Datación radiométrica

DATACION DE LAS ROCAS

 

METODOS DE DATACION

DATACIÓN RADIOMÉTRICA

DATACIÓN CRONOMÉTRICA DE LA TIERRA

LA DENDROCRONOLOGÍA

MÉTODOS DE DATACIÓN ABSOLUTA

CRONOGRAFÍA DE VARVAS

DATACIONES ASTRONÓMICAS

DATACIONES FÍSICO-QUÍMICAS

CARBONO-14

DATACIÓN POR RADIOCARBONO

EJEMPLOS DE APLICACIONES RADIOMÉTRICAS

ARQUEOMAGNETISMO

TERMOLUMINISCENCIA

ANTRACOLOGÍA

CARPOLOGÍA

 

MACROFAUNA

 

MICROFAUNA

 

PALINOLOGÍA

 

INTRODUCCION

 

OBJETIVOS

 

CONCLUSIONES

 

BIBLIOGRAFIA

DATACION DE LAS ROCAS

métodos para determinar la edad de rocas y minerales. Aplicando la información obtenida, los geólogos pueden descifrar los 4.600 millones de años de historia de la Tierra (cronología). Los sucesos del pasado geológico (la elevación de las cordilleras montañosas, la apertura y el cierre de los mares, la inundación de zonas continentales o los cambios climáticos) quedan registrados en los estratos de la corteza terrestre.

METODOS DE DATACION

DATACIÓN RADIOMÉTRICA

La datación radiométrica es el procedimiento de cálculo de la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos. En los tres casos se analizan las proporciones de un isótopo padre y un isótopo hijo de los que se conoce su semivida o vida mitad. Ejemplos de estos pares de isótopos radiactivos pueden ser el K/Ar, U/Pb, Rb/Sr, Sm/Nd, etc.

El carbono-14, es comúnmente utilizado para datación de restos orgánicos relativamente recientes.

El isótopo usado depende de la antigüedad de las rocas o restos que se quieran datar. Por ejemplo, para restos orgánicos de hasta 60.000 años se usa el carbono-14, pero para rocas de millones de años se usan otros isótopos de semivida más larga.

DATACIÓN CRONOMÉTRICA DE LA TIERRA

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El tiempo geológico del planeta contempla todo el tiempo transcurrido desde el momento presente hasta el nacimiento de la Tierra. Durante décadas, la determinación de la edad de la Tierra y de los materiales geológicos ha sido uno de los mayores problemas encarados por ciencias como la geología, paleontología, paleogeografía o la antropología. Poco a poco se han ido descubriendo métodos de datación para situar de manera relativa o absoluta el material estudiado -como podían ser estratos, glaciares, vestigios, u otros restos históricos-.

LA DENDROCRONOLOGÍA

Este método se basa en el estudio de los anillos anuales de los árboles, aplicable también a los fósiles. Año tras año, los árboles van aumentando el diámetro de su tronco debido al paso del invierno para protegerse del frío y fortalecer su crecimiento (pudiendo ser este proceso más o menos notable), generando con ello nuevos anillos. Así pues, con el estudio del número y grosor de los anillos se deduce el tiempo transcurrido y las condiciones de vida del vegetal. Gracias a yacimientos ininterrumpidos de fósiles se puede abarcar una datación relativa de hasta 11.000 años.

MÉTODOS DE DATACIÓN ABSOLUTA

Actualmente disponemos de procedimientos cronográficos y cronométricos basados en el estudio en detalle de estratos, cálculos astronómicos y métodos físico-químicos, permitiéndonos determinar la edad absoluta -la edad absoluta de una roca es el tiempo transcurrido desde su formación hasta nuestros días-.

CRONOGRAFÍA DE VARVAS

Es un método estratigráfico que permite establecer medidas de años absolutas. Se basa en el estudio de lagos glaciares, dando medidas absolutas al seguir activos o relativas al haber desaparecido con el tiempo, quedando la huella de su presencia en forma de depósitos sedimentarios. Se estudia la deposición de arcillas y depósitos limosos, dispuestos en estratos. Estos vienen a ser más claros cuando están compuestos por limos y arenas (depositados en verano), y más oscuros y arcillosos, con presencia de residuos orgánicos (depositados en invierno). El conjunto de un estrato de verano y otro de invierno constituye una varva. El número total facilita pues un valor de tiempo total absoluto o relativo. Este procedimiento abarca datos cronométricos de hasta 25.000 años, limitándose a regiones donde se hayan producido dichos estratos (presencia de lagos glaciares).

DATACIONES ASTRONÓMICAS

Están basadas en oscilaciones prolongadas de la radiación solar, motivadas por variaciones periódicas de la inclinación del eje de rotación de la Tierra, de la excentricidad de su órbita y del equinoccio. Estas variaciones deben haber alterado las condiciones climáticas del planeta y por tanto se verán reflejadas cronológicamente en el medio, aunque los resultados obtenidos son ambiguos.

 

DATACIONES FÍSICO-QUÍMICAS

Estos son los que aportan los datos más antiguos destacando los métodos de datación radiométrica. Se basan en determinar en las rocas las trazas de elementos radiactivos que contienen. Los elementos químicos se pueden encontrar en la naturaleza bajo distintas formas, todas ellas con el mismo número de protones pero se diferencian en el número de neutrones. La forma más usual es la que conocemos del elemento químico en cuestión, que suele ser más del 95% del total del elemento presente en la naturaleza. Las otras formas son isótopos estables e isótopos radiactivos. Por ejemplo, el carbono conoce su forma elemental 12C, un isótopo estable 13C y un isótopo radiactivo 14C. Las técnicas radiométricas se fundamentan en que un isótopo radiactivo va reduciendo su radiactividad de forma constante a partir del momento de la formación de la roca. El segundo supuesto es que los isótopos radiactivos se desintegran irreversiblemente siguiendo una ecuación exponencial:

dP/dt = -xP (siendo P la cantidad de elementos iniciales durante el tiempo t, x el índice de proporcionalidad propio de cada elemento)

Esta relación implica que la velocidad de desintegración del elemento no es constante. Los periodos de pérdida de radiactividad varían de un isótopo a otro, pero para un mismo elemento tienen valores característicos. Gracias a esto se puede definir el periodo de semidesintegración (vida mitad) como el tiempo necesario para que un elemento reduzca su abundancia radiactiva a la mitad. Este tiempo pudiendo ir desde varios segundos hasta 10.000 millones de años. Gracias a estos productos de semidesintegración se puede determinar la edad absoluta de las rocas que contienen los elementos en cuestión. Los diferentes elementos usados en las dataciones físico-químicas son estos:

  • El conocido carbono 14, que abarca un espacio máximo de tiempo de 70.000 años.
  • El método del plomo, sirviéndose de tres series de desintegración, es también muy empleado. Son utilizados los isótopos uranio 238 238U, uranio 235 235U, y torio 232 232Th, todos ellos acaban convirtiéndose en plomo, permitiendo determinar cronologías hasta la era Precámbrica (época a la que también llega el método del hielo).
  • El método de Potasio-Argón, usando el potasio radiactivo 40K, convirtiéndose en 11% de Ar y 89% de Ca.
  • El método del Rubidio-Estroncio, se basa en la transformación de 87Rb en 87Sr, emitiendo partículas beta (ß). Estos y otros elementos químicos de la serie de transición se utilizan para cronologías que van desde los 5.000 hasta los 120.000 años.

 

Todos estos métodos descritos arriba no son muy efectivos en rocas sedimentarias ya que se dividen de otras rocas previamente formadas y sometidas a procesos erosivos: sin embargo, ofrecen buenos resultados en las rocas ígneas. Además, las técnicas y aparatos de medida de estos métodos presentan errores en la determinación volviendo complejo el estudio de los materiales geológicos.

  • El método huellas de fisión, se emplea para determinar la edad de micas y feldespatos basándose en un simple recuento de las trazas de desintegración espontánea de núcleos atómicos pesados (como 238U,235U,232U).

Junto a estos procedimientos radiactivos, los métodos de análisis paleomagnéticos permiten el estudio de materiales volcánicos y se basan en determinar la orientación e intensidad del campo magnético de las rocas que depende de la polaridad de la Tierra en el momento de la formación de dichos materiales.

CARBONO-14

 (Redirigido desde Carbono 14)

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Carbono-14

Propiedades del Isótopo

 

 

 

 

 

 

iso.

AN

Periodo de semidesintegración

MD

ED MeV

 

PD

14C

una parte por trillión

5730 a ± 40 a

β

0,156

14N

El carbono-14 (14C, masa atómica=14.003241) es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones. Willard Libby determinó un valor para el periodo de semidesintegracion o semivida de éste isótopo: 5568 años. Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor de 5730 años. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.

El método de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 (14C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrones cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14 (14N). Estos procesos de generación-degradación de 14C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas de manera que la proporción 14C/12C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en 14N por decaimiento radiactivo.

La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material.Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce por edad radiocarbónica o de 14C, y se expresa en años BP (Before Present). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX, los ensayos nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa de los isótopos radiactivos en la atmósfera .

Al comparar las concentraciones teóricas de 14C con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendrocronología se descubrió que existían diferencias con los resultados esperados. Esas diferencias se deben a que la concentración de carbono radiactivo en la atmósfera también ha variado respecto al tiempo. Hoy se conoce con precisión la evolución de la concentración de 14C en los últimos 25.000 años, por lo que puede corregirse esa estimación de edad comparándolo con curvas obtenidas mediante interpolación de datos conocidos. La edad así hallada se denomina edad calibrada y se expresa en años Cal BP.

DATACIÓN POR RADIOCARBONO

La datación por radiocarbono guarda intima relación con el Ciclo del carbono Datación por radiocarbono es un método de datación radiométrica que utiliza el

isótopo carbono 14 para determinar la edad de materiales que contienen

Dentro de la arqueología es considerada una técnica de datación absoluta. La técnica fue descubierta por Willard Libby y sus colegas en 1949 cuando ocupaba su cargo como profesor en la universidad de Chicago. En 1960, Libby fue premiado con el Premio Nobel en química por su método de datación mediante el carbono 14.

EJEMPLOS DE APLICACIONES RADIOMÉTRICAS

 DATACIÓN DE ROCAS MAGMÁTICAS.

Generalmente se utilizan isocronas de roca total con un mínimo de cuatro o cinco muestras, que reunan las siguientes características: que sean cogenéticas, que presenten un ámplio rango de variación de Rb/Sr (lo cual dificulta la datación de rocas basálticas), que la muestra sea representativa de la roca (atención a rocas porfíricas).

Es una sistemática especialmente utilizada en el estudio de rocas de quimismo intermedio-ácido, como granitos, pudiendo obtenerse la edad de cristalización mediante el análisis de roca total, siempre que el sistema haya permanecido cerrado. El análisis de los componentes minerales y la roca total correspondiente nos permite determinar si el sistema ha permanecido cerrado desde el momento de la cristalización, o si, por el contrario, el sistema se ha abierto como consecuencia de procesos térmicos posteriores. Este hecho se pondría de manifiesto mediante la construcción de isocrona interna, con una edad más jóven (roca total más minerales), junto con la isocrona de rocas totales.

DATACIÓN DE ROCAS DE METAMÓRFICAS DE ANQUIZONA Y DIAGENÉTICAS.

Durante el metamorfismo de bajo grado y la diagénesis las rocas sufren una re-homogenización del sistema, lo que conlleva la puesta a cero del reloj isotópico. Aunque la aplicación de esta metodología a la resolución de este tipo de problemas es relativamente reciente, su desarrollo es muy rápido, siendo cada vez más los autores que recurren a este tipo de información. Los minerales más frecuentemente utilizados son la illita, sericita y glauconita en el caso de la diagénesis.

DATACIÓN DE ROCAS METAMÓRFICAS DE ALTO GRADO.

En el caso de rocas metamórficas ortoderivadas, la sistemática Rb/Sr es de gran utilidad, ya que nos permite determinar la edad del protolito siempre que éstas no se hayan visto afectadas con posterioridad por procesos térmicos, que conlleven la apertura del sistema y por lo tanto, la alteración de la relación isotópica original, y en consecuencia de la edad.

La datación del pasado es una tarea que exige mucho cuidado. Cuando se   encuentra un objeto en un yacimiento hay que planificar su extracción y transporte al laboratorio, probablemente no ve la luz desde hace mucho tiempo y muchas pruebas podrían perderse si no se hace lo correcto. Hoy en día, gracias a medios tecnológicos cada vez más avanzados se puede decir cual es la edad aproximada    de todo lo que se encuentra.

En esta web se explican de manera breve y resumida algunas de estas técnicas con el fin de entender un poco mejor en qué consiste este campo; así, cuando se diga la fecha aproximada de un fósil, industria o yacimiento entenderemos en qué nos basamos para afirmar dicho dato.
 Acelerador o Espectrometría: Es una variante del método del Carbono-14. No alarga el límite temporal ni mejora el error de las fechas, pero necesita una cantidad mucho menor de carbono (1-5 miligramos), de tal forma que no se destruye tanta muestra ni se contamina tanto la misma. Por ejemplo se utiliza para datar pinturas rupestres realizadas con pigmentos orgánicos. Subir
 
ARQUEOMAGNETISMO :

 La Tierra posee un fuerte campo magnético que se orienta hacia los dos polos. Cada uno de los polos tiene un valor diferente y con el paso de los años varían pasando de uno a otro.  El cambio de polaridad se da en el núcleo del planeta, se trata de un fluido cargado eléctricamente que se mueve como una dinamo, pero muy lentamente. Una inversión completa suele tardar varios miles de años y una vez situada en una dirección puede permanecer en ella desde unos millones hasta un centenar de miles de años. Lo más importante es que estos cambios de polaridad magnética se registran en los minerales cuando éstos se forman (las partículas se orientan debido al magnetismo de determinada forma). Dependiendo de dónde encontremos un fósil podremos saber a qué época pertenece por la polaridad del estrato donde esté depositado. Por ejemplo, para confirmar la fecha de los fósiles del Homo antecessor se utilizó esta técnica. Se estimó que estaban en un estrato por debajo del cambio de polaridad magnética Matuyama/Brunhes ocurrida hace 780.000 años. Subir
 

TERMOLUMINISCENCIA

 Este método se basa en medir la luz que emiten algunos minerales cristalinos al ser calentados en el laboratorio. La intensidad de esta luz es proporcional a la radiacción que recibió y con el tiempo transcurrido desde la última vez que se calentó ese material. Se ha utilizado comúnmente en restos de cerámica, al calentarlos se calcula el momento de la cocción y puede fecharse la actividad humana. Frente a al carbono 14 llega más lejos en su datación, hasta 500.000 años, aunque su error es mayor. Una variante de este método es el de la Resonancia de Espin Electrónico, que mide lo mismo sin tener que calentar la muestra sin dañarla y, además puede fechar cristales de muy pequeño tamaño, como los de los huesos y dientes. Subir  

ANTRACOLOGÍA:

Es el estudio de los restos de madera que se han recogido en un yacimiento. Éstos se analizan al microscopio y así se puede identificar el género de la planta o árbol al que pertenecieron y a veces hasta la especie. Este análisis informa del entorno medioambiental del asentamiento y se complementa con el estudio del polen de ese estrato, pero lo más importante es que nos informa del tipo de madera que utilizaban en al antigüedad y con qué fin. Subir
 
 
 CARPOLOGÍA:

Se trata del estudio de las semillas encontradas en los yacimientos. Normalmente están quemadas, pero se pueden recuperar con la técnica de la flotación. También se pueden reconstruir por las marcas que dejaron sobre materiales blandos como la cerámica o ladrillos de adobe. Subir
 

 MACROFAUNA:

 Son los restos óseos de animales de gran tamaño que se encuentran en los yacimientos. Son muy importantes porque nos informan de la dieta (partes consumidas) y hábitat de los humanos de fechas remotas. Subir
 

 MICROFAUNA:

 Son los restos óseos de animales pequeños como roedores, insectos, moluscos, pájaros, peces... y también restos de conchas y caparazones. Estos animales son más sensibles a los cambios climáticos que los grandes mamíferos, por lo que son más útiles cuando se les encuentra en un yacimiento, pues ayudan a datarlo si se conoce la época en la que vivió determinada especie. También indican el tipo de dieta de nuestro antepasados.Subir
 

PALINOLOGÍA:

 Estudia el polen de un determinado lugar o yacimiento y sirve, lógicamente, para saber qué tipo de vida vegetal existía en la época del estrato donde se ha encontrado. Su información es valiosísima pues informa de cambios climáticos, dieta, etc. Puede conservarse durante decenas de miles de años y es muy fácil de decidir a qué tipo de planta pertenecen mirándolo al microscopio. Así mismo, por su número se puede calcular la abundancia de dicha planta en el pasado. Es famoso el yacimiento neanderthal de Shanidar (Irak) porque sobre un enterramiento se encontró polen de flores y esto se atribuyó a que éstas fueron depositadas a propósito como ofrenda al difunto. Realmente, la existencia de polen no puede asegurar este tipo de práctica funeraria actual sobre seres de otra especie tan alejados en el tiempo, sobre todo cuando el polen se acumula fácilmente si es transportado por el viento, pero las opiniones sobre este particular son muy diversas. Subir
 
 El que se conserven restos de tanta antigüedad es casi un milagro. La erosión y los procesos de modificación del ambiente llevados acabo por los volcanes, la tectónica de placas, las inundaciones, terremotos y otos procesos naturales, sin olvidar al ser humano, hace difícil encontrar cosas interesantes. Sin embargo, siguen apareciendo en el lugar más inesperado. Sólo la formación de un fósil requiere unas condiciones específicas, y encontrarlo en buen estado otras. Las condiciones óptimas de conservación se dan en cuevas o bajo tierra, pero algunos restos han aparecido envueltos en turba, hielo, arena y otros lugares aislados del exterior. Son los más espectaculares porque el pasado se nos presenta de golpe con un realismo tal que nos pone los pelos de punta. Eso mismo ocurrió con el Hombre del Tirol, los mamuts de Siberia, las momias naturales del desierto egipcio y las de los pantanos de turba en el norte de Europa. La falta de oxígeno, la sequedad del aire... el cierre hermético en una "burbuja" del pasado hace que aún nos lleguen muchos restos en buenas condiciones, sin contar con los que aún quedan por descubrir.

INTRODUCCION

Datación, en las ciencias de la tierra, métodos para determinar la edad de rocas y minerales. Aplicando la información obtenida, los geólogos pueden descifrar los 4.600 millones de años de historia de la Tierra (cronología). Los sucesos del pasado geológico (la elevación de las cordilleras montañosas, la apertura y el cierre de los mares, la inundación de zonas continentales o los cambios climáticos) quedan registrados en los estratos de la corteza terrestre.

 

OBJETIVOS

·        Determinar el origen y la edad de las rocas y la tierra.

 

·        Conocer los diferentes metodos de datacion.

·        Enriquecer los conocimientos referentes al tema para mi vida profesional.

     

CONCLUSIONES

·        Es una ayuda muy indispensable para los geologos y los que estudian los temas afines por que pueden determinar la edad y el origen de las rocas.

 

·        Con estos métodos se puede comprobar en realidad el origen de determinado hallazgo.

·        Estos métodos han existido desde la antigüedad salvo que en la actualidad se puede determinar de una forma mas fácil con el avance tecnológico.

BIBLIOGRAFIA

·        INTERNET- Google 

 

·        Enciclopedia encarta 2007