¿Cómo podemos saber la edad de la Tierra?

Finalmente, ha sido el método de la datación radioactiva el que nos ha permitido descubrir que la Tierra comenzó a formarse hace unos 4.500 millones de años. De ello se deduce la edad del Sol en unos 5.000 millones de años y la edad de todo el Sistema Solar. ¿Dónde están las pistas y pruebas definitivas que nos permiten situar el origen de la Tierra a una tan inimaginable distancia temporal?

El método de la datación radioactiva

Se trata de un proceso que nos permite concluir que al menos algunas rocas de la Tierra deben haberse solidificado hace unos 3.500 millones de años, y que los meteoritos que caen a la Tierra desde el espacio interplanetario tienen edades de 4.000 a 4.400 millones de años. Asímismo, las muestras lunares traídas a la Tierra indican edades de un máximo de 3.500 millones de años, de modo que la Luna y la Tierra tienen una antigüedad comparable.

Se puede llegar a conocer la edad de una roca debido a la existencia de determinados núcleos atómicos que son radioactivos por naturaleza y que pueden estar presentes en ella.

La descomposición radioactiva y la vida media

En un núcleo atómico hay dos tipos de partículas: protones y normalmente neutrones. Un elemento químico es un conjunto de átomos que tienen todos el mismo número de protones en su núcleo. Dependiendo del número de neutrones que existan en un núcleo atómico, puede haber distintas configuraciones de los núcleos atómicos de un mismo elemento, algo de lo más común y que les ocurre a la gran mayoría de los elementos químicos. A cada una de estas configuraciones diferentes de partículas en un núcleo atómico se les denomina isótopos. Así, por ejemplo, el hidrógeno, el elemento más sencillo de la naturaleza, tiene tres isótopos, a saber, el hidrógeno (un protón), el deuterio (un protón más un neutrón) y el tritio (un protón más dos neutrones).

Muchos núcleos atómicos tienen una combinación de protones y neutrones que forman una configuración inestable o radiactiva. Estos núcleos tienden a aproximarse a una configuración estable liberando ciertas partículas, denominadas ya desde hace tiempo como partículas alfa y partículas beta.

Una partícula alfa es un núcleo de helio, compuesto por dos protones y dos neutrones. Una partícula beta es un electrón, que se puede absorber o emitir por el núcleo atómico en función de otros mecanismos internos que conducen también a su transformación en otro elemento.

Se define como vida media el tiempo que invierte la mitad de la masa total de una muestra de un isótopo radioactivo en desintegrarse, descomponerse o transfomarse espontaneamente en un núcleo distinto de otro elemento. Un núcleo concreto se puede descomponer en otro emitiendo partículas alfa (núcleos de helio desprovistos de electrones) en lo que se conoce como desintegración alfa, y emitiendo o absorbiendo partículas beta (electrones) en la llamada desintegración beta.

La edad de una roca solidificada se puede determinar por la razón entre el elemento radiactivo madre y el producto de su desintegración en una muestra de esa roca. Concretamente, el isótopo del uranio U²³⁸ se descompone en el isótopo del plomo Pb²⁰⁶, emitiendo ocho partículas alfa en el proceso. El isótopo U²³⁸ tiene una vida media de 4.500 millones de años, esto es, que al cabo de ese tiempo, la mitad de la masa total conjunta de los isótopos de ese elemento se habrá transformado en Pb²⁰⁶. Si tomamos una roca no porosa, las partículas alfa emitidas por el isótopo de uranio no habrán podido escapar, quedando atrapadas en su interior mientras los átomos se combinan con algunos de los electrones que se liberan mientras la carga nuclear disminuye en la descomposicion alfa.

Midiendo la relación que hay entre el U²³⁸ y el Pb²⁰⁶ en el presente dentro de la roca, se puede llegar a estimar la edad de la misma. Evidentemete, debe tomarse en consideración que otras desintegraciones pueden haber tenido lugar simultaneamente. El U²³⁵ se desintegra en Pb²⁰⁷, emitiendo siete partículas alfa en una vida media de 700.000 años.El isótopo del torio Th232 se desintegra en Pb²⁰⁸ emitiendo seis partículas alfa en una vida media de 13.900 millones de años. El isótopo del rubidio Rb⁸⁷ se trasforma en estroncio Sr⁸⁷ en una vida media de 4.600 millones de años y el potasio K⁴⁰ en Argón Ar⁴⁰ en una vida media de 1.250 millones de años. Para obtener una determinación de la edad de una roca más completa, deben tenerse en cuenta varias de estas desintegraciones. Sólo cuando todas las fechas obtenidas coinciden se puede estar seguro del resultado de la datación de una muestra.

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