Uranio contra el Obispo Ussher

A pesar de que el movimiento creacionista intenta día a día obtener una imagen más "respetable" de cara al gran público, todavía son muchos los defensores de esta doctrina pseudocientífica que se empeñan en afirmar que la Tierra no tiene los 4.500 millones de años que la ciencia ha obtenido por dataciones radiométricas, sino muchísimos menos.

Los creacionistas más ortodoxos se empeñan en afirmar que el mundo fue creado por el dios judeocristiano el 23 de octubre del 4004 a.C, al mediodía. Tal exactitud no se debe a revelación divina, al menos directa, sino que fue calculada por el obispo James Ussher y publicada en su obra Annales veteris testamenti, a prima mundi origine deducti, en 1650. El buen obispo fue hilando de manera bastante trabajosa edades y sucesos del Viejo Testamento y halló una edad que coincidía bastante bien con las que, partiendo de premisas similares, se habían calculado con anterioridad[1].

Tal vez nos sorprenda que hoy en día algunos sigan manteniendo esa fecha o una parecida para el principio de la Tierra, pero debe tenerse en cuenta que hasta el siglo XX no se pudo hacer una estimación clara de la edad de la Tierra. Aunque el famoso Hutton ya había hablado de una Tierra "sin huellas de un principio" y Darwin estimó 300 millones de años para que se produjeran ciertos procesos geológicos, en los años sesenta del siglo XIX lord Kelvin y otros propusieron una edad aproximada de 100 millones de años basándose en el flujo térmico terrestre[2].

Sin embargo el descubrimiento de la radiactividad natural provocó que se pudieran hacer por primera vez medidas independientes de la Edad de la Tierra, y no calculadas a través de fenómenos más o menos locales como tasas de erosión; así, en el siglo XX se acabó determinando la edad de la Tierra como 4.500 millones de años, aunque todavía en 1931 se estimaba que no llegaba ni con mucho a 3.000 millones.

Aunque los creacionistas han intentado utilizar tradicionalmente la dificultad en medir la edad exacta de los estratos como base para sus reclamaciones[3], por desgracia para ellos existe un método completamente objetivo e independiente de medir la edad de las rocas: las dataciones radiométricas.

Para explicarlo de un modo simple, un elemento radiactivo (padre) tiende a desintegrarse y generar una cantidad de elemento estable llamado hijo. Podemos saber, por medidas de laboratorio[4], cuál es la tasa de transformación, la cual generalmente se mide como periodo de semidesintegración, es decir, el tiempo que tarda la mitad de los átomos del elemento padre en tranformarse en elemento hijo.

Cuando un magma se solidifica, los minerales con elementos radiactivos también cristalizan[5]; a partir de ese momento empiezan a transformarse en elementos estables, con lo que en cualquier momento tendremos en la muestra del mineral parte del elemento padre y parte del hijo. Como sabemos cual es la tasa de transformación podemos calcular el tiempo que ha transcurrido desde que la roca se solidificó. Obviamente no es tan sencillo como parece, por ejemplo es posible que en el magma hubiese ya elemento hijo con lo que debemos saber qué porcentaje estaba ya ahí y qué porcentaje se ha formado por desintegración del elemento padre in situ; afortunadamente se han desarrollado métodos para conocer esta cantidad.

Para obtener una isocrona se deben tomar varios minerales de la roca a medir. En ellos, mediante espectrometría de masas, se obtiene la cantidad de elemento padre (al que llamaremos P), de elemento hijo (Hr) y -esto es muy importante- la de otro isótopo del elemento hijo (Hnr) que no se produzca por decaimiento radiactivo. Como las propiedades químicas de los distintos isótopos son iguales, cuando se forma un mineral que contenga elemento hijo, va a tener en su estructura la misma relación Hr/Hnr que el magma a partir del cual se ha formado. Para entenderlo mejor supongamos que tenemos en una urna una cierta cantidad de bolas blancas y otra de bolas negras. Nosotros metemos la mano y, sin mirar, sacamos una serie de bolas. Por pura estadística, como las bolas sólo se diferencian en el color y no en el peso o la textura, la muestra de bolas que hemos tomado tendrá una relación entre bolas blancas y bolas negras igual a la de la urna. Eso es lo que pasa cuando los minerales toman isótopos del magma. Sin embargo, la relación entre P y Hnr será distinta en cada mineral, igual que cuando vamos a la frutería alguien compra un kilo de manzanas y dos de peras, mientras que otra persona compra tres de manzanas y cuatro de peras.

Así, cuando analizamos varios minerales que se han formado en la misma roca (a partir del mismo magma), tendrá distintas cantidades de elemento hijo original, pero siempre los dos isótopos Hr y Hnr van a estar en la misma proporción. Ahora bien, cuando el proceso de decaimiento radiactivo comience, esta relación va a empezar a cambiar, porque cada vez tendremos más Hr en la muestra, ya que se estará formando a partir de P. Podemos graficar las relaciones Hr/Nnr y P/Hnr de la siguiente manera:

La recta que se obtiene es la Isocrona. Pero, ¿por qué se obtiene una recta? Por el proceso de semidesintegración. Recordemos que la unidad de medida es el tiempo de semidesintegración, el tiempo que tarda la mitad de P en transformarse en Hr. Supongamos que estos tres minerales han sufrido su primer periodo de semidesintegración: el mineral 3, que tiene la mayor cantidad de Hr (su relación Hr/Hnr es la mayor), debe tener la misma cantidad de P, porque la mitad de la cantidad original de P se convirtió en Hr; el mineral 2, que tiene menos Hr que el mineral 3, debe tener así mismo menos P... De hecho, cuando no obtenemos una recta, siginifica que hay algún problema en los datos y las edades no son fiables; esa es otra cualidad de la isocrona: nos va a "avisar" cuando los datos sean erróneos.

Además, la isocrona va a cortar el eje Y (Hr/Hnr) en un punto muy importante; observemos que la isocrona toca Y cuando (lógicamente) P/Hnr es cero, es decir, que la isocrona nos está dando la relación Hr/Hnr cuando el elemento padre no existe: esa es la relación Hr/Hnr original. Como podemos medir la cantidad de Hnr que hay en cada mineral, podemos obtener la cantidad exacta de Hr que había cuando el mineral cristalizó, con lo que podemos saber cuál es la cantidad de Hr que se ha formado a partir de P en el mineral y así calcular su edad.

De hecho, la propia pendiente de la isocrona nos va a dar la relación entre P y Hr, y vamos a hacer un pequeño ejercicio para demostrarlo. Supongamos que tenemos tres minerales pertenecientes a una roca, y medimos los isótopos que contiene: P, cuyo periodo de semidesintegración es de 350 m.a., Hr y Hnr; el resultado es el siguiente:

P	Hr	Hnr	P/Hnr	Hnr
20	68	4	5	17
10	36	3	3.33	12
8	27	1.5	5.33	18

Generamos un gráfico con las relaciones, dibujamos la isocrona y obtenemos la ecuación de la recta (cualquier hoja de cálculo puede hacerlo):

Así, la ecuación obtenida nos dice que la cantidad de isótopo radiactivo generado por el padre es el triple que la del propio padre, con lo que P ha pasado ya por dos periodos de semidesintegración, y por lo tanto la roca tiene exactamente 700 m.a. Además el "2" de la ecuación nos indica que la relación entre Hnr y el Hr presente en el magma original es de 2 a 1. Aconsejo al lector que haga sus propios experimentos.

Calcular la edad de la Tierra tampoco es un proceso directo, puesto que las rocas más antiguas conocidas tienen 3.900 m.a., y los minerales más antiguos aproximadamente 4.200 m.a. Esto, obviamente, plantea ya un límite inferior a la edad de la Tierra, pero no uno superior, puesto que los procesos de erosión y "reciclaje" de la Tierra han eliminado minerales más antiguos.

Las pistas que nos conducen a la edad de 4.550 m.a. son variadas: por un lado, las edades obtenidas en meteoritos y en las rocas traídas de la Luna, que se asume se formaron al mismo tiempo que la Tierra, son asombrosamente concordantes y señalan a esa edad. Por otro lado, dado que no existe ninguna roca lo suficientemente vieja como para ser datada, se decidió datar toda la Tierra de una sola vez. ¿Cómo?

En realidad el método acaba siendo el mismo que siempre: comparar isótopos. Lo que se hizo fue elegir dos isótopos del plomo radiogénicos (Pb²⁰⁷y Pb²⁰⁶) y uno que no lo es (Pb²⁰⁴) y registrar sus relaciones en gran cantidad de sedimentos marinos (que son una representación del conjunto de las rocas de los continentes) y en minerales de plomo. La isocrona obtenida da una edad de aproximadamente 4.550 m.a., con una incertidumbre de 20 m.a.. Las relaciones de estos isótopos medidas en meteoritos y rocas lunares también se ajustan a la isocrona, demostrando su origen común.

Las dataciones radiométricas han sido el blanco favorito de los defensores de la Tierra Joven; esto es algo normal, porque los isótopos radiactivos se han convertido en los mejores relojes para datar el tiempo absoluto de las formaciones geológicas de nuestro planeta. A pesar de las críticas que los creacionistas puedan hacer a determinados métodos de datación, lo cierto es que:

Por mucho que se empeñen los creacionistas, hoy en día no hay ningún debate sobre la edad de la Tierra ni sobre la utilidad de las medidas radiométricas; puede aún discutirse si es de 4.450 o 4.550 millones de años, pero es difícil que las cifras se muevan más allá de ese rango, sobre todo hasta alcanzar 6.000 años, algo que ya en el siglo XIX, donde los distintos métodos[2] ofrecían edades mínimas de 20 m.a., no era tomado en serio en ningún círculo ilustrado. Y no creo que ningún creacionista pueda pensar en su fuero interno que en el siglo XXI los geólogos acabemos sustituyendo la tabla geológica por la de los Padres de la Biblia.

Por último, reconozco que este artículo es un repaso muy general al tema de las dataciones radiométricas, y al lector pueden quedarle dudas, por lo que os apremio a que me pregunteis todo lo que no os haya quedado claro o sobre lo que querais ampliar información

[1] Para una historia sobre el obispo Ussher, léase el ensayo de S.J. Gould "Caída de la casa Ussher", publicado en "Ocho Cerditos", Ed. Drakontos, 1994.

[3] Un caso típico es mencionar que si la Tierra fuese tan antigua, las cuencas oceánicas deberían haber sido llenadas de sedimentos. Esta asunción ignora totalmente que, debido a la tectónica de placas, los sedimentos subducen con la placa que los transporta, fundiéndose y volviendo al ciclo de la erosión.

[5] Véase la página sobre dataciones radiométricas del United States Geological Survey (USGS), uno de los más importantes centros de investigación geológica: http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/radiometric.html

[7] Para ver más en detalle estos métodos: ANGUITA (1988) "Origen e Historia de la Tierra", Ed. Rueda.