para estudiar y analizar como formó, porque dentro de la historia de su origen,  podemos entender la historia geológica de la propia isla. 

Aunque el suelo que pisamos se siente muy sólido bajo nuestros pies, la tierra se compone realmente de 16 "placas tectónicas" diferentes que se mueven muy lentamente sobre el mundo, literalmente flotan sobre un tipo de roca más densa y pesada.  Estas placas han sido nombrados por los geólogos, y se muestran en el siguiente diagrama:




Debido a que la tierra es una esfera, estas placas se agrietan y se mueven en todas direcciones. En algunos lugares, la placa se puede estar separando y creciendo a medida que la roca fundida se levanta del interior de la tierra y se endurece en la superficie, creando nuevo material que se integra a la placa superficial. Esto continúa ocurriendo en muchas partes del mundo a un ritmo muy, muy lento. En los puntos de contacto de varias placas, no hay muchas opciones para el movimiento de estas. En un caso, una placa caerá bajo otra (lo que se llama "subducción"), o las placas chocan entre sí y se mueven hacia arriba (lo que se llama "convergencia"). Es en estos límites convergentes que muchas de las grandes cordilleras de todo el mundo se crearon. La tercera opción es que las placas se deslizan una sobre otra, dejando una marca en el lado que se deslizan – lo que comúnmente conocemos como una “falla geológica". La razón de que Puerto Rico tenga una geología tan variada se debe a que la placa del Caribe tiene poca historia geológica y surge de la combinación de diferentes tipos de movimientos como los mencionados anteriormente.

Desde hace 200 millones de años, durante el comienzo del período Jurásico, el gigantesco súper continente, que los geólogos llaman "Pangea" comenzó a dividirse, con América del Norte y del Sur separándose de Europa y África. Diez millones de años más tarde, la parte Norte y las placas de América del Sur comenzaron a separarse, mientras la lava salía del centro de la tierra para formar la placa del Caribe (que se muestra en la imagen a continuación).

Mientras la lava brotaba de la tierra, se formaron volcanes submarinos, estos se mantuvieron en erupción por millones de años, creciendo cada vez más altos, formando eventualmente las Antillas que incluyen a Puerto Rico. Esta es la roca volcánica que vemos hoy día en la Cordillera Central que corre de este a oeste a través de la isla, estas son las rocas más antiguas de Puerto Rico y tienen hasta unos 140 millones de años. A medida que los volcanes crecieron y se elevaron por encima del agua, aumentaron su actividad y explotaron con más fuerza, creando lo que se conoce como "piedras volcaniclásticas” - rocas que se formaron cuando la lava era expulsada al aire y el volcán entró en erupción. Cuando están calientes, estas rocas están en estado en líquido - o "fundido" – y la ser expulsadas se forman y se enfrían muy lentamente. Debido a que los diferentes minerales que componen la roca fundida se enfrían a diferentes temperaturas, muchos de estos minerales forman grandes cristales antes de que el resto del material alrededor de él se solidifique. Esto crea una variación en la textura - pequeños cristales y cristales de gran tamaño – y se le conoce como textura "porfídica", y es una de las razones por que las empresas mineras estaban interesadas en la creación de minas de tipo cielo abierto en la cordillera central (ver la página web "Adjuntas en el Siglo XX "para una historia del movimiento anti-minería en Adjuntas).

A pesar de que estas rocas volcánicas dan origen a nuestro Puerto Rico, hay muchos otros tipos de rocas que se encuentran en la Cordillera Central y en el resto de la isla. Una vez que las montañas originales se formaron, hace unos 140 millones de años en el Cretácico, las rocas comenzaron a sufrir desgastes y a erosionarse debido a las fuerzas y acción del viento, ríos y océanos. Las rocas fueron golpeadas por estos elementos pasando a ser partículas mucho más pequeñas - formando, arenas, minerales individuales, grava y otros sedimentos. El agua y la gravedad llevó a estos sedimentos hacia los valles y llanuras más bajas, y luego de millones de años de deposición y acumulación, el peso del material acumulado por estos sedimentos los comprimió formando nuevas rocas - un proceso llamado "litificación" (literalmente, convirtiéndose en roca). Estas rocas, llamadas rocas sedimentarias se pueden encontrar a lo largo de los valles cerca de los ríos y en especial en las zonas de los llanos costeros. Las rocas sedimentarias de Puerto Rico tienen un rango de edades – desde los periodos Terciario al Cuaternario (sólo alrededor de 1.8 millones de años – lo que se reconoce como muy joven en el tiempo geológico).

A lo largo de la costa suroeste de la isla vemos grandes depósitos de roca sedimentaria producto de la erosión desde las montañas de nuestra Cordillera que es el origen de este material. Gran parte de esta roca también es rica en calcio, debido a la ruptura y desgaste de las conchas de organismos marinos. Estas rocas, junto con otras rocas ricas en calcio en la región cárstica se conocen como piedras o rocas calizas. Estas crean un entorno muy diferente para desarrollar cultivos, debido a que los suelos en esas regiones son mucho más ricos en calcio - uno de los nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. Las rocas y los suelos de la Cordillera Central, son generalmente más ácidos y las rocas aportan menos nutrientes al suelo. Cuando las rocas sedimentarias se encuentran en los valles de los ríos los suelos también tienden a ser mejores para el cultivo. El siguiente mapa muestra las diferentes épocas de las rocas encontradas en el Modelo Bosque, que son parte en su mayoría del margen sureño de la Cordillera.

Cualquier lugar en el que una o más placas tectónicas interactúan, ocurren frecuentemente los terremotos y podemos observar volcanes. Cualquier residente del Caribe, América Central, América del Sur puede dar fe de esto. La placa del Caribe está constantemente rosando contra las placas de América del Sur y de América del Norte y se mueve a un ritmo de unos 2 cm por año, en una trayectoria hacia el este, como se muestra en el siguiente mapa - cada número hace referencia la posición anterior de la placa en algún momento geológico (observelo en el mapa):

Las líneas negras continuas representan las parte frontal de la placa del Caribe en esos momentos:

1. Cretácico Superior, ~ 80 Millones de años 

2. Medio Paleoceno, ~ 60 Millones de años

3. Eoceno Medio, ~ 44 Millones de años

4. Medio Oligoceno, ~ 30 Millones de años

5. Mioceno Medio, ~ 14 Millones de años

6. Plioceno, ~ 5 Millones de años

7. Ubicación actual

(Mapa e información de: Lugo y Mann, 1995).

El lecho de roca (la roca madre) de Puerto Rico es, literalmente, la base del paisaje físico que observamos hoy en día. Luego de la formación de estas rocas y se alzaron las montañas, y el agua las erosionó durante millones de años, creando sedimentos que se movieron río abajo y se depositaron en los valles y llanos costeros. Estos sedimentos se convierten en los suelos que nutren las plantas que consumimos, y sobre los que construimos nuestras ciudades. Así que cuando estudiamos y conocemos el paisaje físico, podemos entender cómo se integran en nuestra vida diaria: la geología, la topografía, la hidrología y los suelos para definir el paisaje ecológico que observamos hoy en día guiando el uso y actividades que podemos hacer sobre los terrenos que tenemos sobre la tierra.

Recursos para que exploren más información: 

Diagrama de los nombres del tiempo geológico:

Un mapa simple de la Geología del Puerto Rico:

Reporte Completo del USGS Report De la Geología del Puerto (Inglés / English):

http://pubs.usgs.gov/of/1998/of98-038/pdf/manuscript.pdf

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English / Inglés:

Geology

Few landscapes can boast such great variation in geology in such a small area as in Puerto Rico. The diversity of rock types akin to the biologic diversity found in the different kinds forests throughout the island. In fact, the ecology playing out on the surface is directly influenced by the geology happening below. The central Cordillera, the home of Adjuntas, is a key region to understand, because within the story of how this mountain range came to be lies the history of the island itself.

Although the ground we stand on feels very solid beneath our feet, the earth is actually composed of 16 different “tectonic plates” that are moving very slowly about the globe, literally floating on denser and heavier rock below. These plates have all been named by geologists, and are depicted in the diagram below:

Fueled by the heat radiating from the center of the earth, these plates crack and move in all directions, since the earth is a sphere. In some places, a plate may be spreading apart and growing as new molten rock rises from inside the earth and hardens at the surface, creating new material. This is still happening in many parts of the world at a very, very slow pace. At points of contact of multiple plates, there are only a few options. In one case, a plate will fall under another (called “subduction”), or the two will collide and move upward (called “convergence”). It is at these convergent boundaries that many of the large mountain ranges around the world were created. The third option is that plates will slide past one another, grinding on the side - we know these more commonly as “faults.”  The reason that Puerto Rico has such varied geology is that the Caribbean plate has a short geologic history stemming from all these different kinds of events.

Beginning about 200 million years ago, during the beginning of the Jurassic period, the giant supercontinent geologists call “Pangea” began coming apart, with North and South America separating from Europe and Africa. Tens of millions of years later, the North and South American plates began separating from each other as well, and lava poured out of the depth of the earth to form the Caribbean plate (shown in close-up below).

As lava poured out of the earth, underwater volcanoes formed, continuously erupting for millions of years, growing taller and taller, eventually forming the Antillean islands that include Puerto Rico. It is this volcanic rock that we see today in the central Cordillera running east-west through the island; these are the oldest rocks of Puerto Rico – up to about 140 million years old. As the volcanoes grew and rose above water, they bubbled and exploded with even greater force, creating what are known as “volcaniclastic” rocks – rocks that became airborne when the volcano erupted. When hot, these rocks are in liquid – or “molten” – form, and cool very slowly. Since the different minerals that make up the molten rock cool at different temperatures, many of the minerals form large crystals before the rest of the material around it solidifies. This variation in texture – small crystals and large crystals – is called a “porphyritic” texture, and it is one of the reasons why mineral companies were interested in creating open-pit mines in the central Cordillera (see the webpage “Adjuntas en el Siglo XX” for a history of the anti-mining movement in Adjuntas).

Even though these volcanic rocks are the origin of Puerto Rico, there are many other rocks types found in the central Cordillera and the rest of the island. Once the original mountains were formed about 140 million years ago in the Cretaceous period, the rocks began to erode from the forces of the wind, rivers, and ocean. The rocks were beaten down into much smaller particles – namely sands, gravel, individual minerals, and other sediments. Water and gravity carried these sediments down into the valleys and flat plains, and after millions of more years of deposition, the weight of material above these sediments compressed them into rocks themselves – a process called “lithification” (literally, turning into rock). These sedimentary rocks can be found along river valleys and especially in the flat coastal areas. The sedimentary rocks of Puerto Rico have a range of ages – from around the Tertiary period to the more recent Quaternary period (only about 1.8 million years old – very young in geologic time!).

Along the southwestern coast we see heavy deposits of sedimentary rock eroded from original Cordillera mountain range. Much of this rock is also rich in calcium because of the breakdown of the exoskeletons – that is, the seashells – of marine organisms. These rocks, along with the calcium-rich rocks of the karst region are known as limestones. They create a very different setting for growing crops, as the soils in those regions are much higher in calcium – one of the essential nutrients for plant growth. The rocks and soils of the central Cordillera, however, are generally more acidic and the rocks contribute fewer nutrients to the soil. Where sedimentary rocks are found in the river valleys the soils also tend to be slightly better for cultivation as a result. The map below shows the various ages of rocks found within the Bosque Modelo, which is made up of most of the western edge of the Cordillera.

Any place where one or more tectonic plates interact, earthquakes and volcanoes are frequent occurrences. Any resident of the Caribbean, Central, or South American can attest to this. The Caribbean plate itself is constantly grinding against the South American and North American as it moves at pace of about 2cm per year in a eastward trajectory, as illustrated in this map – each number refers the past position of the plate at some point in geologic (noted below the map):

The solid black lines represent the locations of the leading edge of the Caribbean plate at these times:

1. Late Cretaceous, ∼80 Mya

2. Middle Paleocene, ∼60 Mya

3. Middle Eocene, ∼44 Mya

4. Middle Oligocene, ∼30 Mya

5. Middle Miocene, ∼14 Mya

6.  Pliocene, ∼5 Mya

7. Current location

(Map and information from: Lugo and Mann, 1995).

The bedrock of Puerto Rico is literally the foundation of the physical landscape. After these rocks formed and the mountains rose, water eroded them away over millions of years, creating sediments that were carried downstream and deposited in valleys and flat plains. These sediments become the soils that nourish the plants we consume, and upon which we build our cities. So when we look at the physical landscape, we can see how it is integrated into our every day lives: the geology, topography, hydrology, and soils directly determine the overlying ecological landscape thus guide the course of human history on the land. 

Resources for exploring more information: 

Diagram of the Orders of Geologic Time:

A simplified map of the geology of Puerto Rico:

FULL DOCUMENT LINK - USGS Report of Geology of PR (English):
http://pubs.usgs.gov/of/1998/of98-038/pdf/manuscript.pdf