A Idade da Terra

Visão geral

• Quão antiga é a Terra e como sabemos?
• Métodos de "datação" criacionistas comuns
• Críticas criacionistas comuns aos métodos de datação mainstream
• Leituras sugeridas adicionais
• Referências

Quão Velha É a Terra, e Como Sabemos?

A idade geralmente aceita para a Terra e o resto do sistema solar é de aproximadamente 4,55 bilhões de anos (mais ou menos cerca de 1%). Este valor é derivado de várias linhas diferentes de evidências.

Infelizmente, a idade não pode ser calculada diretamente a partir de material que provém exclusivamente da Terra. Existem evidências de que a energia resultante da acumulação da Terra causou que a superfície estivesse derretida. Além disso, os processos de erosão e reciclagem da crosta parecem ter destruído toda a superfície mais antiga.

As rochas mais antigas que foram encontradas até agora (na Terra) datam de aproximadamente 3,8 a 3,9 bilhões de anos atrás (por vários métodos de datação radiométrica). Algumas dessas rochas são sedimentares e incluem minerais que são eles próprios tão antigos quanto 4,1 a 4,2 bilhões de anos. Rochas dessa idade são relativamente raras, no entanto, rochas com pelo menos 3,5 bilhões de anos de idade foram encontradas na América do Norte, Groenlândia, Austrália, África e Ásia.

Embora esses valores não calculem uma idade para a Terra, eles estabelecem um limite inferior (a Terra deve ser pelo menos tão antiga quanto qualquer formação nela). Este limite inferior é pelo menos concordante com a figura independentemente derivada de 4,55 bilhões de anos para a idade real da Terra.

O meio mais direto para calcular a idade da Terra é uma idade isócrona Pb/Pb, derivada de amostras da Terra e de meteoritos. Isso envolve a medição de três isótopos de chumbo (Pb-206, Pb-207 e Pb-208 ou Pb-204). Constrói-se um gráfico de Pb-206/Pb-204 versus Pb-207/Pb-204.

Se o sistema solar se formou a partir de um reservatório comum de matéria, que estava uniformemente distribuído em termos de razões isotópicas de Pb, então os gráficos iniciais para todos os objetos desse reservatório de matéria cairiam em um único ponto.

Com o tempo, as quantidades de Pb-206 e Pb-207 mudarão em algumas amostras, pois esses isótopos são produtos finais do decaimento do urânio (o U-238 decai em Pb-206, e o U-235 decai em Pb-207). Isso faz com que os pontos de dados se separem entre si. Quanto maior a razão urânio-chumbo de uma rocha, mais os valores de Pb-206/Pb-204 e Pb-207/Pb-204 mudarão com o tempo.

Se a origem do sistema solar também estava uniformemente distribuída em relação às razões isotópicas do urânio, então os pontos de dados sempre cairão em uma única linha. E a partir da inclinação da linha podemos calcular a quantidade de tempo que se passou desde que o reservatório de matéria se separou em objetos individuais. Consulte o FAQ de Datação por Isocrono ou Faure (1986, capítulo 18) para detalhes técnicos.

Um criacionista da Terra jovem objetaria a todas as "suposições" listadas acima. No entanto, o teste para essas suposições é o gráfico dos dados em si. A suposição subjacente real é que, se esses requisitos não foram atendidos, não há motivo para os pontos de dados caírem em uma linha.

O gráfico resultante possui pontos de dados para cada um dos cinco meteoritos que contêm níveis variados de urânio, um único ponto de dados para todos os meteoritos que não o contêm, e um (círculo sólido) ponto de dados para sedimentos terrestres modernos. Ele se parece com isto:

Isócrono Pb-Pb de amostras terrestres e de meteoritos.
Após Murthy e Patterson (1962) e York e Farquhar (1972).
Digitalizado de Dalrymple (1986) com permissão.

A maioria das outras medições para a idade da Terra baseia-se no cálculo da idade do sistema solar através da datação de objetos que se espera que tenham se formado junto com os planetas, mas que não são geologicamente ativos (e, portanto, não podem apagar evidências de sua formação), como meteoritos. Abaixo segue uma tabela de idades radiométricas derivadas de grupos de meteoritos:

Como mostrado na tabela, há excelente concordância sobre cerca de 4,5 bilhões de anos, entre vários meteoritos e por vários métodos de datação diferentes. Note que os criacionistas da Terra jovem não podem acusar-nos de uso seletivo de dados – a tabela acima inclui uma fração significativa de todos os meteoritos nos quais a datação por isótopos foi tentada. De acordo com Dalrymple (1991, p. 286), menos de 100 meteoritos foram submetidos à datação por isótopos, e desses, cerca de 70 fornecem idades com erro analítico baixo.

Além disso, as determinações de idade mais antigas de meteoritos individuais geralmente fornecem idades concordantes por múltiplos meios radiométricos ou múltiplos testes em diferentes amostras. Por exemplo:

Também note que as idades dos meteoritos (tanto quando datadas principalmente por Rb-Sr em grupos, como por múltiplos meios individualmente) estão em acordo exato com a "idade modelo de chumbo do sistema solar" produzida anteriormente.

Comuns Métodos de "Datação" da Terra Jovem

Os criacionistas da Terra jovem possuem vários métodos que eles alegam fornecer "limites superiores" para a idade da Terra, muito inferiores à idade calculada acima (geralmente em milhares de anos). Aqueles que aparecem com mais frequência no talk.origins são reproduzidos abaixo:

1. Acúmulo de hélio na atmosfera
2. Decaimento do campo magnético da Terra
3. Acúmulo de poeira meteorítica na Lua
4. Acúmulo de metais nos oceanos

Observe que estes não são necessariamente os "melhores" ou mais difíceis de refutar argumentos da Terra jovem. No entanto, são bastante populares na literatura moderna de criação-"ciência" (apesar de não deverem ser!) e historicamente são os que mais foram postados para o talk.origins em comparação com qualquer outro.

1. Acumulação de hélio na atmosfera

O argumento da Terra jovem é mais ou menos o seguinte: o hélio-4 é criado por decaimento radioativo (partículas alfa são núcleos de hélio) e é constantemente adicionado à atmosfera. O hélio não é leve o suficiente para escapar da gravidade da Terra (ao contrário do hidrogênio), e portanto acumulará ao longo do tempo. O nível atual de hélio na atmosfera se acumularia em menos de duzentos mil anos, portanto a Terra é jovem. (Acredito que este argumento foi originalmente apresentado por Melvin Cook, um defensor da Terra jovem mórmon, em uma carta ao editor que foi publicada em Nature.)

Porém, o hélio pode e escapa da atmosfera, em taxas calculadas como quase idênticas às taxas de produção. Para obter uma idade jovem a partir de seus cálculos, os defensores da Terra jovem ignoram mecanismos pelos quais o hélio pode escapar. Por exemplo, Henry Morris diz:

"Não há nenhuma evidência de que o Hélio 4 escape, ou possa escapar, da exosfera em quantidades significativas." ( Morris 1974, p. 151 )

Mas Morris está errado. Certamente não se pode "inventar" um bom mecanismo de datação simplesmente ignorando processos que funcionam na direção oposta ao processo no qual a datação se baseia. Dalrymple diz:

"Banks e Holzer (12) demonstraram que o vento polar pode explicar uma fuga de (2 a 4) x 10⁶ íons/cm² /seg de ⁴He, o que é quase idêntico ao fluxo de produção estimado de (2,5 +/- 1,5) x 10⁶ átomos/cm²/seg. Cálculos para ³He levam a resultados semelhantes, ou seja, uma taxa virtualmente idêntica ao fluxo de produção estimado. Outro mecanismo de fuga possível é a interação direta do vento solar com a atmosfera superior durante os curtos períodos de menor intensidade do campo magnético enquanto o campo está invertendo. Sheldon e Kern (112) estimaram que 20 inversões do campo geomagnético nos últimos 3,5 milhões de anos teriam assegurado um equilíbrio entre a produção e a perda de hélio." ( Dalrymple 1984, p. 112 )

Referências de Dalrymple:

• (12) Banks, P. M. & T. E. Holzer. 1969. "Transporte de plasma em altas latitudes: o vento polar" em Journal of Geophysical Research 74, pp. 6317-6332.
• (112) Sheldon, W. R. & J. W. Kern. 1972. "Hélio atmosférico e inversões do campo geomagnético" em Journal of Geophysical Research 77, pp. 6194-6201.

Este argumento também aparece na seguinte literatura criacionista:

2. Decaimento do campo magnético da Terra

O argumento da Terra jovem: o componente dipolar do campo magnético diminuiu ligeiramente ao longo do tempo em que tem sido medido. Assumindo que a "teoria do dínamo", geralmente aceita para a existência do campo magnético da Terra, esteja errada, o mecanismo poderia ser em vez disso um campo inicialmente criado que tem perdido força desde o evento da criação. Um ajuste exponencial (assumindo uma meia-vida de 1400 anos em 130 anos de medições) resulta em um campo magnético impossibly alto mesmo há 8000 anos, portanto a Terra deve ser jovem. O principal proponente deste argumento foi Thomas Barnes.

Há várias coisas erradas neste mecanismo de "datação". É difícil apenas listar todas elas. As quatro principais são:

1. Embora não exista um modelo completo do geodinamo (certas propriedades-chave do núcleo são desconhecidas), existem pontos de partida razoáveis e não há motivos bons para rejeitar tal entidade de imediato. Se é possível que energia seja adicionada ao campo, então a extrapolação é inútil.
   
   
2. Existe evidência esmagadora de que o campo magnético se inverteu, tornando qualquer extrapolação unidirecional sobre a energia total inútil. Até mesmo alguns criacionistas da Terra jovem admitem isso hoje em dia — por exemplo, Humphreys (1988).
   
   
3. Muito da energia no campo é quase certamente nem mesmo visível externamente ao núcleo. Isso significa que a extrapolação repousa sobre a suposição de que as flutuações na porção observável do campo representam com precisão as flutuações em sua energia total.
   
4. A extrapolação de Barnes ignora completamente o componente não dipolar do campo. Mesmo que admitamos que é permitido ignorar porções do campo que estão internas ao núcleo, a extrapolação de Barnes também ignora porções do campo que são visíveis e, em vez disso, repousa sobre a extrapolação de uma entidade teórica.

Aquela última parte é mais importante do que pode parecer. O campo magnético da Terra é frequentemente dividido em dois componentes quando medido. O componente "dipolar" é a parte que aproxima-se de um campo teoricamente perfeito ao redor de um único ímã, e os componentes "não dipolares" são o restante ("caótico"). Um estudo na década de 1960 mostrou que a diminuição do componente dipolar desde o início do século havia sido quase completamente compensada por um aumento na intensidade dos componentes não dipolares do campo. (Em outras palavras, as medições mostram que o campo tem se afastado da forma que seria esperada para um ímã teórico ideal, mais do que a quantidade de energia que realmente tem mudado.) A extrapolação de Barnes, portanto, não se apoia realmente na mudança de energia do campo.

Para mais informações, consulte Dalrymple (1984, pp. 106-108) ou Strahler (1987, pp. 150-155) .

Este argumento também aparece na seguinte literatura criacionista:

3. Acúmulo de poeira meteorítica na Lua

A forma mais comum deste argumento da Terra jovem baseia-se numa única medição da taxa de influxo de poeira meteórica para a Terra, que deu um valor na ordem de milhões de toneladas por ano. Embora isto seja insignificante comparado aos processos de erosão na Terra (cerca de uma caixa de sapatos cheia de poeira por acre por ano), não existem tais processos na Lua. Os defensores da Terra jovem afirmam que a Lua deve receber uma quantidade semelhante de poeira (talvez 25% menos por unidade de área superficial devido à sua menor gravidade), e deveria haver uma camada muito espessa de poeira (cerca de cem pés de espessura) se a Lua tiver vários biliões de anos.

Morris diz, em relação à taxa de influxo de poeira:

"As melhores medições foram feitas por Hans Pettersson, que obteve o valor de 14 milhões de toneladas por ano¹."
Morris (1974, p. 152) [ênfase em itálico adicionada -CS]

Pettersson ficou no topo de uma montanha e coletou poeira ali com um dispositivo destinado a medir os níveis de smog. Ele mediu a quantidade de níquel coletada e publicou cálculos baseados na suposição de que todo o níquel que coletou era de origem meteórica. Essa suposição estava errada e fez com que seus números publicados fossem uma enorme superestimação.

O cálculo de Pettersson resultou em um valor de cerca de 15 milhões de toneladas por ano. No mesmo artigo, ele indicou que acreditava que esse valor fosse uma "generosa" superestimação, e disse que 5 milhões de toneladas por ano era um valor mais provável.

Várias medições de maior precisão estavam disponíveis de muitas fontes até o momento em que Morris escreveu Criacionismo Científico. Essas medições fornecem o valor (para a taxa de influxo à Terra) de cerca de 20.000 a 40.000 toneladas por ano. Medições múltiplas (assinatura química de sedimentos oceânicos, detectores de penetração por satélite, taxa de microcraterização de objetos deixados expostos na superfície lunar) concordam em aproximadamente o mesmo valor — quase três ordens de magnitude inferior ao valor que Morris escolheu utilizar.

Morris escolheu utilizar dados obsoletos com problemas conhecidos e chamá-los de "melhor" medição disponível. Com os valores adequados, a profundidade esperada do poeira meteórica na Lua é inferior a um pé.

Para mais informações, consulte Dalrymple (1984, pp. 108-111) ou Strahler (1987, pp. 143-144) .

Adendo: "pó solto" vs. "material meteorítico"

Algumas pessoas em talk.origins ocasionalmente espalham mais confusão ao discutir a espessura do "solo lunar" como se representasse a quantidade total de material meteorítico na superfície lunar. O solo lunar é uma camada muito fina (geralmente um polegada ou menos) de pó solto presente na superfície da Lua.

No entanto, o solo lunar não é o único material meteorítico na superfície lunar. O "solo" é meramente a porção do material pulverulento que é mantida solta por impactos de micrometeoritos. Abaixo dele está o regolito, que é uma mistura de fragmentos de rocha e material pulverulento compactado. O regolito tem em média cerca de cinco metros de profundidade nas maria lunares e dez metros nos terrenos altos lunares.

Além disso, as rochas lunares são desgastadas por vários processos (como impactos de micrometeoritos e radiação). Uma parte considerável do material pulverizado (mesmo a parte solta) não tem origem meteorítica.

Adendo: Criacionistas rejeitam o argumento da "poeira lunar"

Existe um recente artigo técnico criacionista sobre este tópico que admite que a profundidade do pó na Lua é concordante com a idade e a história mainstream do sistema solar. No Resumo, Snelling e Rush (1993) concluem com:

"Assim, parece que a quantidade de poeira meteórica e detritos de meteoritos no regolito lunar e na camada superficial de poeira, mesmo considerando o suposto bombardeio intenso inicial, não contradiz a escala de tempo de bilhões de anos dos evolucionistas (sem, contudo, prová-la). Infelizmente, as tentativas de respostas contrárias por parte dos criacionistas até agora falharam devido a argumentos espúrios ou cálculos incorretos. Portanto, até que novas evidências surjam, os criacionistas não devem continuar a usar a poeira na Lua como evidência contra uma idade antiga para a Lua e o sistema solar."

O artigo de Snelling e Rush também refuta o "mito" criacionista frequentemente postado sobre a expectativa de uma camada espessa de poeira durante a missão Apollo. A missão Apollo foi precedida por várias aterrissagens não tripuladas -- as séries soviéticas Luna (seis aterrissadores), americanas Ranger (cinco aterrissadores) e Surveyor (sete aterrissadores). As propriedades físicas da superfície lunar eram bem conhecidas anos antes que o homem pisasse nela.

Além disso, mesmo antes das aterrissagens não tripuladas mencionadas acima, Snelling e Rush documentam que não havia consenso claro na comunidade astronômica sobre a profundidade do poeira a esperar. Portanto, aqueles que fazem o argumento nem sequer têm a desculpa de que tal consenso existia antes das aterrissagens não tripuladas.

Embora os próprios criacionistas tenham refutado este argumento, (e as refutações da comunidade mainstream tenham surgido dez a vinte anos antes disso), o argumento da "poeira lunar" continua a ser propagado em sua literatura "popular" e continua a aparecer regularmente no talk.origins:

4. Acúmulo de metais nos oceanos

Em 1965, o Chemical Oceanography publicou uma lista de alguns "tempos de residência" de metais no oceano. Este cálculo foi realizado dividindo a quantidade de vários metais nos oceanos pela taxa na qual os rios trazem os metais para os oceanos.

Vários criacionistas reproduziram esta tabela de números, alegando que estes números forneciam "limites superiores" para a idade dos oceanos (e, portanto, da Terra), porque os números representavam a quantidade de tempo que seria necessária para que os oceanos "se enchessem" até o seu nível atual de vários metais, a partir de zero.

Primeiro, vamos examinar os resultados deste "método de datação". A maioria das obras criacionistas não produz todos os números, apenas aqueles cujos valores são "convenientes". A lista a seguir é mais completa:

Agora, vamos examinar criticamente este método como um método de determinar a idade da Terra.

• O método ignora mecanismos conhecidos que removem metais dos oceanos:
  
  
  • Muitos dos metais listados são, de fato, conhecidos por estarem em ou próximo do equilíbrio; isto é, as taxas de entrada e saída do oceano são as mesmas dentro da incerteza da medição. (Alguns aspectos da química do fundo do oceano não são bem compreendidos, o que infelizmente deixa uma incerteza bastante grande.) Não se pode derivar uma data de um processo onde o equilíbrio está dentro da faixa de incerteza -- ele poderia continuar para sempre sem alterar a concentração do oceano.
    
    
  • Até mesmo os metais que não são conhecidos por estarem em equilíbrio são conhecidos por estarem relativamente próximos dele. Já vi um cálculo similar sobre urânio, que falhou em notar que a incerteza na estimativa de efluxo é maior que sua distância do equilíbrio. Para calcular um limite superior verdadeiro, devemos calcular o limite superior máximo, usando todos os valores no extremo apropriado de sua incerteza de medição. Devemos realizar os cálculos na taxa de efluxo mais alta possível e na taxa de influxo mais baixa possível. Se o equilíbrio está ao alcance desses valores, não se pode derivar nenhum limite superior para a idade.
    
    
  • Além disso, mesmo que soubéssemos exatamente as taxas nas quais os metais são removidos dos oceanos, e mesmo que essas taxas não correspondam às taxas de influxo, esses números ainda estão errados. Provavelmente seria necessário resolver uma equação diferencial, e qualquer aproximação razoável deve "entrar" na taxa de efluxo. Qualquer criacionista que apresente esses valores como um "limite superior" ignorou completamente esse fator. Esses valores publicados são apenas "limites superiores" quando a taxa de efluxo é zero (o que é conhecido por ser falso para todos os metais). Qualquer efluxo diminui a taxa na qual os metais se acumulam, invalidando o alegado "limite."
  
  
  
• O método simplesmente não funciona. Ignorando os três problemas acima, os resultados estão espalhados aleatoriamente (cinco estão abaixo de 1.000 anos; cinco estão entre 1.000-9.999 anos; cinco estão entre 10.000-99.999 anos; seis estão entre 100.000-999.999 anos; e seis estão 1.000.000 de anos ou acima). Além disso, os únicos dois resultados que concordam são 350 anos, e o Alumínio dá 100 anos. Se isso for um método válido, então a idade da Terra deve ser menor que o menor "limite superior" na tabela. Ninguém no debate concordaria com uma Terra de 100 anos.
  
  
• Esses "métodos de datação" não datam realmente nada, o que impede confirmação independente. (Um "limite" de 19 milhões de anos [Sr] é uma "confirmação" de um "limite" de 42.000 anos [Hg]?) A confirmação independente é muito importante para métodos de datação -- cientistas geralmente não colocam muita confiança em uma data que é calculada apenas a partir de uma única medição.
  
  
• Esses métodos dependem da uniformidade de um processo que é quase certamente não uniforme. Não há razão para acreditar que as taxas de influxo tenham sido constantes ao longo do tempo. Há razão para esperar que, devido a uma quantidade relativamente grande de terra exposta, as taxas de erosão de hoje (e, portanto, de influxo) sejam maiores do que as taxas típicas do passado.
  
  
• Não há nenhum "controle" embutido nesses métodos. Não há como saber se o resultado calculado é bom ou não. Os melhores métodos usados por geólogos para realizar datações têm um controle embutido que identifica amostras indatáveis. A única maneira de um criacionista "saber" quais desses métodos produzem valores ruins é descartar os resultados que ele não gosta.

Pode-se perguntar por que autores criacionistas consideraram digno de publicação. No entanto, é bastante comum. Este argumento também aparece na seguinte literatura criacionista:

Conclusão

Obviamente, estes são um conjunto bastante popular de mecanismos de "datação"; aparecem frequentemente na literatura criacionista dos anos 1960 até ao final dos anos 1980 (e podem ser encontrados em muitos sites criacionistas até hoje). Aparecem no talk.origins mais frequentemente do que qualquer outro argumento de Terra jovem. Todos eles são construídos sobre uma distorção dos dados.

Um observador curioso e imparcial poderia perfeitamente recusar-se a ouvir os criacionistas até que eles "façam uma limpeza" e parem de empurrar esses argumentos. Se eu encontrasse o "Homem de Piltdown" em um texto moderno de biologia como evidência para a evolução humana, eu jogaria o livro fora. (Se eu aplicasse os mesmos padrões à coleção bastante grande de materiais criacionistas que possuo, nenhum deles permaneceria.)

Críticas Criacionistas Comuns aos Métodos de Datação Convencionais

A maioria das críticas criacionistas à datação radiométrica pode ser categorizada em alguns grupos. Estes incluem:

1. Referência a um caso onde o método dado não funcionou .
2. Alegações de que as premissas de um método podem ser violadas :
   1. Constância das taxas de decaimento radioativo .
   2. É provável que ocorra contaminação .

1. Referência a um caso onde o método dado não funcionou

Esta é talvez a objeção mais comum de todas. Os criacionistas apontam para casos em que um determinado método produziu um resultado claramente errado e, em seguida, argumentam que, portanto, todas essas datas podem ser ignoradas. Tal argumento falha em dois aspectos:

• Primeiro, o fato de um método falhar em uma determinada ocasião não implica que ele nunca funcione. A questão não é se existem objetos "indatáveis", mas sim se todos os objetos não podem ser datados por um determinado método. O fato de um relógio de pulso ter falhado em manter o tempo corretamente não pode ser usado como justificativa para descartar todos os relógios.

  Quantos criacionistas veriam a mesma hora em cinco relógios diferentes e depois se sentiriam livres para ignorá-la? No entanto, quando cinco métodos de datação radiométrica concordam sobre a idade de uma das formações rochosas mais antigas da Terra ( Dalrymple 1986, p. 44 ), isso é descartado sem qualquer reflexão.

• Segundo, esses argumentos falham em abordar o fato de que a datação radiométrica produz resultados em conformidade com as expectativas "evolucionárias" em cerca de 95% das vezes (Dalrymple 1992, correspondência pessoal). A alegação de que os métodos produzem resultados ruins essencialmente ao acaso não explica por que esses "resultados ruins" são tão consistentemente em conformidade com a ciência mainstream.

2. Alegações de que as premissas de um método podem ser violadas

Certos requisitos estão envolvidos em todos os métodos de datação radiométrica. Estes geralmente incluem a constância da taxa de decaimento e a ausência de contaminação (ganho ou perda de isótopo pai ou filho). Criacionistas frequentemente atacam esses requisitos como "suposições injustificadas", embora, na maioria dos casos, não sejam nem "injustificadas" nem "suposições".

2.1 Constância das taxas de decaimento radioativo.

As taxas de decaimento radiométrico (as relevantes para a datação radiométrica) são consideradas baseadas em propriedades bastante fundamentais da matéria, como a probabilidade por unidade de tempo de que uma partícula específica possa "tunelar" para fora do núcleo do átomo. O núcleo está bem isolado e, portanto, é relativamente imune a efeitos de maior escala, como pressão ou temperatura.

Nenhuma mudança significativa nas taxas de decaimento radiométrico de isótopos relevantes para a datação geológica foi observada sob quaisquer condições. Emery (1972) é uma revisão abrangente dos resultados experimentais e dos limites teóricos sobre a variação das taxas de decaimento. Observe que as maiores mudanças relatadas por Emery são ambas irrelevantes (não envolvem isótopos ou modos de decaimento utilizados nesta FAQ) e insignificantes (a taxa de decaimento mudou na ordem de 1%) em comparação com a mudança necessária para comprimir a idade aparente da Terra na escala de tempo dos criacionistas da Terra jovem.

Uma breve digressão sobre os mecanismos de decaimento radioativo, retirada do artigo USEnet <CK47LK.E2J@ucdavis.edu> de Steve Carlip (posteriormente editado em resposta ao pedido de Steve):

No caso de decaimento alfa, [...] o mecanismo subjacente simples é o tunelamento quântico através de uma barreira de potencial. Você encontrará uma explicação simples em qualquer livro-texto de mecânica quântica elementar; por exemplo, o Princípios de Mecânica Quântica de Ohanion tem um bom exemplo de decaimento alfa na página 89. O fato de que o processo é probabilístico e a dependência exponencial com o tempo são consequências diretas da mecânica quântica. (A dependência temporal é um caso da "regra de ouro de Fermi" --- veja, por exemplo, a página 292 de Ohanion.)

Uma computação exata das taxas de decaimento é, é claro, muito mais complicada, pois requer uma compreensão detalhada da forma da barreira de potencial. Em princípio, isso é computável a partir da cromodinâmica quântica, mas na prática a computação é muito complexa demais para ser feita no futuro próximo. No entanto, existem aproximações confiáveis disponíveis, e além disso, a forma do potencial pode ser medida experimentalmente.

Para o decaimento beta, a teoria fundamental subjacente é diferente; começa-se com a teoria eletrofraca (pela qual Glashow, Weinberg e Salam ganharam o Prêmio Nobel) em vez da cromodinâmica quântica.

Como descrito acima, o processo de decaimento radioativo baseia-se em propriedades bastante fundamentais da matéria. Para explicar idades isotópicas antigas em uma Terra jovem por meio de um decaimento acelerado, seria necessário um aumento de seis a dez ordens de grandeza nas taxas de decaimento (dependendo se a aceleração foi distribuída por todo o período pré-Enchente ou realizada inteiramente durante a Enchente).

Uma mudança tão grande nas propriedades fundamentais teria diversos efeitos perceptíveis em processos além do decaimento radioativo (retirado de <16381@ucdavis.ucdavis.edu> por Steve Carlip):

Portanto, houve muito trabalho criativo sobre como procurar evidências de tais mudanças.

Um bom (técnico) resumo é fornecido por Sisterna e Vucetich (1991). Entre os fenômenos que eles examinam estão:

• buscas por mudanças no raio de Mercúrio, da Lua e de Marte (estas mudariam devido a alterações na intensidade das interações dentro dos materiais de que são formados);
• buscas por mudanças de longo prazo ("seculares") nas órbitas da Lua e da Terra — medidas observando fenômenos tão diversos quanto eclipses solares antigos e padrões de crescimento de corais;
• dados de alcance para a distância da Terra a Marte, usando a espaçonave Viking;
• dados sobre o movimento orbital de um pulsar binário PSR 1913+16;
• observações de isótopos de longa duração que decaem por decaimento beta (Re 187, K 40, Rb 87) e comparações com isótopos que decaem por mecanismos diferentes;
• o reator nuclear natural de Oklo (mencionado em outra postagem);
• buscas experimentais por diferenças na atração gravitacional entre diferentes elementos (experimentos do tipo Eötös);
• linhas de absorção de quasares (estrutura fina e desdobramentos hiperfinos);
• buscas em laboratório por mudanças na diferença de massa entre o méson K0 e sua antipartícula.

Embora não seja óbvio, cada uma dessas observações é sensível a mudanças nas constantes físicas que controlam o decaimento radioativo. Por exemplo, uma mudança na intensidade das interações fracas (que governam o decaimento beta) teria efeitos diferentes na energia de ligação e, portanto, na atração gravitacional, de diferentes elementos. Da mesma forma, tais mudanças na energia de ligação afetariam o movimento orbital, enquanto (mais diretamente) mudanças nas intensidades de interação afetariam os espectros que observamos em estrelas distantes.

As observações são uma mistura de testes laboratoriais muito sensíveis, que não vão muito longe no tempo, mas são capazes de detectar mudanças extremamente pequenas, e observações astronômicas, que são um pouco menos precisas, mas que olham para o passado. (Lembre-se de que os processos que observamos em uma estrela a um milhão de anos-luz de distância estão nos contando sobre a física de um milhão de anos atrás.) Embora qualquer observação individual esteja sujeita a debates sobre metodologia, os resultados combinados de um número tão grande de testes independentes são difíceis de contestar.

O resultado geral é que ninguém encontrou evidências de mudanças nas constantes fundamentais, com uma precisão de cerca de uma parte em 10¹¹ por ano.

Para resumir: tanto as evidências experimentais quanto as considerações teóricas excluem mudanças significativas nas taxas de decaimento radioativo. Os limites estabelecidos estão entre dez e vinte ordens de grandeza abaixo das mudanças que seriam necessárias para acomodar a idade aparente da Terra dentro da escala de tempo da Terra jovem (por meio de decaimento acelerado).

2.2 Pode ter ocorrido contaminação.

Isso é abordado com o maior detalhe no FAQ de Datação por Isocrono, pois todos os métodos discutidos na parte "idade da Terra" deste FAQ são métodos de isocrono (ou equivalentes), que possuem um controle embutido que detecta a maioria das formas de contaminação.

É verdade que alguns métodos de datação (por exemplo, K-Ar e carbono-14) não possuem um controle interno para contaminação, e se houver contaminação, esses métodos produzirão uma idade sem sentido. Por essa razão, os resultados de tais métodos de datação não são tratados com tanta confiança.

Além disso, de forma semelhante ao item (1) acima, apelos à contaminação não tratam o fato de que os resultados da datação radiométrica estão quase sempre em acordo com as expectativas de uma Terra antiga. Se os métodos estivessem produzindo resultados completamente "desregulados" essencialmente ao acaso, não seria esperado tal padrão de resultados concordantes.

Leituras Sugeridas Adicionais

Uma excelente e detalhada exposição dos meios pelos quais a idade da Terra é conhecida, bem como a história das tentativas de estimar esse valor, é apresentada em Dalrymple (1991). Este livro é obrigatório para qualquer pessoa que deseje criticar os métodos convencionais para datar a Terra. Uma revisão deste livro na revista de criacionismo da Terra jovem Origins ( Brown 1992 ) inclui o seguinte texto:

"Dalrymple faz um bom caso para uma idade de cerca de 4,5 bilhões de anos para o material do qual a Terra, a Lua e os meteoritos são compostos. [...] Seu tratamento em A Idade da Terra tornou muito mais difícil explicar plausivelmente os dados de datação radiométrica com base na criação de todo o Sistema Solar, ou da matéria física no planeta Terra, nos últimos milhares de anos. Na minha opinião, a defesa de tal posição é uma batalha perdida."

(Nota: R.H. Brown acredita que a vida na Terra e a coluna geológica são jovens, mas argumenta que uma leitura adequada de Gênesis permite que a própria Terra seja muito mais antiga.)

Para aqueles que desejam desenvolver uma compreensão mais aprofundada do que a de um leigo sobre a datação radiométrica, Faure (1986) é o principal livro-texto/manual sobre o tema.

Existem várias obras mais curtas que descrevem métodos de "datação" criacionistas e/ou os desafios criacionistas aos métodos de datação mainstream. Na minha opinião, o melhor é Dalrymple (1986). Brush (1982) e Dalrymple (1984) são também muito bons.

Escritos de criacionistas da Terra antiga demonstram que o argumento por uma Terra antiga é bastante possível sem a "suposição da evolução". Os melhores são Stoner (1992) , Wonderly (1987) , e Young (1982) . Além disso, Wonderly (1981) , Newman & Eckelmann (1977) , e Wonderly (1977) também são bons.

E, é claro, Strahler (1987) aborda toda a controvérsia criação/evolução (incluindo todos os temas discutidos aqui) em um nível razoável de detalhe e com muitas referências.

Referências

Baker, Sylvia, 1976. Evolução: Ossos de Controvérsia, Nova Jersey, Evangelical Press. 35 pp. ISBN 0-85234-226-8
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Brown, Robert H., 1992. "Uma Pergunta Antiga – Revisão de The Age of the Earth de Brent Dalrymple" em Origins Volume 19, No. 2, pp. 87-90. (http://www.grisda.org/origins/19087.htm - Editor)
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Brown, Walter T., Jr., 1989. In The Beginning..., Arizona, Center for Scientific Creation. 122 pp.
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Brush, Steven G., 1982, "Finding the age of the Earth by physics or by faith?" in Journal of Geological Education 30, pp. 34-58.
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Dalrymple, G. Brent, 1991. A Idade da Terra, Califórnia, Stanford University Press. 474 pp. ISBN 0-8047-1569-6
Voltar aos meteoritos (mais antigos ou métodos de datação múltiplos ) ou leitura adicional .

Dalrymple, G. Brent, 1986. Datação Radiométrica, Tempo Geológico e a Idade da Terra: Uma Resposta ao "Criacionismo" Científico, Relatório de Arquivo Aberto do Serviço Geológico dos EUA 86-110. 76 pp.
Voltar para idade do chumbo do modelo , métodos de datação múltiplos ou leitura adicional .

Dalrymple, G. Brent, 1984. "Quão Velha é a Terra? Uma Resposta ao ``Criacionismo Científico'', em Proceedings of the 63rd Annual Meeting of the Pacific Division, AAAS 1, Parte 3, Califórnia, AAAS. pp. 66-131. [Nota do editor (12 de janeiro de 2006): Este artigo está agora disponível online em http://www.talkorigins.org/faqs/dalrymple/how_old_earth.html.]
Voltar para Hélio , Decaimento magnético , Poeira lunar , ou leitura adicional .

Emery, G. T., 1972. "Perturbação das taxas de decaimento nuclear" em Anais de Revisão de Ciência Nuclear 22 , pp. 165-202.
Voltar para referência a este trabalho .

Faure, Gunter, 1986. Princípios de Geologia de Isótopos 2ª edição, Nova York, John Wiley & Sons. 589 pp. ISBN 0-471-86412-9
Voltar para datação por isócrono , ou leitura adicional .

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