Datación por termoluminiscencia


La datación por termoluminiscencia ( TL ) es la determinación, mediante la medición de la dosis de radiación acumulada , del tiempo transcurrido desde que el material que contiene minerales cristalinos fue calentado ( lava , cerámica ) o expuesto a la luz solar ( sedimentos ). A medida que se calienta un material cristalino durante las mediciones, comienza el proceso de termoluminiscencia . La termoluminiscencia emite una señal luminosa débil que es proporcional a la dosis de radiación absorbida por el material. Es un tipo de datación por luminiscencia .

La técnica tiene una amplia aplicación y es relativamente barata, entre 300 y 700 dólares EE.UU. por objeto; idealmente se analizan varias muestras. Los sedimentos son más caros hasta la fecha. [1] Es necesaria la destrucción de una cantidad relativamente significativa de material de muestra, lo que puede ser una limitación en el caso de las obras de arte. El calentamiento debe haber llevado al objeto por encima de los 500 ° C, que cubre la mayoría de las cerámicas, aunque la porcelana de muy alta cocción crea otras dificultades. A menudo funcionará bien con piedras que se hayan calentado con fuego. También se puede probar el núcleo de arcilla de las esculturas de bronce realizadas mediante fundición a la cera perdida . [2]

Los diferentes materiales varían considerablemente en su idoneidad para la técnica, dependiendo de varios factores. La irradiación posterior, por ejemplo, si se toma una radiografía, puede afectar la precisión, al igual que la "dosis anual" de radiación que un objeto enterrado ha recibido del suelo circundante. Idealmente, esto se evalúa mediante mediciones realizadas en el punto de hallazgo preciso durante un período prolongado. En el caso de las obras de arte, puede ser suficiente confirmar si una pieza es en general antigua o moderna (es decir, auténtica o falsa), y esto puede ser posible incluso si no se puede estimar una fecha precisa. [2]

Los materiales cristalinos naturales contienen imperfecciones: iones de impurezas , dislocaciones de tensión y otros fenómenos que alteran la regularidad del campo eléctrico que mantiene unidos a los átomos en la red cristalina. Estas imperfecciones conducen a jorobas y caídas locales en el potencial eléctrico del material cristalino . Donde hay una caída (la llamada " trampa de electrones "), un electrón libre puede ser atraído y atrapado.

El flujo de radiación ionizante, tanto de la radiación cósmica como de la radiactividad natural, excita los electrones de los átomos en la red cristalina hacia la banda de conducción donde pueden moverse libremente. La mayoría de los electrones excitados pronto se recombinarán con iones reticulares, pero algunos quedarán atrapados, almacenando parte de la energía de la radiación en forma de carga eléctrica atrapada ( Figura 1 ).

Dependiendo de la profundidad de las trampas (la energía requerida para liberar un electrón de ellas), el tiempo de almacenamiento de los electrones atrapados variará ya que algunas trampas son lo suficientemente profundas para almacenar carga durante cientos de miles de años.


Figura 1 : Las tres etapas de termoluminiscencia descritas por Aitken (1985, 1998) y aplicadas a un grano de cuarzo (Keizars, 2008b)
Figura 2 : El proceso de recarga y descarga de señal termoluminiscente, aplicado a las arenas de la playa. (modificado de Aitken, 1998; Keizars, 2008a)
Figura 3 : Firma de termoluminiscencia perdida durante la migración de dos tamaños de grano de arena (Keizars, 2008).
Figura 4 : Método ilustrado para monitorear pasivamente la entrada de arena (Keizars, 2003).
Curva de TL de cuarzo típica medida con un filtro UV durante la datación TL de rutina.