Rellotges de la Terra

2006/03/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Geologia
• Paleontologia
• Arkeologia

En la Universitat del País Basc hi ha detectius d'aquest tipus, entre ells el paleontòleg Xabier Murelaga. Per a aclarir el que ha succeït en un lloc, és fonamental datar i ordenar cronològicament els fenòmens geològics que s'han produït en la terra, és a dir, ordenar-los de major a menor edat.

En realitat no sembla difícil. Normalment els sediments es col·loquen sobre capes horitzontals, l'una sobre l'altra, sent més jove que l'inferior de la capa superior. Concretament es denominen llei d'horitzontalitat i principi de superposició de capes, respectivament. Van ser exposats en 1669 per un naturalista anomenat Steno i, encara que són simples, són molt útils per a ordenar cronològicament les capes.

No obstant això, hi ha fenòmens que trenquen el principi de Steno: terratrèmols, erupcions, plecs... Si és així, sempre queden petjades, que són les que busquen els geòlegs. Aquestes pistes són criteris de polaritat que permeten conèixer si hi ha hagut canvis.

Per exemple, observant les trepitjades saben quina capa hi havia en l'època en la qual es va trepitjar sobre ella, ja que és impossible trepitjar el fons. Les gotes d'aigua o les marques d'esquerda estan sempre en superfície. Una altra manera de basar-se en els farciments de buits. Quan hi ha un buit i no s'omple íntegrament, el farciment sempre es troba en la part inferior, de manera que, una vegada formada la roca, la posició del farciment indica la part inferior. Són els anomenats geopetales amb betes.

No obstant això, com totes les lleis, el principi de superposició també té excepcions. Murelaga ens parla de les terrasses i coves dels rius. De fet, en les ribes dels rius les capes més joves són les inferiors, ja que els rius sempre van ficant-se en el sòl. En les coves, per contra, es pot emplenar el buit amb sediments i, una vegada ple, crear un rierol per sota. Si després l'aigua desapareix, el forat inferior també s'omple i, encara que estigui sota, és més jove que el de dalt.

Relatiu, absolut

Excepte excepcions, el principi de superposició de capes és molt útil per a ordenar les capes per temps. No obstant això, no indica l'edat de les capes. Per això, és un mètode de datació relatiu, no absolut.

Els fòssils també serveixen per a datacions relatives, ja que cada època conté fòssils propis. Els arqueòlegs, per exemple, utilitzen la indústria, és a dir, els utensilis elaborats per l'home, per a diferenciar els temps: Magdaleniense, Solutrense... Aquestes cultures es defineixen amb una indústria pròpia.

No obstant això, cal tenir en compte que la indústria no és sincrònica, no es crea i desenvolupa simultàniament en tota Europa. Per contra, per a quan sorgeix en un lloc i s'expandeix a uns altres, passa el temps. Això genera problemes en l'elaboració de datacions i correlacions.

Murelaga i altres paleontòlegs treballen habitualment amb fòssils prearqueológicos, és a dir, anteriors a l'aparició de l'home, però, no obstant això, tenen el mateix problema amb els fòssils continentals. I és que, fins que una nova espècie arriba fins aquí, és possible que transcorrin milers d'anys. Això no ocorre amb els fòssils marins, ja que els éssers vius s'expandeixen molt més ràpid per mar.

Malgrat els problemes, després d'ordenar cronològicament les capes mitjançant l'estratigrafia, es pot situar cadascuna en el seu moment a partir dels fòssils. Però amb això no es pot especificar l'edat, per a això cal utilitzar la datació absoluta.

Com més joves siguin les roques, més fàcil és la datació absoluta. Si és més jove que fa 50.000 anys i té matèria orgànica, és possible utilitzar el mètode del 14 de carboni. És el mètode més senzill i utilitzat. A més, té un petit error, pròxim als cent anys o fins i tot inferior.

Isòtops radioactius

La veritat és que els éssers vius absorbeixen el 14 de carboni que hi ha al voltant mentre viuen. No obstant això, des del moment de la seva mort, el 14 de carboni comença a desaparèixer. El ritme de desaparició és conegut, per la qual cosa la petjada es pot conèixer comparant el 14 de carboni restant amb l'existent en l'atmosfera.

Els isòtops del carboni no serveixen únicament per a calcular l'edat. Per exemple, Murelaga es fixa en els isòtops de carboni i nitrogen dels fòssils dels cérvols per a saber què van menjar aquests animals. Gràcies a la dieta, Murelaga dedueix el clima d'aquella època.

No obstant això, el carboni 14 té un límit: no serveix per a datar roques anteriors als 50.000 anys, ja que en aquest període de temps la pràctica totalitat del carboni 14 que contenien les traces està desintegrada.

També es poden realitzar datacions basades en isòtops en roques. En les roques treballen amb isòtops d'urani, rubidi, potassi, etc. La seva vida mitjana és molt major que la del 14 de carboni, per la qual cosa són aptes per a datar roques de fa més de 50.000 anys.

Així, amb isòtops amb un ritme de desintegració lent es poden retrocedir milions d'anys. L'isòtop del carboni 14 té una vida mitjana de 5.730 anys, és a dir, l'any 5.730 perd la meitat del carboni 14 que té el fòssil. Per contra, el procés de conversió d'urani-235 a plom -207 té una vida mitjana de 700 milions d'anys, mentre que el procés de generació de plom de 238 a urani-206 és de 4.500 milions d'anys. L'error també és d'aquesta mesura, és a dir, en datacions de 3.000 milions d'anys pot haver-hi un error de l'un o l'altre milió.

Els detectius del passat trien en funció de l'edat de la roca en quins isòtops basen la datació. Com més antiga és la roca, més llarga és la seva vida mitjana. A més dels ja esmentats, utilitzen extroncio de rubidi, argó potàssic, tori urani i altres sistemes.

Això sí, aquestes tècniques només són vàlides amb roques generades en un moment determinat. Aquest tipus de roques són volcàniques. Totes les parts de la roca s'han format simultàniament en refredar-se la lava. Per tant, totes les parts tenen el mateix valor isotòpic, ja que la desintegració ocorre alhora en totes les parts. Això no ocorre en roques sedimentàries com els conglomerats. No tots tenen el mateix valor isotòpic, ja que estan formats per diverses parts.

Magnetisme

No obstant això, els investigadors solen emprar diversos mètodes en una mateixa roca perquè el càlcul sigui el més precís possible. Murelaga, per exemple, a vegades utilitza paleomagnetisme. El mètode es basa en els canvis de polaritat del camp magnètic terrestre i, segons ell, és una mescla de datació relativa i absoluta.

En l'actualitat, el pol negatiu es troba pròxim al pol geogràfic nord, però en períodes d'entre 10.000 i 25.000 anys aquesta polaritat s'intercanvia. El canvi de polaritat ocorre simultàniament en tot el planeta, per la qual cosa és general. Així, si la roca conté ferro o un altre mineral magnètic i està sobre un material fos, el mineral s'orienta sempre cap al pol magnètic.

Per tant, l'orientació del mineral suggereix polaritat i és fàcil veure si coincideix o no amb l'actual. Això no significa en si mateix que la roca és noica, ja que els canvis de polaritat són cíclics, però els paleontòlegs, mesurant la polaritat en diverses capes superposades, formen una columna paleomagnética. Es tracta d'una espècie de barra de codi, en la qual es representen en negre i blanc els trams amb polaritat actual i en contra.

En el següent pas, la columna paleomagnética s'assimila a la de les roques volcàniques que emergeixen dels fons oceànics. De fet, en les roques volcàniques de les dorsals oceàniques, la datació exacta amb els isòtops és utilitzada com a referència. A més, s'utilitzen fòssils per a ancorar "" els canvis de polaritat, és a dir, per a conèixer més o menys on se situa la columna paleomagnética que es desitja datar en la referència de les dorsals.

És un mètode complex, però Murelaga, per exemple, ha datat els jaciments de les Bardenas. No obstant això, a vegades hi ha problemes, per exemple quan un riu ha arrossegat part, o quan orienta els fluxos d'aigua els minerals i no els magnetismes. Excepte en aquests casos, el paleomagnetisme és un mètode vàlid que permet viatjar molt enrere en el temps, ja que serveix també per a datar roques de més de 100 milions d'anys d'antiguitat.

Anells i uns altres

Els troncs dels arbres també tenen un codi de barres: anells o línies de creixement. També serveixen per a realitzar datacions. La tècnica d'anells, anomenada dendrocronologia, consisteix a relacionar les línies de creixement amb el clima i el temps.

De fet, als arbres d'aquí se'ls crea un anell a l'any. En altres llocs, no obstant això, no és així. Per exemple, en les selves tropicals les plantes creixen constantment, mentre que en les zones d'estiu molt sec pot haver-hi més d'un anell en el mateix any. Per això, no serveixen per a utilitzar la dendrocronologia.

No obstant això, en aquestes latituds els arbres creixen més a l'estiu que a l'hivern. Atès que la fusta inicial i final del període de creixement és diferent, és possible separar els anells. Així mateix, els anells presenten una amplària diferent a causa dels factors que afecten el creixement (temperatura, contaminants, etc.). D'aquí obtenen informació addicional, per exemple, com ha anat canviant el temps.

Igual que amb les columnes paleomagnéticas, és necessari comparar la seqüència d'anells amb un model. D'aquesta forma es fonda, es col·loca en cronologia. D'altra banda, començant pels arbres vius i superposant-los amb trossos de fusta morta, es pot aconseguir una cronologia llarga. Així, el tronc més antic, datat amb dendrocronologia, té 7.000 anys.

A més de tots ells, existeixen molts altres mètodes de datació: luminescència, palinologia, que té en compte la hidratació de l'obsidián... Alguns d'ells són absoluts i altres relatius, però normalment els investigadors utilitzen més d'un per a realitzar un càlcul el més precís possible.

A una dama no cal preguntar-li quants anys té, però els detectius del temps utilitzen tots els trucs al seu abast per a inventar l'edat de la Terra.