Datación radiométrica
Junto con los principios estratigráficos, los métodos de datación radiométrica se utilizan en geocronología para establecer la escala temporal geológica.
En muchos casos, el nucleido «hijo» en sí mismo es radioactivo, lo que resulta en una nueva cadena de desintegración, que finalmente termina con la formación de un nucleido «hijo» estable (no radioactivo); cada paso en tal cadena se caracteriza por una vida media distinta.
Los sistemas isotópicos que han sido explotados para la datación radiométrica tienen vidas medias que van desde solo unos 10 años (por ejemplo, tritio) hasta los más de 100 000 millones de años (por ejemplo, el samario 147).
Esta previsibilidad permite que las abundancias relativas de los nucleidos relacionados se utilicen como un reloj para medir el tiempo desde la incorporación de los nucleidos originales en un material hasta el presente.
La ecuación básica de la datación radiométrica requiere que ni el nucleido «padre» ni el producto «hijo» puedan entrar o salir del material después de su formación.
[12]: 142–143 Una datación radiométrica precisa generalmente requiere que el «padre» tenga una vida media lo suficientemente larga como para que esté presente en cantidades significativas en el momento de la medición (excepto, como se describe a continuación, en la «Datación con radionucleidos extintos de vida corta»), que la vida media del «padre» se conozca con precisión y que se produzca suficiente cantidad del producto «hijo» para medirlo y distinguirlo de la cantidad inicial del «hijo» presente en el material.
A cierta temperatura, la estructura cristalina se ha formado lo suficiente como para evitar la difusión de isótopos.
Por lo tanto, una roca o masa fundida ígnea o metamórfica, que se está enfriando lentamente, no comienza a mostrar una disminución radiactiva mensurable hasta que se enfríe por debajo de la temperatura de cierre.
La edad que se puede calcular por datación radiométrica es, por lo tanto, el momento en que la roca o el mineral se enfriaron hasta la temperatura de cierre.
Esta ecuación es válida siempre que el modo de decaimiento del isótopo «padre» sea único y que el isótopo «hijo» sea estable.
En el siglo transcurrido desde entonces, las técnicas se han mejorado y ampliado enormemente.
El contenido del isótopo Nd es utilizado para brindar información sobre la fuente de material ígneo como también sobre su antigüedad.
Ello a su vez influye sobre la relación de 143Nd/144Nd con al aumento del 143Nd.
La datación potasio-argón o 40K/40Ar es un método de datación radiométrica que surgió en la década de 1960 y que se utiliza en geología y arqueología para datar rocas o cenizas volcánicas, en general, las más antiguas.
Si estos minerales cristalizaron a partir de la misma masa fundida de silicatos, cada mineral tuvo la misma relación inicial 87Sr/86Sr que su «padre» en la masa fundida.
Durante la cristalización fraccionada, el Sr tiende a concentrase en plagioclasa, dejando al rubidio en la fase líquida.
Generalmente, la relación Rb/Sr aumenta en el orden plagioclasa, hornblenda, feldespatos de potasio, biotita, moscovita.
El torio no es soluble en las aguas naturales en las condiciones que se encuentran en, o cerca, de la superficie de la tierra, por lo que los materiales formados en, o desde, estas aguas no suelen contener torio ya que se precipita selectivamente en los sedimentos del fondo del océano, a partir de los cuales se miden sus proporciones.
Las dataciones en base al uranio-torio tienen un límite de edad superior de algo más de 500 000 años, que se establece por la vida media del 230Th, por la precisión con la que se puede medir la relación 230Th/234U en una muestra y por la exactitud con la que se sabe la vida media del 230Th y del 234U.
[42] El 14C tiene una vida media de 5730 años,[43][44] (que es muy corta en comparación con otros isótopos usados en datación radiométrica) y se descompone en nitrógeno.
[45] En otros métodos de datación, los pesados isótopos parentales se produjeron por nucleosíntesis en supernovas, lo que significa que cualquier isótopo parental con una vida media corta ya debería estar extinto.
El 14C, sin embargo, se crea continuamente a través de las colisiones de los neutrones generados por los rayos cósmicos con el nitrógeno en la atmósfera superior y, por lo tanto, permanece en un nivel casi constante en la Tierra.
Cuando un organismo muere, deja de absorber nuevo 14C y el isótopo existente decae según su vida media característica.
Entre 1952 y 1958, se produjeron grandes cantidades del, por lo demás raro, 36Cl (semivida ~ 300 ka) durante la detonación atmosférica de las armas nucleares.
Los fragmentos de cerámica se pueden fechar hasta la última vez que experimentaron un calor significativo, generalmente cuando fueron horneados en un kiln.
La datación por termoluminiscencia es un método de datación absoluta empleado en arqueología para determinar la edad de elementos que hayan sido sometidos a calentamiento, como hogares o cerámicas.
[49] También puede utilizarse para datar sedimentos eólicos, fluviales, marinos, costeros, rocas volcánicas y carbonato cálcico precipitado en cuevas.
[53] Otros métodos son los siguientes: La datación radiométrica absoluta requiere que una fracción mensurable del núcleo «padre» permanezca en la roca de muestra.
Esos radionucleidos, posiblemente producidos por la explosión de una supernova, se han extinguido hoy en día, pero sus productos de desintegración pueden detectarse en material muy antiguo, como el que constituye los meteoritos.
Las muestras se exponen a una radiación de neutrones en un reactor nuclear.
