La Tierra Antigua

Durante la edad media, algunos teólogos se interesaron en la antigüedad de la Tierra e idearon un método para calcularla basado en la Biblia: sumar las edades que tenían los patriarcas a la hora de engendrar, desde Adán (el primer hombre en las religiones judeocristianas) hasta el rey Salomón. Ayudándose de ciertas suposiciones y de otras partes de la Biblia, los teólogos creían poder determinar cuántos años habían pasado desde la creación. Hubo varios resultados, pero el más famoso es el que obtuvo el obispo Ussher de Armagh, Irlanda. Ussher calculó que, según la biblia, Dios había creado el universo al caer la noche del día anterior al domingo 23 de octubre del 4004 antes de Cristo. Si le hiciéramos caso a Ussher, entonces la Tierra tendría hoy día unos 6000 años nada más. 

 Por suerte, el asunto de la antigüedad de nuestro mundo también interesó a los científicos a partir del siglo XVII. Aunque Isaac Newton y Johannes Kepler también emplearon el método bíblico (y llegaron a resultados similares), a mediados del siglo XVIII Georges Louis Leclerc, conde de Buffon, ideó uno nuevo. Buffon había estudiado fósiles. Sabía que el interior de la Tierra estaba caliente. De esto deducía que la Tierra debía haberse formado como una masa de roca incandescente (quizá salida del Sol). Tras su formación, se había ido enfriando poco a poco. Para Buffon, la cosa estaba clara: había que determinar cuánto tardaría en enfriarse una masa de roca fundida del tamaño de la Tierra. Para eso, el conde de Buffon recogió barro en el campo e hizo varias bolitas. En los bajos de su casa, calentó el barro hasta ponerlo al rojo vivo. Luego lo dejó reposar. Las bolitas de barro fueron perdiendo luminosidad conforme se enfriaban. Buffon midió cuánto tiempo tardaban en llegar a la temperatura ambiente y luego extendió el resultado a una bola de tierra del tamaño del planeta, que para entonces ya se conocía más o menos bien. El conde Buffon obtuvo una antigüedad de 75,000 años.

El método de Buffon puede parecer bastante primitivo y no muy distinto del de sumar edades de patriarcas bíblicos. Así es, en efecto: la Tierra no es una esfera de barro sólido. Tiene capas de distintas composiciones, entre otras dificultades. Con todo, Buffon fue el primero en adoptar una postura científica ante el problema de determinar la antigüedad de la Tierra.

Por esa época los científicos empezaban a ocuparse de otro problema: el de la diversidad biológica de la Tierra. ¿Por qué había tantas plantas y animales? ¿Cómo habían adquirido las formas que tenían hoy? La respuesta tradicional era que así las había creado Dios. Pero entonces, ¿por qué había fósiles de criaturas que ya no existen y que se parecen a las criaturas de nuestros días? Jean Baptiste Lamarck propuso una nueva respuesta: que las especies de plantas y animales de hoy descendían de especies del pasado, distintas a ellas. La teoría de la evolución de Lamarck no es la que aceptamos hoy, basada en el trabajo que Charles Darwin publicó unos 70 años después. Lamarck pensaba que un organismo podía heredarles a sus descendientes las características que había adquirido a lo largo de su vida (un poco como si quien perdió un brazo en un accidente tuviera hijos mancos, cosa que sabemos imposible). Con todo, la teoría de la evolución de Lamarck requería que la Tierra fuera mucho más antigua incluso de lo que proponía Buffon. Lamarck pensaba que la evolución requería millones de años, no los 75,000 que le daba Buffon.

Pero en esa época no había aún métodos para estimar mejor la edad de la Tierra. Los métodos se desarrollaron a lo largo del siglo XIX, cuando nació la ciencia de la termodinámica, que es la física del intercambio de calor. Así, hacia finales del siglo XIX el físico William Thomson, Lord Kelvin, retomó el problema con herramientas más poderosas y datos más completos que los de Buffon. Kelvin quería calcular la edad del Sol, el cual se suponía (correctamente) que se había formado al mismo tiempo que la Tierra. El físico británico basó sus cálculos en el trabajo de un físico alemán llamado Hermann von Helmholtz. Helmholtz suponía que la fuente de calor del Sol era la energía potencial gravitacional de todo el material conglomerado en el centro de nuestra estrella. A partir de esta suposición, y usando las nuevas leyes de la termodinámica, Lord Kelvin calculó que el Sol no tenía más de 500 millones de años de antigüedad. La edad de la Tierra (que sería en esencia la misma) iba aumentando conforme mejoraban los cálculos, pero seguía siendo insuficiente para la evolución.

Entre tanto, Charles Darwin había propuesto un mecanismo para la evolución llamado selección natural. La selección natural podía generar toda la diversidad biológica que vemos sin necesidad de que los organismos transmitieran a sus descendientes las características adquiridas. Eso sí, para poder pasar de las primeras bacterias simples a las formas de vida tan complejas que vemos hoy (además de bacterias simples, que siguen existiendo en grandísimos números), la evolución por selección natural requería muchos millones de años. Darwin no era buen matemático y era incapaz de seguirle el paso a Lord Kelvin. En vista de eso, aceptó con respeto el resultado del físico: muy bien, 500 millones de años. Lamentablemente para él, al poco tiempo Kelvin revisó sus cálculos y corrigió la cifra a 98 millones de años. Darwin lo lamentó profundamente. Deseaba que Kelvin estuviera equivocado.

Kelvin, por su parte, publicó sus resultados con una salvedad: sólo eran válidos si la hipótesis de Helmholtz acerca de la fuente de calor original del Sol era correcta. “No estoy afirmando”, escribió Kelvin, “que no existan leyes que aún no hayamos descubierto”.

Resultó que sí había leyes por descubrir (como siempre). Al poco tiempo, el estudio de la radiactividad reveló que el calor interno de la Tierra se debía en buena medida a la desintegración radiactiva de átomos en su interior. El calor interno de la Tierra no era sólo producto de la energía potencial liberada durante su formación. La radiactividad aportaba continuamente calor adicional y por lo tanto los cálculos de Kelvin subestimaban la antigüedad del planeta. Darwin, por desgracia, había muerto en 1882 y nunca se enteró.

Además de echar por tierra los cálculos de Kelvin, la radiactividad aportó otro elemento importante para estimar la edad del planeta. Los materiales radiactivos van perdiendo actividad a un ritmo constante, a medida que los átomos inestables que contienen se van desintegrando. Cada elemento radiactivo tiene su ritmo de desintegración, que se mide en términos de la vida media del material. La vida media es el lapso en que se desintegra la mitad de los átomos radiactivos de una muestra (las vidas medias van desde una billonésima de billonésima de segundo hasta los millones de billones de años). Así, al cabo de una vida media quedará la mitad de los átomos radiactivos originales; al cabo de dos vidas medias quedará un cuarto de los átomos; al cabo de tres vidas medias quedará un octavo… Si podemos determinar qué fracción de los átomos radiactivos originales quedan en una muestra, entonces es fácil calcular la antigüedad de la muestra. Éste es el principio de la técnica de fechado por decaimiento radiactivo que se usa para saber la antigüedad de restos orgánicos, por ejemplo fósiles.

El físico neozelandés Ernest Rutherford fue uno de los principales forjadores del conocimiento de la radiactividad. Se cuenta que en cierta ocasión, recién descubierto el método de medir proporciones para calcular antigüedades de minerales, Rutherford se presentó ante un geólogo de la universidad donde trabajaba:

—Adams —le dijo al geólogo—. ¿Qué edad se supone que tiene la Tierra?

A lo cuál el tal Adams replicó que, según varios métodos, la Tierra tenía unos 100 millones de años. Entonces Rutherford sacó una piedra que llevaba en el bolsillo y dijo en tono tranquilo:

—Pues yo sé con toda certeza que esta piedra tiene 700 millones de años.

Para los años 20 el método radiométrico de fechamiento estaba bastante perfeccionado y los geólogos empezaban a aceptar que la antigüedad de la Tierra se medía más bien en miles de millones de años. Más tarde se obtuvieron muestras de roca en Groenlandia cuya antigüedad resultó ser de unos 3,700 millones de años. Y cuando los astronautas trajeron muestras de rocas lunares, se descubrió que éstas tenían 4,600 millones de años, lo que cuadra bien con la antigüedad de meteoritos y la que los astrónomos obtiene por otros métodos para el Sol. Hoy en día se acepta que la Tierra —y con ella todo el sistema solar— existe desde hace unos 5000 millones de años.