Dirijámonos ahora a lo que se denominan ciencias de la Tierra, o geología. En primer lugar, la meteorología y la predicción del tiempo. Por supuesto, los instrumentos de la meteorología son instrumentos físicos, y el desarrollo de la física experimental hizo posibles estos instrumentos, como se explicó antes. Sin embargo, la teoría de la meteorología nunca ha sido desarrollada de forma satisfactoria por los físicos. «Bien —dirán ustedes—, no hay nada más que aire, y conocemos las ecuaciones de los movimientos del aire». Sí, las conocemos. «Entonces, si conocemos la situación del aire hoy, ¿por qué no podemos calcular la situación del aire mañana?». En primer lugar, no sabemos realmente cuál es la situación hoy, porque el aire está moviéndose y girando en todas partes. Resulta ser muy sensible, e incluso inestable. Si ustedes han visto alguna vez el agua que circula suavemente en una presa, y luego se convierte en un gran número de pegotes y gotas cuando cae, ustedes entenderán lo que quiero decir por inestable. Ustedes conocen la situación del agua antes de que llegue al aliviadero: es perfectamente uniforme. Pero en el momento que comienza a caer, ¿dónde empiezan a formarse las gotas? ¿Qué es lo que determina el tamaño de las gotas y dónde estarán? Esto no se conoce, porque el agua es inestable. Incluso una masa de aire en movimiento suave se transforma en vórtices y remolinos complejos cuando rebasa una montaña. En muchos campos encontramos esta situación de flujo turbulento que no podemos analizar hoy. ¡Dejemos rápidamente el tema de la predicción del tiempo y discutamos la geología!
La pregunta básica de la geología es: ¿qué hace que la Tierra sea como es? Los procesos más obvios están delante de sus propios ojos: los procesos de erosión de los ríos, los vientos, etc. Son bastante fáciles de entender, pero por cada cantidad de erosión hay una cantidad equivalente de algún otro proceso. Las montañas no son hoy más bajas, en promedio, de lo que eran en el pasado. Debe haber procesos de formación-de-montañas. Ustedes descubrirán, si estudian geología, que hay procesos de formación de montañas y vulcanismo, que nadie entiende pero que es la mitad de la geología. El fenómeno de los volcanes no es realmente entendido. No hay una comprensión definitiva de lo que da lugar a un terremoto. Se entiende que si algo empuja a alguna otra cosa, la aparta y la arrastra, esto es correcto. Pero ¿qué es lo que empuja y por qué? La teoría es que hay corrientes dentro de la Tierra corrientes circulatorias, debidas a la diferencia de temperaturas en el interior y el exterior que, en su movimiento, arrastran lentamente a la superficie. Entonces, si hay dos circulaciones opuestas próximas, la materia se acumulará en la región donde ambas se encuentran y se formarán cinturones de montañas que están en condiciones de mucha tensión, y producen así volcanes y terremotos.
¿Qué pasa en el interior de la Tierra? Se conoce mucho sobre la velocidad de las ondas de un terremoto a través de la Tierra y sobre la distribución de la densidad en la Tierra. Sin embargo, los físicos han sido incapaces de obtener una buena teoría acerca de la densidad que debería tener una sustancia a las presiones que cabría esperar en el centro de la Tierra. En otras palabras, no podemos calcular muy bien las propiedades de la materia en estas circunstancias. Sabemos mucho menos de la Tierra de lo que sabemos sobre las condiciones de la materia en las estrellas. Las matemáticas implicadas parecen demasiado difíciles, por ahora. Pero quizá no pase mucho tiempo antes de que alguien se dé cuenta de que es un problema importante, y realmente lo resuelva. El otro aspecto, por supuesto, es que incluso si conociéramos la densidad, no podríamos concebir las corrientes circulatorias. Ni podemos calcular realmente las propiedades de rocas a alta presión. No podemos decir con qué rapidez «cederían» las rocas; todo esto debe ser estudiado a partir de experimentos.