I. UN POCO DE HISTORIA

DESDE el principio de su historia, el ser humano se ha cuestionado sobre su origen y el del Universo que lo rodea. Su b�squeda de respuesta a estas preguntas ha quedado plasmada en las cosmogon�as y mitos de todos los pueblos de la Tierra. Desde el principio tambi�n, en su lucha por la existencia, el hombre reconoci� la necesidad de caracterizar el mundo a su alrededor y as�, muy temprano en su historia, cre� unidades de longitud para expresar distancias y emple� la sucesi�n natural de d�as y noches para medir el tiempo. Estos conceptos, nacidos de su experiencia directa, ten�an aplicaci�n solamente a las situaciones que le eran comprensibles: las distancias entre poblados, la duraci�n de las estaciones, etc. Sin embargo, si al hombre antiguo se le hubiera planteado una pregunta tal como: �cu�l es la distancia a la Luna?, le habr�a sido tan incomprensible como preguntarle por la composici�n del Sol.

El proceso de abstracci�n de los conceptos de distancia y tiempo requiri�, por as� decirlo, de un largo tiempo. En muchos aspectos, la evoluci�n del hombre como especie es semejante a la del individuo. En efecto, para un ni�o peque�o es posible discernir las distancias entre objetos asequibles a su percepci�n pero le resultan incomprensibles las distancias, por ejemplo, entre ciudades. Su concepto del tiempo es a�n m�s limitado; pareciera a esa edad que en un a�o transcurriera una cantidad de tiempo indeterminada.

Actualmente la ciencia nos proporciona cifras de distancias extremadamente grandes o infinitesimalmente peque�as y a pesar de la evoluci�n de nuestros conocimientos nos es dif�cil lograr una representaci�n mental de longitudes en que abundan los ceros. El concepto de tiempo es quiz� m�s dificil de abstraer puesto que no existe, como en el caso de la distancia, una analog�a visual.

As�, no es sorprendente que un intento por cuantificar la edad de la Tierra de una manera cient�fica haya tenido lugar hasta el siglo XVII, mientras que la determinaci�n de sus dimensiones, se realiz� desde muy tempranas �pocas. La historia del concepto y la determinaci�n de la edad de la Tierra desde aquel siglo hasta nuestra �poca ilustra de manera clara el proceso de avance de la ciencia, proceso que dista de ser lineal y continuo puesto que tiene frecuentes e imprevistos avances, retrocesos y pol�micas. Ilustra tambi�n la relaci�n entre diferentes disciplinas cient�ficas y el avance del conocimiento cient�fico como un todo.

Como se se�alaba anteriormente, para el hombre antiguo la Tierra y con ella todo su universo hab�an sido creados por las divinidades en alg�n momento dado. Éstas hab�an impartido a la Tierra, en el momento de su creaci�n, los atributos que contemplaba a su alrededor: monta�as, mares, r�os, etc. Pero a pesar de que la Tierra tuvo un comienzo, las religiones antiguas no parecieron plantearse el problema de calcular el tiempo transcurrido desde la creaci�n. La �nica religi�n que conducir�a al establecimiento de una edad para la Tierra fue la hebrea, a partir de la narraci�n del G�nesis; sin embargo, fue el cristianismo el que dio a esta pregunta un sentido especial, puesto que el nacimiento de Cristo representa un punto de referencia en la historia. Para el cristiano, �sta no pod�a ser c�clica como vagamente pensaban algunos antiguos, sino lineal y �nica: antes de Cristo todo ten�a sentido en t�rminos de su futuro nacimiento; despu�s de �ste, la historia ten�a el sentido de espera de la Parus�a o su segunda venida. El cristianismo, que pronto cubri� los confines del mundo occidental, en sus primeros siglos de existencia se caracteriz� por una firme creencia en la inminencia del retorno del Se�or. Estos dos factores fueron de fundamental importancia para el establecimiento de una cronolog�a cristiana. En los primeros siglos del cristianismo se elaboraron varias cronolog�as basadas en la descripci�n b�blica de la Creaci�n y en aquellas suposiciones del gusto del autor que le permitieran cuantificar bas�ndose en un documento aleg�rico. Por ejemplo, Julio el Africano, quien vivi� en el siglo III, basaba sus c�lculos en la suposici�n de que toda la historia de la creaci�n durar�a una semana c�smica con "d�as" de 1 000 a�os de duraci�n. Siguiendo la cronolog�a hebrea, colocaba el nacimiento de Cristo el sexto d�a de la Creaci�n, de manera que, no habiendo diferencia entre la historia del hombre y la edad de la Tierra, esta �ltima no pod�a ser mayor de unos 6 000 a�os. Las numerosas cronolog�as variaban ligeramente en la fecha de la Creaci�n (algunas daban incluso el d�a y la hora) pero, en general, las edades oscilaban entre los 4 000 y 6 000 a�os.

Durante la Edad Media, perdido ya aquel sentido de inminencia del Juicio Final y cimentadas las instituciones eclesi�sticas, se abandon� la interpretaci�n literal de la Biblia y la diferencia en las cronolog�as se torn� irrelevante. Puesta la atenci�n de los te�logos en otros asuntos, se perdi� el inter�s en aquel ejercicio e incluso, con la introducci�n del aristotelismo, se volvi� a una forma vaga de eternalismo en lo concerniente a la edad de la Tierra.

Durante el siglo XVI el movimiento luterano se caracteriz� por una nueva interpretaci�n literal de la Biblia. El mismo Lutero calcul� la fecha de la creaci�n en 4 000 a�os a.C. Durante este siglo y hasta la �poca de la Ilustraci�n, los c�lculos basados en el G�nesis fueron generalmente aceptados. En aquellos a�os la atenci�n de la incipiente ciencia geol�gica se centr� en el an�lisis de la forma en que los agentes del cambio geol�gico, el fuego y el agua, hab�an realizado su trabajo en los cinco milenios posteriores a la Creaci�n. Notemos de paso que estas especulaciones conten�an ya razonamientos e inquietudes del tipo que llamamos actualmente cient�ficos; sin embargo, el establecimiento del m�todo cient�fico y la distinci�n entre conocimiento cient�fico y religi�n fueron el resultado de un lento proceso en la evoluci�n del entendimiento humano.

Por otra parte, otras �reas de la ciencia y de la geolog�a se desarrollaban paralelamente e influ�an o influir�an posteriormente en el pensamiento geol�gico. En el siglo XVII Nicol�s Steno sentaba las bases de la moderna cristalograf�a, fundamental para el desarrollo de la petrolog�a, y establec�a principios generales para la geolog�a estructural y la estratigraf�a. Los principios de superposici�n y horizontalidad original debidos a �l establecen que los estratos de sedimentos se depositan originalmente en capas horizontales con los sedimentos m�s nuevos cubriendo los m�s antiguos. Si estos principios nos parecen hoy en d�a de simple sentido com�n es porque somos herederos de todo un sistema elaborado de pensamiento y conocimientos; pero para el hombre del siglo XVII, observador de un mundo complejo, incapaz a�n de entender los vastos periodos de tiempo que modelan la superficie de la Tierra, aquellos principios eran resultado tanto de una aguda y penetrante observaci�n como de una alta capacidad de abstracci�n. En este mismo siglo daba a conocer sus investigaciones Issac Newton, y aunque la revoluci�n que causaron sus descubrimientos no tuvo impacto inmediato en la geolog�a, andando el tiempo cambiar�a no s�lo a la f�sica sino a la ciencia en general.

Pero, regresando a la pregunta directa sobre la edad de la Tierra, las cronolog�as mosaicas debieron ceder terreno a otras consideraciones durante la �poca de la Ilustraci�n. A fines del siglo XVIII Pierre Laplace formul� su teor�a nebular sobre la formaci�n del Sistema Solar, en la que las fuerzas gravitacionales desempe�aban un papel central. En esta misma �poca Joseph Louis Leclerq, conde de Buffon, present� una estimaci�n sobre la edad de la Tierra que romp�a con la cronolog�a b�blica y se basaba en un c�lculo del tiempo de liberaci�n del calor interno de la Tierra. El conde de Buffon estimaba la edad del planeta en unos 75 000 a�os. Estas teor�as, sin embargo, no ejercieron tanta influencia sobre los ge�logos como el desarrollo de otra disciplina geol�gica: la paleontolog�a. Esta ciencia contaba hacia fines del siglo XVIII con dos grandes exponentes: Georges Cuvier y Jean Baptiste Lamarck. Para ambos, las sucesiones de vida que aparec�an registradas en los estratos fosil�feros requer�an del transcurso de tiempos muy largos para poder ser explicadas. Aun as�, la interpretaci�n literal de la Biblia no dejaba de ejercer su influencia y para Cuvier, por ejemplo, el diluvio narrado por la Biblia era un acontecimiento inobjetable y de alcance global; de manera que para acomodar sus observaciones a este dato era necesario extender hacia atr�s el tiempo antediluviano.

El desarrollo de la paleontolog�a tuvo como resultado el extender las estimaciones de la edad de la Tierra, pero varios ge�logos extrajeron conclusiones err�neas sobre dos aspectos que s�lo hab�an de aclararse a trav�s del tiempo y luego de inflamadas pol�micas. El primero de ellos fue que al observarse la compleja sucesi�n estratigr�fica de formas vivientes extintas y al no comprenderse los enormes periodos de tiempo por los que ha transcurrido la vida en nuestro planeta se invocaron diferentes cat�strofes para explicar las extinciones masivas de especies vivientes que yacen en los diferentes sedimentos. El invocar sucesivas cat�strofes para explicar el registro f�sil fue conocido como catastrofismo. Otra deducci�n err�nea a la que se lleg� fue la de considerar el agua como agente universal del cambio geol�gico. Esta doctrina, llamada neptunismo, postulaba que las rocas de la corteza terrestre se hab�an formado por cristalizaci�n en un mar universal. Como muchos de los estratos sedimentarios se generan por la acci�n del agua, se generaliz� este proceso a todo tipo de rocas, incluyendo aquellas que, como hoy sabemos, provienen de los procesos volc�nicos.

El reconsiderar el periodo que hemos descrito es muy �til porque ilustra que la ciencia avanza a trav�s de un proceso de ensayo y error. Conforme se acumulan datos y conocimientos se proponen nuevas teor�as que explican mejor las observaciones, y que as� llegan a sustituir a las anteriores. Pero su adopci�n es lenta y se generaliza s�lo luego de haber soportado las numerosas pruebas que se les imponen. En el siglo XVIII el representante m�s conocido del neptunismo era A.G. Werner (1749-1817), profesor de la Academia de Miner�a de Freiberg, Alemania. Werner era un profesor excelente y de gran autoridad, por lo que ejerci� una influencia considerable en Europa: en aquella �poca el neptunismo era la teor�a geol�gica generalmente aceptada. Por ingenuo que parezca hoy en d�a, para la ciencia de su �poca era una hip�tesis con fundamentos razonables, aunque es menester reconocer que, aunque quiz�s no abiertamente, se apoyaba en argumentos que a�n manten�an la creencia a pie juntillas en el relato del diluvio universal. Sin embargo, aun cuando el neptunismo gozaba de amplia aceptaci�n, algunos investigadores comenzaron a encontrar dif�cil el poder explicar sus cuidadosas observaciones de campo en t�rminos de aquella teor�a. Nicol�s Desmarest (1725-1815), luego de un largo estudio de la regi�n de la Auvergne, en Francia, conclu�a que �sta hab�a sufrido, a trav�s de su historia, una sucesi�n de eventos volc�nicos. Para Werner, los procesos volc�nicos y de magmatismo no eran sino fen�menos locales que pod�an explicarse por la combusti�n subterr�nea de materiales como el carb�n.

Adem�s de Desmarest, otros investigadores comenzaron a refutar con observaciones y datos de campo la teor�a neptunista. Finalmente, James Hutton (1726-1797), un escoc�s de Edimburgo, luego de largos y minuciosos estudios refut� tanto el neptunismo como el catastrofismo y sent� las bases de la moderna geolog�a. Hutton, a trav�s de una minuciosa observaci�n de los detalles geol�gicos, descubri� dos hechos esenciales para una comprensi�n de los fen�menos geol�gicos. En su gran obra Theory of the Earth, publicada en 1788, Hutton expuso el significado del tiempo geol�gico y la fundamental diferencia entre las rocas �gneas o primarias y las rocas sedimentarias. Con el trabajo de Hutton comenz� la muerte del neptunismo y una nueva interpretaci�n del tiempo geol�gico que habr�a de ser establecida con firmeza por otro ingl�s, Charles Lyell (1797-1875). Con Lyell se estableci� de forma definitiva la idea de que las fuerzas que vemos operando en la naturaleza son capaces, cuando se dan tiempos suficientemente largos, de producir los cambios geol�gicos que han esculpido la superficie de la Tierra. En otras palabras, la naturaleza act�a de manera uniforme y aunque algunos hechos de la historia terrestre pueden haber sido producidos por cat�strofes, es decir por eventos especiales, en general son las mismas fuerzas que observamos operando actualmente las que determinan su evoluci�n; por lo tanto, para entender el pasado hay que observar los procesos que ocurren hoy en d�a. Esta teor�a, que se conoci� como uniformitarismo, ten�a como lema: "la clave del pasado es el presente", y en una forma revisada es la filosof�a esencial de la geolog�a moderna.

Parad�jicamente, por lo que respecta a la edad de la Tierra, el uniformitarismo mal entendido (y no por culpa de los ge�logos sino por el estado de la ciencia de la �poca) condujo a otro error conceptual. Para Lyell, el tiempo geol�gico era tan grande que resultaba indefinible, y cuantificarlo en forma absoluta era pr�cticamente imposible y hasta irrelevante. El adjetivo "indefiniblemente-largo" fue adquiriendo poco a poco el significado de "infinito", de manera que la Tierra era, nuevamente, �eterna!

Antes de sonre�r compasivamente por la conclusi�n anterior, recordemos que nos encontramos en una �poca en que la termodin�mica b�sica apenas estaba siendo establecida. De hecho, como veremos, lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907), uno de sus fundadores, habr�a de llamar la atenci�n sobre aquel error conceptual.

Pero volviendo una vez m�s al uniformitarismo, �ste tuvo, por otro lado, el efecto de preparar el terreno para la teor�a de la evoluci�n de Charles Darwin (1809-1882). �sta, al igual que la geolog�a, requer�a de lapsos muy grandes de tiempo para explicar la evoluci�n de la vida, y cuando Kelvin, el cient�fico m�s prominente de la segunda mitad del siglo XIX, atac� con argumentos f�sicos el concepto de tiempos infinitos, e incluso calcul� la edad de la Tierra, la pol�mica no se hizo esperar. En �sta tomaron parte la mayor�a de los ge�logos, bi�logos y f�sicos m�s importantes de la �poca, pero quiz� el m�s famoso fue George Huxley (1825-1895), celoso disc�pulo de Darwin.

Las pol�micas Kelvin-Huxley han quedado registradas como uno de los debates cient�ficos m�s notables del siglo XIX. La posici�n de Kelvin era la de considerar a la Tierra como un sistema que no pod�a escapar de las leyes f�sicas observables en otras escalas. En particular, la conservaci�n de la energ�a era una ley a la que ni el planeta ni el Sistema Solar pod�an sustraerse y as�, en vista de que no poseen una cantidad ilimitada de energ�a, es imposible que �sta estuviese siendo disipada por tiempos indefinidos. En consecuencia, es posible calcular el tiempo transcurrido desde que la Tierra era una esfera incandescente de material fundido hasta el presente, mediante la determinaci�n de la raz�n de enfriamiento observada actualmente. En c�lculos sucesivos, Kelvin estim� la edad de la Tierra en periodos de tiempo que variaban entre unos 20 y 100 millones de a�os. Sin embargo, aun esta �ltima cifra resultaba extremadamente corta para abarcar la evoluci�n de las especies animales mediante el mecanismo descrito por Darwin. La pol�mica transcurri� durante el resto del siglo sin lograrse un acuerdo entre ambas partes. La cuesti�n no fue resuelta sino a fines del siglo XIX, cuando Henry Becquerel (l852-1908) descubri� la radiactividad natural y se encontr� que este fen�meno da lugar a la generaci�n de calor. Existe, as�, una fuente de calor en el interior de la Tierra que no hab�a sido contemplada en los c�lculos de lord Kelvin. Pero la pol�mica hab�a dado frutos positivos en todas las ciencias que hab�an intervenido en ella. Por un lado, se coloc� en su debida perspectiva el principio de uniformidad y la geolog�a adquiri� un car�cter m�s cuantitativo y, por otro lado, se estimul� poderosamente el estudio de la radiactividad natural entre los f�sicos. Los principales investigadores de la radiactividad, entre los cuales el m�s notable fue Ernest Rutherford (1871-1934), relacionaron sistem�ticamente sus descubrimientos con el asunto de la edad de la Tierra.

Y mientras los f�sicos debat�an sobre el alcance de sus descubrimientos, los ge�logos trataban de encontrar medios geol�gicos para estimar la edad del planeta. Pronto se lograron estimaciones basadas en la raz�n de acumulaci�n de sedimentos y de salinizaci�n del oc�ano. En el primer caso, se observ� la cantidad promedio de sedimentos que se deposita anualmente en regiones marinas y lacustres y luego se compar� con el espesor m�ximo de los estratos sedimentarios encontrados en el planeta. El cociente resulta ser de unos 100 millones de a�os. En el segundo m�todo se observa la cantidad promedio de sales que depositan las vertientes en el oc�ano y se compara con la salinidad actual: el resultado es del mismo orden de magnitud. Una analog�a de estos m�todos nos la da el reloj de arena, que nos permite medir el tiempo por medio de la raz�n, pr�cticamente constante, de la ca�da de la arena.

El m�todo o "reloj" m�s exacto para medir tiempos geol�gicos nos lo proporciona, sin embargo, la radiactividad natural (en adelante designaremos como "reloj" al conjunto de m�todos y t�cnicas que nos permiten determinar o estimar la edad de un sistema f�sico como la Tierra, la Luna o las rocas). En efecto, ya en 1905 Ernest Rutherford hab�a se�alado que la radiactividad no s�lo ocurr�a con liberaci�n de calor, sino que las part�culas alfa emitidas por la radiaci�n y atrapadas en las rocas pod�an utilizarse para determinar su edad. Para hacer de esta sugerencia un m�todo confiable de medici�n y obtener una escala absoluta de tiempo geol�gico debieron varias d�cadas de intensa investigaci�n, a la que se asocian los nombres de un gran n�mero de investigadores, entre quienes descuellan, adem�s de Rutherford, los nombres de Robert J. Strutt (hijo del tercer bar�n Rayleigh, un f�sico notable) y Arthur Holmes (1890-1965).

Este �ltimo, que ten�a una formaci�n de f�sico, hizo profundos estudios de geolog�a y consagr� su vida al desarrollo de la geocronolog�a. A �l se debe en gran medida el establecimiento de una escala absoluta de tiempo geol�gico y el desarrollo actual de la geocronolog�a. Su libro Principles of Physical Geology es uno de los grandes cl�sicos de la geolog�a moderna.

Han pasado ocho d�cadas desde la muerte de lord Kelvin y en este periodo el hombre ha descubierto sobre este tema m�s de lo que se conoci� en toda su historia anterior. En nuestros d�as los sat�lites artificiales nos proporcionan valiosa informaci�n sobre la Tierra y el Sistema Solar, y la ciencia se ha consolidado en un sistema consistente de m�todos y conocimientos. Podemos, con el caudal de informaci�n que se nos ha heredado (y un poco de curiosidad por nuestra parte), echar una mirada a nuestro planeta y conocer las respuestas a preguntas que en otros tiempos causaron controversia.