Métodos
de datación de las rocas
Arqueometría
– una rama científica multidisciplinaria
La
física durante los últimos decenios le ha proporcionado a los arqueólogos
distintas herramientas, como por ejemplo, el método de la termoluminiscencia;
el análisis del radiocarbono; el análisis de la activación de neutrones; análisis de fluorescencia de rayos X; la magnetometría, etc.,
que permiten determinar la edad, la composición y la autenticidad de artefactos
arqueológicos.
Esta nueva ciencia de la arqueometría (del griego: archaio = antiguo, viejo,
metron: medir) representa una rama investigativa multidisciplinaria, en la
cual los físicos, arqueólogos, historiadores, historiadores del arte, geólogos trabajan
mano a mano, para llevar luz al pasado.
El desarrollo de métodos relativos y absolutos.
Con los métodos disponibles, en el siglo 19
los geólogos sólo podían establecer una escala de tiempo relativa. La real edad
de la Tierra y la duración de la distintas eras sólo se podían estimar. Un
cálculo de Lord Kelvin, del año 1862 dio una edad de la Tierra de entre 290 y
40 millones de años. Después del descubrimiento de la radioactividad se
desarrollaron los métodos radioactivos, para
la determinación de la edad, que permitieron datar en forma absoluta la
clasificación relativa de las edades geológicas.
Nicolás Steno formuló en 1669 la ley
fundamental de la
estratigrafía: En presencia de capas no alteradas las
más jóvenes están encima de las más antiguas.
Otra regla
dice, que la vida en la
Tierra se ha desarrollado forma “única”, que las formas no se repiten- en base
a este principio era posible registrar la secuencia de los fósiles y la capas,
armarlas en perfiles y compararlas por
zonas más amplias.
De esto, finalmente se obtuvo una clasificación de la historia de la Tierra en
cuatro grandes eras: Precámbrico,
Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico. El Mesozoico en Trias, Jurásico y
Cretáceo, y en más finas – pero por esto sólo regionalmente válidos - unidades estratigráficas hasta las capas
individuales.
En
principio todos los métodos de determinación de edades son más o menos
defectuosos
y
deben ser cotejados con otros métodos. Mediante comparaciones y mejoras de los
métodos de mediciones los resultados de las mediciones se mejoraron con el
correr de los años.
Determinación de edades mediante el C-14
En las
capas superiores de la atmósfera, debido a los
rayos UV del espacio so generan constantemente nucleídos. Núcleos atómicos que
son alcanzados por los rayos UV, se
desintegran en sus componentes, las fracciones se dispersan a alta velocidad y
colisionan con otros núcleos.
Se forman nuevos núcleos atómicos, por ejemplo: 3H, 14C,
32Si.
El
nucleído 14C es de especial importancia, y que a través del CO2 entra, siempre en la misma cantidad,
en el circuito biológico (CO2, hidratos de carbono, celulosa, grasas,
proteínas. ADN, etc.)
Esto significa: La proporción de 12C:14C,
en el circuito biológica y con esto, en cada ser viviente (bacterias, hongos,
plantas, animales y humanos), es siempre igual.
1 gramo de Carbono de un ser viviente
cualquiera, siempre contiene tantos átomos de 14C, que por minuto 12,5 átomos,
por desintegración beta, se decaen en 14N.
Si muere
una animal o es derribado un árbol, entonces el circuito biológico es
abandonado los ´átomos de carbono ya no son reemplazados. Esto significa: El
14C se desintegra, el reloj del tiempo de la vida media, comienza a funcionar.
Después de un TSD del 14C (5739) años, sólo se desintegran 6,25 páto9mos de 14C
por minuto, después de 20 300 años, sólo 1 átomo por minuto.
Por lo tanto de la cantidad de átomos radioactivos del
14C, en un fósil de un animal, se puede determinar el momento de su muerte. Con
este método se puede retroceder aproximadamente unos 30 000 añas.
La dendrocronología
Este método valora las cifras y los anchos de los anillos
anuales de los árboles longevos. Con esto se pueden datar en forma exacta sedimentos,
sucesos y condiciones climáticos de los últimos 3000 a 4000 años.
Análisis de las varvas
Uno de los
más antiguos métodos para la determinación absoluta de las edades, el análisis
de las varvas, fue desarrollado a comienzos del siglo 20 por científicos sueco.
Una varva es un manto de sedimentos, que
se deposita en aguas estancadas durante un año. Para determinar la edad e los
depósitos glaciales del pleistoceno, se contaron las varvas y se compararon
entre ellas.
La termoluminiscencia
El principio de la datación del termoluminiscencia (datación
-TL), se basa en la acumulación de in formaciones sobre la energía absorbida de
radiaciones ionizadas en cristales inorgánicos (por eje.: Cuarzo o
feldespatos), que estoan contenidos en todas las cerámicas. En un enrejado
cristalino, por radiaciones radioactivas, electrones pueden ser estimulados de forma permanente. Si
estos cristales se calientan a una determinada temperatura (300 °C) en
laboratorio, entonces los electrices regresan a sus lugares de partida, Con
esto se emite luz- De la temperatura, de la intensidad y del espectro de la
termoluminiscencia y otros parámetros es posible determinar la edad . Este
método es adecuado para el cuarzo y cristales de feldespatos, y se aplica
especialmente en la arqueología para la determinación de cerámicas.
Datación radiométrica
El descubrimiento de la radioactividad (Becquerel 1896)
abrió la oportunidad de la datación radiométrica.
Teoría básica:
Los átomos de los isótopos radioactivos,
por ejemplo Uranio (U) y Torio (Th), se desintegran después de un tiempo
determinado (vida media) a un isótopo no radioactivo.
De 327 isótopos que se encuentran en la naturaleza, 55 son radioactivos. Isótopos
son átomos de un elemento, que se diferencia por la masa atómica, pero que
tienen el mismo número de orden. Los isótopos tienen las mismas propiedades
químicas.
Esta desintegración es acompañada por una emisión de
radiaciones o partículas (partículas alfa, beta y rayos gamma) provenientes del
núcleo atómico. Algunos isótopos (“isótopos madres”) se desintegran en un sólo
paso a un producto final estable, (por ejemplo carbono 14); en otros la degradación se desarrolla por
etapas, o sea por varios isótopos “hijos”,
hasta .la formación de un isótopo estable. Una serie de desintegraciones
escaladas se presentan, por ejemplo con el Uranio 235, 238 y el Torio 232. En
un tiempo determinado se desintegra una cantidad determinada del isótopo
madre.
El tiempo
en el cual se desintegra la mitad de la cantidad original, se llama vida media. Pueden ser microsegundos y
también miles de millones de años. Diez isótopos radioactivos poseen una vida
media en el marco de laña historia de la Tierra, estos califican para la
datación radiométrica de las rocas.
Cada elemento radioactivo posee su propia vida media; la
del Carbono 14 es de 5730 años, la del Uranio 238 es de 4,5 mil millones de
años.
En la determinación de las edades mediante la
radiometría, se determina la relación de la cantidad de entre el isótopo madre
e isótopo hijo. El resultado exige cuidadosos interpretaciones geológicas, ya
que sólo bajo condiciones óptimas, la edad radiométrica de los minerales es
igual a la edad de las rocas. Esta edad radiométrica puede ser la edad de la
formación primaria de un magma, pero también una transformación metamórfica
posterior oi una influencia causada por procesos geológicas.
El método
Potasio-Argón
Con la degradación
del Potasio 40 radioactiva a Argón 40 y Calcio 40. Con el Argónse pueden datar
rocas hasta una edad de 200 hasta 800 millones de años, y con el Calcio de un a
dos mil millones de años. El Potasio 40 se encuentra ampliamente distribuido en
minerales cómo la Mica, feldespatos, hornablendas. Problemático es el escape de
Argón cuando la roca es calentada a más de 125 °C, ya que con esto el resultado
de medición es falseado.
El método
Rubidio-Estroncio
Con este método
fiable se pueden datar las rocas más antiguas. Este método se basa en ñla degradación del
Rubidio 87 a Estroncio 87, y también se usa mucho para comprobar la datación
con el método Potasio-Argón, ya que el estroncio a bajas temperaturas no se
volatiliza, cómo es el caso con el Argón.
Torio-230
Los métodos
del Torio sirven para la datación de sedimentos marinos. El Uranio en el agua del mardecae en Torio 230, que
se acumula en los sedimentos del fondo del mar. El Torio 230 es un eslabón de la
cadena de desintegración del Uranio 238 y tiene una vida media de 80.000 años.
El Protactinio 231 que deriva del Uranio 235, tiene una vida media de 34.300
años.
Los
métodos con el Plomo
En este caso se establece la edad cuando se
determina mediante la espectrometría, la actividad de las partículas alfa (el
contenido Uranio-Torio) de los
concentrados de Circonio, Monacita y Xenotima- El método Uranio-Plomo se basa
en la velocidad de desintegración del uranio 235 a Plomo 207. Con las velocidades
para Torio 232 hasta el Plomo 208 se pueden obtener tres indicaciones independientes,
para la edad de una misma muestra. Las relaciones determinadas de Plomo 206 y
Plomo 207, pueden ser transformados a la edad Plomo-Plomo. Este método se aplica
principalmente para muestras del precámbrico. Como un sistema paralelo de la
datación Uranio-Torio-Plomo, adicionalmente se oueden calcular las edades de la
relación Uranio 235 a Uranio 238
Fuente:
http://www.uni-heidelberg.de/
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