1 d’abril de 2014

PALEONTOLOGIA: Geocronologia - Mètodes de datació geològica

La geocronologia és el conjunt de tècniques que permeten mesurar el temps geològic. Hi ha tècniques de datació relativa i absoluta o geocronologia relativa i geocronologia absoluta.

Datació relativa:

Posat per primera vegada en pràctica pel metge danès Nicolaus Steno el 1669, és un mètode molt senzill d’utilitzar. Es basa en el fet que quan es formen les roques sedimentàries, els estrats superiors són més recents que els situats per dessota d’aquests ( principi de superposició ). És una seqüència inalterada de roques coneguda en geologia amb el nom de perfil, per tant, existeix una seqüència cronològica del fons a la superfície, des de roques de més edat, fins a les més recents. Aquesta regularitat òbvia és molt important per a la geologia i la paleontologia.

Datació absoluta:

Permet atribuir una edat concreta a un material, mentre que la relativa s'utilitza per comparar dos o més processos i ordenar-los segons la seva antiguitat.


Tipus de datacions absolutes:


 Datació radiomètrica:

La radioactivitat es produeix per desintegració del nucli d'àtoms inestables, com el radi, l'urani o el plutoni. En aquestes desintegracions l'àtom de l'element inicial es transforma en un àtom d'un element diferent.

La transformació de l'element inicial en el resultant es produeix a un ritme que es pot esbrinar. Totes aquestes transformacions s'ajusten a la mateixa llei.

La desintegració de la meitat dels àtoms radioactius que hi ha en una mostra té lloc en un període fix de temps, anomenat període de semidesintegració o període de vida mitjana.

Si en un mineral que forma part d'una roca hi hagués inicialment 1 g de potassi-40 (40K), un cop transcorregut el període de semidesintegració (1.300 milions d'anys) només quedaria mig gram d'aquest isòtop de potassi. Passats 1.300 milions d'anys més, en quedaria un quart de gram, i així successivament.

Normalment s'analitzen mostres de minerals que contenen quantitats molt petites de l'element inicial, de manera que quan ha transcorregut vuit o deu vegades el període de semidesintegració, les quantitats que queden són tan diminutes que el mètode deixa de ser fiable per falta de precisió.


La datació radiomètrica calcula l'edat d'un material basant-se en els percentatges de l'element inicial i de l'element resultant de la seva desintegració.


Les roques ígnies i metamòrfiques són les més adequades per aplicar el mètode radiomètric de datació, ja que els minerals s'hi formen al mateix temps que la roca, de manera que si s'esbrina l'edat d'un mineral, també s'obté l'edat de la roca. En les sedimentàries això no passa, ja que sovint estan compostes de fragments d'altres roques, i cada fragment pot tenir una edat diferent.

Tipus de datacions radiomètriques:

  •    Datació per radiocarboni: Aquesta tècnica permet mesurar la decadència del carboni-14 en la matèria orgànica i és aplicada per mostres de menys de 60.000 anys.
  •   Urani-plom : Aquesta tècnica permet mesurar la relació de dos isòtops de plom (plom-206 i el plom-207) i s'aplica a les mostres de aproximadament 1 milió d'anys.
  •   Urani-tori: Aquesta tècnica és utilitzada per datar espeleotemes (dipòsit mineral que es forma per precipitació química en zones càrstiques) , corals, carbonats, i fòssils ossis. El seu rang és d'uns 700.000 anys.
  •  Potassi-argó i argó-argó: es fan servir per datar roques volcàniques, i cendra volcànica. El límit menor del argó-argó és de pocs milers d'anys.


Cromatrògraf de masses

   
  Datació per termoluminescència

La datació amb termoluminescència (TL) és un mètode de datació absoluta que en contra de la datació basada en el carboni-14 permet datar ceràmiques, el material inorgànic més abundant en els jaciments arqueològics dels últims 10.000 anys; i permet datar materials inorgànics (com el sílex cremat) de fins a 50.000-80.000 anys d'antiguitat, el límit del radiocarboni (C-14) . Però la TL és menys precisa que aquest en l'exactitud de las dates.


Ceràmiques arqueològiques


La tècnica arqueològica de datar quars s'anomena datació per termoluminescència. La radiació de la terra des de l'espai (els raigs còsmics) produeix canvis en l'estructura cristal·lina del quars que s'acumula amb el temps. Quan s'escalfa acuradament el quars, l'estructura cristal·lina torna a la normalitat, però quan ho fa, emet llum. Com més temps han estat radiats, més llum emeten els grans de quars. En mesurar les longituds d'ona, i comparar-les amb elements prèviament datats, es pot obtenir el temps que ha estat exposat a la intempèrie el quars, un dels elements més comuns de l'escorça terrestre.

Excavacions arqueològiques




El mètode de datació es basa en  què la taxa de producció de radiocarboni és constant al llarg del temps i que la proporció entre aquest isòtop radioactiu i el no radioactiu és constant. Per una datació més acurada s'utilitzen les corbes de calibratge i els resultats s'acaben de calibrar amb altres mètodes com pot ser la dendrocronologia (amb els anells de creixement dels arbres) que permet determinar la mateixa mostra amb els dos mètodes.

El radiocarboni es transforma en nitrogen-14 que és un isòtop gasós que ja no és radioactiu, aquest descens de concentració s'utilitza, per saber quants anys fa que una matèria orgànica és morta. Com que les plantes aquàtiques agafen el carboni dissolt en l'aigua, que resulta ser més antic que el terrestre, aquest mètode de datació no es pot fer servir en aquestes plantes ni en els animals que se n'alimenten.

Les mesures es fan comptant la desintegració radioactiva dels àtoms de carboni en gas de nitrogen a través de diversos mètodes el més sensible dels quals (amb mostres de pocs mil·ligrams) és l'espectrometria de masses amb un accelerador de partícules. Aquesta desintegració es produeix de manera exponencial, disminuint el carboni a la meitat cada 5730 anys.

En la determinació hi intervenen errors sistemàtics que són corregibles per calibratge i aleatoris que influeixen en el grau de determinació del resultat.

Les edats mesurades encara sense calibrar s'expressen en anys BP (Before present) essent l'any de referència del nivell de radiocarboni en l'atmosfera el del 1950 per conveni i perquè les explosions nuclears en l'atmosfera dels anys posteriors provocaren alteracions en els nivells de radioactivitat de l'atmosfera.

L'expressió de les dates obtingudes amb el mètode del radiocarboni utilitza la desviació tipus estadística així una datació com 4000±40 indica una desviació tipus de 40 anys per la qual cosa indica que hi ha una probabilitat del 66% que la data real estigui entre 3960 i 4040 anys.

Els límits de datació amb garanties amb la tècnica del radiocarboni estan entre 58.000 i 62.000. Per tant abasten només part del Paleolític. En tot cas a partir dels 100.000 anys la incertesa en la datació ja no és assumible i aleshores les datacions es fan amb altres mètodes com el paleomagnetisme o la mesura d'altres isòtops radioactius com pot ser les sèries de l'urani o la proporció argó/potassi.











L' EDAT DE LA TERRA


Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada