Datación radiométrica


La datación radiométrica , la datación radiactiva o la datación por radioisótopos es una técnica que se utiliza para datar materiales como rocas o carbono , en los que se incorporaron selectivamente trazas de impurezas radiactivas cuando se formaron. El método compara la abundancia de un isótopo radiactivo natural dentro del material con la abundancia de sus productos de desintegración , que se forman a una tasa de desintegración constante conocida. [1] El uso de la datación radiométrica fue publicado por primera vez en 1907 por Bertram Boltwood [2] y ahora es la principal fuente de información sobre laedad absoluta de las rocas y otras características geológicas , incluida la edad de las formas de vida fosilizadas o la edad de la Tierra misma, y ​​también se puede utilizar para fechar una amplia gama de materiales naturales y artificiales .

Junto con los principios estratigráficos , los métodos de datación radiométrica se utilizan en geocronología para establecer la escala de tiempo geológico . [3] Entre las técnicas más conocidas se encuentran la datación por radiocarbono , la datación por potasio-argón y la datación por uranio-plomo . Al permitir el establecimiento de escalas de tiempo geológicas, proporciona una importante fuente de información sobre las edades de los fósiles y las tasas deducidas de cambio evolutivo . La datación radiométrica también se utiliza para datar materiales arqueológicos , incluidos artefactos antiguos.

Los diferentes métodos de datación radiométrica varían en la escala de tiempo en la que son precisos y en los materiales a los que se pueden aplicar.

Toda la materia ordinaria se compone de combinaciones de elementos químicos , cada uno con su propio número atómico , que indica el número de protones en el núcleo atómico . Además, los elementos pueden existir en diferentes isótopos , y cada isótopo de un elemento difiere en el número de neutrones en el núcleo. Un isótopo particular de un elemento particular se llama nucleido . Algunos nucleidos son intrínsecamente inestables. Es decir, en algún momento, un átomo de tal nucleido sufrirá una desintegración radiactiva .y transformarse espontáneamente en un nucleido diferente. Esta transformación se puede lograr de varias maneras diferentes, incluida la desintegración alfa (emisión de partículas alfa ) y la desintegración beta ( emisión de electrones , emisión de positrones o captura de electrones ). Otra posibilidad es la fisión espontánea en dos o más nucleidos.

Mientras que el momento en el tiempo en el que un núcleo en particular se desintegra es impredecible, una colección de átomos de un nucleido radiactivo se desintegra exponencialmente a una velocidad descrita por un parámetro conocido como vida media , generalmente dado en unidades de años cuando se analizan las técnicas de datación. Después de que haya transcurrido una vida media, la mitad de los átomos del nucleido en cuestión se habrán desintegrado en un nucleido "hijo" o producto de descomposición . En muchos casos, el propio nucleido hijo es radiactivo, lo que da como resultado una cadena de desintegración ., que eventualmente termina con la formación de un nucleido hijo estable (no radiactivo); cada paso en tal cadena se caracteriza por una vida media distinta. En estos casos, por lo general, la vida media de interés en la datación radiométrica es la más larga de la cadena, que es el factor limitante de la velocidad en la transformación final del nucleido radiactivo en su hija estable. Los sistemas isotópicos que se han explotado para la datación radiométrica tienen vidas medias que van desde sólo unos 10 años (p. ej., tritio ) hasta más de 100 000 millones de años (p. ej., samario-147 ). [4]


Ejemplo de una cadena de desintegración radiactiva de plomo-212 ( 212 Pb) a plomo-208 ( 208 Pb) . Cada núclido padre se desintegra espontáneamente en un núclido hijo (el producto de desintegración ) a través de una desintegración α o una desintegración β− . El producto de desintegración final, plomo-208 ( 208 Pb), es estable y ya no puede sufrir desintegración radiactiva espontánea.
Espectrómetro de masas de ionización térmica utilizado en la datación radiométrica.
Isócronas Lu-Hf trazadas de muestras de meteoritos. La edad se calcula a partir de la pendiente de la isócrona (línea) y la composición original a partir de la intersección de la isócrona con el eje y.
Un diagrama de concordia como se usa en la datación de uranio-plomo , con datos del cinturón de Pfunze , Zimbabue . [19] Todas las muestras muestran pérdida de isótopos de plomo, pero la intersección del errorchron (línea recta a través de los puntos de muestra) y la concordia (curva) muestra la edad correcta de la roca. [15]
Las piedras de Ale en Kåseberga, a unos diez kilómetros al sureste de Ystad , Suecia , se fecharon en el año 56 d. C. utilizando el método de carbono-14 en material orgánico encontrado en el sitio. [27]
Los cristales de apatita se utilizan ampliamente en la datación por huellas de fisión.