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La importancia del tiempo geológico

De Hutton a la geocronología moderna.

TIMEFULNESS
HOW THINKING LIKE A GEOLOGIST CAN HELP SAVE THE WORLD
Marcia Bjornerud
Princeton University Press, 2018

La vida del ser humano, y la de la naturaleza en general, va asociada al tiempo. En el día a día es el reloj el que marca nuestros pasos y actividades, pautados por la hora oficial local. Al respecto, curioso es el caso del archipiélago ártico de Svalbard, sin tiempo oficial cuando la geóloga Marcia Bjornerud preparaba su tesis doctoral, en 1984, debido a un largo pleito entre rusos y noruegos sobre el huso que debían seguir, si el de Moscú o el de Oslo. Allí el trabajo de campo no empezaba hasta julio, cuando se rompían los hielos y podía navegarse, y duraba hasta septiembre, coincidente con las 24 horas de luz solar del verano. Una época sin claves externas para el sueño y donde se pierde la sensación de paso del tiempo, como si hubiera quedado congelado.

Timefulness constituye una suerte de introducción a la geología cuya lectura y comprensión se ven facilitadas por el recurso a frecuentes metáforas y analogías. Así, la propia Tierra se compara a un melocotón, explica la autora: con hueso o núcleo, carne o manto, y piel o corteza. La autora hace gala, además, del manejo solvente de muchos marcos temporales de la historia del planeta, con sus 4600 millones de años de antigüedad. Un dominio que el libro quiere extender a la sociedad en general, pues, según se queja la autora, la persona culta contemporánea carece del sentido de tiempo geológico: cuánto duran los grandes capítulos de la historia de la Tierra, cuál fue la velocidad de cambio durante períodos precedentes de inestabilidad ambiental, o cómo se desarrollan las escalas temporales de los sistemas de aguas freáticas y otras maravillas de la naturaleza.

Desde las primeras lecciones se enseña en geología que las rocas no son sustantivos, objetos, sino verbos, procesos. Algunos procesos quedan a la vista: erupciones volcánicas, acreción de un arrecife coralino, desarrollo de un cinturón montañoso. Dondequiera que se mire, las rocas dan testimonio de sucesos que se desplegaron durante largos períodos de tiempo. En el siglo XVIII comenzó a descubrirse la antigüedad de las diversas clases de roca que componen el planeta, la escala temporal geológica, y con afán científico empezó a plantearse la cuestión de la edad de la Tierra. De acuerdo con el relato del Génesis, hasta entonces asumido en su literalidad, se aceptaban los 6000 años computados por James Ussher en 1654. Este arzobispo de la Iglesia de Irlanda había calculado incluso la fecha de la creación: un 23 de octubre del año 4004 antes de nuestra era, que cayó en domingo.

En 1789, sin embargo, James Hutton se percató de la vastedad del tiempo geológico en un saliente de Siccar Point, en la costa escocesa. Muchos habían visto aquel promontorio, pero solo Hutton supo inferir en aquellos horizontes rocosos un registro vivo de paisajes desaparecidos. Las rocas verticales subyacentes representaban una antigua cadena montañosa donde los estratos marinos habían sido inclinados por una alteración de la corteza. Y la superficie que truncaba ese horizonte representaba un intervalo de erosión, prolongado lo suficiente para arrasar montañas, sobre cuyas ruinas se fueron acumulando sedimentos, las rocas superiores. A partir de la tasa de erosión del suelo, Hutton dedujo que la discontinuidad representaba un largo intervalo temporal, infinito si lo comparábamos con la edad de la Tierra de acuerdo con la interpretación literal de la Biblia.

Hutton dio un paso más y rompió con la creencia de que el pasado y el presente de la Tierra estaban gobernados por regímenes distintos, la idea de que en el pasado habría habido episodios violentos, como el diluvio universal, en tanto que el presente sería un período de estabilidad. Hutton introdujo la idea central de la geología, el uniformismo, según la cual los procesos del presente son los mismos que los que operaron en el pasado geológico. En su Theory of the Earth, de 1789, propuso la iteración de un ciclo ilimitado de acumulación de rocas, levantamientos, erosión y renovación de la Tierra. Charles Lyell siguió la senda de Hutton en su canónico Principles of geology, que más tarde inspiraría a Charles Darwin su teoría de la evolución [véase «Las leyes de Lyell, a examen», por Michael Rampino; Investigación y Ciencia, octubre de 2018].

Los primeros intentos de transcribir el registro geológico en una historia de la Tierra se basaron en la idea de que determinados tipos de roca se habían formado en el ancho mundo en distintos momentos del pasado. Granitos y gneises constituían las rocas originarias o primarias, en tanto que las areniscas y calizas eran secundarias. Gravas y depósitos de arena constituían materiales terciarios. Al cuaternario pertenecían sedimentos sin cementar. A comienzos del siglo XIX se introdujeron claves orgánicas para determinar la edad de los estratos: determinadas conchas y otros restos fósiles se daban en horizontes o lechos característicos. Se asociaron mamíferos con el Cenozoico, reptiles con el Mesozoico y peces y trilobites con el Paleozoico.

Pasado el ecuador del siglo XIX, William Thomson, más conocido como Lord Kelvin, atacó la idea huttoniana de una Tierra infinitamente vieja como una violación de la segunda ley de la termodinámica. Comenzó a publicar una serie de ensayos sobre la edad de la Tierra de acuerdo con la física, atendiendo en particular a la velocidad de enfriamiento del planeta y a la vida media del Sol. Dedujo una edad de unos 20 millones de años.

En 1905, Ernest Rutherford demostró que la radiactividad era un proceso de desintegración exponencial y reconoció de inmediato su poder de reloj natural para determinar la edad de rocas portadoras de uranio. Pero fue un joven estudiante de física del Imperial College, Arthur Holmes, quien acometiera el proyecto de recabar los primeros datos geológicos absolutos. Comenzó buscando muestras de rocas portadoras de uranio, como el zircón. Conocida la concentración de uranio y aplicando la ley de desintegración radiactiva, cabía determinar los años transcurridos desde la cristalización del mineral.

En 1911, a pesar de la comprensión todavía rudimentaria del fenómeno de la radiactividad, Holmes había obtenido ya la edad absoluta de media docena de rocas ígneas cuya edad relativa en la escala fundada en los fósiles dependía de sus relaciones con rocas sedimentarias. Hasta los años treinta no se comprendió la complejidad de la geoquímica de los isótopos del plomo. En 1929, Rutherford mostró que había dos isótopos del uranio, 238U y 235U, que producían dos isótopos del plomo al final de una larga serie de desintegraciones con vidas medias muy diferentes. Muy poco tiempo después, Alfred Nier, creador del espectrómetro de masas, identificó un tercer isótopo del plomo, no radiogénico. Se comprobó que las tres especies servían para datar rocas e incluso establecer la edad de la Tierra. A medida que se fue generalizando el uso del espectrómetro de masas, a finales de los cincuenta y decenio de los sesenta, la geocronología se convirtió en ciencia.

Hoy, gracias a la geocronología de alta precisión, a la observación directa de la Tierra por medio de satélites y a un siglo de seguimiento de sus signos vitales (temperatura, precipitación, comportamiento de los glaciares, reserva de aguas freáticas, nivel del mar y actividad sísmica), muchos de los procesos que parecían fuera del alcance del ser humano pueden ser cronometrados en tiempo real.

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