La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años y desde entonces se encuentra en una lenta pero continua transformación de su aspecto. La percepción humana del tiempo es demasiado breve para abarcar un pasado que se remonta a tantos miles de millones de años. La antigüedad de la Tierra y de lo que en ella hay es uno de los problemas que siempre nos ha intrigado. Hasta hace pocos siglos, las diferentes religiones eran las que se encargaban de monopolizar las respuestas a estas incertidumbres.

Actualmente, para saber las fechas del pasado se recurre a distintas ramas de la ciencia como la geología, la física, la biología, la arqueología o la paleontología. Tenemos conocimientos precisos de épocas muy lejanas gracias a los meticulosos análisis de las rocas y de los restos fósiles. Los métodos de datación han permitido poner fechas a la historia del ser humano, de la vida e incluso de la propia Tierra. Se utilizan métodos de datación relativa y absoluta, que a continuación se describen.

Los métodos de datación relativa comparan diferentes objetos para determinar cuál es el más antiguo y a qué periodo pertenecen según la relación entre ellos. Uno de los más importantes es la estratigrafía, que estudia los sedimentos que se depositan en las capas del terreno, a las que se denominan estratos. Las capas más jóvenes están depositadas sobre las más antiguas y si no ha habido alteraciones, cuanto más profundicemos en el suelo más retrocedemos en el tiempo. Cada capa o estrato contiene unos fósiles característicos, que se utilizan como fósiles guía. Analizando el estrato en donde aparecen se puede determinar la edad de los mismos y las condiciones medioambientales que existían cuando se formaron. Este hecho se ha utilizado para dividir la edad de la Tierra en 4 eras o eones: Precámbrica, Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica. A su vez, cada una de ellas está dividida en periodos.

Existen otros métodos de datación relativa, como es el estudio de los útiles prehistóricos comparándolos con utensilios similares, analizando su evolución y perfeccionamiento. De esta manera se sitúan en el tiempo las distintas culturas del pasado.

Los métodos de datación absoluta proporcionan fechas concretas a los sucesos. Los más importantes se basan en la radioactividad. Existen unos elementos, llamados radioactivos, que se desintegran de manera espontánea de una manera precisa y constante. Estos elementos forman parte de los minerales, las plantas y los animales. Cuando se conocieron sus ritmos de desintegración, se pudieron utilizar como relojes para fechar fósiles y otros elementos del pasado, convirtiéndose en una excepcional máquina del tiempo.

La radioactividad es una propiedad de los átomos de los elementos radiactivos que hace que se transformen en otros átomos, los isótopos, con una masa diferente a la de los átomos originales. Es una transformación espontánea y se debe a que los núcleos atómicos radiactivos tienen exceso de protones o de neutrones, algo que los hace inestables. Esto provoca que emitan partículas al exterior y se transformen en otros átomos de menor masa con núcleos atómicos más estables. El tiempo que tarda una determinada masa de un elemento radiactivo en reducirse a la mitad se denomina vida media. Para cada elemento radiactivo esta vida media es diferente y tiene un valor exacto, algo que es fundamental para medir el tiempo.

El método radiométrico del carbono 14 es el más conocido. Este elemento radiactivo tiene una vida media de 5.730 años. El carbono 14 se genera porque en la atmósfera los neutrones de los rayos cósmicos chocan contra los átomos de nitrógeno, transformándose así en carbono 14. El carbono 14 y el oxígeno forman el anhídrido carbónico (CO2), el cual se distribuye homogéneamente en la atmósfera junto con el anhídrido carbónico del carbono 12, que es el carbono corriente no radiactivo. El anhídrido carbónico, tanto el formado por el carbono 12 como por el carbono 14, es asimilado por los vegetales directamente de la atmósfera y por los animales indirectamente mediante la alimentación. La proporción entre el carbono corriente y el carbono radiactivo es la misma en la atmósfera que en el cuerpo de todos los seres vivos. Cuando éstos mueren ya no absorben carbono, y como a partir de entonces el carbono radiactivo se va desintegrando, cuanto más tiempo pasa más disminuye su proporción con respecto al carbono corriente. Por tanto, midiendo la concentración de carbono 14 del fósil vegetal o animal podremos calcular los años transcurridos desde su muerte. Este método sólo es aplicable a restos de plantas y animales con una antigüedad máxima de unos 50.000 años.

La concentración de carbono 14 ha variado a lo largo del tiempo, debido por una parte a los cambios de la intensidad del campo magnético de la Tierra, y por otra parte a que la radiación solar intercepta los rayos cósmicos haciendo que cuando aumenta la actividad solar disminuya la creación de carbono 14. Por lo que estos detalles se han de tener en cuenta para corregir y calibrar las fechas de este método de datación.

En el año 1947, el químico estadounidense Willard Frank Libby, un gran experto en radioactividad, aplicó sus conocimientos sobre el carbono 14 para la datación de fósiles, lo que le valió para ser galardonado con el Premio Nobel de Química en el año 1960. Fue un avance crucial para saber las fechas del pasado. Desde entonces se han desarrollado nuevos métodos de datación basados en otros elementos radiactivos que nos han permitido retroceder más lejos en el tiempo y poner fecha a los acontecimientos más remotos del planeta. Algunos de ellos son el uranio 238, el torio 232 o el neptunio 237 que se aplican a restos inorgánicos y nos permiten retroceder en el tiempo miles de millones de años, hasta el mismo origen de la Tierra.

La dendrocronología es otro método de datación absoluta, que estudia los anillos de crecimiento de los árboles. Se basa en que cada árbol tarda un año en formar un nuevo anillo en su tronco. Además, según el clima de cada año el anillo es más grueso o más delgado; esto nos informa sobre el clima a lo largo de la vida del árbol. Abarca una antigüedad máxima de 10.000 años y se ha utilizado bastante para calibrar y aumentar la precisión del método del carbono 14.

Otros métodos de datación absoluta son el análisis del polen antiguo, para proporcionar información sobre la flora y los cambios climáticos del pasado, y el análisis de las burbujas de aire que se conservan atrapadas dentro del hielo de la Antártida, que se utiliza para estudiar la atmósfera del pasado.