Naturalist and Geologist. Darwin’s Geological Studies.
Charles Darwin was considered an expert geologist after his trip around the world on the Beagle; however, the subsequent success of his Theory of Evolution banished this side of the naturalist. This article looks at the main geological studies Darwin made and shows the esteem he held for Lyell’s work.
La importancia de la teoría de la evolución suele relegar la relevancia que tuvo la geología en la obra científica de Darwin. Cuando llegó a Inglaterra tras su viaje alrededor del mundo realizado en el Beagle entre 1831 y 1836, fue considerado como un experto geólogo, legitimándose como científico especialista en este campo durante sus intervenciones en la Geological Society de Londres y en sus primeros trabajos académicos, en que quedó patente su relevancia como naturalista de campo y teórico.
El adiestramiento de Darwin como geólogo
Durante los dos cursos que pasó en la Universidad de Edimburgo Darwin se quejó de la tediosa docencia que se impartía en esta institución, bajo el esquema habitual de aburridas lecciones magistrales. Especialmente le pareció soporífero el curso de Geología de Robert Jameson. El efecto que le produjo fue la determinación de no leer nunca más un libro de esta materia, ni estudiarla de ninguna manera, y eso a pesar de la buena predisposición previa que tenía hacia el estudio filosófico de esta ciencia. Al margen de los valores pedagógicos de las clases de Jameson, este geólogo había ampliado estudios en Friburgo (Sajonia), donde Abraham G. Werner enseñaba mineralogía y geognosia en el marco de una concepción geológica neptunista, según la cual en su origen el globo terráqueo había estado cubierto por un océano primordial, donde se hallaban en suspensión los materiales que tras sedimentar componían los actuales estratos terrestres.
Ya en Cambridge, John Henslow, profesor de Botánica, le persuadió para que comenzara a estudiar geología. Su inicio como geólogo de campo tuvo lugar bajo la dirección de Adam Sedgwick, encargado de la cátedra Woodward de Geología en Cambridge, cuya orientación geológica era catastrofista. El catastrofismo en geología fue postulado por Georges Cuvier, y atribuía a grandes catástrofes geológicas ocurridas en el pasado el modelado actual de la superficie terrestre.
«El efecto que produjo en Darwin el curso de Geología de Jameson fue la determinación de no leer nunca más un libro de esta materia, ni estudiarla de ninguna manera»
A comienzos de agosto de 1831, Sedgwick y Darwin realizaron una excursión geológica por el norte de Gales. Fue muy provechosa para que Darwin se adiestrara en el estudio geológico, ya que Sedgwick le enviaba para que siguiera una ruta paralela a la que él realizaba, con el objetivo de recoger ejemplares de rocas y marcar en un mapa la estratificación de los terrenos geológicos. Tras su regreso a casa, recibió la carta de Henslow ofreciéndole la oportunidad del viaje en el Beagle. Los objetivos de este viaje de circunnavegación eran completar los trabajos hidrográficos realizados anteriormente por la marina británica y llevar a cabo una serie de medidas cronométricas. Tanto el almirantazgo como el capitán Fitz-Roy eran conscientes de las posibilidades científicas y económicas que podían proporcionar unos buenos estudios geológicos realizados durante la travesía. Antes de embarcar, Darwin consiguió el primer volumen del libro de Charles Lyell Principles of Geology, en donde se exponía los principios de la geología actualista o uniformitaria. Henslow aconsejó a Darwin que leyera a Lyell pero que tuviese el cuidado de no creerle, dada su orientación geológica. A diferencia de los catastrofistas, Lyell y su escuela atribuían sólo a las causas físicas y geológicas que actuaban en el presente la inestabilidad histórica de la corteza terrestre.
La geología y paleontología durante el viaje en el Beagle
Desde comienzos del viaje, tras desembarcar en Porto-Praia, en São Tiago, en el archipiélago de Cabo Verde, Darwin se apercibió de la superioridad del método geológico de Lyell. El estudio geológico de esta isla volcánica, que acompañó de una breve descripción en su diario de viaje, fue muy importante para su adhesión a las ideas geológicas actualistas. Pudo comprobar lo acertado que eran los supuestos de Lyell, con relación a los movimientos graduales del suelo, levantamiento y posterior subsidencia, que había sufrido la isla a lo largo del tiempo.
Pero su interés por esta ciencia, cuyos principios aplicó al estudio de las formaciones geológicas y restos paleontológicos de las costas sudamericanas, se incrementó con la lectura durante su viaje en el Beagle de la obra de Lyell y del diario del viaje por América del Sur de Alexandrer von Humboldt. Para realizar su labor como geólogo, Darwin apenas dispuso de un instrumental muy básico, como una lupa de aumento, una botella de ácido para medir la alcalinidad, un goniómetro, un imán o una caña de soplar para medir la reacción al calor. Durante el viaje Darwin fue incrementando su solidez y experiencia como geólogo, realizando, de forma meticulosa y metódica, observaciones y descripciones muy detalladas de estratos, recogiendo ejemplares de fósiles y muestras de rocas, determinando sus hallazgos, formulando hipótesis y teorías, etc., de forma que fue configurando una identidad científica muy inclinada hacia la geología.
«La excursión geológica con Sedgwick fue muy provechosa para que Darwin se adiestrara en el estudio geológico. A su regreso recibió la oferta del viaje en el Beagle»
Tras bordear el cabo de Hornos y entrar en el océano Pacífico, Darwin aprovechó su estancia en Valparaíso para organizar una expedición hacia los Andes. Los resultados de sus trabajos de campo por el paisaje andino fueron muy fructíferos desde el punto de vista paleontológico. El hallazgo de conchas marinas fósiles a 4.000 metros de altura sobre el nivel del mar, y la presencia de restos de coníferas fosilizadas a cientos de kilómetros de distancia del emplazamiento actual de la playa, le confirmaron la importancia que tenía el estudio de los cambios geológicos del pasado para disponer de una comprensión global de la inestabilidad histórica de la corteza terrestre. Desde Valparaíso, Darwin organizó dos exploraciones. Entre ambas pudo apreciar los terribles efectos de un terremoto. En la primera excursión volvió a la región andina, cruzando la cordillera, lo que le permitió confirmar su hipótesis de la elevación gradual del suelo. En la segunda se dirigió hacia el norte, a lo largo de la costa chilena. Ambas contribuyeron a aumentar su conocimiento de la geología sudamericana.
El origen y la formación de las islas de coral
Al llegar a las islas Cocos en el océano Índico, Darwin pudo efectuar observaciones y comprobaciones sobre el origen y formación de los atolones y arrecifes coralinos. En este punto, Darwin refutó las ideas geológicas de Lyell, quien había sostenido que las islas de coral ubicadas en mares cálidos se habían formado asentándose alrededor de cráteres volcánicos apagados, los cuales habían sufrido un proceso de elevación hasta la superficie. Esta explicación de Lyell no terminaba de convencer a Darwin, quien pensaba que los arrecifes de coral eran el resultado de hundimientos. Para probar su hipótesis reunió datos que confirmaran sus conjeturas, investigando la composición de los atolones de coral a través de numerosos y metódicos sondeos. Así pudo comprobar que el arrecife de coral crecía a unas pocas decenas de metros de profundidad. Por debajo de los 40 metros, sólo se encontraban corales muertos formando un gran esqueleto calcáreo, que a veces ocupaba una gran extensión en las profundidades marinas. Estos datos sirvieron a Darwin para realizar su propuesta. Pensaba que, tras formarse la capa de coral sobre una isla volcánica, en una primera fase había tenido lugar el hundimiento lento de la isla, que a su vez había provocado el crecimiento continuo del coral a lo largo de una franja comprendida entre la superficie y los 40 metros de profundidad. En resumidas cuentas, a medida que la isla se iba hundiendo aumentaba el arrecife coralino al incrementarse los pólipos en la superficie, al tiempo que la parte más profunda moría y terminaba por constituir una especie de soporte calcáreo. El hundimiento, por tanto, daba lugar a los anillos coralinos formados por un crecimiento anular en torno a los cráteres originales, con la típica estructura del atolón que incluía la existencia de una laguna en su interior.
Una implicación que se deducía del estudio de las islas de coral era que el fondo del océano Pacífico sufría un proceso paulatino de hundimiento. Darwin interpretó este fenómeno geológico, como una forma de compensar la elevación de zonas continentales, que él había tenido la oportunidad de contemplar en Sudamérica, tanto por la disposición de los estratos geológicos en las cadenas montañosas como por el efecto del terremoto que había presenciado en Chile. De esta manera, Darwin llevaba hasta las últimas consecuencias la geología uniformitaria de Lyell y proponía la hipótesis de un hundimiento gradual, básico para formular una teoría general del equilibrio dinámico de la corteza terrestre. Al mismo tiempo, esta inestabilidad histórica propia de la corteza de la Tierra implicaba que habían cambiando las condiciones físicas del pasado en las que habían vivido los organismos sobre el globo terráqueo. Parecía coherente pensar que estas mutaciones geológicas del mundo físico inorgánico habían tenido que afectar al desarrollo y diversidad del mundo orgánico.
Legitimación como geólogo
A su vuelta al mundo académico inglés, Darwin fue considerado como un experto geólogo. Sus observaciones y trabajos más relevantes sobre aspectos relacionados con el estudio de la Tierra, que confirmaban los principios de la geología actualista postulada por Lyell, serían expuestos en la Geological Society of London y luego publicados en las correspondientes actas. Así, en los Proceedings y Transactions de esta sociedad científica, de la que sería propuesto y aceptado como secretario, se publicarían entre 1836 y 1840 comunicaciones suyas sobre estudios geológicos de las costas de Sudamérica, sobre la elevación gradual de las costas de Chile, acerca de los depósitos de mamíferos fósiles del río de la Plata, sobre las elevaciones y subsidencias de los océanos Pacífico e Índico deducidas del estudio de las formaciones de corales, sobre las conexiones entre fenómenos volcánicos y sus efectos en la elevación de los continentes, etc. En relación con esta última teoría, Darwin desarrolló su síntesis tectónica global en el artículo «On the connexion of certain volcanic phænomena, and on the formation of mountain-chains and volcanos, as the effects of continental elevations».
El resultado de sus investigaciones sobre los arrecifes de coral apareció en 1842, en The Structure and Distribution of Coral Reefs. Dos años después salió a la luz Geological Observations on the Volcanic Islands visited during the Voyage of H.M.S. Beagle y en 1846 publicó la síntesis de sus estudios y observaciones geológicas en el libro Geological Observations of South America.
«Darwin manifestaba que el lector de los Principios de Geología que no admitiera la inmensa duración de los tiempos pasados, debía dejar de leer y cerrar inmediatamente su libro El origen de las especies»
Estos primeros trabajos científicos centrados en la geología fueron un requisito metodológico previo, ya que antes de plantearse cualquier explicación basada en la existencia de cambios en el mundo orgánico, era necesario disponer de un marco inorgánico adecuado. Y este no era otro que una historia de la Tierra marcada por la acción lenta y gradual, a lo largo de miles y millones de años, de los mismos fenómenos geológicos que actuaban en el presente.
Un reconocimiento de la comunidad científica británica a su actividad como geólogo, adquirida durante los cinco años que duró su viaje alrededor del mundo, fue la participación como especialista en una obra colectiva, editada por John F. W. Herschell, A Manual of Scientific Enquiry; Prepared for the use of Her Majesty’s Navy: and Adapted for Travellers in General (1849). A Darwin se le pidió que redactara el capítulo sobre geología, que sirviera de modelo a todos los que debían ocuparse de esta ciencia en viajes y expediciones navales. Expuso una serie de directrices básicas, como observaciones de accidentes geográficos, método más adecuado de recolección de muestras, principales obras geológicas de referencia, los instrumentos necesarios para el geólogo (martillos, cinceles, compases, barómetro de montaña, clinómetro para determinar la orientación espacial de los estratos rocosos, lentes de bolsillo con tres vidrios y niveles), etc.
La geología en El origen de las especies
En las palabras iniciales de la introducción de El origen de las especies Darwin comentó la importancia del conocimiento geológico para su actividad como naturalista y para plantear su teoría de la descendencia con modificaciones:
Estando a bordo del Beagle, buque de guerra inglés, en calidad de naturalista me impresionaron mucho ciertos hechos en la distribución de los seres orgánicos que habitan América del Sur, y en las relaciones geológicas de los actuales habitantes de aquel continente con los ya pasados. Estos hechos, como se verá en los últimos capítulos de este volumen, parecían arrojar alguna luz sobre el origen de las especies, misterio de los misterios, como ha sido llamado por uno de nuestros más grandes filósofos.
Darwin dedicó dos capítulos de su libro sobre el origen de las especies, «De la imperfección de los registros geológicos» y «Sobre la sucesión geológica de los organismos», a discutir las cuestiones y problemas geológicos y paleontológicos más débiles de su teoría de la evolución. En efecto, la principal objeción que según Darwin podía oponerse a su teoría era que las formaciones geológicas no mostraran la existencia de una serie orgánica fósil gradual que pusiera de manifiesto la existencia en el pasado de formas intermedias. La explicación se debía en su opinión a la extrema imperfección del registro geológico. Para él, la causa más importante de la deficiencia del registro era que las diversas formaciones geológicas estaban separadas por inmensos intervalos de tiempo y no formaban una serie continua. Esta intermitencia de las formaciones geológicas era explicada por Darwin a partir de las oscilaciones del nivel del mar. Los datos geológicos que había podido reunir, decía Darwin, apoyaban el fenómeno de las oscilaciones lentas del mar que afectaban a grandes áreas geográficas.
Además de que no se encontraran restos fósiles de formas de transición, podía objetarse que, al efectuarse las variaciones tan lentamente como postulaba la teoría de Darwin, era necesario que el tiempo transcurrido hubiera sido inmenso para explicar un cambio orgánico tan grande. En este sentido, la deuda de Darwin con la obra geológica uniformitaria de Lyell quedaba expresada cuando manifestaba que el lector de los Principios de Geología –obra que consideraba que había provocado una revolución en las ciencias naturales– que no admitiera la inmensa duración de los tiempos pasados debía dejar de leer y cerrar inmediatamente su libro El origen de las especies.
Pero también existían otras objeciones que podían argumentarse contra su teoría de la evolución, como la aparición súbita de grupos de especies fósiles en las formaciones geológicas y la ausencia de fauna precámbrica, que debía ser numerosa para poder explicar la presencia de las posteriores faunas fósiles en los estratos cronológicamente más modernos.
Darwin, que no ignoraba que su teoría de la evolución se prestaba a las mismas objeciones que habían sido formuladas contra la geología actualista de Lyell, terminaba su libro sobre el origen de las especies afirmando que la selección natural desterraría la creencia en una creación continuada de nuevos seres o de cualquier modificación súbita y grande en su estructura, al igual que la geología moderna había desterrado ideas como la de la excavación de un gran valle por una única ola diluviana, postuladas por catastrofistas y diluvistas. Era una forma de vincular y acentuar la estrecha relación entre las dimensiones históricas de los mundos inorgánico y orgánico, puestas de manifiesto por las nuevas orientaciones geológicas y biológicas.
Bibliografía
Herbert, S., 1986. «Darwin, geólogo». Investigación y Ciencia, 118: 80-87.
Herbert, S., 1991. «Charles Darwin as a Prospective Geological Author». The British Journal for the History of Science, 24 (2): 159-192.
Herbert, S., 2005. Charles Darwin, geologist. Cornell University Press. Nova York.
Rhodes, F. H. T., 1991. «Darwin’s Search for a Theory of the Earth: Symmetry, Simplicity and Speculation». The British Journal for the History of Science, 24 (2): 193-229.
Secord, J., 1991. «The Discovery of a Vocation: Darwin’s Early Geology». The British Journal for the History of Science, 24 (2): 133-157.
