La datación de potasio-argón , abreviada datación K-Ar , es un método de datación radiométrica utilizado en geocronología y arqueología . Se basa en la medición del producto de la desintegración radiactiva de un isótopo de potasio (K) en argón (Ar). El potasio es un elemento común que se encuentra en muchos materiales, como feldespatos , micas , minerales arcillosos , tefra y evaporitas . En estos materiales, el producto de descomposición40
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es capaz de escapar de la roca líquida (fundida), pero comienza a acumularse cuando la roca se solidifica ( recristaliza ). La cantidad de sublimación de argón que se produce es una función de la pureza de la muestra, la composición del material madre y una serie de otros factores. Estos factores introducen límites de error en los límites superior e inferior de la datación, por lo que la determinación final de la edad depende de los factores ambientales durante la formación, el derretimiento y la exposición a una presión reducida o al aire libre. El tiempo desde la recristalización se calcula midiendo la relación entre la cantidad de40
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acumulado a la cantidad de 40
k
restante. La larga vida media de40
k
permite que el método se utilice para calcular la edad absoluta de muestras de más de unos pocos miles de años. [1]
Las lavas que se enfrían rápidamente y que son muestras casi ideales para la datación K-Ar también conservan un registro de la dirección y la intensidad del campo magnético local a medida que la muestra se enfría más allá de la temperatura de Curie del hierro. La escala de tiempo de la polaridad geomagnética se calibró en gran medida utilizando la datación K-Ar. [2]
El potasio se encuentra naturalmente en 3 isótopos: 39
k
(93,2581%), 40
k
(0.0117%), 41
k
(6,7302%). 39
k
y 41
k
son estables. El40
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el isótopo es radiactivo; decae con una vida media de1.248 × 10 9 años a40
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y 40
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. Conversión a estable40
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se produce a través de la emisión de electrones ( desintegración beta ) en el 89,3 % de los eventos de desintegración. Conversión a estable40
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ocurre a través de la captura de electrones en el 10,7% restante de los eventos de desintegración. [3]
El argón, al ser un gas noble , es un componente menor de la mayoría de las muestras de rocas de interés geocronológico : no se une con otros átomos en una red cristalina. Cuándo40
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decae a 40
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; el átomo normalmente permanece atrapado dentro de la red porque es más grande que los espacios entre los otros átomos en un cristal mineral. Pero puede escapar a la región circundante cuando se cumplen las condiciones adecuadas, como un cambio de presión o temperatura.40
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los átomos pueden difundirse y escapar del magma fundido porque la mayoría de los cristales se han derretido y los átomos ya no están atrapados. El argón arrastrado (argón difundido que no logra escapar del magma) puede volver a quedar atrapado en cristales cuando el magma se enfría para volver a convertirse en roca sólida. Después de la recristalización del magma, más40
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decaerá y 40
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volverá a acumularse, junto con los átomos de argón arrastrados, atrapados en los cristales minerales. Medida de la cantidad de40
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atoms se utiliza para calcular la cantidad de tiempo que ha pasado desde que se solidificó una muestra de roca.
A pesar de 40
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siendo el núclido hijo favorito, rara vez es útil en la datación porque el calcio es muy común en la corteza, con 40
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siendo el isótopo más abundante. Por lo tanto, la cantidad de calcio originalmente presente no se conoce y puede variar lo suficiente como para confundir las mediciones de los pequeños aumentos producidos por la desintegración radiactiva.
La relación de la cantidad de 40
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A la de 40
k
está directamente relacionado con el tiempo transcurrido desde que la roca se enfrió lo suficiente como para atrapar el Ar por la ecuación