Creando parcelas del saber: ¡Datación!

En el siguiente trabajo aquí expuesto hoy nos preguntamos ¿Tiene memoria la materia? Y, en este otro trabajo tenemos la respuesta. Sí que tiene memoria la materia si sabemos como buscar lo que esconde y nos puede decir.

Es curioso como nuestra imaginación ha ido creando parcelas del saber para desvelar misterios bien guardados por la Naturaleza, y, uno de ellos es el tiempo de las cosas muy antiguas y fósiles del pasado profundamente enterrados a los que tenemos que buscar sus fechas de nacimiento.

Los radioisótopos son átomos inherentemente inestables que se desintegran espontáneamente en elementos descendientes estables con tasas que pueden medirse con precisión en el laboratorio. Por tanto, si determinamos la cantidad de isótopo radiactivo progenitor que ha desaparecido del mineral con el tiempo, o la cantidad de isótopo descendiente que se ha acumulado, podemos calcular la edad del mineral.

Curiosamente, lo que se mantiene constante en la desintegración radiactiva es la proporción de radioisótopo que se desintegra en un intervalo de tiempo determinado, y no el número de átomos que se desintegran. Por tanto, a medida que disminuye con el tiempo la abundancia de un isótopo radiactivo en un mineral, la tasa absoluta de desaparición del elemento también disminuye. El ritmo de desintegración de un isótopo radiactivo se denomina vida media, y se define como el tiempo necesario para que la mitad del radioisótopo de un material se desintegre en otro elemento.

                                    La paradoja de Aquiles y la tortuga junto a la efigie de Zenón

    Fue un filósofo griego de la escuela eleática, nacido en Elea (Italia meridional). Fue discípulo de Parménides (uno de los filósofos griegos más importantes de la época y de los más señalados en la escuela eleática) y, según varios escritores, enseñó en Atenas durante algún tiempo.     Zenón trató de mostrar que la realidad es una e invariable y que todo movimiento es ilusorio.

    Era costumbre suya mostrar lo absurdo de algunas creencias y frecuentemente se valía de paradojas (expresión o situación que parece absurda y sin embargo es razonable), en las que viene a decir que todo movimiento es un engaño.

    Contrastadas con la realidad, las pruebas de Zenón contra el movimiento, se revelan al punto como paradojas y como auténticos paralogismos (argumento o contradicción falsa). Es como ponerse a discutir el azul del cielo.

Los que conozcan bien los clásicos habrán recordado la paradoja de Zenón en la que Aquiles persigue a una liebre (¿O, era una tortuga?). Como héroe que es, Aquiles corre más rápido que su presa, y cada minuto que pasa acorta a la mitad la distancia entre ambos. ¿Cuándo alcanzará Aquiles a la liebre? La respuesta, naturalmente, es nunca, porque si la liebre se mueve a una velocidad constante, entonces Aquiles debe disminuir constantemente la suya. Si al principio lleva una desventaja de doscientos metros, puede correr doscientos metros en el primer minuto contra los cien de la liebre, pero en el segundo minuto avanzará sólo 150 metros, y en el cuarto apenas 112,5 m. Nótese que si conocemos la distancia recorrida por Aquiles y el modo como varía su velocidad de acuerdo con la distancia que media entre él y la liebre, podemos inferir cuánto tiempo lleva dedicado a esa frustrante persecución. En esencia, así es como funciona la datación radiométrica.

                                                                                                   Radiación radiométrica

Por si te lo estás preguntando, la edad de estas rocas se determinó, como sucede con las muestras terrestres, utilizando la datación radiométrica , es decir, midiendo la concentración de isótopos inestables respecto a la de los productos en los que se desintegran — seguro que conoces la datación de muestras mediante el carbono-14; en el caso de las rocas el sistema es el mismo, con la diferencia de que la vida media del carbono-14 es de unos 5 700 años (de modo que sirve para datar muestras recientes), mientras que en el caso de las rocas se utilizan otros isótopos, como el uranio-235 (con una vida media de unos 700 millones de años) y el uranio-238 (cuya vida media es de unos 4 500 millones de años).

El sistema de datación radiométrica más conocido es el proporcionado por el ¹⁴C, o Carbono 14, un isótopo raro del Carbono que se produce de forma natural por acción de los rayos cósmicos y antropogénicamente por bombas nucleares. Se desintegra en Nitrógeno (¹⁴N) con una vida media de 5.730 años. Como el ¹⁴C es tan poco común (menos de uno de cada mil átomos de Carbono) y su vida media es tan corta, la Datación con radio carbono queda limitada a los últimos cien mil años, aproximadamente.

En los materiales más antiguos simplemente no queda suficiente ¹⁴C para que pueda medirse con precisión. Por consiguiente, el ¹⁴C proporciona una herramienta de datación valiosa para egiptólogos o para paleontólogos interesados en mamuts lanudos, pero no sirve para desentrañar la historia profunda de la Tierra.

Para datar sucesos más lejanos y arcaicos necesitamos un reloj más importante: un radioisótopo cuya vida media se mide en muchos millones de años, incluso miles de millones de años. El Potasio 40 (⁴⁰K) se identificó inicialmente como un candidato prometedor para la geocronología. Este isótopo inestable se desintegra formando o bien Calcio (⁴⁰ Ca), que desafortunadamente no puede distinguirse de los iones de calcio ya presentes en el mineral, o bien Argón (⁴⁰ Ar), que si puede distinguirse.

La vida media del ⁴⁰K es de 1.250 millones de años. Además el Potasio es abundante y está ampliamente distribuido en los minerales que forman las rocas: está presente en los feldespatos que tiñen de rosa los granitos, en los minerales microscópicos de las cenizas volcánicas y en arcillas que se forman durante la meteorización.

Pese a todas sus ventajas, el cronómetro de Potasio-Argón no es muy utilizado por los geólogos interesados en la Tierra antigua. El ⁴⁰K se comporta como un reloj, pero los procesos tectónicos y metamórficos se comportan como niños deseosos de juguetear con sus agujas.

Sucesos geológicos ocurridos mucho después de la formación del mineral pueden eliminar el Argón de éste, lo que equivale a poner el reloj a cero, y por tanto, a destruir la memoria química del tiempo transcurrido. (El Argón, un gas noble, sólo queda ligeramente ligado a las redes químicas de los minerales).

Lo que realmente necesitamos para datar las rocas muy antiguas es un sistema que funcione como las “cajas negras” de los aviones: un isótopo que no se pierda fácilmente de un mineral, y un mineral que no se altere fácilmente.

Los circones, unos minerales que contienen uranio y se encuentran en los granitos y otras rocas ígneas, son las cajas negras de la geología precámbrica. De hecho, el uranio enlazado a los a los cristales de circón en el momento de su formación nos proporciona dos cronómetros fiables: el ³²⁸U se desintegra en Plomo 206 (²⁰⁶ Pb) con una vida media de más de 4.500 millones de años (la edad de la Tierra), mientras que el isótopo ²³⁵U, menos abundante, se desintegra en ²⁰⁷ Pb con una vida media de algo más de 600 millones de años. Esta peculiaridad nos permite verificar por dos métodos las edades medidas: si los dos relojes dan una edad distinta es que el circón ha sufrido alguna alteración.

La Tierra tiene aproximadamente 4.600 millones de años. Entre los 3.500 y los 555 millones se estimaba que había habido únicamente bacterias, organismos unicelulares y formas de vida primitiva como la de las esponjas (de todos ellos existen rastros fósiles).

Si el circón tiene algún problema, es que es demasiado inalterable. A diferencia de otros muchos minerales, los circones pueden completar el ciclo completo de rocas –desde la cristalización en una roca ígnea hasta el metamorfismo y posterior erosión hasta formar partículas de sedimento-, sin perder un ápice de su integridad química. Tanto es así que durante su ascenso a través de la corteza de la Tierra, el magma puede arrancar circones de rocas adyacentes, incorporando minerales (y por tanto, relojes) más antiguos en rocas más recientes. Además, los circones pueden crecer durante cada tránsito por el interior de la Tierra; los circones arcaicos (anterior al Proterozoico) pueden presentar hasta media docena de capas alrededor de un núcleo central, cada una de las cuales es el producto de la acreción durante un evento geológico específico.

Bueno, sólo quería dejar aquí un comentario sencillo que aclarara, de alguna manera, el tema de la Datación que nos puede hablar del tiempo de determinadas rocas y de fósiles allí presentes que nos hablan de la vida primigenia en nuestro planeta desde hace miles de millones de años.

emilio silvera

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