La datación radiométrica de rocas y minerales mediante isótopos radiactivos naturales de larga vida es problemática para los creacionistas de la tierra joven porque las técnicas han proporcionado pruebas abrumadoras de la antigüedad de la tierra y la vida. Algunos de los llamados científicos de la creación han intentado demostrar que la datación radiométrica no funciona por motivos teóricos (por ejemplo, Arndts y Overn 1981; Gill 1996), pero tales intentos tienen invariablemente fallos fatales (véase Dalrymple 1984; York y Dalrymple 2000). Otros creacionistas se han centrado en casos en los que la datación radiométrica parece dar resultados incorrectos. En la mayoría de los casos, estos esfuerzos son defectuosos porque los autores han malinterpretado o tergiversado los datos que intentan analizar (por ejemplo, Woodmorappe 1979; Morris HM 1985; Morris JD 1994). Sólo en raras ocasiones un creacionista encuentra realmente un resultado radiométrico incorrecto (Austin 1996; Rugg y Austin 1998) que no haya sido ya revelado y discutido en la literatura científica.
El enfoque creacionista de centrarse en ejemplos en los que la datación radiométrica arroja resultados incorrectos es curioso por dos razones. En primer lugar, no aporta ninguna prueba que apoye su afirmación de que la Tierra es muy joven. Si la Tierra tuviera sólo entre 6.000 y 10.000 años, seguramente debería haber alguna prueba científica que confirmara esa hipótesis; sin embargo, los creacionistas no han aportado ni una pizca de ella hasta ahora. ¿Dónde están los datos y los cálculos de edad que dan como resultado un conjunto coherente de edades para todas las rocas de la tierra, así como las de la luna y los meteoritos, no mayores de 10 000 años? Parece que están claramente ausentes.
En segundo lugar, es un enfoque condenado al fracaso desde el principio. Los creacionistas parecen pensar que unos pocos ejemplos de edades radiométricas incorrectas invalidan todos los resultados de la datación radiométrica, pero tal conclusión es ilógica. Incluso las cosas que funcionan bien no funcionan bien todo el tiempo y en todas las circunstancias. Intente, por ejemplo, llevar un reloj que no sea resistente al agua mientras nada. Probablemente fallará, pero ¿qué concluiría una persona razonable de ello? ¿Que los relojes no funcionan? Difícilmente.
Unos pocos ejemplos verificados de edades radiométricas incorrectas son simplemente insuficientes para demostrar que la datación radiométrica no es válida. Lo único que indican es que los métodos no son infalibles. Los que hemos desarrollado y utilizado técnicas de datación para resolver problemas científicos somos muy conscientes de que los sistemas no son perfectos; nosotros mismos hemos dado numerosos ejemplos de casos en los que las técnicas fallan. A menudo las probamos en condiciones controladas para saber cuándo y por qué fallan y así no utilizarlas incorrectamente. Incluso hemos desacreditado técnicas enteras. Por ejemplo, después de extensas pruebas durante muchos años, se llegó a la conclusión de que la datación con uranio-helio es muy poco fiable porque el pequeño átomo de helio se difunde fácilmente fuera de los minerales a lo largo del tiempo geológico. Por ello, este método no se utiliza más que en aplicaciones raras y muy especializadas. Otras técnicas de datación, como el K-Ar (potasio-argón y su variante más reciente 40Ar/39Ar), el Rb-Sr (rubidio-estroncio), el Sm-Nd (samario-neodinio), el Lu-Hf (lutecio-hafnio) y el U-Pb (uranio-plomo y su variante Pb-Pb), han superado la prueba del tiempo. Estos métodos proporcionan datos de edad valiosos y válidos en la mayoría de los casos, aunque existe un pequeño porcentaje de casos en los que incluso estos métodos, generalmente fiables, arrojan resultados incorrectos. Estos fallos pueden deberse a errores de laboratorio (los errores ocurren), a factores geológicos no reconocidos (la naturaleza a veces nos engaña) o a una mala aplicación de las técnicas (nadie es perfecto). Sin embargo, para lograr su objetivo de desacreditar la datación radiométrica, los creacionistas se enfrentan a la enorme tarea de demostrar que una preponderancia de las edades radiométricas es errónea, es decir, que los métodos no son fiables la mayor parte del tiempo. Y no sólo eso, sino que tienen que mostrar los fallos de los estudios de datación que proporcionan pruebas independientes que corroboran que los métodos radiométricos funcionan. Esta es una tarea difícil y los creacionistas no han hecho ningún progreso hasta ahora.
Es raro que un estudio que incluya datación radiométrica contenga una única determinación de la edad. Por lo general, las determinaciones de edad se repiten para evitar errores de laboratorio, se obtienen en más de una unidad de roca o en más de un mineral de una unidad de roca con el fin de proporcionar una comprobación cruzada, o se evalúan utilizando otra información geológica que puede utilizarse para probar y corroborar las edades radiométricas. Los científicos que utilizan la datación radiométrica suelen emplear todos los medios a su alcance para comprobar, reexaminar y verificar sus resultados, y cuanto más importantes son los resultados, más aptos son para ser comprobados y reexaminados por otros. Como resultado, es casi imposible ser completamente engañado por un buen conjunto de datos de edad radiométrica recogidos como parte de un experimento bien diseñado.
El propósito de este artículo es describir brevemente unos pocos estudios típicos de datación radiométrica, de entre los cientos de ejemplos posibles documentados en la literatura científica, en los que las edades son validadas por otra información disponible. He seleccionado cuatro ejemplos de la literatura reciente, en su mayoría estudios relacionados con mi trabajo y el de algunos colegas cercanos porque era fácil hacerlo. Podría haber seleccionado muchos más ejemplos, pero entonces esto se habría convertido en un libro y no en el breve artículo que pretendía.
El impacto del meteorito Manson y el esquisto de Pierre
En el período Cretácico, un gran meteorito golpeó la tierra en un lugar cercano a la actual ciudad de Manson, Iowa. El calor del impacto fundió algunos de los cristales de feldespato de las rocas graníticas de la zona de impacto, reiniciando así sus relojes radiométricos internos. Estos cristales fundidos, y por tanto el impacto, han sido datados por el método 40Ar/39Ar en 74,1 Ma (millones de años; Izett y otros 1998), pero eso no es toda la historia ni mucho menos. El impacto también creó cristales de cuarzo chocados que fueron lanzados al aire y posteriormente cayeron hacia el oeste en el mar interior que ocupaba gran parte del centro de Norteamérica en aquella época. En la actualidad, este cuarzo chocado se encuentra en Dakota del Sur, Colorado y Nebraska en una fina capa (el Miembro Crow Creek) dentro de una gruesa formación rocosa conocida como Pizarra Pierre. El Esquisto de Pierre, que se divide en lechos sedimentarios identificables llamados miembros, también contiene abundantes fósiles de numerosas especies de ammonites, ancestros de los nautilos. Los fósiles, combinados con la cartografía geológica, permiten unir las distintas secciones expuestas del Esquisto de Pierre en sus posiciones relativas adecuadas para formar una sección compuesta completa (Figura 1). El Esquisto de Pierre también contiene cenizas volcánicas que salieron de los volcanes y que luego cayeron al mar, donde se conservaron en forma de finos lechos. Estos lechos de ceniza, llamados bentonitas, contienen feldespato de sanidina y biotita que han sido datados mediante la técnica 40Ar/39Ar.
Figura 1
Los resultados del estudio de datación del Impacto Manson/Pizarra Pierre (Izett y otros 1998) se muestran en la Figura 1. Hay tres cosas importantes a tener en cuenta sobre estos resultados. En primer lugar, cada edad se basa en numerosas mediciones; los errores de laboratorio, si los hubiera, serían fácilmente evidentes. En segundo lugar, las edades se midieron en dos minerales muy diferentes, la sanidina y la biotita, de varios de los lechos de ceniza. La mayor diferencia entre estos pares de minerales, en la ceniza del Miembro Gregory, es inferior al 1%. En tercer lugar, las edades radiométricas concuerdan, dentro del error analítico, con las posiciones relativas de los lechos de ceniza fechados, tal y como se determinó en la cartografía geológica y en los conjuntos de fósiles; es decir, las edades se hacen más antiguas de arriba a abajo, como debería ser. Por último, la edad inferida del cuarzo chocado, determinada a partir de la edad del feldespato fundido en la estructura de impacto de Manson (74,1 ± 0,1 Ma), concuerda muy bien con las edades de los lechos de ceniza situados por encima y por debajo. ¿Cómo podría ser todo esto si la técnica de datación 40Ar/39Ar no funcionara?
Las edades de los meteoritos
Los meteoritos, la mayoría de los cuales son fragmentos de asteroides, son objetos muy interesantes de estudiar porque proporcionan importantes pruebas sobre la edad, la composición y la historia del sistema solar primitivo. Hay muchos tipos de meteoritos. Algunos proceden de asteroides primitivos cuyo material está poco modificado desde que se formaron en la nebulosa solar primitiva. Otros proceden de asteroides más grandes que se calentaron lo suficiente como para fundirse y enviar flujos de lava a la superficie. Unos pocos proceden incluso de la Luna y Marte. El tipo más primitivo de meteoritos se denomina condrita, porque contiene pequeñas esferas de cristales de olivino conocidas como condritos. Debido a su importancia, los meteoritos han sido ampliamente datados radiométricamente; la gran mayoría parece tener una antigüedad de 4,4-4,6 Ga (mil millones de años). Algunos meteoritos, debido a su mineralogía, pueden ser datados por más de una técnica de datación radiométrica, lo que proporciona a los científicos una poderosa comprobación de la validez de los resultados. En la tabla 1 se muestran los resultados de tres meteoritos. En Dalrymple (1991) se pueden encontrar muchos más, además de una discusión sobre los diferentes tipos de meteoritos y sus orígenes.
Tabla 1Hay tres cosas importantes que hay que saber sobre las edades de la Tabla 1. La primera es que cada meteorito fue fechado por más de un laboratorio – Allende por 2 laboratorios, Guarena por 2 laboratorios, y St Severin por cuatro laboratorios. Esto elimina prácticamente cualquier sesgo significativo de los laboratorios o cualquier error analítico importante. Lo segundo es que algunos de los resultados se han repetido utilizando la misma técnica, lo que supone otra comprobación de los errores analíticos. La tercera es que los tres meteoritos fueron datados por más de un método: dos métodos para Allende y Guarena, y cuatro métodos para San Severín. Se trata de una comprobación extremadamente poderosa de la validez tanto de la teoría como de la práctica de la datación radiométrica. En el caso de San Severín, por ejemplo, tenemos 4 relojes naturales diferentes (en realidad 5, ya que el método Pb-Pb implica 2 isótopos de uranio radiactivo diferentes), cada uno de los cuales funciona a un ritmo diferente y cada uno utiliza elementos que responden a las condiciones químicas y físicas de manera muy distinta. Y, sin embargo, todos dan el mismo resultado con una diferencia de unos pocos puntos porcentuales. ¿Se trata de una coincidencia extraordinaria? Los científicos han llegado a la conclusión de que no lo es; es más bien una consecuencia del hecho de que la datación radiométrica funciona realmente y funciona bastante bien. Los creacionistas que quieran rebatir la conclusión de que los meteoritos primitivos, y por lo tanto el sistema solar, tienen una antigüedad de unos 4,5 Ga ciertamente tienen mucho trabajo por delante
Las tektitas K-T
Uno de los descubrimientos científicos más emocionantes e importantes de las últimas décadas fue el hallazgo en 1980 de que un gran asteroide, de unos 10 kilómetros de diámetro, chocó contra la Tierra a finales del período Cretácico. La colisión arrojó muchas toneladas de escombros a la atmósfera y posiblemente provocó la extinción de los dinosaurios y de muchas otras formas de vida. La lluvia radioactiva de este enorme impacto, que incluye cuarzo chocado y altas concentraciones del elemento iridio, se ha encontrado en rocas sedimentarias en más de 100 lugares de todo el mundo en la ubicación estratigráfica precisa del límite Cretácico-Terciario (K-T) (Álvarez y Asaro 1990; Álvarez 1998). Ahora sabemos que el lugar de impacto se encuentra en la Península de Yucatán. Medir la edad de este evento de impacto independientemente de la evidencia estratigráfica es una prueba obvia para los métodos radiométricos, y un número de científicos en laboratorios de todo el mundo se pusieron a trabajar.
Tabla 2 Además de los granos de cuarzo chocados y las altas concentraciones de iridio, el impacto K-T produjo tektitas, que son pequeñas esférulas de vidrio que se forman a partir de la roca que se funde instantáneamente por un gran impacto. Las tektitas K-T fueron expulsadas a la atmósfera y depositadas a cierta distancia. Las tektitas son fácilmente reconocibles y no se forman de otra manera, por lo que el descubrimiento de un lecho sedimentario (la Formación Beloc) en Haití que contenía tektitas y que, por las pruebas fósiles, coincidía con el límite K-T proporcionó un candidato obvio para la datación. Los científicos del Servicio Geológico de EE.UU. fueron los primeros en obtener las edades radiométricas de las tektitas y los laboratorios de Berkeley, Stanford, Canadá y Francia no tardaron en hacer lo mismo. Los resultados de todos los laboratorios fueron notablemente consistentes, ya que las edades medidas oscilaban sólo entre 64,4 y 65,1 Ma (Tabla 2). También se encontraron tektitas similares en México, y el laboratorio de Berkeley descubrió que tenían la misma edad que las tektitas de Haití. Pero la historia no termina ahí.
El límite K-T está registrado en numerosos lechos sedimentarios de todo el mundo. El carbón Z, el carbón Ferris y el carbón Nevis en Montana y Saskatchewan se encuentran inmediatamente por encima del límite K-T. Dentro de estos carbones hay numerosos lechos finos de ceniza volcánica a pocos centímetros por encima del límite K-T, y algunos de estos lechos de ceniza contienen minerales que pueden ser datados radiométricamente. Los lechos de ceniza de cada uno de estos carbones han sido datados por métodos 40Ar/39Ar, K-Ar, Rb-Sr y U-Pb en varios laboratorios de Estados Unidos y Canadá. Dado que tanto los lechos de ceniza como las tektitas se encuentran en el límite K-T o muy cerca de él, tal y como determinan los fósiles de diagnóstico, las tektitas y los lechos de ceniza deberían tener casi la misma edad, y así es (Tabla 2).
Hay varias cosas importantes que señalar sobre estos resultados. En primer lugar, los períodos Cretácico y Terciario fueron definidos por los geólogos a principios del siglo XIX. El límite entre estos periodos (el límite K-T) está marcado por un cambio abrupto en los fósiles encontrados en las rocas sedimentarias de todo el mundo. Su localización exacta en la columna estratigráfica de cualquier localidad no tiene nada que ver con la datación radiométrica: se localiza mediante el estudio cuidadoso de los fósiles y las rocas que los contienen, y nada más. En segundo lugar, las mediciones de la edad radiométrica, 187, se realizaron en 3 minerales diferentes y en vidrio mediante 3 métodos de datación claramente diferentes (K-Ar y 40Ar/39Ar son variaciones técnicas que utilizan el mismo esquema de desintegración padre-hija), cada uno de los cuales implica elementos diferentes con vidas medias distintas. Además, la datación se realizó en 6 laboratorios diferentes y los materiales se recogieron en 5 lugares distintos del hemisferio occidental. Y, sin embargo, los resultados son los mismos dentro del error analítico. Si la datación radiométrica no funcionara, no sería posible obtener unos resultados tan consistentes.
Datación de la Erupción del Monte Vesubio
En las primeras horas de la tarde del 24 de agosto del año 79, el Monte Vesubio entró en erupción violentamente, enviando flujos de ceniza caliente a toda velocidad por sus flancos. Estos flujos enterraron y destruyeron Pompeya y otras ciudades romanas cercanas. Conocemos el día exacto de esta erupción porque Plinio el Joven registró cuidadosamente el evento. En 1997, un equipo de científicos del Centro de Geocronología de Berkeley y de la Universidad de Nápoles decidió comprobar si el método de datación radiométrica 40Ar/39Ar podía medir con precisión la edad de este material volcánico tan joven (según los estándares geológicos). Separaron cristales de sanidina de una muestra de uno de los flujos de ceniza. Los experimentos de calentamiento incremental en 12 muestras de sanidina dieron lugar a 46 puntos de datos que dieron como resultado una edad isócrona de 1925 94 años. La edad real del flujo en 1997 era de 1918 años. ¿Es una simple coincidencia? No – es el resultado de análisis extremadamente cuidadosos utilizando una técnica que funciona.
Este no es el único estudio de datación que se ha realizado sobre un flujo de lava histórico. Dos extensos estudios realizados hace más de 25 años consistieron en analizar la composición isotópica del argón en dichas coladas para determinar si la fuente del argón era atmosférica, como debe suponerse en la datación K-Ar (Dalrymple 1969, 26 coladas; Krummenacher 1970, 19 coladas). Ambos estudios detectaron, en unos pocos flujos, desviaciones de la composición isotópica atmosférica, casi siempre en forma de exceso de 40Ar. La mayoría de los flujos, sin embargo, no tenían un exceso detectable de 40Ar y, por tanto, dieron edades correctas como se esperaba. Del puñado de flujos que contenían exceso de 40Ar, sólo unos pocos lo hacían en cantidades significativas. El flujo de 122 AEC del Monte Etna, por ejemplo, dio una edad errónea de 0,25 0,08 Ma. Nótese, sin embargo, que incluso un error de 0,25 Ma sería insignificante en un flujo de 20 Ma con un contenido de potasio equivalente. Austin (1996) ha documentado un exceso de 40Ar en el flujo de dacita de 1986 del Monte Santa Helena, pero las cantidades son insuficientes para producir errores significativos en todas las rocas, excepto en las más jóvenes.
El flujo del Monte Vesubio de 79 CE, cuya datación se ha descrito anteriormente, también contenía un exceso de 40Ar. Sin embargo, el método de la isócrona 40Ar/39Ar utilizado por los científicos de Berkeley no requiere ninguna suposición sobre la composición del argón atrapado en la roca cuando se formó: puede ser atmosférico o de cualquier otra composición. Así, cualquier error potencial debido al exceso de 40Ar fue eliminado por el uso de esta técnica, que no estaba disponible cuando se realizaron los estudios de Dalrymple (1969) y Krummenacher (1970).
Así, la gran mayoría de las coladas de lava históricas que se han estudiado dan edades correctas, como se esperaba, o tienen cantidades de exceso de 40Ar radiogénico que serían insignificantes en todas las rocas, excepto en las más jóvenes. La técnica 40Ar/39Ar, que ahora se utiliza en lugar de los métodos K-Ar para la mayoría de los estudios, tiene la capacidad de detectar automáticamente, y en muchos casos corregir, la presencia de un exceso de 40Ar, en caso de que esté presente.
Resumen
En este breve artículo he descrito brevemente 4 ejemplos de estudios de datación radiométrica en los que existe evidencia interna e independiente de que los resultados han arrojado edades válidas para eventos geológicos significativos. Son estos estudios, y los muchos más como ellos documentados en la literatura científica, los que los creacionistas necesitan abordar antes de poder desacreditar la datación radiométrica. Sus probabilidades de éxito son casi nulas. Incluso si, contra todo pronóstico, tuvieran éxito, eso no demostraría que la Tierra es joven. Sólo cuando los creacionistas de la tierra joven produzcan pruebas cuantitativas y científicas convincentes de que la tierra es joven, merecerá la pena escucharles en esta importante cuestión científica.