Introducció
Anteriorment a l’aparició de la geologia i la cosmologia científiques, l’origen i l’edat de la Terra ha tingut diferents explicacions —mítiques, religioses i cosmogòniques—en diverses cultures. Totes elles han intentat explicar com es va originar el món i des de quant de temps existia. Explicacions que intentaven dotar l’univers d’un sentit, establir un ordre còsmic, legitimar institucions socials i integrar la humanitat dins d’un relat comprensible. La Terra no era, en aquest context, un planeta entre molts altres, sinó el centre simbòlic de la realitat: el lloc on convergeixen el cel, els déus, els avantpassats i els humans.
A Mesopotàmia tenim el mite cosmogònic babilònic de l’Enuma Elish. L’univers neix d’un conflicte primordial entre divinitats: El caos inicial és representat per les aigües primigènies (Apsu i Tiamat). El déu Marduk derrota Tiamat i amb el seu cos crea el cel i la Terra. La Terra no és creada ex nihilo, sinó a partir de la matèria del caos. Pel que fa a l’edat de la Terra, els mesopotàmics no conceben un temps absolut i mesurable com el modern. El temps és cíclic i dinàstic, associat a regnats i a cicles còsmics, no a una cronologia universal.
A l’Antic Egipte, hi ha diverses cosmogonies (Heliòpolis, Hermòpolis, Memfis), però totes comparteixen elements comuns: L’univers emergeix del Nun, l’oceà primordial. Un primer turó (benben) emergeix de les aigües. D’aquest turó neix el déu creador (Atum, Ra o Ptah). La Terra és percebuda com una entitat viva, sovint personificada en el déu Geb, estirat sota el cel (Nut). L’edat del món no és objecte de càlcul: el temps egipci és cíclic i etern, amb una renovació constant mitjançant rituals i el curs del Nil.
La cosmologia hindú és una de les més elaborades i sorprenentment properes a concepcions temporals molt àmplies: L’univers es crea, es manté i es destrueix cíclicament. Un kalpa (un “dia de Brahma”) equival a uns 4.320 milions d’anys. La Terra existeix dins d’aquests cicles immensos. No hi ha una creació única i definitiva: la Terra ha estat creada i destruïda infinites vegades. Aquesta visió introdueix una noció de temps profund, molt anterior a la ciència moderna, encara que simbòlica i no empírica.
El budisme adopta una cosmologia similarment cíclica, però amb menys interès en una creació originària: No hi ha un creador suprem. L’univers no té començament absolut. La Terra és un món més dins d’un conjunt infinit de mons. El temps és pràcticament sense límit, i l’interès principal se centra en el patiment i l’alliberament, no en l’origen material del planeta.
A la , els mites cosmogònics se centren en l’harmonia entre forces oposades: El mite de Pangu explica que l’univers neix d’un ou còsmic. Pangu separa el cel i la Terra i, en morir, el seu cos es transforma en elements naturals. La Terra no té una edat definida. El pensament xinès clàssic prioritza l’ordre còsmic i l’equilibri (yin-yang, cinc elements) per sobre d’una cronologia de l’origen.
A la Grècia antiga hi tenim una transició entre mite i raó: A la Teogonia d’Hesíode, el món neix del Caos, seguit de Gaia (Terra). Gaia és una de les primeres entitats, mare dels déus i del món. Filòsofs com Aristòtil* sostenen que el món és etern, sense principi ni fi, una idea radicalment diferent de les cosmogonies creacionistes.
La cultura romana hereta gran part del pensament grec. La Terra és vista com eterna o com a part d’un ordre natural immutable, sense una edat concreta.
El relat del Gènesi descriu una creació en sis dies, seguida del descans diví. A partir de genealogies bíbliques, alguns pensadors jueus intenten calcular l’edat del món. El calendari jueu situa la creació al 3761 aC. La Terra tindria uns 6.000 anys, aproximadament. Aquest càlcul no és científic, sinó teològic i simbòlic.
El cristianisme adopta el Gènesi com a fonament cosmogònic. Déu va construir l'univers en sis dies i al setè dia va descansar. Durant l’edat mitjana, figures com Ussher calculen l’edat de la Terra en uns 6.000 anys. Aquesta visió serà dominant a Europa fins al segle XVIII, quan entra en conflicte amb la geologia emergent. Ussher dedueix que el primer dia de la creació comença el vespre anterior al diumenge del 23 d'octubre l'any 4004 aC del calendari Julià, a prop de l'equinocci de tardor [1]. La data proposada per Ussher de 4004 aC difereix poc de les estimades de Beda (3952 aC) o pel contemporani d'Ussher, Joseph Justus Scaligero (3949 aC). L'elecció específica d'Ussher segueix la creença de que la vida potencial de la Terra era de 6000 anys (4000 abans del naixement de Crist i 2000 després), corresponent als sis dies de la creació, sobre les bases que "amb El Senyor un dia és com mil anys, i mil anys com un dia" (2 Pere, 3,8). Alguns estudiosos bíblics, com així també un nombre de cristians evangèlics, professen encara avui en dia la interpretació literal de la bíblia.
L’Alcorà descriu la creació del món per voluntat divina, però: No ofereix una cronologia precisa. El temps de Déu no és equivalent al temps humà. Això permet una major flexibilitat interpretativa respecte a l’edat de la Terra.
Moltes cultures indígenes conceben la Terra com: Una mare viva. Un ésser ancestral. Un espai sagrat creat en un temps mític (“el temps del somni”, en cultures australianes). L’edat de la Terra no és mesurada, perquè el temps mític no és lineal, sinó present eternament en rituals i paisatges.
Les explicacions primigènies sobre l’origen i l’edat de la Terra no busquen descriure processos físics mesurables, sinó construir sentit. La Terra és: Mare, deessa o cos diví. Producte d’un combat, una paraula o un sacrifici. Eterna o cíclicament renovada. Només amb l’aparició de la geologia moderna, al segle XVIII i XIX, la Terra esdevindrà un objecte d’estudi científic, amb una edat de milers de milions d’anys. Tanmateix, les cosmogonies antigues continuen essent fonamentals per entendre com les cultures humanes han pensat el món i el seu lloc dins d’ell.
Origen de l’univers, del Sistema Solar i de la Terra
Segons l’actual Teoria del Big Bang, l’univers s’origina fa aproximadament 13,8 Ga (milers de milions d’anys) a partir d’un estat extremadament dens i calent, en el qual tota la matèria i l’energia es troben concentrades. Aquest estat inicial, que els models físics descriuen com una singularitat (entesa com un límit matemàtic del coneixement actual), inicia una expansió ràpida que dona lloc a l’univers tal com el coneixem. [2]
En els primers instants després del Big Bang es formen les partícules elementals i, poc després, els nuclis dels àtoms més simples, principalment hidrogen, heli i petites quantitats de liti. A mesura que l’univers es refreda, aquests nuclis acaben formant els primers àtoms.
Amb el pas del temps, la força gravitatòria fa que els núvols de gas i pols es concentrin i col·lapsin, originant les primeres galàxies i, dins d’elles, les estrelles i els sistemes planetaris. A l’interior de les estrelles, mitjançant processos de nucleosíntesi estel·lar, es formen la major part dels elements químics de la taula periòdica. Els elements més pesants, com l’or o l’urani, es generen durant esdeveniments molt energètics, com les explosions de supernoves.
El Sistema Solar es forma fa aproximadament 4,6 Ga, a partir d’un gran núvol de gas i pols. D’aquest mateix núvol s’origina la Terra, fa uns 4,54 Ga, al voltant del Sol, una estrella de segona o tercera generació, formada amb materials procedents d’estrelles anteriors.
En els seus primers moments, la Terra és un cos a alta temperatura, parcialment o totalment fos. La gravetat provoca la diferenciació interna del planeta: els materials més densos es desplacen cap al centre, formant el nucli, mentre que els materials més lleugers, principalment silicats, constitueixen el mantell i l’escorça.
Finalment, mitjançant processos de desgasificació interna del planeta i probablement també gràcies a l’impacte de cometes i meteorits rics en compostos volàtils, es formen l’atmosfera primitiva i l’aigua superficial, condicions indispensables per al desenvolupament posterior de la vida.
Personatges històrics clau en ciències de la Terra
És a partir dels segles xvii, xviii i xix quan l’origen, evolució i composició física i química de la Terra esdevé objecte d’estudi científic.
Un dels primers avenços al respecte és la llei o principi de superposició dels estrats: “les capes de sediment es dipositen en una seqüència temporal, en què les més antigues es troben en posició inferior a les més recents” [3]. Principi anticipat ja en el segle xi pel filòsof i metge persa Avicenna (Ibn Sina) durant una discussió sobre l’origen de les muntanyes, i que va ser posteriorment reformulat de forma més clara en el segle xvii pel científic danès Niels Stensen.
El principi de superposició dels estrats estableix de forma clara que les formacions geològiques més antigues, formades dins les grans conques sedimentàries, són situades sota les més modernes [4]. El principi estableix una horitzontalitat original i una continuïtat lateral, que poden ser alterades posteriorment pels moviments tectònics. Inicialment, el més antic és situat a més profunditat sota materials més moderns.
James Hutton (1726-1797), considerat el pare de la geologia, compren el paper fonamental dels agents exògens en el modelatge de la superfície terrestre i intueix el paper determinant del factor temps en geologia. Estableix el principi de l’actualisme (o uniformisme), que afirma que els fenòmens que es poden observar en l’actualitat es poden utilitzar per a explicar els fenòmens del passat. Els esdeveniments de temps geològics molt antics es poden explicar a partir de l’estudi dels esdeveniments actuals. És a dir, les lleis de la física i de la química no són contingents. El principi de l’actualisme serà defensat també per Charles Lyell i John Playfair.
Hutton aposta per la datació geològica a partir dels fòssils: “Fossils are the Monuments and Medals of earlier ages from wich the history of the Earth can be reconstructed”.
Defensa la teoria del plutonisme, en contraposició al neptunisme proposat per Abraham Gottlob Werner. El plutonisme accepta la proposta del neptunisme de que durant un temps la Terra ha estat tota coberta d'aigua però afirma que l'origen de moltes roques (basalts i granits) és d’origen magmàtic. Hutton és el primer en reconèixer la naturalesa de les roques intrusives i a fer una hipòtesi sobre el seu origen a partir d’un magma primordial. Hutton formula la hipòtesis sobre la sortida de la calor terrestre a través de les erupcions volcàniques que, al mateix temps, determinen un alçament del terreny que posteriorment és erosionat, dins un model cíclic de l'evolució de la Terra.
A la imatge de l’esquerra s’observa l’estratificació vertical de les turbidites grises del Silurià (al mig del camp), amb els sediments del Devonià en primer pla. S’observa la degradació de les turbidites: els gresos sobresurten, amb espais buits allà on les lutites s’han erosionat. A la imatge de la dreta s’observa la discordança estudiada per Hutton en el mateix emplaçament (Siccar Point, (Escòcia).
Charles Lyell (1797-1875) és considerat el pare de la geologia moderna. La seva gran obra: “Principles of Geology” reafirma l’actualisme i l’equilibri dinàmic de la geologia terrestre. La terra va canviar en el passat i continua canviant en el present de forma lenta i gradual.
William Smith (1769-1839) estableix el principi de correlació estratigràfica. Formula la hipòtesis de que si dues roques de llocs molt distants contenen fòssils similars, aleshores es pot suposar que pertanyen al mateix temps geològic.
Smith és també reconegut per crear el primer mapa geològic de la història en la seva obra: “Geological Atlas of England and Wales”.
Smith, a partir de correlacions sobre la taxa de sedimentació, va calcular que l'edat de la Terra dins una magnitud d’uns 96 milions d'anys.
En aquesta època, finals del segle xviii i principis del segle xix, hi ha molt interès per la geologia, en gran part donat per la importància creixent dels recursos energètics per la revolució industrial —en particular, el carbó de Gal·les—. La localització de recursos minerals en mines profundes no és una casualitat, sinó la conseqüència d'un estudi profund del terreny.
Alexander von Humboldt (1769-1859). Va ser un naturalista polivalent i explorador científic amb visió global. Autor d’obres com “Le voyage aux regions equinoxials du Nouveau Continent” (30 volums), “Plantae Aequinoctiales” i “Kosmos”, entre d’altres.
Von Humboldt és considerat el fundador de la geografia física moderna i un dels primers científics a concebre la Terra com un sistema global interconnectat. La seva obra integra geologia, climatologia, biologia i geografia.
Dins l’àmbit de la geografia física i la biogeografia: Estudia la distribució dels éssers vius en relació amb el clima, l’altitud i la latitud; Introdueix el concepte de pisos altitudinals de vegetació, especialment a partir dels seus estudis als Andes (Chimborazo).
Dins l’àmbit de la climatologia: Elabora els primers mapes isoterms, que representen línies d’igual temperatura a escala global; Demostra que el clima no depèn només de la latitud, sinó també de factors com l’altitud, la continentalitat, els corrents oceànics (descriu el corrent oceànic que du el seu nom).
Dins l’àmbit de la geologia i la vulcanologia: Estudia volcans i terratrèmols com a fenòmens relacionats a escala continental; Defensa una Terra dinàmica, modelada per forces internes i externes.
Humboldt defensa una concepció sistèmica de la Terra. La natura com un tot interrelacionat: canvis en un element afecten la resta. Aquesta visió anticipa conceptes moderns com els sistemes terrestres i l’ecologia. No es limita a descriure, sinó que compara i correlaciona fenòmens a escala global, establint patrons.
Charles Robert Darwin (1809–1882) és conegut sobretot per la teoria de l’evolució. Tanmateix, fa aportacions fonamentals a la geologia, influït directament per Charles Lyell. La seva obra reforça la idea del temps profund i d’una Terra en canvi constant.
Darwin defensa una geologia dinàmica. Observa processos geològics lents i continus (erosió, sedimentació, elevació del terreny). Defensa que aquests processos, actuant durant milions d’anys, expliquen les formes del relleu.
Desenvolupa una teoria sobre la formació dels esculls coral·lins. Proposa que els esculls, atols i barreres coral·lines es formen per: el creixement del coral, combinat amb el descens progressiu del fons oceànic. Teoria confirmada posteriorment per la geologia moderna.
Darwin entén que l’evolució biològica és condicionada pels canvis geològics, l’aïllament geogràfic i les variacions del nivell del mar. Integra la història de la vida dins la història de la Terra. Mostra que els processos biològics i geològics estan íntimament lligats i evolucionen conjuntament.
Insisteix en el concepte d’un temps profund. L’evolució per selecció natural requereix intervals de temps molt llargs i consolida la idea d’una Terra molt antiga, en coherència amb la geologia del segle XIX.
William Thomson (1824-1907), anomenat Lord Kelvin, dedueix l'edat de la Terra aplicant principis físics, especialment la termodinàmica, a un problema fins aleshores dominat per arguments geològics i biològics. El seu enfocament és innovador perquè intenta calcular l’edat del planeta de manera quantitativa.
A mitjan segle XIX, geòlegs com Lyell i biòlegs com Darwin defensen una Terra molt antiga, amb una història de desenes o centenars de milions d’anys (o més), però sense xifres precises. Lord Kelvin, físic destacat, considera que aquestes estimacions són massa vagues i decideix abordar el problema amb lleis físiques mesurables, partint de tres premisses bàsiques:
- La Terra es va formar inicialment en estat fos, a una temperatura molt elevada.
- Des d’aleshores es refreda progressivament.
- El refredament es produeix principalment per conducció de calor des de l’interior cap a la superfície.
Aleshores —coneixent la temperatura actual de l’escorça, el gradient geotèrmic (augment de temperatura amb la profunditat) i les propietats tèrmiques de les roques— es pot calcular quant de temps ha calgut perquè la Terra arribi a l’estat actual.
Kelvin utilitza el gradient geotèrmic observat a mines i perforacions, les lleis de la conducció tèrmica (equació de Fourier) i una Terra concebuda com una esfera sòlida que es refreda des de la superfície. Amb aquests elements, construeix models matemàtics de refredament i calcula el temps necessari perquè el planeta passi d’un estat fos a l’actual.
Inicialment calcula entre 20 i 400 milions d’anys, posteriorment restringeix el rang a uns 20–40 milions d’anys. Ambdós resultats molt inferiors als proposats per la geologia uniformista o l’evolució biològica darwiniana.
Tot i el seu rigor, la hipòtesi de Kelvin tenia errors fonamentals, desconeguts en el seu temps:
- Ignora fonts internes de calor. No podia conèixer la radioactivitat, descoberta a finals del segle xix. La desintegració d’elements radioactius (urani, tori, potassi) genera calor interna, que retarda el refredament.
- Assumeix només conducció, però el mantell terrestre transfereix calor també per convecció, molt més eficient.
- Considera la Terra de manera simplista, com una esfera homogènia, sense tenir en compte la seva complexa estructura interna i els canvis de propietats físiques amb la profunditat.
Malgrat ser incorrecta, la hipòtesi de Kelvin és crucial perquè introdueix la física quantitativa en l’estudi de la Terra. A més, força geòlegs i biòlegs a justificar millor les seves estimacions temporals i obre el camí cap a la datació radiomètrica, que al segle XX establirà una edat de la Terra d’uns 4,54 Ga.
Alfred Wegener (1880-1930) formula la hipòtesi de que els continents havien estat units, en un passat llunyà, en un únic continent (Pangea). Ho justifica per la gran concordança entre els costes actuals d’Àfrica i Sud-Amèrica. La seva teoria sobre la deriva continental és molt discutida en el seu plantejament i no serà plenament acceptada per la comunitat científica fins que John Tuzo Wilson (1908-1993) proposi més endavant la seva teoria de la tectònica de plaques, el mecanisme que feia plausible el desplaçament dels continents.
La tectònica de plaques explica el moviment i la interacció dels grans fragments rígids de la litosfera terrestre, anomenats plaques, que es desplacen lentament sobre l’astenosfera més dúctil. Les plaques es mouen a una velocitat de pocs centímetres per any i interactuen als seus límits de tres maneres principals:
- Límits divergents, on les plaques se separen i es crea nova litosfera (com a les dorsals oceàniques).
- Límits convergents, on les plaques xoquen i una pot subduir sota l’altra o bé plegar-se i formar serralades.
- Límits transformants, on les plaques llisquen lateralment sense crear ni destruir litosfera.
Aquests moviments expliquen a la perfecció la distribució global de terratrèmols, volcans, serralades, oceans i continents, així com l’obertura i el tancament dels oceans al llarg del temps geològic. La tectònica de plaques constitueix el marc unificador de la geologia moderna i mostra clarament que la Terra és un planeta dinàmic en constant evolució.
Ernest Rutherford (1871-1937) descobreix el fenomen de la radioactivitat. Rep el premi Nobel de Química, l’any 1908 “per les seves investigacions sobre la desintegració dels elements, i la Química de les substàncies radioactives”.
La geocronologia
Des del punt de vista de la geologia, la radioactivitat ha permès la geocronologia, la datació absoluta del temps geològic, que determinar de forma molt precisa l'edat de les roques. Tots els elements de la taula periòdica tenen un isòtop fonamental, l’isòtop pare, que es va desintegrant de manera regular i constant segons el procés de la radioactivitat, o desintegració nuclear, derivant en un isòtop fill i la emissió d’una partícula radioactiva.
Donada una determinada quantitat de l’isòtop pare, s’anomena semi-vida al temps necessari per tal de que es desintegrin el 50 % dels seus àtoms. A cada semi-vida desapareixerà el 50 % de la mostra restant. Fins que tota la mostra inicial s’hagi convertit en àtoms de l’isòtop fill.
La geocronologia més coneguda és la datació per 14C. [5] Ens permet fer datacions, recents molt útils en arqueologia i altres aplicacions de temps recent. El carboni 14 apareix de manera natural amb una abundància d'un 0.0000000001% del carboni atmosfèric. El seu període de semidesintegració és de 5730±40 anys, i es desintegra transformant-se en 14N. L'activitat estàndard del radiocarboni és de 14 desintegracions per minut (dpm) per gram de carboni (aproximadament 230 mBq/g).
Per la datació de l’edat de la Terra es precisa de desintegracions de període molt més llarg. Per exemple Pel que és l'edat de la Terra, no necessitem la geocronologia de 238U → 206Pb, amb un temps de vida mitjana de 4.47 Ga, o 238U → 234To, amb un temps de vida mitjana de 4.46 Ga.
La datació dels zircons dels gneis d’Acasta (Canadà) va donar, per aquest mètode, una edat de 4.031 Ga. La datació dels zircons dels gneis de Jack Hills (Austràlia) va donar una edat de 4.374±0.01 Ga. Finalment, la datació de mostres de galena del Meteor Crater (Arizona, USA) ha donat una edat de 4.54 Ga. Mentre que les roques lunars s’han datat en 4.44 Ga. Les formes de vida més antigues es troben als estromatòlits dels sediments d’Isua (Groenlàndia), datats en 3.7 Ga.
Jordi Coll Vera - 2026