Por Lenny Flank
(c) 1995
Traducción libre: Rolón Ríos
Comentarios y aclaraciones entre corchetes

Los métodos comúnmente más utilizados para averiguar la edad de las formaciones geológicas [es decir, datar], involucran el proceso denominado decaimiento radioactivo. Ciertos átomos son inestables, y sus núcleos se separan en partes cambiando [transmutando] en otros elementos a través de un proceso llamado "decaimiento radioactivo". Algunos de estos elementos radioactivos se transforman a sí mismos al emitir una partícula de alta energía consistente en dos protones y dos neutrones [es decir, un núcleo de Helio ó partícula "alfa"], un proceso conocido como "decaimiento alfa". Otros elementos radioactivos decaen cuando un neutrón de su núcleo se rompe produciendo un protón y un electrón. El protón permanece en el núcleo, y el electrón es emitido [expulsado fuera del núcleo] a muy altas velocidades -proceso conocido como "decaimiento beta".

Probablemente el más conocido de los elementos radioactivos es el uranio, que es el elemento más pesado encontrado en la naturaleza. El núcleo de uranio tiene varias "versiones". Cada versión se denomina "isótopo". Todos los isótopos del uranio tienen 92 protones en su núcleo [es el número de protones lo que determina la identidad de un elemento químico]; pero el número de neutrones puede variar desde 141 a 146 neutrones en cada núcleo de uranio. Por esta razón, el número total de partículas subatómicas en un núcleo de uranio (es decir, la suma de los protones más los neutrones) puede variar desde 233 a 238. Cada uno de estos isótopos se identifica por su "peso atómico", que no es otra cosa que el número total de partículas subatómicas de su núcleo. Así, el uranio puede ser hallado como tres isótopos diferentes, uranio 233 (que se abrevia U-233), uranio 235 (U-235), y U-238.

Todos estos isótopos del uranio son radioactivos, y decaen emitiendo una partícula alfa. A través de una serie de etapas intermedias, el U-235 decae hasta formar un átomo de plomo de número atómico 207 (que se abrevia como Pb-207). El Pb-207 ya no decae radioactivamente, por lo que se lo llama "estable". Por lo tanto, a lo largo del tiempo el U-235 tiende a decaer y formar cantidades crecientes de Pb-207. Otros elementos químicos pueden tener algunos isótopos que también sufren decaimiento radioactivo, mientras que otros isótopos no decaen, siendo entonces isótopos "estables". En los procesos de decaimiento radioactivo de los isótopos no estables, se forman diferentes "elementos hijos".

La radiodatación es factible porque el decaimiento radioactivo de un elemento en otro tiene lugar a una velocidad proporcional a su concentración, existiendo por ello una propiedad de todo elemento radioactivo que es su "vida media": El tiempo en que la concentración de dicho elemento se reduce a la mitad. Las vidas medias de los isótopos radioactivos pueden ser (y han sido) medidas con gran precisión. [Cada isótopo radioactivo tiene una vida media cuya magnitud ó valor está determinado por la naturaleza]. Por ejemplo, el U-235 tiene una vida media de 713 millones de años. Si empezamos con una cantidad de uranio determinada, digamos un gramo, dentro de 713 millones de años nuestro material contendrá solamente medio gramo de U-235. Sí tenemos paciencia y esperamos otros 713 millones de años, tendremos un cuarto de gramo de U-235 en nuestra muestra. Simultáneamente, tendremos más y más plomo.

A la inversa, sí medimos la razón de plomo a uranio que hay en una roca determinada, podemos calcular que tiempo ha transcurrido desde que el uranio original empezó a decaer. Por ejemplo, se determinamos que una roca tiene 1/16 partes de U-235 y 15/16 partes de Pb-207; sabemos que han transcurrido un total de cuatro vidas medias de U-235; y por lo tanto la roca tiene aproximadamente cuatro veces la vida media del uranio 235 de edad; es decir, 2800 millones de años.

Ya que las rocas no se encuentran casi nunca en estado elemental puro, sino que consisten en una serie de diferentes minerales mezclados; es totalmente posible (e incluso es muy probable) que alguna cantidad de plomo existiera junto con el uranio original cuando se formó la roca; por lo que los geólogos tienen que encontrar una forma para calcular cuanto plomo existía en la roca "primigenia", y cuanto de este plomo es "radiogénico", ó producido por el decaimiento radioactivo. Ello se logra utilizando el hecho de que el isótopo Pb-204 no es radiogénico (es estable), por lo que este isótopo no pudo ser producido por el decaimiento radioactivo. Todo el Pb-204 de la roca, es por lo tanto, primordial. Y ya que todos los isótopos de un elemento dado son químicamente idénticos, no hay manera de que un proceso natural mueva Pb-204 en una masa de roca sin mover simultáneamente los otros isótopos. Por lo tanto, en una masa de plomo primordial, la razón entre el isótopo Pb-204 con respecto a sus otros isótopos permanece el estable, y esta razón,[ó cociente], depende de la concentración específica de cada uno de los otros isótopos al momento en que se formó el plomo primordial. Esta razón varía ligeramente de un lugar a otro, pero el promedio es de 15 partes de Pb-204 por cada 1000 partes de plomo primordial. Por esta razón, cuando datamos una roca utilizando el método del uranio - plomo, podemos estimar que por cada 15 partes de Pb-204 se encontrarán 985 partes de Pb-207 primordiales; plomo que no es de origen radiogénico. Todo el Pb-207 que quede luego de restar el plomo primordial 207 es radiogénico; por lo que comparando esta cantidad con la cantidad de U-235 restante, podemos calcular la edad. (En la práctica, el cálculo es más complicado que lo que acabamos de describir, porque hay otros isótopos de plomo que deben ser tomados en cuenta, pero a éstos se les aplican los mismos principios con los que hemos ilustrado cómo funciona el proceso).

Una ventaja del método de datación por uranio es que las rocas que contienen U-235 TAMBIEN contienen el isótopo U-238, que decae para formar Pb-206 con una vida media de 4470 millones de años. Ello es afortunado, ya que provee de un método de CONTROL CRUZADO, una verdadera auditoría para verificar la validez de un resultado al COMPARAR la fecha obtenida por los cálculos de la serie U-235 a Pb-207 con los calculados de la serie U-238 a Pb-206.

Sin embargo, puesto que en el proceso de mutación de uranio a plomo no hay manera precisa de determinar la cantidad original de plomo primordial (lo mejor que podemos hacer es utilizar un estimado sobre la base de la concentración media de Pb-204 encontrado en nuestros días), se introduce un error en esta parte de los cálculos (la mayoría de las dataciones que utilizan la técnica del uranio - plomo varían por unos pocos puntos porcentuales en más ó en menos). Por esta razón, la datación por uranio-plomo tiende a dar un RANGO más amplio de edades que otros métodos; y se considera como el método menos preciso de todos los radiométricos. En consecuencia, y por esta falta de precisión ha sido mayormente abandonado y reemplazado por métodos más modernos. Así y todo, las rocas más antiguas descubiertas hasta el momento en la tierra han sido datadas por este método dando una fecha aproximada de 3600 millones de años, más ó menos 500 millones de años, mientras que rocas de meteoros y la superficie de la luna, que se cree se formaron al mismo tiempo que la tierra, han dado una edad de unos 4500 millones de años. (La superficie original de la tierra ha sido destruida desde entonces a través de fenómenos erosivos.)

Un método más preciso de radiodatación depende del decaimiento del isótopo potasio 40 (K-40) que forma argón 40 (Ar-40) a través de decaimiento beta, con una vida media más modesta de 1200 millones de años.

La precisión del método potasio a argón proviene de la forma de determinar la cantidad original de "elemento hijo" presente en la roca primordial, y que elimina la fuente de error del método uranio - plomo. Muchos minerales que contienen potasio forman estructuras cristalinas precisas, con un número específico de átomos de potasio inmovilizados en lugares específicos. Puesto que el argón es un gas químicamente inerte, hay muy poca oportunidad de que cualquier átomo de argón que resulte atrapado por el cristal (las rocas seleccionadas para datar por este método son casi siempre rocas volcánicas que estaban en estado líquido al momento de su formación, y en los que cualquier contaminación de argón difundiría fuera del líquido). [Como el gas de una Coca cola cuando se la calienta]. Por ello, cada átomo de argón que encontremos en una estructura cristalina de compuestos potásicos tiene que corresponder a la transmutación de un átomo de potasio que sufrió decaimiento radioactivo, y la cantidad de átomos originales de potasio puede ser conocida con exactitud porque los cristales minerales siempre tienen un número fijo de átomos de potasio por cristal. Esto hace posible determinar la cantidad de argón 40 radiogénico de forma muy precisa, lo que reduce el error de este método de datación K-40 a Ar-40. Cuando este método se aplica a las rocas terrestres más antiguas, obtenemos NUEVAMENTE fechas de unos 4500 millones de años. [¡Que malévola casualidad!, ¿Verdad?]

Otro método aún más preciso de datación radiométrica, el llamado método "isocrono", depende del decaimiento beta del isótopo rubidio 87 (Rb-87) a Estroncio - 87 (Sr-87), con una vida media de 4800 millones de años. Los métodos rubidio - estroncio tienen la ventaja de que TRES isótopos no radiogénicos del estroncio se encuentran usualmente junto con el Sr-87; los isótopos Sr-84, SR-86 y Sr-88. Al igual que con los isótopos del plomo, todos los isótopos del estroncio son químicamente idénticos, y no hay forma de que un isótopo difunda sin que los otros difundan simultáneamente, manteniendo sus razones constantes.

En cualquier mineral, no importa cuanto estroncio primordial estuviera originalmente presente, las proporciones Sr-87 a Rb-87 se incrementan en el tiempo (porque el Rubidio decae en estroncio), mientras que las proporciones de Sr-87 con cada uno de sus isótopos no radiogénicos (Sr-84, Sr-86 y Sr-88) también se incrementa. En otros minerales presentes en la misma roca, conteniendo cantidades iniciales diferentes de estroncio, la proporción estroncio rubidio puede diferir (por existir diferentes cantidades de rubidio), pero las razones de los isótopos de estroncio unos a otros siempre serán las mismas ya que son químicamente idénticos y no pueden ser separados. Por lo tanto, en cada mineral, y a lo largo del tiempo, los cocientes Sr-87 a Sr-84, y Sr-87 a Sr-88 van a cambiar, pero este cambio también será proporcional al cociente rubidio:estroncio. Cuando estas razones se grafican unas respecto a otras, forman una línea recta; cuya pendiente varía de acuerdo al cambio en la razón rubidio:estroncio; y por lo tanto, de acuerdo a la edad de la roca.

Estas pendientes se denominan "isocronas" [igual tiempo], y nos obsequian un poderoso método de datación. En este método, no requerimos una estimación de la cantidad de elemento hijo que pudiera haber contaminado la muestra, ya que cualquier estroncio removido ó agregado a la muestra, producirá un punto que quede fuera de la línea isocrona, invalidando el análisis. Toda muestra que produce radios que caen en la línea recta isócrona, indican con certeza que la muestra no está contaminada, y que la edad calculada es correcta. Utilizando este método, las rocas terrestres más antiguas encontradas hasta ahora datan de 3700 millones de años, mientras que las rocas lunares y los meteoros han sido datados en unos 4200 millones de años. [¿Otra maléfica casualidad?].

Los creacionistas, por supuesto, no pueden aceptar que la tierra tenga una edad aproximada de 4500 millones de años, y deben entonces encontrar algunas argucias para "demostrar" que las dataciones radiométricas son "un tanto" incorrectas. En su libro Creacionismo Científico, Henry Morris lista varias razones por las que cree que la radiodatación es poco fiable y debe ser dejada de lado. Pero como veremos, ninguno de estos argumentos es válido:

LOS PROBLEMAS CREACIONISTAS CON LOS METODOS DE DATACIÓN RADIOMÉTRICA:

"Los minerales de uranio siempre existen en sistemas abiertos, no cerrados ... A menos que se sepa que el sistema es cerrado a lo largo de todas las edades desde su formación, las dataciones son absurdas." (Morris, Scientific Creationism, 1973, páginas 140 a 141).

Como hemos visto, determinar la cantidad de plomo "primordial" presente antes del decaimiento radioactivo es ciertamente un factor limitante del método uranio - plomo. Sin embargo, la utilización de Pb-204 como forma de calibrar la medición hace que el mismo sea razonablemente preciso en estimar el plomo no radiogénico original, ya que los diferentes isótopos son químicamente idénticos y mantienen siempre sus mismas proporciones. Es ciertamente posible que suficiente plomo haya entrado o abandonado la muestra incrementado el error en unos cuantos puntos porcentuales; y hemos señalado que esta es una de las razones por las que este método prácticamente ya no se utiliza. Pero incluso con errores superiores al 10%, ¡no hay forma de concluir que la tierra tenga unos 6000 años de antigüedad! (Tenga el lector en mente que Morris y otros creacionistas cristianos, Judíos y Musulmanes, están acá arguyendo que el cambio en la edad aparente de la roca tiene un error de  miles de millones de años sobre su valor a priori [es decir, Bíblico], de 6000 años; un error de "solo" un millón por ciento!).

En todo caso, los otros métodos como Potasio-Argón y Rubidio-Estroncio presentan formas precisas para determinar la cantidad radiogénica de un elemento hijo, y el método isocrono provee un procedimiento preciso para verificar posibles contaminaciones.

"Un fenómeno aún más importante por el que estos balances pueden estar equivocados es el de la "captura de neutrones libres", por el cual los neutrones libres del medio ambiente pueden ser capturados por el plomo del sistema y cambiar el valor isotópico del plomo" (Morris, Scietific Creationism, 1974, página 141).

Mientras que la captura de un neutrón por un núcleo atómico no es un fenómeno imposible, este es un proceso extremadamente raro, que solo ocurre en presencia de enormes números de neutrones libres (como por ejemplo, en el interior de un reactor nuclear). No hay evidencia de que la captura de neutrones pueda alterar las proporciones de los isótopos geológicos de plomo en una cantidad observable. Por ello, esta posible captura podría introducir un error de digamos unas décimas de por ciento, pero no como para justificar un error de un millón por ciento, como los creacionistas intentan postular.

Otro problema adicional es que la radiación de neutrones es letal a todas las formas de vida. [Constituye la bomba preferida de aquellos preocupados por destruir al enemigo conservando simultáneamente los bienes y propiedades]. Un flujo de neutrones suficientemente grande como para lograr algún ligero efecto observable sobre las rocas a datarse habría terminado con todas las formas de vida y esterilizado el planeta hace mucho tiempo. Los creacionistas NO TIENEN una explicación para justificar como las formas de vida habrían podido sobrevivir a su postulada "captura" de neutrones, por lo que deberán "capturar" nuevamente su imaginación.

"El decaimiento del uranio tiene tasas que podrían ser variables". (Morris, Scientific Creationism, página 142).

Todos los métodos de radiodatación se basan en el HECHO de que las tasas de decaimiento de los isótopos radioactivos son proporcionales a la concentración del isótopo [Como sucede en todas las reacciones de primer orden], y que por ello la "vida media" de un isótopo es una magnitud constante fijada de antemano por la naturaleza. Sí la tasa de decaimiento fuera más rápida ó más lenta en el pasado que hoy en día, todo el método se torna poco fiable.

Es un tanto irónico que Morris intente utilizar este argumento de que "la tasa de decaimiento podría haber cambiado con el tiempo" como una crítica a los resultados de las dataciones radiométricas; ya que en su ataque a la teoría de la evolución, efectuada en apenas el capítulo anterior de su libro señala que los evolucionistas afirman que los procesos básicos de la naturaleza han evolucionado en el tiempo, mientras que los creacionistas aseguran que NINGUNA DE LAS LEYES BASICAS DE LA MATERIA HA CAMBIADO JAMAS:

"Me parece obvio que el modelo evolutivo predice que la materia, la energía y sus leyes están todavía evolucionando puesto que ello ha tenido que evolucionar en el pasado y no hay agente externo a la evolución que le brinde un alto". (Morris, Scientific Creationism, 1974, página 18).

"El modelo de la creación supone, a la inversa, que el universo fue simplemente llamado a la existencia por la omnipotencia, de acuerdo a la omnisciencia, del Creador ... El hecho es, por supuesto, que todas las observaciones efectuadas a la fecha confirman de pleno las predicciones del modelo de la creación; a saber, que las leyes básicas de la naturaleza son constantes e invariables, y que la naturaleza básica de la materia y la energía es así misma constante. No hay un ápice de observación que indique que estas entidades estén evolucionando". (Morris, Scientific Creationism, 1974, página 17-18).

Dejando de lado la estúpida e ignorante afirmación de que la teoría de la evolución predice "que las leyes de la naturaleza están todavía evolucionando" (afirmación que jamás ha sido efectuada por NINGUN científico evolucionista), podemos ver que Morris está claramente intentando utilizar argumentos contrarios según su conveniencia. Pero como dicen en Chile, no se puede tener simultáneamente "la seca y la mojada". Las tasas de decaimiento radioactivo de un elemento están determinadas por las fuerzas nucleares fuerte y débil, las que a su vez están regidas por las leyes de la mecánica cuántica, uno de los más verificados y precisos modelos científicos. Sí la tasa de decaimiento radioactivo fuera diferente en el pasado que hoy en día, como Morris sugiere, entonces tienen que haber existido cambios fundamentales en las leyes de la física cuántica y por lo tanto, en la estructura de la materia. Más aún, de acuerdo a Morris, tal evolución fundamental no ha podido tener lugar. En la página 18 de su libro, afirma que los evolucionistas están equivocados porque la naturaleza básica de la materia (incluida, presumimos, la física cuántica y la estructura de la materia) NO HAN CAMBIADO en el tiempo; empero afirma en la página 142 que los evolucionistas deben estar equivocados porque la naturaleza básica de la materia (y por lo tanto la física cuántica y la estructura de la materia) HA CAMBIADO a través del tiempo. (Más adelante veremos como los creacionistas afirman que la velocidad de la luz, otra propiedad básica del universo, debe también, haber variado con el tiempo.) En verdad, uno desea que Morris al menos fuera CONSISTENTE en todas sus babosadas.

En todo caso, no hay evidencia alguna que indique que la tasa de decaimiento radioactiva haya sido diferente en el pasado respecto a los valores presentes, y hay diversas razones provenientes de la mecánica cuántica para esperar que las mismas sean constantes en el tiempo. Las fuerzas nucleares fuerte y débiles que gobiernan este proceso son muy poderosas, pero operan solamente a distancias muy cortas (inferiores a un diámetro de núcleo atómico). No son afectadas por la temperatura, presión, magnetismo, ó por cualquier otro fenómeno físico conocido. Incluso bajo las condiciones medio ambientales más extremas que han podido reproducirse en el laboratorio, estás tasas no han variado más allá de un cuatro por ciento. Recordamos al lector, que la hipótesis de Morris requiere que las tasas de decaimiento radioactivo varíen por más de un millón por ciento. Obviamente, la afirmación de Morris, de que las tasas de decaimiento deben haber variado fuertemente en el pasado carece absolutamente de fundamento.

"Los elementos hijos estaban probablemente presentes desde el principio". (Morris, Scientific Creationism, 1974, página 143).

Como hemos visto, estimar las cantidades de elementos hijos "primordiales" o no radiogénicos presentes antes del decaimiento radioactivo no es problema (al menos no un problema mayor) con el método uranio-plomo. En los métodos K-Ar y el Rb-Sr, sin embargo, tenemos formas precisas para determinar las proporciones de radio elementos e hijos radiogénicos, así como modos para saber sí una muestra fue contaminada.

"Las rocas modernas formadas en 1801 cerca de Hualalei, Hawaii, dataron por el potasio-argón unos 160 millones de años, a 3000 millones de años" (Morris, Scientific Creationism, 1974, página 147).

"Parece que la única virtud de la datación por potasio es que siempre da edades de millones y billones de años, y son por lo tanto compatibles con el modelo evolutivo" (Morris, Scientific Creationism, 1974, página 148).

La implicación de afirmaciones como esta, es que métodos como el de potasio-argón (y por extensión todos los demás métodos de datación radiométrica) son salvajemente inexactos y dan fechas insensatamente divergentes [y por ende muestran la insensatez de los científicos que persisten en utilizarlos], ¡Parece entonces que los científicos simplemente toman las edades que les gustan y descartan las que no les agradan!

Al citar los datos de Hawaii, no obstante, Morris típicamente "se ha olvidado" de contar toda la historia. Si Morris se recuperara de esta lamentable amnesia recordaría que estas pruebas se efectuaron sobre "cojines basálticos" que se forman durante las erupciones volcánicas.

Se sospechaba que gas argón disuelto del agua de mar circundante podría entrar en la nueva formación de lava, y no ser capaz de escapar lo suficientemente rápido como para disiparse de la roca antes de que esta enfriara. El argón quedaría por lo tanto atrapado en los cristales de potasio. Para testar esta hipótesis, los geólogos seleccionaron áreas de basaltos  que se sabía positivamente se formaron en la erupción de 1801; y utilizaron el método K-Ar  para datar las superficies externas. El promedio obtenido fue de 22 millones de años, demostrando que este tipo de rocas están contaminadas y no son apropiadas para radiodatación. Como reportara el geólogo G. Brent Dalrymple: "El PROPOSITO de estos estudios, era determinar, a través de un experimento controlado con muestras de edad conocida, la APLICABILIDAD de los métodos de datación a los cojines basálticos submarinos, ya que se sospechaba que tales muestras podrían no ser adecuadas ... Los resultados indican claramente que este tipo de rocas no sirven para datarse por este método, y que no deben utilizarse para este objetivo" (citado en Strahler, 1987, página 206).

Las demás pruebas hechas en la cadena de islas Hawaianas revelaron que estas islas se formaron a lo largo de varios cientos de millones de años, unas separadas de las otras, por erupciones volcánicas; y que no todas las islas tienen por ello la misma edad (la isla grande de Hawaii, es la más joven, y las islas son progresivamente más viejas conforme uno se mueve hacia occidente). No debe entonces sorprendernos que la radiodatación difiera de unas islas con respecto a las otras.

Como en todo análisis, existen ocasionalmente resultados anómalos de datación radiométrica. Ellos son solo un pequeño por ciento del total. En todos los casos, las razones de las discrepancias han sido, o contaminaciones geológicas ó errores en los procesos de prueba. Los creacionistas NUNCA han explicado porqué, CIENTOS de muestras diferentes analizadas por CIENTOS de laboratorios diferentes a lo largo del mundo, utilizando una gran VARIEDAD de MÉTODOS DIFERENTES DE DATACIÓN, han podido concordar en la misma edad de la tierra; aproximadamente unos 4500 millones de años.
 

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