Métodos de datación en Arqueología
datación potasio-argón o 40K/40Ar es un método de datación radiométrica, surgido en la década de 1960, utilizado en geología yarqueología para datar rocas o cenizas volcánicas.
Se basa en el principio de la desintegración radiactiva, en el cual el isótopo radiactivo potasio-40 (40K) presente en las rocas volcánicas se desintegra a un ritmo conocido en el gas inerte argón-40 (40Ar), en un proceso que transcurre en un número determinado de años (1,248 X 109)1 durante los que el gas se va concentrando en los cristales de la roca. Aprovechando este ritmo y vida media conocidas, el método se presta datar muestras desde 10.000 hasta varios miles de millones años, donde el límite para las muestras más jóvenes se ha establecido para controlar el error de medición por incorporaciones de argón desde la atmósfera.
Descripción del método
Cuando un fluido magmático se enfría, transformándose en roca, el argón comienza a formarse y, con el paso del tiempo, aumentará su proporción en la misma. La cantidad de argón que contiene la roca dependerá de la concentración inicial de potasio y del tiempo transcurrido desde la solidificación.
Estudiando este ritmo de descomposición del 40K, y la cantidad de 40Ar contenido en las estructuras cristalinas de la muestra de roca, en un proceso de enfriado suficiente como para que el argón radiogénico no se disperse fuera de los cristales, es posible calcular la data de formación de la roca y una cuantificación en la espectrometría de masas. Se necesitan 10 gramos de muestra de roca volcánica para una medición fiable.
Cálculo de la edad de la roca
El potasio-40 es un isótopo radiactivo que se degrada siguiendo los modos de desintegración siguientes :
-
- λε = 0,581.10-10/an
-
- λβ = 4,962.10-10/an
La edad de la muestra se obtiene en promedio de la fórmula siguiente :
Como la relación de concentraciones de argón 40 y de potasio 40 es suficientemente fiable, la fórmula se simplifica en :
siendo la edad de la muestra, et las cantidades medidas de isótopos padre e hijos.
Limitaciones
Con el método potasio-argón solo se pueden datar yacimientos sepultados por erupciones volcánicas, con lo que resulta imposible conseguir una precisión mayor a ±10%. Generalmente, con este margen de error, las edades obtenidas son menores que la edad verdadera.
Por otra parte, un problema a la hora de datar el K-Ar es que si en la muestra se presenta cierta heterogeneidad, en las partes proporcionales con concentraciones de 40K puede haber diversos K/Ar, y esto también puede llevar a una fecha inexacta.
Al utilizar este método se deben tener en cuenta además los diferentes grados de retención de los minerales. Por una parte, cuando la edad perteneciente a la muestra es menor que la verdadera se ha producido pérdida de Ar. Esto se debe a los llamados fenómenos de recristalización, alteración o calentamiento. En este último caso, si la pérdida es total, la datación obtenida corresponde a la edad de ese suceso térmico, lo que permite datar procesos metamórficos.
Por otra parte, ciertas rocas y minerales pueden contener argón heredado. En este caso, entonces, las edades que informará el método de datación serán mayores a las reales.
Finalmente, otro de los inconvenientes de este método hace referencia a la necesidad de hallar muestras de rocas volcánicas susceptibles a ser datadas, puesto que estas solo se encuentran en determinados lugares de la Tierra.
Aplicaciones
Un ejemplo claro del método potasio-argón son los yacimientos de Olduvai (Tanzania), situados en una zona volcánica con altos niveles de cenizas. Su análisis ha permitido datar diferentes niveles de ocupación humana a partir de los 2 millones de años. Asimismo se han podido datar en 3,7 millones de años las pisadas de homínidos sobre ceniza volcánica de Laetoli, situadas próximas a Olduvai.
Datación Potasio-ArgónLa datación potasio-argón tiene la ventaja de que el argón es un gas inerte que no reacciona químicamente, y no se espera que forme parte en la solidificación de una roca, por lo que cualquier presencia encontrada dentro de una roca, es muy probablemente el resultado de la desintegración radiactiva del potasio. Puesto que el argón se escapa si la roca se funde, los datos obtenidos corresponden a los de la última vez que estuvo fundida la roca. Como elpotasio es un constituyente de muchos minerales comunes y aparece como una pequeña fracción de potasio-40 radiactivo, esto encuentra una amplia aplicación en la datación de yacimientos minerales. Los feldespatos son los minerales más abundantes en la Tierra, y el potasio es un componente de la ortoclasa, una forma común de feldespato.
* el asterisco en 40Ar* es un recordatorio de que solamente se obtiene una fecha válida si todo el argón-40 en esa muestra particular es de origen radiogénico. Los supuestos son
| Índice McDougall & Harrison Dalrymple & Lanphere Geyh & Schleicher, Cap. 6 | |||||||||||||
| Atrás |
Geocronología del 40Ar/39ArLa datación con el 39Ar y el 40Ar se basa en el hecho de que el 39K puede ser bombardeado con neutrones en un reactor nuclear y producir una cantidad de 39Ar que es proporcional al contenido de potasio de la muestra. Mediante la comparación de la población de átomos de39Ar y 40Ar* en una muestra simple, se puede calcular la proporción 40Ar*/40K y por consiguiente la edad de la muestra. El proceso de datación convencional del potasio-argón es difícil tecnicamente y normalmente se lleva a cabo analizando el potasio en una parte de la muestra y midiendo el 40Ar en otra. El proceso Ar-Ar se puede hacer en la misma pequeña pieza de muestra, analizando ambos gases en un espectrómetro de masa.
Este tratamiento conceptual simplificado no da una imagen exacta del diseño y ejecución detallados de las determinaciones de edad para una amplia variedad de tipos de muestras geológicas. Pero se quiere decir que se pueden tomar pequeñas muestras para la determinación de la datación Ar-Ar basadas en la espectrometría de masas. Esto ha contribuido a una vasta colección de datos de edad de minerales de la tierra, muestras lunares y meteoritos.
| Índice McDougall & Harrison Kelley, S. P. Geyh & Schleicher, Cap. 6 | ||||
| Atrás |
Datación Argón-Argón y el Impacto de ChicxulubA principios de 1990 hubo una intensa polémica sobre la asociación del cráter de Chicxulub en la península de Yucatán en México, con la extinción de los dinosaurios en el período de hace unos 65 millones de años. La frontera Cretácico-Terciario en la escala de edad geológica se asoció con una capa rica en iridio que sugería que la capa fue causada por un impacto con un objeto extraterrestre. Debido a que ese período de tiempo comúnmente conocido como el límite K-T se asoció con la extinción de un gran número de animales en el registro de fósiles, se dedicó mucho esfuerzo a su datación con el método del potasio-argóny otros métodos de geocronología. Con estos estudios se le asoció al límite K-T un tiempo de 65 millones de años.Otros cráteres de impacto de gran tamaño como el cráter de Manson en Iowa (con edad de 74 My) se examinaron cuidadosamente como candidatos para la causa de la extinción, pero ninguno estaba cerca del momento crítico. El de Chicxulub no fue tan evidente como candidato, porque gran parte de su evidencia estaba bajo el mar. Después del trabajo publicado por Alan Hildebrand en 1991 se dirigió más la atención a la ubicación de Yucatán y se demostró la similitud química de muestras de núcleos de Chicxulub, con material que se encuentraba distribuido en la capa límite K-T. Carl Swisher organizó un equipo para producir tres mediciones independientes sobre la edad de perlas de vidrio intactas, del sitio de perforación del núcleo C-1 en la zona de impacto de Chicxulub. Las mediciones se realizaron por el método del argón-argón. Una tercera pieza de evidencia proviene de las mediciones de edad de cristales de circón que se encontraron en la capa K-T, tan lejanos como desde Colorado a Saskatchewan. El circón a veces ha producido un rompecabezas en la datación radiométrica porque su temperatura de fusión es tan alta que los cristales a veces sobreviven en minerales fundidos calientes, dando diferentes fechas de fusión que las de otros minerales que los rodean. Pero en este caso la naturaleza del circón tenía una ventaja. Los cristales hallados estaban parcialmente fundidos, y cuando se midieron por el método uranio-plomo dieron dos edades, 65 My y 545 My. Como se conocía que el subsuelo de la corteza terrestre en la zona de Yucatán tenía una edad próxima a la mas vieja, esto confirmó de alguna manera al cráter de Chicxulub como el origen de la capa límite K-T. Según Frankel, este era el paso que convenció a la mayoría de los geólogos en 1994, de que este impacto era la fuente del depósito rico en iridio del límite K-T y la causa de la extinción de los dinosaurios.
| Índice Frankel, "The End of the Dinosaurs" | ||
| Atrás |
Isócronas Potasio-Calcio
|
No hay comentarios:
Publicar un comentario