Métodos de datación en Arqueología
datación radiométrica es un procedimiento técnico empleado para determinar la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos (paleontológicos). El método se basa en las proporciones de un isótopo «padre» y de uno o más descendientes de los que se conoce susemivida o periodo de semidesintegración, contenidos en la muestra que se va a estudiar. Los isótopos propicios para analizar dependen del tipo de muestra y de la presunta antigüedad de lo restos que se quieran datar. Ejemplos de estas técnicas son:1 K/Ar, U/Pb, Rb/Sr, Sm/Nd, etcétera.
Un caso particular es la datación por carbono radiactivo (basada en la desintegración del isótopo carbono 14), comúnmente utilizada para la datación de restos orgánicos relativamente recientes, de hasta 60 000 años.
La datación radiométrica se viene realizando desde 1905, cuando fue inventado por Ernest Rutherford como un método por el cual determinar la edad de la Tierra. Desde entonces las técnicas han sido enormemente mejoradas y ampliadas.
Ecuación de datación
En el caso más simple, en el que un isótopo padre se desintegra en un isótopo hijo estable, se aplica una expresión matemática que relaciona los períodos de semidesintegración y el tiempo geológico tal que:
- edad de la muestra.
- constante de desintegración radiactiva del isótopo padre.
- logaritmo neperiano o natural.
- número de átomos del isótopo hijo existentes en la muestra (= n.º de átomos padre que han decaído radioactivamente).
- cantidad de isótopos padre presentes en la muestra.
Esta ecuación es válida siempre que el modo de decaimiento del isótopo padre sea único y que el isótopo hijo sea estable. Para otros casos se pueden obtener ecuaciones más complejas, en las cuales se tienen en cuenta múltiples decaimientos posibles.
Vida media y constante de semidesintegración
Se denomina vida media de un radioisótopo a la duración promedio de un isótopo radiactivo previa a su desintegración. Es igual a la inversa de la constante de desintegración radiactiva: .
Al tiempo que transcurre hasta que la cantidad de núcleos radiactivos de un isótopo radiactivo se reduce a la mitad de la cantidad inicial se le denomina periodo de semidesintegración, periodo, semiperiodo o semivida (no confundir con vida media): .
Al fin de cada período de semidesintegración la radiactividad se reduce a la mitad (de la inicial). A cada radioisótopo corresponde un período de semidesintegración característico, en general diferente de los respectivos de otros isótopos.
Ejemplos:
| Isótopo | Período | Emisión |
|---|---|---|
| Uranio-238 | 4 510 millones de años | Alfa |
| Carbono-14 | 5 730 años | Beta |
| Cobalto-60 | 5,271 años | Gamma |
| Radón-222 | 3,82 días | Alfa |
Datación relativa
Se basa en el principio geológico de la estratigrafía, considera, en situaciones normales, que los niveles (llamados estratos) que están por debajo son más antiguos (se forman antes) que los que están por encima. Una auténtica seriación cronológica, según este principio, sólo debería hacerse en un mismo corte estratrigráfico. De todos modos, podemos establecer analogías cronológicas en diferentes yacimientos gracias a los llamados fósiles directores o "fósiles guía", según Fullola i Pericot y Nadal Lorenzo (2005, p. 32).
La datación de los huesos
Un método útil para estimar si varios huesos asociados en el mismo depósito estratigráfico tienen en realidad la misma edad relativa es el análisis químico, mediante el estudio de sus contenidos de nitrógeno, flúor uranio. Se basa en el hecho de que dos huesos enterrados en el mismo tipo de sedimento deberían tener las mismas proporciones de flúor, un elemento presente en la tierra y que se disuelve en el agua, de tal manera que puede ser incorporado al fósil con el paso del tiempo.
Secuencias tipológicas
Hay dos conceptos nuevos que sirven de base a la idea de elaborar una datación relativa mediante la tipología:
- Los productos de un período y lugar determinados tienen un estilo reconocible.
- El cambio estilístico de los artefactos suele ser bastante gradual y evolutivo.
Estos argumentos fueron perfeccionados por muchos arqueólogos, que descubrieron que se podían establecer cronologías relativas para distintas clases de artefactos procedentes de regiones diferentes.
La datación uranio-torio, también llamadadatación torio-230, datación por desequilibrio de series de uranio odatación por series de uranio, es una técnica de datación radiométricacomúnmente utilizada para determinar la edad de materiales formados por carbonato de calcio, tales como espeleotemas ocorales.1 A diferencia de otras técnicas de datación radiométricas comúnmente utilizadas, como las de rubidio-estroncio ouranio-plomo, que fechan la acumulación de un miembro final estable producto de ladesintegración, la técnica del uranio-torio no lo hace. En lugar de ello, la técnica de uranio-torio calcula una edad desde el grado en que el equilibrio secular ha sido restaurado entre el isótopo radiactivo torio-230 y su padre uranio-234 dentro de una muestra.
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. En contraste, el uranio es soluble en alguna medida en todas las aguas naturales, por lo que cualquier material que precipita o se forma a partir de tales aguas también contiene trazas de uranio, típicamente a niveles de entre unas pocas partes por mil millones y pocas partes por millón, en peso. Conforme pasa el tiempo después de la formación del material, el uranio-234 presente en la muestra, con una vida media de 245 000 años, decae a torio-230. El torio-230 es en sí radiactivo, con una vida media de 75 000 años, por lo que no se acumulan de forma indefinida (como por ejemplo es el caso del uranio-plomo del sistema), el torio-230 en vez de ello se acerca al equilibrio secular con su padre radioactivo de uranio-234. En equilibrio secular, la cantidad de torio-230 que se desintegra por año dentro de una muestra es igual a la cantidad de torio-230 producido, que también es igual a la cantidad de uranio-234 que se desintegra por año en la misma muestra.
Las dataciones en base al uranio-torio tienen un límite de edad superior de algo más de 500 000 años, que se define por la vida media del torio-230, la precisión con la que podemos medir la relación torio-230/uranio-234 en una muestra y la exactitud con la que sabemos la vida media del torio-230 y del uranio-234. También hay que tener en cuenta que para calcular una edad con esta técnica la proporción de uranio-234 y su isótopo padre, el uranio-238, debe ser medida.
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