La tierra no tiene millones de años
Dataciones radiometricas intro
Los métodos de datación radiométrica estiman la edad de las rocas mediante cálculos basados en las tasas de desintegración de elementos radiactivos como el uranio, el estroncio y el potasio. A primera vista, los métodos de datación radiométrica parecen respaldar contundentemente la afirmación de que la vida ha existido en la Tierra durante cientos de millones, incluso miles de millones, de años. Se afirma que estos métodos tienen una precisión de un pequeño porcentaje y que existen muchos métodos diferentes. Sin embargo, se afirma que, de todas las dataciones radiométricas medidas, solo un pequeño porcentaje presenta anomalías.
Esto da la impresión de que, salvo un pequeño porcentaje, las dataciones calculadas mediante métodos radiométricos coinciden con las edades supuestas de las rocas en las que se encuentran, y que todos estos métodos casi siempre arrojan edades con una concordancia de unos pocos puntos porcentuales. Dado que no parece existir ningún error sistemático que pueda provocar que tantos métodos coincidan con tanta frecuencia, parece que no hay otra conclusión racional que aceptar estas dataciones como exactas.
Sin embargo, esto plantea un problema para quienes, basándose en la Biblia, creen que la vida solo ha existido en la Tierra durante unos pocos miles de años, ya que se encuentran fósiles en rocas con más de 500 millones de años de antigüedad según métodos radiométricos, y algunos fósiles se encuentran en rocas con miles de millones de años de antigüedad. Si estas fechas son correctas, esto pone en duda el relato bíblico de una creación reciente de la vida.
Tras estudiar y debatir esta cuestión, ahora creo que la supuesta precisión de los métodos de datación radiométrica se debe a una gran incomprensión de los datos, y que los diversos métodos casi nunca coinciden entre sí, y a menudo no concuerdan con las edades supuestas de las rocas en las que se encuentran.
Para empezar, quiero aclarar que mi principal preocupación no es la edad de la Tierra, la Luna ni el sistema solar, sino la edad de la vida, es decir, cuánto tiempo lleva existiendo la vida en la Tierra. Muchos métodos de datación parecen dar aproximadamente la misma edad en meteoritos.
Por lo tanto, los métodos de datación radiométrica parecen indicar que la Tierra y los meteoritos son antiguos, si se acepta que las tasas de desintegración han sido constantes. Sin embargo, puede haber otras explicaciones para esta aparente edad.
Quizás la Tierra se formó a partir de materia preexistente más antigua, o quizás las tasas de desintegración fueron brevemente más rápidas por alguna razón.
El tiempo geológico se divide en períodos, comenzando con el Precámbrico, seguido del Cámbrico y varios otros, hasta llegar al presente.
Algunos fósiles se encuentran en rocas precámbricas, pero la mayoría provienen del Cámbrico y períodos posteriores. Podemos asumir que las rocas precámbricas ya existían cuando comenzó la vida, por lo que su edad no está necesariamente relacionada con la duración de la vida en la Tierra. Se considera convencionalmente que el Cámbrico comenzó hace unos 550 millones de años.
Dado que las rocas del Cámbrico y posteriores son principalmente sedimentarias y que se encuentran rocas ígneas (volcánicas) en estratos del Cámbrico y posteriores, si estas rocas tienen realmente 550 millones de años, entonces la vida también debe tener al menos 550 millones de años. Por lo tanto, mi principal interés se centra en las rocas del Cámbrico y posteriores.
¿Como funciona?
Los elementos radiactivos se desintegran gradualmente en otros elementos. El elemento original se denomina elemento progenitor, y el resultado de la desintegración se denomina elemento hijo.
Suponiendo que partimos de un elemento progenitor puro, con el paso del tiempo se producirá cada vez más hijo. Midiendo la razón entre hijo y progenitor, podemos determinar la antigüedad de la muestra. Una razón de cero significa una edad de cero. Una razón mayor significa una edad mayor. Una razón infinita (es decir, solo hijos y ningún progenitor) significa una edad prácticamente infinita.
Cada elemento radiactivo tiene una vida media, que indica cuánto tarda en desintegrarse la mitad del elemento. Para el potasio 40, la vida media es de aproximadamente 1300 millones de años. En general, en una vida media, la mitad del elemento original se habrá desintegrado. En dos vidas medias, la mitad del resto se desintegrará, lo que significa que 3/4 del total se habrán desintegrado. En general, en n vidas medias, solo quedará 1/(2^n) del material original.
El potasio 40 (K₄) se desintegra en argón 40, un gas inerte, y en calcio. El potasio está presente en la mayoría de los materiales geológicos, lo que hace que la datación potasio-argón sea muy útil si realmente funciona. El potasio constituye aproximadamente 1/40 de la corteza terrestre, y aproximadamente 1/10 000 del potasio es potasio 40. El uranio se desintegra en plomo mediante una compleja serie de pasos. El rubidio se desintegra en estroncio. Así, se obtienen las dataciones K-Ar, U-Pb y Rb-Sr, tres de los métodos más comunes.
Cuando se afirma que estos métodos tienen una precisión del uno o dos por ciento, no significa que la edad calculada se encuentre dentro del uno o dos por ciento de la edad correcta. Simplemente significa que las mediciones tienen la precisión suficiente para calcular t con una precisión de uno o dos puntos porcentuales, donde t es el tiempo necesario para obtener la razón observada de hija a padre, suponiendo que no había un producto hija inicial al principio, y que ninguna hija o padre entró o salió del sistema. Para las isócronas, que analizaremos más adelante, las condiciones son diferentes. Si no se cumplen estas condiciones, el error puede ser arbitrariamente grande.
Para utilizar estos métodos, debemos partir de un sistema sin ningún elemento hijo, o bien conocer la cantidad inicial de dicho elemento para poder sustraerlo. También necesitamos saber que ningún elemento padre o hijo ha entrado o salido del sistema mientras tanto. La datación radiométrica se utiliza comúnmente en rocas ígneas (lava) y en algunos minerales sedimentarios. Sin embargo, los fósiles generalmente no pueden datarse directamente. Cuando la lava está caliente, se libera argón, por lo que generalmente se asume que no hay argón presente cuando la lava se enfría. Por lo tanto, podemos datar la lava mediante la datación K-Ar para determinar su edad. En cuanto a otros métodos, algunos minerales, al formarse, excluyen los productos hijos. Los circones, por ejemplo, excluyen el plomo, por lo que la datación U-Pb puede aplicarse al circón para determinar el tiempo transcurrido desde el enfriamiento de la lava. Las micas excluyen el estroncio, por lo que la datación Rb-Sr puede utilizarse en micas para determinar el tiempo transcurrido desde su formación.
Encontré la siguiente declaración en una referencia en línea (no creacionista), como sigue:
Esto es posible, por ejemplo, en la datación potasio-argón (K-Ar), porque la mayoría de los minerales no incorporan inicialmente el argón en sus estructuras. En la datación rubidio-estroncio, las micas excluyen el estroncio al formarse, pero aceptan mucho rubidio. En la datación uranio-plomo (U-Pb) del circón, se observa que este excluye casi por completo el plomo inicial.
[De Britannica Online, artículo «Geochronology: The Interpretation and Dating of the Geologic Record»]. Por ello, se puede realizar la datación Rb-Sr en micas, ya que excluye el estroncio en su formación. De esta forma, se sabría que cualquier estroncio presente debe provenir del rubidio original. Por lo tanto, calculando la proporción y conociendo la vida media, se puede calcular la edad.
En general, cuando la lava se enfría, cristalizan diversos minerales a diferentes temperaturas, incluyendo y excluyendo preferentemente diversos elementos en sus estructuras cristalinas. Así, se obtiene una serie de minerales que cristalizan a partir de la lava. Por lo tanto, la composición de la lava continúa cambiando, y posteriormente pueden formarse minerales con composiciones significativamente diferentes a las de los anteriores. La lava que se enfría en la superficie terrestre se denomina lava extrusiva. Este tipo de lava se enfría rápidamente, dejando poco tiempo para la formación de cristales, y forma basalto. La lava que se enfría bajo tierra se enfría mucho más lentamente y puede formar cristales grandes. Este tipo de lava suele formar granito o cuarzo.
¿Por qué es inexacta y poco fiable?
Parecería implicar que el problema de la datación radiométrica se ha resuelto y que no existen anomalías. Por lo tanto, si tomamos un flujo de lava y datamos varios minerales sabiendo que el elemento descendiente está excluido, siempre deberíamos obtener la misma fecha exacta, que debería coincidir con la edad aceptada del período geológico. ¿Es esto cierto? Lo dudo mucho. Si el problema de la datación radiométrica se ha resuelto de esta manera, ¿para qué necesitamos isócronas, que se afirma que son más precisas?
La misma pregunta podría plantearse en general respecto a los minerales que se cree que producen buenas dataciones. Se cree que la mica excluye el Sr, por lo que debería producir buenas dataciones de Rb-Sr. Pero ¿se aceptan siempre las dataciones de la mica y concuerdan siempre con la edad de su período geológico? Sospecho que no.
De hecho, existen varias condiciones para la fiabilidad de la datación radiométrica. Por ejemplo, para la datación K-Ar, tenemos los siguientes requisitos:
Para que este sistema funcione como un reloj, se deben cumplir los siguientes 4 criterios:
1. La constante de desintegración y la abundancia de K40 deben conocerse con precisión.
2. No debe haber habido incorporación de Ar40 al mineral en el momento de la cristalización ni una fuga de Ar40 del mineral después de la cristalización.
3. El sistema debe haber permanecido cerrado tanto para K40 como para Ar40 desde el momento de la cristalización.
4. Debe conocerse la relación entre los datos obtenidos y un evento específico.
Pero ¿qué pasa con los métodos de datación radiométrica? Se supone que la Tierra tiene casi 5 mil millones de años, y algunos de estos métodos parecen verificar las fechas antiguas de muchas de las rocas ígneas terrestres. La respuesta es que estos métodos distan mucho de ser infalibles y se basan en tres supuestos arbitrarios (una tasa de desintegración constante, un sistema aislado en el que no se puede añadir ni perder ningún elemento padre ni hijo, y una cantidad conocida del elemento hijo presente inicialmente).
Todos los átomos, tanto progenitores como descendientes, pueden desplazarse a través de las rocas. El calentamiento y la deformación de las rocas pueden provocar la migración de estos átomos, y el agua que se filtra a través de ellas puede transportar estas sustancias y redepositarlas. Estos procesos corresponden a cambios en la hora de las manecillas del reloj. Con frecuencia, se asume este reajuste de los relojes radiométricos para explicar las discrepancias entre las diferentes mediciones de las edades de las rocas. Estos supuestos reajustes se denominan «eventos metamórficos», «segundos» o «terceros» eventos.
Y otra vez,
«También es posible que la exposición a neutrinos, neutrones o radiación cósmica haya modificado considerablemente las proporciones isotópicas o las tasas en algún momento del pasado».
Se sabe que los neutrinos interactúan con los núcleos atómicos, por lo que una mayor densidad de neutrinos podría haber acelerado la desintegración radiactiva y envejecido rápidamente la materia. Otras citas de la misma fuente:
a. En los sistemas plomo-uranio, tanto el uranio como el plomo pueden migrar fácilmente en algunas rocas, y el plomo se volatiliza y escapa en forma de vapor a temperaturas relativamente bajas. Se ha sugerido que los neutrones libres podrían transformar el Pb-206 primero en Pb-207 y luego en Pb-208, tendiendo así a reiniciar los relojes y a desbaratar por completo los relojes del torio-plomo y del uranio-plomo, incluso hasta el punto de anular el tiempo geológico. Además, aún existe una discrepancia del 15 % entre los dos valores preferidos para la constante de desintegración del U-238.
b. En el sistema potasio/argón, el argón es un gas que puede escapar o migrar a través de las rocas. El potasio se volatiliza fácilmente, se lixivia fácilmente por el agua y puede migrar a través de las rocas bajo ciertas condiciones. Además, el valor de la constante de desintegración aún es controvertido, aunque la comunidad científica parece estar acercándose a un consenso. Históricamente, las constantes de desintegración utilizadas en los diversos sistemas de datación radiométrica se han ajustado para obtener resultados concordantes. En el sistema potasio/argón, otra constante ajustable, denominada relación de ramificación, tampoco se conoce con precisión, y se ajusta para obtener resultados aceptables.
El argón-40, la sustancia hija, constituye aproximadamente el uno por ciento de la atmósfera, lo que constituye una posible fuente de contaminación. Esto se corrige comparando la proporción argón-40/argón-36 en la roca con la de la atmósfera. Sin embargo, dado que es posible que el argón-36 se forme en las rocas por la radiación cósmica, la corrección también podría ser errónea. El argón del entorno puede quedar atrapado en el magma por la presión y el enfriamiento rápido, lo que produce resultados de edad erróneos muy elevados. En vista de estos y otros problemas, no es sorprendente que el método potasio/argón pueda producir resultados muy variables, incluso entre diferentes minerales de la misma roca.
c. En el sistema estroncio/rubidio, los átomos hijos de estroncio-87 son muy abundantes en la corteza terrestre. Los átomos progenitores de rubidio-87 pueden ser lixiviados de la roca por el agua o volatilizados por el calor.
Todos estos problemas especiales y otros más pueden producir resultados contradictorios y erróneos para los diversos sistemas de datación radiométrica.
Así pues, existen diversos mecanismos que pueden introducir errores en las dataciones radiométricas. El calentamiento puede provocar que el argón se libere de la roca, haciéndola parecer más joven. En general, si la lava se calentó después del flujo inicial, puede obtener una edad demasiado joven. Si los minerales de la lava no se fundieron con ella, se puede obtener una edad demasiado antigua. También puede producirse lixiviación; esta implica la circulación de agua en la roca, lo que puede provocar la entrada o salida de elementos progenitores e hijos, modificando así la edad radiométrica.
Por lo tanto, es fácil justificar cualquier fecha obtenida. Si una fecha es demasiado antigua, se puede afirmar que el mineral no se fundió con la lava (quizás se incorporó de la roca circundante al fluir la lava hacia arriba). Si la fecha es demasiado reciente, se puede afirmar que hubo un calentamiento posterior. También se puede plantear la hipótesis de que se produjo lixiviación.
Pero luego se afirma que podemos detectar la lixiviación y el calentamiento. Pero ¿cómo podemos saber si esta afirmación es cierta sin conocer la historia de las rocas y si, de hecho, han experimentado calentamiento o lixiviación posterior?
Los problemas se agravan porque muchas de las sustancias progenitoras e hijas son móviles, hasta cierto punto. Creo que todas las sustancias progenitoras son solubles en agua, al igual que muchos de los productos descendientes. Algunas fuentes indican que el Sr es móvil en la roca hasta cierto punto. Esto podría dificultar la datación de Rb-Sr. De hecho, algunas fuentes indican que el Sr y el Ar tienen movilidades similares en la roca, y que el Ar es muy móvil.
En particular, los subproductos gaseosos de la desintegración radiactiva, como el argón, el radón y el helio, son móviles en la roca. Por lo tanto, si una roca presenta pequeñas grietas que permiten la entrada o salida de gas, o el flujo de agua, las edades radiométricas podrían variar sustancialmente incluso sin que la roca se funda ni se mezcle.
Por ejemplo, supongamos que 1/300.000 del argón de una roca se escapa en un día. Entonces, en 1000 años, la roca tendrá menos de 1/(2,7) de su argón original. En 5000 años, la roca tendrá menos de 1/(2,7^5) de su argón original. Ahora bien, probablemente no haya mucho argón en una roca al principio. Por lo tanto, la pérdida de una pequeña cantidad de argón puede tener efectos significativos a largo plazo. Una pérdida de argón haría que la roca parezca más joven.
De forma similar, el argón podría penetrar en la roca desde el aire o desde las rocas circundantes y hacerla parecer más antigua. Esto también puede ocurrir cuando el agua fluye a través de la roca a través de pequeñas grietas, disolviendo los elementos padre e hijo. Sería difícil medir los pequeños cambios de concentración que bastarían para generar grandes cambios en las edades radiométricas a lo largo de largos períodos de tiempo.
También cuestiono la afirmación de que el argón, por ejemplo, se excluye de ciertos minerales al cristalizar y nunca entra posteriormente. Los geólogos suelen afirmar que las edades demasiado antiguas se deben al exceso de argón. Por lo tanto, debe ser posible que ese exceso de argón entre, aunque se supone que el cristal lo excluye. He aquí una referencia similar, aunque se refiere a un mineral que no excluye el argón:
Como en todos los sistemas de datación, las edades calculadas pueden verse afectadas por la presencia de productos descendientes heredados. En algunos casos, incluso se han determinado edades de argón más antiguas que la de la Tierra, lo que contradice los patrones locales de edad relativa, para el mineral biotita. Estas situaciones ocurren principalmente cuando rocas antiguas se han calentado localmente, lo que liberó argón-40 en los espacios porosos al mismo tiempo que crecían nuevos minerales. En circunstancias favorables, el método isócrono puede ser útil, pero podrían requerirse pruebas con otras técnicas. Por ejemplo, el método de rubidio-estroncio proporcionaría una edad isotópica válida de la muestra de biotita con argón heredado.
[del artículo de la Enciclopedia Británica en línea, «Geocronología: la interpretación y datación del registro geológico, métodos de potasio-argón».]
Otro problema es que la estructura cristalina suele presentar imperfecciones e impurezas. Por ejemplo, los diferentes tipos de cuarzo presentan colores diferentes debido a las diversas impurezas que se incluyen, pero no forman parte de la unidad repetitiva del cristal de cuarzo. Por lo tanto, incluso si el cristal excluye el elemento hijo, este podría estar presente en las impurezas. Por lo tanto, los cristales, a medida que se forman, pueden presentar pequeñas imperfecciones que aceptan productos padre e hijo en las mismas proporciones que se presentan en la lava, por lo que se pueden heredar edades de la lava a los minerales de esta manera. También es posible que los elementos padre e hijo puedan estar presentes en los límites entre los dominios cristalinos regulares. No sé cómo podemos estar seguros de que un cristal excluirá el argón u otras sustancias hijas, excepto cultivándolo en el laboratorio bajo diversas condiciones.
También puede haber argón u otros productos derivados añadidos del aire o de otras rocas. Podría decirse que podemos detectar si el producto derivado está incrustado en la estructura cristalina. Sin embargo, esto requeriría un análisis átomo por átomo, lo cual no creo que sea práctico.
¿Por qué el metodo potasio-argón es inexacto?
Dado que la datación por K-Ar (potasio-argón) es una de las técnicas más comunes, conviene hacer un comentario específico al respecto. El potasio constituye aproximadamente el 2,5 % de la corteza terrestre.
Aproximadamente 1/10 000 del potasio es K₄₃, que se desintegra en Ar₄₃ con una vida media de 1300 millones de años.
En realidad, solo aproximadamente 1/8 del potasio ₄₃ se desintegra en argón, y el resto en calcio. Por lo tanto, después de n vidas medias, quedará (1/2)₄₃ del potasio ₄₃ original. Del 1 – (1/2)₄₃ que se ha desintegrado, aproximadamente 7/8 se habrán desintegrado en calcio, y el 1/8 restante en argón ₄₃.
El argón constituye aproximadamente 3,6 x 10₄₃ de la corteza terrestre. Podemos asumir, entonces, que el magma probablemente contiene aproximadamente 1/40 de potasio y aproximadamente 1/400,000 de K₄₃.
Después de 570 millones de años, aproximadamente el 26% de este potasio se habrá desintegrado, por lo que habrá aproximadamente un tercio del producto de desintegración que de K₄₃.
Aproximadamente 1/8 del producto de desintegración será argón ₄₃, por lo que habrá aproximadamente 1/24 del argón ₄₃ que de K₄₃. Por lo tanto, deberíamos esperar que aproximadamente 1/9,600,000 de una roca con una concentración promedio de potasio sea argón, si la roca tiene realmente 570 millones de años.
Esto es aproximadamente una diezmillonésima parte de la masa de la roca, un porcentaje muy pequeño. Y, sin embargo, con una gran cantidad de argón en el aire, que también se filtra desde las rocas subyacentes, y con un exceso de argón en la lava, con argón y potasio solubles en agua, y argón móvil en la roca, ¡aún esperamos que esta pizca de argón nos indique la antigüedad de la roca!
El porcentaje de Ar40 es aún menor en rocas más jóvenes. Por ejemplo, sería de aproximadamente uno entre 100 millones para rocas de unos 57 millones de años.
Para obtener una parte en diez millones de argón en una roca en mil años, solo necesitaríamos que una parte en diez mil millones entrara en la roca cada año.
Esto representaría menos de una parte en un billón entrando en la roca cada día, en promedio. Esto bastaría para dar a una roca con una concentración promedio de potasio una edad de potasio-argón calculada de más de 500 millones de años.
También podemos considerar la abundancia promedio de argón en la corteza. Si asumimos que una roca tiene 1/400.000 K40, es decir, 2,5 x 10 ^ -6 K40, y 3,6 x 10 ^ -6 Ar40, entonces ocho veces esta cantidad de K40 debe haberse desintegrado, por lo que alrededor de 28,8 x 10 ^ -6 partes de K40 se han desintegrado, por lo que queda menos de 1/10 del K40 original.
Esto implica una edad radiométrica de más de 4 mil millones de años. Por lo tanto, una roca puede obtener una edad radiométrica muy antigua simplemente por tener cantidades promedio de potasio y argón.
Me parece razonable que las grandes edades radiométricas sean simplemente una consecuencia de la mezcla, y no estén relacionadas con las edades en absoluto, al menos no necesariamente con las edades de las rocas mismas.
El hecho de que no se retenga todo el argón explicaría las cantidades más pequeñas de argón cerca de la superficie, como explicaré más adelante. Esto podría suceder debido a las propiedades de las cámaras de magma, o porque algunas rocas emiten argón y otras lo absorben.
No veo cómo se puede saber que no existen pequeñas grietas en las rocas que permitan la circulación del agua y el gas. Las tasas de cambio que podrían alterar las fechas son ínfimas. Me parece seguro que el agua y el gas entrarán en las rocas a través de pequeñas grietas e invalidarán casi todas las edades radiométricas.
Permítanme ilustrar los patrones de circulación del argón en la corteza terrestre. Se cree que alrededor del 2,5 % de la corteza terrestre es potasio, y aproximadamente 1/10 000 de este es K₄₃, que se desintegra en Ar₄₃ con una vida media de 1300 millones de años. Por lo tanto, el argón se produce en toda la corteza terrestre y en el magma constantemente. De hecho, probablemente asciende a la superficie del magma, aumentando artificialmente su concentración allí. Ahora bien, se cree que algunas rocas de la corteza no retienen su argón, por lo que este entrará en los espacios entre las rocas.
También se produce lixiviación, liberando argón de las rocas. El calentamiento de las rocas también puede liberar argón.
El argón se libera de la lava al enfriarse y probablemente se filtra hacia la corteza desde el magma subyacente, junto con el helio y otros productos de desintegración radiactiva.
Todo este argón se produce y entra al aire y al agua entre las rocas, filtrándose gradualmente a la atmósfera. Sin embargo, sabemos que las rocas absorben argón, ya que se aplican factores de corrección al utilizar la datación K-Ar. Por lo tanto, este argón producido saldrá de algunas rocas y entrará en otras.
La presión parcial del argón debería ser mayor en las profundidades de la tierra y disminuir hacia la superficie. Esto resultaría en edades K-Ar mayores en las zonas más profundas, pero menores cerca de la superficie.
En cuanto a la datación K-Ar, aquí hay una cita dada arriba:
Como en todos los sistemas de datación, las edades calculadas pueden verse afectadas por la presencia de productos descendientes heredados. En algunos casos, incluso se han determinado edades de argón más antiguas que la de la Tierra, lo que contradice los patrones locales de edad relativa, para el mineral biotita.
Estas situaciones ocurren principalmente cuando rocas antiguas se han calentado localmente, lo que liberó argón-40 en los espacios porosos al mismo tiempo que crecían nuevos minerales. En circunstancias favorables, el método isócrono puede ser útil, pero podrían requerirse pruebas con otras técnicas.
Por ejemplo, el método de rubidio-estroncio proporcionaría una edad isotópica válida de la muestra de biotita con argón heredado.
Esto confirma que el argón puede viajar de roca en roca cuando una se calienta. Ahora bien, el argón es muy soluble en el magma, que puede retenerlo en gran cantidad.
Se han realizado experimentos de laboratorio sobre la solubilidad del argón en fundidos basálticos sintéticos y sus minerales asociados.<sup>31, 32</sup> Los minerales y los fundidos se mantuvieron cerca de 13 000 °C a una atmósfera de presión en una corriente de gas que contenía argón.
Tras el enfriamiento rápido del material, los investigadores midieron hasta 0,34 ppm de 40Ar en el olivino sintético. Observaron que «la solubilidad del Ar en los minerales es sorprendentemente alta».
Su conclusión es que el argón se encuentra principalmente en los defectos de la red de vacantes dentro de los minerales.
Observo que esta concentración de argón, si se conservara en la roca, bastaría para otorgarle una edad geológica muy superior a los 500 billones de años, suponiendo una concentración promedio de potasio.
Esto proviene de un artículo de Austin disponible en el ICR. Este artículo también analiza la datación por K-Ar del Monte Santa Helena, así como los flujos de lava históricos y su exceso de argón.
Así que el magma contiene enormes cantidades de argón. Ahora, considere un flujo intrusivo, que se enfría dentro de la tierra.
Todo su argón permanecerá dentro y le dará una edad avanzada al flujo, o viajará a través de la roca circundante, donde puede ser absorbido por otras rocas.
Si se supone que la cantidad de argón en el magma es consistente con una edad de 4 mil millones de años, entonces debería haber aproximadamente 7/8 de argón 40 que de potasio 40. Para una roca de 570 millones de años, debería haber aproximadamente 1/24 de argón que de potasio 40. Por lo tanto, el magma debería tener al menos 20 veces más argón que una roca de 570 millones de años según la datación K-Ar.
De hecho, el argón en el magma bien podría ser incluso mayor, ya que podría concentrarse cerca de la superficie. Esta cantidad de argón es suficiente para elevar 20 veces el volumen del magma a una edad K-Ar de 570 millones de años, y probablemente 200 veces el volumen del magma a una edad de 57 millones de años.
Por lo tanto, se observa que existe un enorme potencial para aumentos de edad de esta manera. No es necesario que este aumento de edad ocurra de repente; muchos eventos de esta naturaleza pueden aumentar gradualmente las edades K-Ar de las rocas. En general, las rocas más antiguas deberían tener más argón porque han estado expuestas a mayor cantidad de argón, pero su edad real no está necesariamente relacionada con su edad radiométrica K-Ar.
También podemos considerar que la mayoría de los volcanes y terremotos ocurren en los límites entre placas, por lo que si la lava ya fluyó, es probable que vuelva a fluir cerca, aumentando gradualmente su edad.
Supongo que los terremotos también podrían permitir la liberación de argón del magma.
Otros mecanismos incluyen la disolución de la roca, la liberación de argón, la fracturación de la roca, con liberación de argón; el argón de la lava enfriada bajo el agua, que entra en el agua y penetra en otras rocas; y el argón de la lava enfriada, que entra en aguas subterráneas y se transporta a otras rocas. Existen tantos mecanismos que es difícil predecir el patrón esperado, y no es necesario basarse en ninguno de ellos (como la presencia de más argón en el magma en el pasado) para explicar los problemas en la datación K-Ar.
Dado que incluso las rocas con dataciones antiguas de K-Ar absorben más argón de la atmósfera en períodos cortos, se deduce que deberían absorber una cantidad considerable de argón durante períodos largos, especialmente a presiones más altas. De hecho, si una roca puede absorber solo una diezmillonésima parte de argón, esto debería ser suficiente para aumentar su edad de K-Ar a más de 570 millones de años, suponiendo cantidades promedio de potasio.
No se requerirían muchas grietas internas para permitir la entrada de una diezmillonésima parte de argón. Además, a medida que la roca se deforma bajo presión, es probable que se formen más grietas y que las antiguas se cierren, lo que aumenta la posibilidad de que el argón (y otros gases) entren.
Mencioné varias posibilidades que podrían causar que las dataciones de K-Ar sean mucho más antiguas que las edades reales de las rocas.
Aquí hay otra forma en que las dataciones de K-Ar pueden ser demasiado antiguas: si asumimos que la Tierra sufrió una catástrofe recientemente, entonces las placas de la corteza podrían haberse agitado, permitiendo que la lava y el argón escaparan del magma. Por lo tanto, una gran cantidad de argón se estaría filtrando a través de la corteza.
A medida que los flujos intrusivos de lava se enfriaban dentro de la corteza, habrían estado en un entorno altamente enriquecido en argón y, por lo tanto, no habrían eliminado gran parte de su argón. Por lo tanto, se habrían endurecido con una gran cantidad de argón en su interior. Esto les daría una apariencia antigua. Lo mismo ocurre con los flujos extrusivos en la superficie, ya que el argón se estaría filtrando a través de la tierra y a través de la lava a medida que esta se enfriaba.
En zonas con gran actividad tectónica, se obtienen valores muy discordantes para las edades. Las dificultades asociadas son numerosas y se enumeran a continuación:
1. Parece haber mucha incertidumbre sobre la proporción de ramificación de K₄₃ en Ar₄₃ y Ca₄₃. El valor utilizado para Ar₄₃/Ca₄₃ ha variado entre 0,12 y 0,08. Sin embargo, este valor se desconoce con certeza.
El valor observado se encuentra entre 0,11 y 0,126, pero para ajustar las edades de K-Ar, cuyo promedio es algo superior [¿inferior?] al de las edades de U-Th-Pb, a estas últimas, se toma arbitrariamente el valor de 0,08. Sin embargo, esto no soluciona la situación y las edades siguen siendo demasiado altas [¿bajas?]. Los geocronólogos lo atribuyen a una fuga de argón.
2. Hay demasiado Ar₄₀ en la Tierra como para que más de una pequeña fracción se haya formado por la desintegración radiactiva de K₄₀.
Esto es cierto incluso si la Tierra realmente tiene 4500 millones de años. En la atmósfera terrestre, el Ar₄₀ constituye el 99,6 % del argón total. Esto es aproximadamente 100 veces la cantidad que se generaría por la desintegración radiactiva a lo largo de 4500 millones de años. Ciertamente, esto no se produce por una afluencia del espacio exterior. Por lo tanto, una gran cantidad de Ar₄₀ estaba presente en el principio.
Dado que los geocronólogos asumen que los errores debidos a la presencia del Ar₄₀ inicial son pequeños, sus resultados son muy cuestionables.
3. El argón se difunde de un mineral a otro con gran facilidad. Se filtra de las rocas con gran facilidad y puede desplazarse desde las profundidades de la tierra, donde la presión es alta, y acumularse en cantidades anormalmente grandes en la superficie donde se encuentran muestras de roca para datación.
Todas ellas presentarían un exceso de argón debido a este movimiento, lo que las hace parecer más antiguas. Las rocas de las capas más profundas de la corteza lo mostrarían en menor medida. Además, dado que algunas rocas retienen el Ar₄ con mayor intensidad que otras, algunas tendrán una edad aparente mayor, mientras que otras tendrán edades menores, aunque en realidad podrían tener la misma edad.
Si se midiera la concentración de Ar₄ en función de la profundidad, sin duda se encontraría más cerca de la superficie que a mayor profundidad, ya que migra con mayor facilidad desde las profundidades de la tierra que desde la tierra hacia la atmósfera.
Es fácil ver cómo se obtienen las enormes edades con el reloj radiométrico K₄-Ar₄, ya que las muestras superficiales y cercanas a la superficie contendrán argón debido a este efecto de difusión.
Algunos geocronólogos creen que una posible causa del exceso de argón es que este se difunde progresivamente en el mineral con el tiempo. Cantidades significativas de argón pueden introducirse en un mineral incluso a presiones tan bajas como un bar.
Si se obtienen edades tan [excesivas] como las mencionadas para las lavas almohadilladas, ¿cómo se obtendrán aquellas obtenidas mediante perforaciones en aguas profundas del Atlántico, donde se supone que está ocurriendo la expansión del fondo marino?
Se ha descubierto que el potasio es muy móvil en condiciones de lixiviación. Se eliminó hasta el 80 % del potasio de una pequeña muestra de un meteorito de hierro al pasarle agua destilada durante cuatro horas y media. Esto podría aumentar considerablemente las edades. Los movimientos de las aguas subterráneas y la erosión podrían producir este efecto de forma natural.
Las rocas en zonas con una historia geológica compleja presentan grandes discordancias. En una misma roca puede haber minerales que contienen potasio y que se contaminan mutuamente.
Existe cierta dificultad para determinar las constantes de desintegración del sistema K₄₃-Ar₄₃. Los geocronólogos utilizan la relación de ramificación como una constante semiempírica y ajustable que manipulan en lugar de usar una vida media precisa para el K₄₃.
Varios flujos de lava recientes (de los últimos cientos de años) arrojan edades de potasio-argón de cientos de miles de años. Esto indica la presencia de un exceso de argón. ¿De dónde proviene? ¿Y cómo sabemos que no podría ser una cantidad mucho mayor en otros casos? Si hubiera más exceso de argón, podríamos obtener edades mucho más antiguas.
Es cierto que una diferencia de edad de cientos de miles de años es demasiado pequeña para explicar las edades K-Ar observadas. Sin embargo, los geólogos suelen invocar el exceso de argón para explicar fechas demasiado antiguas, así que no estoy inventando nada nuevo. En segundo lugar, es posible que hubiera mucho más argón en el magma en el pasado, y con cada erupción, la cantidad disminuyó. Por lo tanto, habría habido mucho más exceso de argón en el pasado, lo que condujo a edades más antiguas.
En el caso de las rocas que se están datando, la contaminación con argón atmosférico es un problema persistente que se menciona en numerosas ocasiones. Por lo tanto, es evidente que el argón penetra fácilmente en la roca. Se afirma que podemos saber si una roca ha añadido argón por su espectro al calentarse; diferentes temperaturas producen diferentes fracciones de argón. Se afirma que el argón que entra desde la atmósfera u otras rocas está menos unido a la red cristalina y saldrá de la roca a una temperatura más baja. Pero ¿cómo sabemos qué sucede a lo largo de miles de años? Podría ser que este argón, que inicialmente está débilmente unido (si es que lo está inicialmente), se vaya uniendo gradualmente con más fuerza por vibraciones térmicas aleatorias, hasta que se vuelva indetectable mediante la técnica del espectro. El hecho de que la roca se encuentre a menudo bajo alta presión también podría influir en este proceso.
Problema de la ramificación
Ahora analizaremos con más detalle uno de los problemas de la datación potasio-argón: el problema de la relación de ramificación. Aquí encontrará información relevante que me enviaron por correo electrónico.
Existen serias objeciones al uso de la familia de desintegración potasio-argón como reloj radiométrico. Esto perjudica la postura de quienes defienden la teoría de la expansión del lecho marino, ya que su escala temporal se ha calculado principalmente utilizando dataciones de K₄₃/Ar₄₃. Alrededor del 11 % del K₄₃ se desintegra por captura de electrones y emisión de rayos gamma a Ar₄₃, y el 89 % restante se desintegra por emisión de partículas B para formar Ca₄₃. El geocronólogo considera que el Ca₄₃ tiene poca utilidad práctica en la datación radiométrica, dado que el calcio común es un elemento muy abundante y el Ca₄₃ radiogénico tiene la misma masa atómica que el calcio común.
Los geocronólogos también realizan malabarismos en este sistema K-Ar. En este caso, no se utiliza la proporción de ramificación observada, sino que se elige arbitrariamente una proporción pequeña para intentar que las fechas obtenidas por el método coincidan con las fechas de U-Th-Pb.
La razón de ramificación que se utiliza con frecuencia es de 0,08, mientras que el valor real probablemente ronda los 0,12. Esto significa que las dataciones K-Ar calculadas con la razón de ramificación más baja son un tercio mayores; es decir, la fecha K-Ar real debería ser 2/3 de la fecha calculada. Por lo tanto, tenemos otra fuente de error en la datación K-Ar.
Interrogatorio: La relación de ramificación
El Dr. Henke criticó algunas afirmaciones de Slusher en mi artículo sobre la razón de ramificación del potasio. Slusher afirmó que el valor más conocido de la razón de ramificación no siempre se utilizaba para calcular las edades radiométricas K-Ar. Desafortunadamente, Dalrymple (1991) no menciona el cálculo de la razón de ramificación. Simplemente proporciona el valor correcto para el sistema K-Ar. La cuestión no es solo cuán bien se conocía esto en el pasado, sino qué valor se utilizó realmente y si las fechas publicadas en el pasado se calcularon con el valor más reciente. A menudo, los valores de las constantes están estandarizados, por lo que los valores realmente utilizados pueden no ser los más precisos conocidos. Lo único que Dalrymple (1991) dice es que todas sus edades se recalcularon utilizando los valores más precisos de las constantes. Esto implica que algunas de ellas se calcularon originalmente utilizando valores menos precisos, lo cual es similar al argumento de Slusher.
Dalrymple (1984, p. 91) sí analiza la razón de ramificación. Admite que las afirmaciones de Slusher al respecto habrían sido ciertas en la década de 1940 y principios de la de 1950, pero ya no lo son. Sin embargo, no especificó cuándo comenzó a utilizarse el valor correcto para la razón de ramificación. Incluso algunas cifras de Faure, Principles of Isotope Geology, 1977, se basan en otra constante que, según Dalrymple, es un 2 o 3 % inferior, por lo que podría haber muchas edades en la literatura que requieran una pequeña revisión. Sin embargo, Harland et al. (1990) sugieren que el valor casi correcto para la razón de ramificación se conoce y utiliza desde mediados de la década de 1950.
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