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Cómo se calculó la Edad de la Tierra. Los Relojes Radiactivos. La Guerra del Plomo.

Creada23-06-2014
Modificada10-11-2016
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Julio14

Reseña del Documental La Habitación Limpia de la serie Cosmos

La Habitación Limpia

Documental de la serie Cosmos 2014

La Edad de La Tierra

Tras la formación de nuestro Sol, hace 4'5 giga·años, el sistema solar era una nube de gas y polvo alrededor del Sol. Comenzaron a formarse agrupaciones que dieron lugar a decenas de millones de cuerpos planetarios y sus órbitas cruzadas provocaron muchos choques entre ellos.

Tras muchos de estos choques casi todos los cuerpos pequeños acabaron formando parte de unos pocos planetas de diversos tamaños.

El planeta Tierra se formó de una nube de polvo y gases a los que se añadieron millones de rocas, algunas tan grandes como planetas, de cuyos escombros arrojados al espacio se formó La Luna.

La Tierra siguió sufriendo el bombardeo de millones de meteoritos, tantos que, literalmente, no quedó ni un trozo de roca de la superficie que se pudiera remontar al origen del planeta.

¿Cómo podríamos, entonces, calcular la edad de la Tierra?

En 1.650, el arzobispo de Irlanda James Ussher calculó, basándose en las genealogías de los descendientes de Adán y Eva descritos en la Biblia, que la Tierra fue creada el Sábado, 22 de Octubre del año 4.004 aC, a las 6 de la tarde.

Los geólogos más modernos estudiaron los estratos de las rocas, como los que pueden verse en el Gran Cañón, formados por los depósitos de polvo cuando ese terreno estaba bajo un océano.

Los sedimentos se vienen depositando en los fondos marinos a velocidades variables según las circunstancias, las corrientes oceánicas y atmosféricas, pero por término medio puede ser de unos 30 cm por cada mil años, aunque en ocasiones, tras una erupción volcánica o una inundación se pueden depositar muchos centímetros y hasta metros en unos pocos días.

Los geólogos que estudiaron los estratos no tenían forma de medir las edades de las rocas, sólo el grosor de los estratos y dieron cálculos muy diversos, desde dos mega·años hasta 15 giga·años.

Pero incluso las capas más profundas tampoco eran de la época del origen de la Tierra, porque esas primeras capas sedimentarias se formaron mucho después de que se formara la Tierra. Todas las rocas anteriores de la superficie terrestre han sido desgastadas, erosionadas o enterradas por los vientos, lluvias y hielos que han cubierto la Tierra durante gran parte de su historia.

Pero los meteoritos del espacio situados entre las órbitas de Marte y Júpiter sí son de la misma época en que se formó la Tierra y han sido conservados en el vacío y el frío del espacio. Algunos de esos meteoritos han caído sobre la Tierra y posteriormente han sido encontrados por los geólogos, por lo que si pudiéramos calcular su edad, esa edad sería la misma en que se formó el Sistema Solar.

Pero ¿cómo podemos saber la edad de una roca?

Los Relojes Radiactivos

Dentro de las rocas hay muchos elementos. Algunos de esos elementos son radiactivos, como el Uranio.

El Uranio es inestable. Al cabo de varios miles de millones de años la mitad de los átomos de uranio se convierten en Torio. El Torio es aún más inestable y en menos de un mes se convierte en protactinio y en menos de un minuto el protactinio se convierte en otra cosa. Al cabo de varias transmutaciones sucesivas, lo que queda es un átomo estable de plomo, que ya no se transforma y permanecerá inalterado para siempre.

Si cogemos una roca que contenga uranio y plomo, podemos calcular qué proporción hay entre ellos y eso nos dirá cuánto tiempo ha pasado desde que se formó la roca.

Harrison Brown, de la Universidad de Chicago, fue el primero en comprender esto en 1.947. Encargó a un alumno, Clair Patterson, para que realizara este análisis.

Clair PattersonClair Patterson no era un estudiante muy brillante pero sí era un científico metódico que hacía muy bien su trabajo.

Otro estudiante, George Tilton, midió la cantidad de uranio que había en una serie de granos de zirconita. La cantidad resultó ser de 3'2 PPM (Partes Por Millón).

Patterson tenía que averiguar la cantidad de plomo de esos mismos granos pero los resultados variaban demasiado de una a otra medición.

Patterson dedujo que el plomo que había de forma natural en el medio ambiente podía estar alterando el resultado, así que se propuso hacer una habitación limpia, en la que no hubiese la menor traza de polvo.

Lo intentó durante dos años pero aún así la cantidad de plomo en el aire seguía contaminando las muestras e impidiendo hacer una medición precisa.

Brown y Patterson se trasladaron a un nuevo laboratorio mucho más avanzado en Pasadena y allí Patterson construyó una habitación ultralimpia en la que no pudiera entrar ni una mota de polvo y hasta donde el aire era filtrado para eliminar todas las impurezas.

Por fin, al cabo de seis años de intentos, consiguió el resultado: La Tierra tenía 4'5 Giga·años de edad.

La Guerra del Plomo

La historia de cómo se calculó la Edad de la Tierra termina aquí pero la historia de Patterson continuó descubriéndonos un peligro que nos acechaba a todos y del que la mayoría de la gente era inconsciente.

Hace 8.500 años los humanos empezamos a extraer minerales y metales del subsuelo para utilizarlos en diversas tareas.

Se buscaban principalmente metales duros para la fabricación de armas, pero también otros metales que pudieran ser útiles con otros fines.

Entre ellos se empezó a utilizar el plomo.

El plomo era fácil de fundir y moldear. Podía usarse para forrar vasijas y hacerlas impermeables. En la Antigua Roma se usó plomo para engarzar joyas, se fabricaron las primeras tuberías de plomo para canalizar el agua y se forraban de plomo los canales de los acueductos que traían el agua desde largas distancias. Incluso se utilizaba el plomo en polvo para echarlo en el vino y eliminar su amargor.

En el interior del cuerpo, el plomo actúa como el hierro o el zinc, pero no tiene las mismas propiedades que éstos. Las células que absorben átomos de plomo son "engañadas" por su similitud con otros metales que necesitan pero luego no pueden realizar su labor vital. El plomo engaña a las enzimas y bloquea los neurotransmisores por lo que impide el aprendizaje, sobre todo de los niños, y a medio y largo plazo puede producir alucinaciones, locura y muerte.

Los romanos ya observaron que los esclavos que trabajaban en las minas de plomo y los obreros de la plomería enfermaban, enloquecían y morían con frecuencia, por eso los patricios, las clases altas, dejaron de usar utensilios de plomo y se pasaron al oro y la plata. Pero el plomo era un metal barato y fácil de moldear, por eso se siguió produciendo y los plebeyos, las clases medias, bajas y los esclavos, siguieron siendo víctimas del abuso del plomo.

Hay historiadores que opinan que ésta pudo ser una causa que contribuyó a la Decadencia y Caída del Imperio Romano.

En la era industrial los fabricantes usaban plomo para mejorar las características de sus  productos. Los fabricantes de pintura la usaban para mejorar su adherencia en las superficies a pintar. Las cañerías de desagüe de los edificios seguían haciéndose de plomo. Los fabricantes de combustible les añadieron plomo para moderar su combustión.

Se empezaron a detectar numerosos casos de envenenamiento en minas de plomo, fábricas de pintura y de combustible y hubo quien señaló al plomo como causa de esos daños.

La industria del plomo defendió sus intereses usando la incipiente industria de la publicidad y la propaganda y contrató a científicos para rebatir las acusaciones de que pudiera ser el plomo el causante de esas muertes.

Patterson no sabía nada de esto cuando comenzó su tarea para contabilizar el plomo de los cristales de Circonita, pero los seis años en los que se esforzó hasta la obsesión para conseguir un entorno libre de plomo le concienciaron del problema.

Al principio Patterson pensó que la abundancia de plomo en el medio ambiente era algo natural, pero como era un buen científico y muy metódico decidió demostrarlo.

Con financiación de la industria petrolera emprendió un viaje en barco para tomar muestras de las aguas del océano a diversas profundidades y descubrió que la concentración en las aguas más profundas era MUY inferior a la de las aguas más superficiales. Sabía que las aguas superficiales acababan mezclándose con las profundas al cabo de unos pocos siglos, y esperaba que la distribución de plomo sería más homogénea, pero al observar esta diferencia dedujo que la abundancia de plomo en las capas superficiales era un fenómeno reciente.

Buscando posibles motivos de esa reciente abundancia de plomo en el medio ambiente descubrió que la causa era el uso cada vez mayor en las últimas décadas de la gasolina con plomo.

En Julio de 1.963 publicó sus conclusiones en un artículo firmado en colaboración con uno de sus mejores alumnos, poniendo su propio nombre en segundo lugar. Solía hacer eso para ayudar a la carrera de los estudiantes más prometedores.

A los pocos días de publicar el artículo dejó de recibir financiación de las empresas petroleras, y éstas pidieron a la Universidad de Pasadena que le despidiese, pero numerosas instituciones científicas y gubernamentales apoyaron su investigación.

Patterson continuó sus investigaciones en glaciares de Groenlandia y de la Antártida para analizar muestras de hielo de los últimos siglos y demostró que la abundancia de plomo era un fenómeno muy reciente. Publicó sus estudios pero las empresas petroleras contraatacaron intentando desprestigiarle.

Patterson luchó durante más de veinte años contra la industria de las gasolinas con plomo y consiguió su objetivo cuando el gobierno de USA prohibió que se siguiera usando ese peligroso aditivo.

En sólo unos años, los niveles de plomo en la sangre de los niños se redujo en un 75%.

En mi opinión

Según Tyson, cuando se formó el Sol lo que había alrededor era una nube de gas y polvo de la que después se formaron los planetas.

No lo creo. Tengo escritos varios artículos donde explico cómo se formó el Sistema Solar. Resulta una serie de artículos bastante larga y detallada, por eso expongo aquí un resumen más breve: Origen del Sistema Solar.

La opinión de que el abuso del plomo pudo contribuir a la Decadencia y Caída del Imperio Romano la veo poco probable. Más bien creo que se produjo por causas internas políticas y económicas, pero eso es un tema más de Historia que de Ciencia, y lo comentaré más adelante.

Tengo una pequeña duda respecto al método usado para la datación.

El Uranio empieza a desintegrarse a partir de su creación en el estallido de una estrella, no desde que se funde y solidifica una roca.

Un asteroide formado en el espacio será de polvo, a no ser que se solidifique en el momento de la explosión estelar, en cuyo caso daría una datación, no de cuándo se formó el Sistema Solar, sino de cuándo estalló la estrella en la que se creó ese Uranio.

En el interior de un cuerpo planetario, donde los procesos de fusión separan los elementos por su peso y temperatura de fusión, se pueden formar rocas de Uranio sin Plomo, lo que sería un reloj perfecto para su datación.

La tercera posibilidad es que el impacto de un meteorito sobre la Tierra arranque y salpique rocas de Uranio al espacio, lo que también sería un buen reloj radiactivo para datar el momento de la formación de la roca, no de cuándo fue arrojada al espacio.

¿Qué tipo de meteoritos se usaron para la datación?

Un trozo de roca terrestre daría la fecha en que se fusionó y solidificó por última vez. Durante el proceso de fusión el plomo se fundirá antes y la posterior solidificación se realizará sobre los elementos por separado.

Si se usa un meteorito salpicado desde la Tierra será un buen reloj para datar el momento en que se solidificó ESA roca en la Tierra.

Pero si usamos un meteorito que se ha fusionado en el espacio, la única forma de que esto ocurra es inmediatamente después de que se produzca el estallido de una estrella en forma de supernova. Y eso nos permitiría datar, no la fecha en que se formó la Tierra, sino el momento en que estalló la estrella de la que algunos cientos de millones de años más tarde se formó el Sistema Solar.

Y eso significaría que la Tierra sería algo más joven de lo que se cree en este momento.

Ahí dejo la duda. Espero que alguien pueda resolverla.

Ver Ficha de La Habitación Limpia de la serie Cosmos

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