Historia de las geociencias, geología, minería y paleontología

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Determinación del tiempo geológico

*1) Handbuch d. theoret. Physik. Bd. I. 2. Teil, S. 441.

* 2) R. J. STRUTT, On the distribution of radium in the earth’s crust and on the earth’s internal heat. Proc. Roy. Soc. A. 77, 1906 ; 78, 1907. — F. v. WOLFF, Z. d. d. geol. Ges. 1908, S. 440 ff. — KÖNIGSBERGER, Phys. Zeitschr. VII, 290, 1906. — Vgl. auch J. JOLY, Radioactivity and geology, London 1907, und G. F. BECKER, Relations of radioact. to cosmogeny and geology. Bull., geol. soc. Amer. .l9, 113, 1908.

*3) Transact. roy. soc. Edinburgh 1862. — Vgl. auch Derselbe, The age of the earth as an abode fitted for life. Transact. Victoria Inst. 1897. Vgl. auch THOMSON U. TAIT, „Natural Philosophy“ p. II, 468.

*4 ) JOH. KÖNIGSBERGER, Berechnung des Erdalters auf physikalischer Grundlage. Geol. Rundschau I, 241, 1910.

*5) Qu. Joum. geol. soc. Lond. 65, p. CXII, 1909.

*6) The age of the earth. Smithson. misc. collect. 56, 6, 1910.

*7) Vierteljahrsschr. d. naturf. Ges. Zürich, Bd. XXXIX, 1894.

8*) Die Alpen im Eiszeitalter III, S. 1169, 1909.

9*) Geolog. Förening. Förhandl. 30, 457, 1909. — Vgl. auch L. v. POST, En exakt geologisk tideräkning. Popul. naturvetensk. revy I, 11, 1911.

10* ) Siehe, KÖNIGSBERGER, Geol. Rundschau I, 245, 1910.

11* ) Proceed. Roy. Soc. (A.) 84, 379, 1910. — Helium findet sich fast in allen irdischen Mineralstoffen und tritt, wo sein Gehalt besonders hoch ist, in Begleitung von Thorium auf, aus dem es durch radioaktive Vorgänge entstanden ist. 

Foto/Scan - digitalmente renovado: (W.Griem, 2019); Kayser, E. (1912) - Correlación entre regresión del hielo en escandinavia y la formación de Varvas. Figura 17 página 63; dimensiones originales: 13 cm por 5 cm.
Original en alemán: Fig. 17. Schematische Darstellung des ruckweisen jährlichen Rückzuges des letzten skandinavischen Landeises und der Bildung der tonigen „Jahresschichten“ an seinem Rande. Nach DE GEER. A, B, C stellen 3 aufeinanderfolgende Winterlagen des Eises dar, a, b, c 3 nacheinander entstandene Jahresschichten.

KAYSER, E. (1912): Lehrbuch der Geologie. - Allgemeine Geologie; 4.edición, con 881 páginas; 611 figuras; editorial Ferdinand Enke, Stuttgart; Alemania.
[Colección W. Griem]

Figura escañada con HP-Scanjet G3110; 600dpi (2017). Figura digitalmente modificada (Corel Photo Paint): Especialmente nitidez, tamaño, tonalidades y limpieza general. La orientación de la figura corresponde al original.

Cuadro Informativo
Kayser (1912) publicó los métodos posibles en determinación de edades geológicas.  Describe a los métodos tradicionales con una cierta critica. En 1912 se iniciaron métodos basados a la radioactividad de algunos elementos. Los datos nuevos no tenían ninguna relación a los datos antes pensados. Hay que mencionar que la mayoría de los científicos tenían la conciencia que los datos antiguos por enfriamiento o salinidad de los océanos tenían poca validez. El método de He - U cambio en forma drástica a los tiempos geológicos.

Métodos tradicionales:
a) Velocidad del enfriamiento de la tierra [100 millones de años, edad de la tierra]
b) Salinidad de los océanos [50 - 150 millones de años edad de la tierra]
c) Varvas o estratos anuales
d) Retroceso de las cascadas, Niagara
e) Re-calculo de la taza de sedimentación en sistemas de un delta

Método moderno:
a) Uranio - Helio descomposición

Texto Original de Kayser p. 61 - 64; traducido del alemán

2. Determinación del tiempo geológico

Las fuertes diferencias en el gradiente geotérmico terrestre - ya mencionado más arriba, detectado recientemente por algunos científicos llegó a la hipótesis que el contenido histórico de energía de la tierra no es la única fuente de la energía térmica de la tierra. Además después del descubrimiento del elemento radioactivo radio, con su descomposición y la liberación de gigantes cantidades de energía térmica por ese proceso, era bien lógico buscar las causas del calor térmico de la tierra en los procesos radioactivos.

Está idea era aun más interesante de acuerdo que los elementos radioactivos no solamente se encuentran en la roca, en rocas eruptivas de altas cantidades de SiO2 y de bajas contenidos de SiO2, en rocas sedimentarias y hasta en el agua (especial en la manantiales termales. Además se encuentran en el aire. Todavía no se sabe de la distribución de estos componentes radioactivos, según Strutt et al. los elementos no muestran una distribución homogénea en la tierra, ellos apuntan a una acumulación en la corteza terrestre, y el núcleo de la tierra será libre de radio y por ende no será suficiente para producir un calentamiento tan fuerte a la tierra.  Pero, toda manera, sin duda alguna está clara que los procesos de radioactividad frenaron en cierta manera a los procesos de enfriamiento, en la tierra, en el sol y todos los cuerpos del universo. Si en un momento W. Thomson (Lord Kelvin) el edad de la tierra estimó a 100 millones de años, por medio del tiempo de enfriamiento, indicando un inicio de temperatura de 3.900°C, así los físicos están completamente convencidos que este valor de 100 millones de años es demasiado bajo.


Determinación de tiempos geológicos

La recién mencionada forma en determinar la edad de la tierra por Lord Kelvin a base del tiempo de enfriamiento se repitió varias veces por ejemplo de 0. FISHER, G. H. DARWIN, CL. KING, G. F. BECKER entre otros. Pero se indicó que la radioactividad y su producción de inmensas cantidades de energía en forma de calor,  seguramente frena el proceso de enfriamiento en forma considerable *4). La estimación de estas edades debería ser considerada muy cuestionable.

No mejor se ve la idea de J. Joly, la estimación de la edad de la tierra por la cantidad de sales en los océanos. Joly calculó de esté forma en el principio 80 - 90 millones de años, más tarde llegó a 100 millones de años; W. J. SOLLAS *5) 80 - 150 millones de años, F. Becker *6) 50 - 70 millones de años. La propuesta, que los océanos en su comienzo eran libres de sal y toda la sal llegó por procesos de meteorización y transporte de rocas de la tierra firme  o de exhalaciones volcánicas, eso es absolutamente hipotético y no tiene base científico.

También la idea de estimar la duración de procesos geológicos no producieron ningún resultado válido.

En la mayoría de trata de procesos geológicos muy recientes. Así lo trataron estimar la demora de la acumulación de sedimentos en el sector del delta del Mississippi y del Nilo. En América del Norte se trato estimar el tiempo del retroceso de la cascada de Niagara y estimar su edad total, es decir el tiempo desde su inicio que debería coincidir con el termino de la ultima época glacial. LYELL estimó en su tiempo alrededor de 70.000 años, WARD y GUILBERT en tiempos mas recientes llegaron a solamente 7000 años. Para el sector de los Alpes A. Heim estimo por sedimentación de fangos en el Lago Suizo Vierwaldstätten un tiempo entre 10.000 a 50.000 años, con preferencia a 16.000 años. En forma equivalente estimó A. PENCK a base del espesor de depósitos aluviales y la taza de erosión él periodo post-glacial del Würm a 20.000 años, la época glacial en su totalidad a varios 100.000 años.

También en Escandinavia se trato estimar por medio de la taza del alzamiento de la Región y las diferentes líneas costeras y sus diferentes alturas la duración de la época post-glacial. Muy interesante es el proyecto de una estimación a base de finas estratificaciones pertenecientes a la época final de la glaciación (Era Yoldia) en los estratos de arcillas del mar de hielo en las llanuras de Suecia. Según el geólogo sueco DE GEER *9) estos depósitos representan un resultado de la retracción de la masa del hielo hacia al norte, y representan depósitos fluviales subglaciales y según DE GEER cada estrato fino representa un año, especialmente la parte de verano [hoy conocido como Varva]. Como cada año se formo una capa, además la ubicación en general se cambió hacia al norte se formo una situación parecida a las como se ponen las tejas de un techo, las capas anuales se sobreponen hacia tendencia al norte (véase Fig. 17). Es decir los estratos más antiguas están en el sur de Suecia, los estratos mas jóvenes se encuentra más hacia al norte. La cantidad de las capas (como son anuales) se puede calcular el tiempo real del proceso, más encima la capa mas antigua muestra una fauna y flora netamente árctica, las capas mas jóvenes muestran un clima mucho más cálido. DE GEER calculó que el conjunto de toda la secuencia, todo los estratos llega a 12.000 años para que el hielo interior se derritió completamente.

Puede ser que este método también tiene algunos errores como cambios sedimentológicos, cambios en el proceso del derretimiento del hielo o estancamientos por ejemplo, pero el principio de esté calculo se ve muy correcto, y por ende el valor bien asegurado, mejor por lo menos en comparación de otros cálculos anteriores.

Igualmente para épocas más antiguas se realizó calculo parecidos. Así CH. WALCOTT calculó los estratos post-algónquicos a 27 millones de años, del algónquico mismo a 17, 5 Millones de años y GEIKIE calculó el conjunto de todos las formaciones sedimentarias a 100 millones de años. SOLLAS interpretó para el mismo tiempo en 1900 solamente 26%, 1909 lo aumentó a 34 - 80 millones de años. Todas las estimaciones están muy limitadas y generalmente tienen su base en la idea que los procesos geológicos como denudación, sedimentación o movimientos tectónicos, mantienen su ritmo y su intensidad durante varios periodos, eso no es demostrado y no muy probable sin duda alguna.

Una forma nueva, muy interesante y muy prometedor en conseguir edades de las rocas inició un poco tiempo atrás STRUTT *10). En interpretación del descubrimiento de RUTHERFORD, que la formación de 1 cm3 de Helio y Oxido de Uranio demora 11 millones de años y por ende se puede calcular la edad de un mineral por las cantidades de Helio, STRUTT calculó una sería de rocas y minerales y publicó algunos muy interesantes resultados *11):


Los resultados en particular:

Rocas: Edades

Sanidinita del Vesubio, post-terciario; 100.000 años
Lava post-terciarios de Mayer, sector Laach (Alemania): 1 millón de años
Siderita, esférica, post-terciario del Rin: 8,4 millones de años
Hematita del eoceno, Escocia: 31 millones de años
Hematita del carbonífero, Inglaterra - Forest Dean: 150 millones de años
Granito ?Devónico inferior, Ural: 200 millones de años
Diferentes roca arcaicas: 200 - 600 millones de años