31 de marzo de 2014

Métodos de datación de las rocas



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/





No hay comentarios.: