Servicio Geológico Mexicano

Datación de las rocas

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Las rocas contienen la historia de la Tierra porque en ellas han quedado registrados los distintos procesos geológicos que han ocurrido durante la existencia del planeta. En el siglo XIX, aunque ya se reconocía el proceso de formación de las rocas, no se sabía exactamente el tiempo que se habían llevado esos procesos y, por eso mismo, se ignoraba qué edad tenían los fósiles.

Las dataciones dependían de métodos relativos, que permitían interpretar la historia geológica y elaborar una escala relativa del tiempo geológico, hasta el desarrollo de las técnicas de fechamiento radiométrico. Por esto, se pueden distinguir dos tipos de dataciones de técnicas diferentes: datación relativa y datación absoluta.


Datación relativa


Cuando las rocas se colocan en una secuencia de formación adecuada, no se establece una fecha precisa pero sí se puede obtener información sobre lo que sucedió antes o después de un acontecimiento; además, sitúa los acontecimientos sólo en orden secuencial y no en el tiempo en que tuvieron lugar. Ésta técnica se basa en los principios geológicos fundamentales: Ley de la Superposición, Horizontalidad Original, Principio de Intersección, Inclusiones o Incrustaciones, Discontinuidades Estratigráficas y Correlación de Capas Rocosas.


Datación absoluta


Mediante este tipo de datación es posible obtener fechas absolutas, es decir fiables, para los acontecimientos del pasado geológico; estos métodos proporcionan edades numéricas.


Al comienzo del siglo XX se hizo un descubrimiento revolucionario: si bien la mayor parte de los isótopos de los 92 elementos naturales son estables, algunos son inestables y se desintegran espontáneamente de los elementos despidiendo partículas subatómicas y transformándose de un elemento a otro para convertirse en otros isótopos más estables liberando energía en el proceso; a estos átomos inestables se les conoce como isótopos radioactivos.


Los métodos de datación absoluta utilizan elementos radioactivos que son: las varvas, la dendrocronología, la densidad de cráteres, la exposición a rayos cósmicos las huellas de fisión, la termoluminiscencia y la datación absoluta con radioactividad o radiométrica; esta última, es la más utilizada actualmente ya que es la que nos permite medir con más precisión.


Datación radiométrica


La datación radiométrica es una técnica empleada en la estimación de la edad absoluta (numérica) de materiales geológicos tales como rocas, minerales o materia orgánica, que se logra a partir de isótopos radiactivos; los cuales se fundamentan en las series de desintegración de isótopos con tasas constantes de decaimiento radioactivo.


Los isótopos inestables tienen como consecuencia la descomposición o desintegración espontánea del núcleo, este proceso fue denominado radioactividad en 1907. El físico neozelandés, Ernest Rutherford, sugirió la posibilidad de datar minerales mediante la reactividad, calculando la porción entre la cantidad de elementos radioactivos (llamados elementos padres o primarios) y las sustancias derivadas (llamados elementos hijos o radiogénicos). En la década de los setenta se confirmó la propiedad clave de las transmutaciones radioactivas.

Para que un elemento radiogénico sea utilizable en la datación hacen falta tres condiciones:

  1. Que se trate de un elemento relativamente común.
  2. Que su vida media no sea demasiado larga ni demasiado corta respecto al intervalo de tiempo que queremos medir (la vida media de cada elemento radioactivo es constante y se puede medir con precisión).
  3. Que el elemento hijo se pueda distinguir de las eventuales cantidades del mismo isótopo ya presente en el mineral desde su formación.

 

La edad de una roca es, casi siempre, la media de varias determinaciones en mineral y en roca total: los márgenes de error son a veces considerables por lo que, para mayor seguridad, se procura utilizar más de un método.

Se presentan una tabla con varios métodos radioactivos ordenados por periodos de desintegración:

 


CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS MÉTODOS DE DATACIÓN RADIOMÉTRICA

Elemento Padre

Elemento Hijo

Vida Media (años)

Observaciones utilizables

Samario 147

Neodimio 143

105.000x10^6

rocas metamórficas muy antiguas

Rubidio 87

Estroncio 87

47.000 x 10^6

cualquier tipo de roca

Uranio 238

Plomo 206

4.510 x 10^6

método más preciso

Potasio 40

Argón 40

1.300 x 10^6

método más común

Uranio 235

Plomo 207

713 x 10^6

igual que el uranio238/plomo206

Berilio 10

Boro 10

1.5 x 10^6

rocas sedimentarias

Torio 230

Radio 226

75.000

sedimentos marinos de menos
de un millón de años

Protactinio 231

Actinio 227

34.300

sedimentos marinos de menos
de un millón de años

Carbono 14

Nitrógeno 14

5.730

materiales de origen biológico

Argón 39

Potasio 39

269

agua o hielo inferiores a mil años

Tritio

Helio 3

12.430

agua o hielo de sólo unas
décadas

 

 

Nota: Extraído de Origen e Historia de la Tierra, de Francisco Anguita Virella. Edit. Rueda.

 

Midiendo los átomos producidos por las desintegraciones en las rocas los físicos han podido fechar, por ejemplo, que la edad de la Tierra tiene más de 4,500 millones de años, que la vida en la tierra tiene más de 3,500 millones de años, que hasta hace unos 600 millones de años los microbios dominaban el planeta, que los seres humanos anatómicamente modernos aparecieron hace aproximadamente 100,000 años, entre otras muchas más dataciones.


Capas de roca

Capas de roca datadas por cortesía del

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_0_0/radiodating_01_sp



Descripción de Métodos Radiométricos:

 

Método del Carbono 14


A diferencia del resto de los métodos de datación radiométrica lo que se data con el carbono 14 no es el nacimiento de un mineral, sino la muerte de un ser vivo, por lo que datar materiales tan variados como madera, huesos, etcétera, han hecho de este método un auxiliar inestimable para arqueólogos, historiadores y también para geólogos especialistas en el cuaternario reciente. En teoría se puede seguir detectando carbono 14 en muestras de hace 70,000 años, pero el inconveniente radica en que en muestras de más de 30,000 años el margen de error se hace demasiado grande.

Método del Rubidio-Estroncio


Anteriormente era el método más fiable para obtener edades en rocas antiguas, se aplica a una gran variedad de minerales y puede usarse en los tres tipos de rocas, aunque el campo especial de aplicación del método es en rocas endógenas; es ideal en las metamórficas antiguas.


Método del Potasio-Argón


Es el más común de los métodos ya que tiene a su favor la universalidad del potasio, aunque su inconveniente es el carácter gaseoso del argón, que es propenso a escapar bajo ciertas condiciones lo que puede dar edades menores de las reales. Lo normal es usar este método en combinación con el rubidio-estroncio. El rendimiento óptico se obtiene en rocas volcánicas Mesozoicas y Cenozoicas.


Método del Argón 39/Argón 40


El método del argón radiactivo es sólo una variante del potasio-argón pero adaptado para edades muy jóvenes, entre 100 y 1000 años. Hasta ahora se ha utilizado para medir edades de aguas y de hielo.


Método del Berilio 10


Reconocido con este nombre debido a que con este sistema sólo se miden las desintegraciones del elemento padre, comenzó en los años setenta y en los últimos años se ha extendido. Mide edades que van de cientos de miles de años hasta unos quince millones de años y es el único fiable en este rango de edades (salvo el potasio-argón), suele ser más útil en rocas volcánicas y tiene la capacidad de datar rocas sedimentarias.


Métodos de Torio y Protactinio


Estos dos isótopos son productos intermedios en cadenas de desintegración del uranio, y son útiles en el rango de edades 10^4 a 10^5 años. Se encuentran en sedimentos marinos recientes.


Método Uranio-Plomo


Se tienen dos series de transmutaciones que se utilizan en conjunto con el nombre de métodos de plomo. El uso combinado de los dos métodos permite una comprobación independiente de las edades. Estos métodos son los más difíciles pero también proporcionan información más segura. Al principio, los métodos uranio-plomo se emplearon tan sólo en minerales de uranio, y actualmente se mide la relación en rocas sedimentarias como las calizas; además, se obtienen dataciones muy precisas con márgenes de error de solo uno ó dos millones de años para rocas arcaicas (Precámbrico).


Método del Tritio


El tritio producido en la atmósfera se incorpora al ciclo del agua y rápidamente se comienza a descomponer en helio3, lo que limita su utilidad como elemento cronológico a dos o tres décadas. La principal utilidad del sistema tritio-helio está en la datación de capas de helio o masas aisladas de agua.


Método del Samario-Neodimio


La larga vida media de esta transmutación indica que el neodimio se acumula muy lentamente, por lo que este método es adecuado para rocas más antiguas de mil millones de años; se puede decir que es un método reciente (1975).

 


Para saber más sobre:


Dataciones:
http://www2.udec.cl/~ocrojas/dataciones.pdf
Relojes radioactivos
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/
ciencia/volumen2/ciencia3/074/html/sec_7.html

 

 

 

Bibliografía:

 

Walter T. Huang, “Petrología”,1968.
Wicander Reed y Monroe James, “Fundamentos de Geología”, 2000.
Turner Francis J y Verhoogen John, “Petrología Ígnea y Metamórfica”, 1963.
Heinrich E. WM., “Petrografía Microscópica”, 1960.
Williams H., Turner F.J., Gilbert Ch. M., “Petrography. An Introduction to the Study of Rocks in Thin Sections”, 1982.Internet:
http://www.ugr.es/~agcasco/msecgeol/
secciones/petro/pet_sed.htm

http://www2.montes.upm.es/Dptos/
DptoSilvopascicultura/Edafologia/
aplicaciones/GUIA%20MINERALES/
Manual/MicrosFrame.html

http://www.sesbe.org/evosite/
history/radiometric.shtml.html

http://www.miliarium.com/Prontuario/
Tablas/Quimica/DatacionRadiometrica.asp

http://www.gob.mx/sgm/

 

 

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Autor:
Servicio Geológico Mexicano
 
Fecha de publicación:
22 de marzo de 2017

 

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