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La edad de la Tierra (2): lord Kelvin y la disipación de calor marzo 16, 2009

Posted by Manuel in astronomia, biologia, ciencia, creacionismo, diseño inteligente, divulgación científica, escepticismo, evolucion, geología, historia de la ciencia, microbiologia, paleontología, pseudociencia.
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En un anterior artículo mostré cómo la dendrocronología permite retroceder hasta 12.000 años de antigüedad. Aquí voy a mostrar como un gran físico del siglo XIX, nada amigo de las ideas de Darwin, dio un valor mínimo para el planeta Tierra de 20 millones de años. Para ello este excelente físico partió de una Tierra en formación, como cuerpo candente y de la disipación de calor que le ha llevado a tener la temperatura actual.

Esta teoría no es nada nueva, ni siquiera consecuencia de las teorías de Darwin, como algún malpensante puede intentar apuntar. En 1776, el astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace, ya propuso algo parecido en su obra “Mecánica celeste”. Su teoría sobre el origen del Sol y los planetas, postula la existencia de una nebulosa, similares a otras que se pueden observar en estos momentos con los telescopios que disponemos. Kant ya había apuntado con anterioridad una idea similar, basándose en cálculos efectuados por Newton y Kepler. Es por ello que esta teoría es conocida como la teoría de Kant y Laplace. La misma explica que el sistema solar se origino por condensación de una nebulosa de rotación que se contrajo por la acción de la fuerza de su propia gravedad, adoptando la forma de un disco con una concentración superior en el núcleo. La nebulosa se tornó inestable al adquirir mayor velocidad de rotación y en las capas externas se originaron anillos concéntricos que al separarse formaron los planetas y los satélites, en tanto que el centro de las nubes se formó el Sol. Dado que la nebulosa giraba en una misma dirección al rededor de su eje, todos los planetas quedaron girando alrededor del Sol en ese mismo sentido. Las pequeñas masas que giran en torno a la masa de mayor tamaño, también se condensaron mientras describían órbitas alrededor del Sol, formando los planetas y algunos satélites. Entre ellos, se formó el planeta que hoy llamamos Tierra. Después de un periodo inicial en que la Tierra era una masa incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior las fundía de nuevo. Finalmente, la temperatura bajó lo suficiente como para permitir la formación de una corteza terrestre estable.

Fourier posteriormente realizó un análisis matemático de esta teoría en su obra Théorie analytique de la chaleur, Fourier (1822), llegando a la conclusión de que la Tierra tenía que estar enfriándose (Fourier, 1827, “Mémories sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires. Mémories de l´Academie Royale des Science de l´Institute de France, vol. 7, p. 570-604).

El genial William Thomson, Lord Kelvin (al que gloso en <a class=”row-title” href=”este artículo) escribió por vez primera acerca del calor de la Tierra con sólo 16 años, en 1844, señalando que si se asume que la Tierra es un cuerpo sólido enfriándose desde su temperatura inicial muy elevada, entonces midiendo esa disipación de calor se puede conocer la antigüedad del planeta.

En 1862 Kelvin, realizando una serie de complejos cálculos determinó que la edad de la Tierra oscilaba en una banda entre 24 millones de años y 400 millones de años. Estos cálculos se llevaron a cabo aplicando el principio de la conservación de la energía, al cual añadió tres hipótesis: (i) que la Tierra es un cuerpo rígido, (ii) que es un cuerpo homogéneo y (iii) que no existe ninguna otra fuente de energía que proporcione calor.

Durante muchos años Kelvin defendió su postura, incluso en los momentos en los que ésta empezó a ser insostenible. La tercera hipótesis que llevó a elaborar su teoría no era correcta. En sus cálculos no se incluyó el efecto de calentamiento por decaimiento radioactivos, ya que se desconocía el fenómeno en aquella época. El descubrimiento de la radiactividad, Henri Becquerel ofreció la pista definitiva, permitiendo que Ernest Rutherford, utilizando el método de lord Kelvin, pero ya basado en premisas adecuadas, descubriera que el mundo era mucho más “viejo”.

Los primeros indicios acerca de la radiactividad no fueron aceptados por Kelvin, hasta el punto que nombró a Roentgen (descubridor de los rayos X) un estafador. (Kelvin: “Los rayos del señor Roentgen se van a descubrir como fraude”).

En 1904, Rutherford fue invitado a dar una conferencia sobre las nuevas revelaciones ante una distinguida audiencia entre la que se encontraba el formidable Lord Kelvin que contaba entonces con ochenta años. Rutherford tenía mucho respeto por Kelvin. Su presencia le provocaba cierta inquietud. Según sus propias palabras, manejó aquella delicada situación de la siguiente manera:

Para mi alivio, Kelvin se quedó dormido, pero cuando llegué al punto importante vi incorporarse al viejo zorro, abrir un ojo y echarme una mirada siniestra. Entonces tuve una súbita inspiración y dije:
– Lord Kelvin había puesto un límite a la edad de la Tierra, siempre que no se descubriera ninguna nueva fuente de calor. Esa profética observación alude a lo que estamos considerando esta noche, la radiactividad.
– El viejo me sonrió.

Todavía dos años más tarde, Kelvin expresó dudas acerca de que la radiactividad pudiera realmente explicar la energía extra. Otro gran físico, Lord Rayleigh, invitó a Kelvin a aceptar una apuesta de cinco chelines a que antes que hubieran pasado seis meses declararía que Rutherford estaba en lo cierto. Antes de ese tiempo, Kelvin reconoció su pérdida, la confesó en público ante la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia y pagó sus cinco chelines. Aquí Kelvin demostró la grandeza que los gigantes de la ciencia poseen.

Referencias:

– Kelvin, W.T. (1895) On the age of the Earth. Nature. 51: 438-440.
– Egland, P., Molnar, P., and Ritcher, F. (2007) John Perry´s neglected critique of Kelvin´s age for the Earth: a missed opportunity in geodynamics. GSA Today. 17. doi: 10.1130/GSAT01701A.1.
– Richter, E.M. (1986) Kelvin and the age of the earth. Journal of Geology 94:395-401.

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Comentarios

1. pauloarieu - marzo 16, 2009

Hola.
tremendo articulo,che!!!
Que tremenda esta teoria. Increible, como investigaron y dedujeron la antiguedad de la tierra.
Que dolor de prostata para los CTJ,.
Saludos

2. pauloarieu - marzo 16, 2009

Manuel, al final de este articulo, deberias sugerirle a los lectores CTJ algun urologo, por si les agarra dolor en la prostata luego de leer tu articulo, y ademas, suscribirte a un seguro contra todo riesgo por las posibles demandas que puedan surgir de la lectura, si les pasa algo malo a tus lectores no te demanden por ser un articulo nocivo,no apto para cardiacos.!!!!

Saludos


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