DATAZIONE - parte 1

Parte A
Sviluppo di metodi relativi e assoluti

PREMESSA

Nell'esporre il materiale di questa pagina abbiamo voluto tenere soprattutto in considerazione le difficoltà e le complessità che comportano i sistemi di datazione nel suo insieme. Non vogliamo perciò negare la validità di molte date accertate su reperti posteriori al Diluvio. Ma neghiamo la possibilità che le date anteriori al Diluvio possano risultare degne di fiducia. Lo facciamo presentando prove inequivocabili.

 

TRATTAZIONE

"Fossile dell’uomo di Pechino portato alla luce in Cina: ha mezzo milione d’anni"

Leggete ogni tanto titoli del genere? Forse vi chiedete come fanno a sapere che il fossile ha mezzo milione d’anni.Per stimare l’età dei fossili gli scienziati usano diversi metodi.

La cronologia biblica indica che dalla creazione dell’uomo a oggi sono trascorsi circa 6.000 anni. Come mai, allora, spesso si legge di età molto più antiche attribuite a fossili di tipo umano? Una rivista scientifica ha parlato di ricerche indicanti che "le età calcolate in base al decadimento radioattivo potrebbero essere errate non solo di qualche anno, ma di ordini di grandezza". E ha detto: "L’uomo, anziché essere sulla terra da tre milioni e 600 mila anni, forse esiste solo da poche migliaia di anni". Si tenga presente che le testimonianze veramente attendibili dell’attività dell’uomo sulla terra non sono espresse in milioni di anni, ma in migliaia di anni. Ad esempio, nel libro Il destino della Terra si legge: "Soltanto sei o settemila anni fa . . . è nata la civiltà, che ci ha permesso di edificare un mondo comune".

La storia dell’uomo: gli ultimi due milioni di anni afferma: "Nel vecchio mondo, la maggior parte delle iniziative che condussero alla rivoluzione agricola fu presa tra il 10000 e il 5000 a.C.". Dice pure: "Soltanto negli ultimi 5.000 anni l’uomo ha lasciato testimonianze scritte della sua esistenza". Il fatto che la documentazione fossile attesti l’improvvisa comparsa dell’uomo moderno sulla terra, e che le testimonianze storiche attendibili siano per ammissione recenti, è in armonia con la cronologia biblica relativa alla vita umana sulla terra. Lo scrittore inglese Malcolm Muggeridge parlò della mancanza di prove a sostegno dell’evoluzione. Osservò che si moltiplicavano le congetture, e disse: "In paragone, il racconto di Genesi sembra piuttosto serio, e come minimo ha il pregio di corrispondere a ciò che effettivamente conosciamo sugli esseri umani e sul loro comportamento". Aggiunse che le infondate attribuzioni di milioni di anni all’evoluzione dell’uomo "e i repentini salti da un cranio all’altro non possono che apparire del tutto fantasiosi a chiunque non sia succube del mito [evoluzionistico]".

Occorre comunque tener presente che secondo gli scienziati la terra ha un’età molto maggiore di quella dell’uomo. Questa opinione non contrasta con la Bibbia.

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Metodi di datazione

 

Metodi utilizzati in geologia per assegnare un'età alle rocce e ai minerali e, così facendo, definire la cronologia della Terra. Le tracce di tutti gli eventi del passato geologico, come il sollevamento di catene montuose, l'apertura e chiusura di oceani, le trasgressioni marine sui continenti e i cambiamenti climatici, sono conservate negli strati della crosta terrestre.

 

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Sviluppo di metodi relativi e assoluti

 

Con i metodi di cui potevano disporre, i geologi del XIX secolo furono in grado di realizzare solo una scala di tempi relativi (in cui i fenomeni studiati erano descritti come anteriori o posteriori rispetto ad altri); cosicché la vera età della Terra e la durata in milioni di anni delle unità della sua scala temporale rimasero sconosciute fino agli inizi del XX secolo. Dopo la scoperta della radioattività vennero sviluppati metodi di datazione radiometrica, che furono utilizzati per tarare la scala relativa dei tempi geologici e definire quindi una scala assoluta.

La scala relativa era stata definita principalmente applicando principi della stratigrafia, ad esempio la legge della sovrapposizione secondo cui, in una successione indisturbata di strati, gli strati più antichi risultano più profondi di quelli più giovani.

In base al loro contenuto di fossili, furono correlati strati rocciosi di diverse località; al crescere delle correlazioni accertate, i geologi definirono grandi raggruppamenti di strati, in base ai quali venne definita la suddivisione in vasti blocchi dei tempi geologici. La storia della Terra è stata così ripartita in grandi ere (Precambriano, Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico e Neozoico), a loro volta suddivise in periodi. Vedi anche Scala dei tempi geologici.

 

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Metodi di datazione assoluta

 

Sebbene sia stato lo sviluppo delle tecniche di datazione radiometrica a consentire la definizione della cronologia assoluta della Terra, esistono altri metodi, usati in applicazioni limitate. Se ne elencano di seguito alcuni.

Fra i metodi di datazione considerati "assoluti" vi sono la dendrocronologia, l'analisi delle varve, la datazione delle ossidiane, la termoluminescenza, la radiometria.

Vogliamo spendere ora qualche riga per un sistema di datazione largamente usato in questi ultimi decenni.

 

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La datazione radiometrica

 

Le tecniche radiometriche furono sviluppate poco dopo la scoperta della radioattività decadimento degli elementi instabili costituiscono "orologi" virtuali nelle rocce che compongono la crosta terrestre.

 

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Teoria di base

 

Gli elementi radioattivi, come l'uranio e il torio, decadono naturalmente in elementi diversi o in isotopi dello stesso elemento.

Il decadimento è accompagnato da emissione di radiazione o di particelle dal nucleo (raggi alfa, beta e gamma), da cattura di neutroni, o da espulsione di elettroni dai loro orbitali. Molti isotopi, ad esempio il carbonio 14, decadono in un atomo stabile con un solo passaggio, altri invece attraversano una complessa serie di decadimenti prima di giungere all'isotopo stabile che, durante il processo, continuerà ad accumularsi fin quando l'isotopo genitore non sarà completamente decaduto.

Un indice della radioattività di un elemento è il tempo di dimezzamento (o emivita), che rappresenta il tempo impiegato perché si riduca a metà la sua attività caratteristica di decadimento; esso varia, a seconda dell'elemento, da pochi microsecondi a miliardi di anni. Alla fine di un periodo corrispondente al tempo di dimezzamento, metà della quantità iniziale dell'elemento radioattivo risulta decaduta; dopo un altro periodo uguale, rimane metà della metà della quantità iniziale, e così via. Ogni elemento radioattivo ha un proprio tempo di dimezzamento: ad esempio, per il radiocarbonio esso è di 5730 anni mentre per l'uranio 238 è di 4,5 miliardi di anni.

Le tecniche di datazione radiometrica si basano sull'analisi di serie radioattive con tassi costanti di decadimento isotopico. Infatti, se la quantità di un elemento radioattivo presente in un minerale decade con tasso costante, è possibile risalire al tempo trascorso dalla formazione del minerale stesso misurando la quantità dell'isotopo prodotto dal decadimento. La serie di decadimento funge pertanto da "orologio geologico".

 

 

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LE TECNICHE DI DATAZIONE RADIOMETRICHE

Il metodo del radiocarbonio: questa tecnica, sviluppata nel 1947 dal chimico statunitense Willard Libby e dai suoi colleghi dell'Università di Chicago, è spesso utile per risolvere problemi cronologici in archeologia, antropologia, oceanografia, pedologia, climatologia e geologia recente.

Attraverso l'attività metabolica, il livello di carbonio 14 in un organismo vivente si mantiene pari a quello presente nell'atmosfera o nelle parti dinamiche della Terra, come l'oceano. Dopo la morte dell'organismo, il carbonio 14 comincia a decadere con tasso di decadimento noto, senza che sia possibile una reintegrazione di carbonio dall'atmosfera. Una misura del livello di carbonio consente quindi un calcolo dell'età dei resti; tuttavia il rapido decadimento del carbonio fa sì che l'applicazione di questo metodo sia limitata alla datazione di oggetti di circa 50.000 anni, benché con tecniche moderne e sofisticate sia a volte possibile estendere l'intervallo di tempo a circa 70.000 anni; l'incertezza aumenta tuttavia con l'età del campione.

Nel 1962 il tempo di dimezzamento del radiocarbonio è stato ridefinito da 5570 ± 30 anni a 5730 ± 40 anni, cosicché alcune date determinate in precedenza necessitano di correzione; inoltre, per tener conto della radioattività recentemente introdotta nell'atmosfera, le date al radiocarbonio vengono calcolate con riferimento all'anno 1950. Tra i fattori di incertezza che possono portare a errori nella definizione di una scala temporale, il problema più serio consiste nella contaminazione successiva di un campione, che può essere causata da percolazione di acque, da incorporazione di carbonio più giovane o più antico, e dalla contaminazione sul campo o in laboratorio causata dagli stessi ricercatori.

Il metodo del piombo: si basa sul decadimento dell’uranio in piombo. Il decadimento radioattivo segue rigorosamente una legge di probabilità statistica. La quantità di uranio che decade in una unità di tempo è sempre proporzionale alla quantità rimasta.

Racemizzazione degli amminoacidi: composti del carbonio aventi quattro diversi gruppi di atomi legati a un atomo centrale di carbonio. La curva di decadimento è simile a quella di un elemento radioattivo. Ciascun amminoacido ha la propria caratteristica velocità di decadimento proprio come l’uranio decade più lentamente del potassio. Si noti però questa importante differenza: le velocità di decadimento radioattivo non risentono della temperatura, mentre la racemizzazione, essendo una reazione chimica, dipende in misura notevole dalla temperatura.

Il metodo potassio-argo: il potassio è diffuso nella crosta terrestre. Il decadimento del potassio 40 in argo è ampiamente usato per la datazione di rocce. È un costituente di molti minerali presenti nelle rocce più comuni, sia ignee che sedimentarie. Il potassio non deve contenere argo quando si avvia l’"orologio", ossia quando si forma il minerale. E il sistema deve rimanere sigillato per tutto quel tempo, non lasciando fuoriuscire o entrare né potassio né argo. La fuga di argo costituisce un problema se la roccia è stata esposta a temperature superiori a 125 °C: in questo caso l'età determinata indicherà l'ultimo episodio di riscaldamento subito dalla roccia, e non il tempo trascorso dalla formazione.

Il metodo rubidio-stronzio: "orologio" radioattivo per la datazione dei minerali e usato per datare antiche rocce terrestri ignee e metamorfiche, e campioni di rocce lunari. Si basa sul decadimento del rubidio 87 in stronzio 87. Il rubidio decade a una velocità incredibilmente bassa. Il suo periodo di dimezzamento è di 50 miliardi di anni!È frequentemente usato per verificare l'esattezza delle datazioni potassio-argo, dato che lo stronzio, anche se esposto a temperature moderatamente alte, non tende a disperdersi come l'argo.

Bisogna precisare un fatto riguardo al metodo del rubidio: Il decadimento del rubidio è così incredibilmente lento che il suo periodo di dimezzamento non può essere misurato con accuratezza contando la radiazione beta del suo decadimento. Il periodo di dimezzamento è stato determinato paragonandolo con altri elementi di vita lunga. Perciò, in questo senso, non è un metodo completamente indipendente.

Metodi del torio 230: questi metodi vengono impiegati per datare sedimenti oceanici che risalgono a un intervallo di tempo compreso tra 300.000 e 700.000 anni fa. L'uranio presente nell'acqua di mare decade in torio 230 (detto anche ionio) che precipita nei sedimenti del fondo; dalla concentrazione di questo isotopo e dall'analisi dei prodotti del suo decadimento, è possibile risalire all'età del sedimento stesso.

Il metodo del piombo: possiamo illustrare questo metodo con il primo “orologio” radioattivo ideato, quello che si basa sul decadimento dell’uranio in piombo. Il decadimento radioattivo segue rigorosamente una legge di probabilità statistica. La quantità di uranio che decade in una unità di tempo è sempre proporzionale alla quantità rimasta. Il tempo che la metà dell’uranio impiega a decadere è detto periodo di dimezzamento. Metà della restante metà si disintegrerà nel successivo periodo di dimezzamento, e rimarrà un quarto della quantità originale. Dopo tre periodi di dimezzamento, ne rimarrà un ottavo, e così via. Il periodo di dimezzamento dell’uranio è di 4 miliardi e mezzo di anni.

Dato che l’uranio si trasforma in piombo, la quantità di piombo aumenta di continuo. La quantità accumulata fino a un qualsiasi dato tempo è indicata dalla curva tratteggiata. La curva del piombo è il complemento della curva dell’uranio, per cui il numero totale di atomi di piombo e di atomi di uranio è sempre lo stesso, uguale al numero con cui abbiamo cominciato.

Il metodo è perlopiù applicabile a rocce precambriane. Inoltre, un'età uranio-uranio (calcolata dal rapporto fra uranio 235 e uranio 238) può essere calcolata a partire dalla datazione uranio-torio-piombo.

Datazione attraverso le tracce di fissione: questo metodo studia le tracce lasciate, nei minerali o nei vetri, dal passaggio di particelle nucleari emesse dalla fissione spontanea di impurità di uranio 238. L'età in anni viene calcolata determinando il rapporto tra la densità di tracce di fissione spontanea e quella di tracce di fissione indotta. Questo metodo, particolarmente efficiente per miche, tectiti e meteoriti, è stato usato per datare il periodo compreso tra circa 40.000 anni fa e un milione di anni fa, un intervallo che non è coperto né dal metodo del radiocarbonio né da quello potassio-argo. Le rocce che abbiano subito forti riscaldamenti o che siano state esposte al bombardamento di raggi cosmici, tuttavia, possono fornire date non corrette.

 

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“OROLOGI” POCO AFFIDABILI

Da decenni, storici e paleontologi si affidano spesso alla datazione al radiocarbonio per stimare l’età dei fossili. Tuttavia, secondo la rivista Time, “si sa che queste stime, per quanto preziose, contengono anche un certo grado di incertezza”. La rivista aggiungeva che “è risaputo che il livello di carbonio 14 nell’aria, e pertanto la quantità assorbita dagli organismi, varia nel tempo, e questo può influenzare i risultati della datazione al radiocarbonio”. Dopo aver paragonato i risultati di una datazione fatta col metodo del carbonio 14 con quelli ottenuti con il metodo uranio-torio, un gruppo di geologi del Lamont-Doherty Geological Laboratory di Palisades (New York, USA) ha riscontrato che “le datazioni ottenute col radiocarbonio possono essere sbagliate di ben 3.500 anni, forse abbastanza da costringerci a rivedere le idee attuali su questioni importanti come l’esatto periodo in cui gli esseri umani misero per la prima volta piede nelle Americhe”.

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Da quando esiste l'uomo sulla terra?  

Quanto sono accurate le stime di miliardi di anni che i libri di scienze attribuiscono con tale autorità alla vita sulla terra? Forse non hanno una base così solida come il pubblico è stato indotto a credere. “Popular Science”, nel numero del novembre 1979, afferma che il fisico Robert Gentry del Columbia Union College del Maryland “crede che tutte le età calcolate in base al decadimento radioattivo potrebbero essere errate non solo di qualche anno, ma proprio di ordini di grandezza”. Quindi, secondo quanto sostiene Gentry, l’errore potrebbe essere di migliaia e migliaia d’anni.

Il fisico basa le sue conclusioni sul decadimento radioattivo di legno che si è quasi trasformato in carbone. In depositi “che si presume abbiano almeno decine di milioni d’anni”, dice, “il rapporto fra uranio 238 e piombo 206 dovrebbe essere basso”. Ma non lo è. Sulle conseguenze della sua ricerca egli osserva: “Mi rendo conto che è difficile da credere. Questo invaliderebbe completamente il principio su cui si basa il metodo di datazione radioattiva, cioè che i ritmi di decadimento siano rimasti sempre costanti, un’ipotesi non dimostrabile”.

“Popular Science” ne spiega l’ovvia conseguenza per quanto riguarda l’età dell’uomo: “L’uomo, anziché essere sulla terra da tre milioni e 600 mila anni, forse esiste solo da poche migliaia d’anni”. Questo concorda con la cronologia biblica, secondo cui l’età dell’uomo è di circa 6.000 anni.

 

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