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6.3.2. Datación absoluta

Datación absoluta. Métodos de datación absoluta

La geocronometría es la rama de la geocronología que se encarga del estudio de las edades absolutas para realizar una medición cuantitativa del tiempo.

La datación absoluta es un conjunto de técnicas que permiten determinar la edad concreta, en millones de años, de un material o acontecimiento geológico.

Existen numerosos métodos para realizar una datación absoluta, que se diferencian en la técnica utilizada y en el rango de antigüedad que queremos determinar. Algunas técnicas permiten calcular tiempos geológicamente muy recientes y no se suelen emplear en geología, aunque sí sean útiles para arqueología.

Los métodos de datación absoluta se basan en la existencia de una serie de procesos que se producen a un ritmo fijo. Se se conoce el ritmo de transformación y la cantidad de producto final, se puede calcular la edad absoluta.

Algunos de los principales métodos de datación absoluta son:

Métodos de datación siderales

Los métodos de datación siderales permiten obtener fechas de calendario o cuentan eventos anuales. Se calcula su antigüedad contando las láminas desde un momento temporal conocido, por lo que es necesario conocer cuándo comenzó la formación de dichas láminas. Se puede conocer los años exactos de la serie de láminas pero no siempre es posible conocer cuándo comenzó a formarse esa serie.

Los principales métodos de datación siderales son:

La dendrocronología. Estudio de los anillos de los árboles

La dendrocronología consiste en la datación estudiando los anillos de los árboles en climas estacionales.

Los árboles generan un anillo cada año, pero no todos los años tienen el mismo espesor, sino que varía según la edad de árbol y cómo ha sido el clima. Analizando los patrones de anillos de los árboles de la misma especie que crecen en la misma zona se puede comparar la secuencia de crecimiento de troncos más antiguos y elaborar la cronología de esa zona.

La dendrocronología, por tanto, no es un método de datación universal, sino que solo se puede utilizar con árboles de climas estacionales donde los anilles producidos son bien definidos.

Los árboles, cada año, generan un anillo en el que se distinguen dos zonas:

  • Parte del anillo de color claro. Zona ancha correspondiente al crecimiento del árbol en primavera y principio de verano, cuando el agua de lluvia y el aumento de temperatura permite el mayor desarrollo del árbol.
  • Parte del anillo de color oscuro. Zona más estrecha correspondiente al crecimiento del árbol a finales de verano, cuando el árbol ya deja de crecer. El árbol tiene menos disponibilidad de agua, menos nutrientes, y las temperaturas menos favorables.

Como hay años en los que los que las condiciones para el crecimiento del árbol han sido mejores que otros, hay anillos más gruesos que otros. Si las condiciones ambientales han sido duras, con sequía o con poco rendimiento fotosintético, los anillos serán más finos. Si se comparan los patrones de distintos árboles de la misma especie de la misma región, se pueden hacer coincidir los anillos y establecer una secuencia que indique las condiciones climáticas en las que vivieron.

Se trata de un método de datación absoluta aunque es de difícil aplicación en geología por la poca antigüedad que se puede determinar.

Dendrocronología. Estudio de los anillos de los árboles.
Árbol talado en el patio del IES Ramón Pignatelli de Zaragoza.

Varvas glaciares

Las varvas glaciares son pares de estratos de pequeños grosor que se depositan en el fondo de los lagos de deshielo de un frente glaciar. Anualmente, alternan dos tipos de estratos:

  • Un estrato claro, limoso o arenoso. Se deposita en primavera y otoño, con los sedimentos procedentes del glaciar.
  • Un estrato oscuro, de arcilla y materia orgánica del lago. Se deposita en invierno, cuando el lago se hiela.

Así, estudiando la variación de estas varvas glaciares, más o menos gruesas, se establece una secuencia que puede ser utilizada para correlacionarlas con las de otra parte de la región y obtener datos sobre la climatología y avances y retrocesos de los glaciares de la zona.

Esclerocronología

La esclerocronología es un método de datación basado en el estudio de las bandas de crecimiento anual de las valvas de moluscos bivalvos y en corales.

Los primeros años el bivalvo crece mucho más y las bandas son más amplias, mientras que los de más edad tienen un crecimiento pequeño, presentando anillos muy juntos cuya observación es más difícil. No obstante, estos organismos aportan más información puesto que al presentar una serie prolongada, pueden presentar alguna anomalía de una temporada atípica que se puede correlacionar con la de otros organismos.

Si hubo una temporada atípica, con mayor disponibilidad de recursos, el bandeado será más ancho. Si el bandeado es especialmente más estrecho, pudo deberse a un año con temperaturas más frías, con menor cantidad de alimento disponible, o cualquier otro tipo de problema que dificultase su crecimiento.

Capas de hielo

Cuando cae la nieve en los casquetes polares, se acumula transformándose en hielo cuando se compacta. Cada año se forma capa distinta, y contando las capas, se puede conocer la edad.

Además, los materiales que quedan atrapados dentro del hielo también pueden usarse para realizar análisis isotópicos que permiten reconstruir cómo era la temperatura y la composición de la atmósfera en ese momento.

Métodos de datación de isótopos radiactivos

La radiactividad natural fue descubierta por el físico francés Henri Becquerel (1952-1908) en 1896, lo que le permitió ganar Premio Nobel de Física en 1903, junto con Marie Curie y su marido Pierre. Más tarde, Lord Rutherford (1871-1937) definió la estructura del átomo, y desarrolló el método que permite usar la desintegración radiactiva para realizar dataciones absolutas de los acontecimientos geológicos.

El método radiométrico se basa en la radiactividad que se produce por la desintegración de núcleos de átomos de elementos químicos inestables ("elementos padre") que se transforman en otros elementos químicos estables ("elementos hijo") liberando energía. Esta transformación a isótopos del mismo elemento químico u otros elementos se produce un ritmo que es posible calcular.

Es decir, un isótopo radiactivo denominado "padre", como el carbono 14 o el uranio 238, se transforma en otro isótopo "hijo" estable, como el nitrógeno 14 o el plomo 206.

Siempre tarda el mismo tiempo en pasar de un isótopo a otro, por lo que si conocemos la cantidad inicial de un elemento y la cantidad final que queda, se podrá calcular el tiempo que ha transcurrido.

Cada elemento radiactivo tiene un tiempo de vida media o periodo de semidesintegración (T), que es el tiempo que transcurre desde que la masa inicial de un elemento radiactivo se reduce a la mitad. Por ejemplo, el carbono 14 tiene un periodo de semidesintegración T=5730 años, por lo que una masa de 100 gramos de C14, después de 5730 años, se habrá reducido a 50 gramos, y después de otros 5730 años quedarán 25 gramos, y después de otros 5730 años quedarán 12,5 gramos, y así sucesivamente.

Periodos de semidesintegración transcurridos % de núcleos originales sin desintegrar
0 100 % (ningún núcleo desintegrado)
1 50 % (se han desintegrado la mitad de los núcleos)
2 25 % (queda la mitad de la mitad de los núcleos sin desintegrar)
3 12,5 %
4 6,25 %
... ...

Los periodos de semidesintegración de los isótopos radiactivos más utilizados son:

  • El uranio 238 - plomo 206, con T = 4.510 millones de años.
  • El carbono 14 - nitrógeno 14, con T = 5.730 años. Se usa para datar restos orgánicos recientes, de hasta 60000 años.
  • El potasio 40 - argón 40, con T = 1.300 millones de años. Es el más usado, sobre todo porque funciona con rocas ígneas, rocas que son muy abundantes en la Tierra y actúan como trampas, encerrando a otros tipos de rocas.
  • El samario 147 - neodimio 143, con T = 106.000 millones de años.
  • El rubidio 87 - estroncio 87, con T = 47.000 millones de años.

Métodos de datación radiogénicos

Los métodos de datación radiogénicos, para calcular edades, miden el daño producido en el retículo cristalino por la desintegración radiactiva. La radiación alfa, beta, gamma o cósmica, produce unas alteraciones en los materiales que son acumulativas y producen un daño por radiación.

Luminiscencia ópticamente estimulada: OSL

La luminiscencia ópticamente estimulada es el método de datación radiogénico más utilizado, especialmente en arqueología, para datar objetos de arcilla, como la cerámica.

Los minerales sometidos a radiación ionizante absorben energía que queda liberada cuando se estimula con luz o calor, emitiendo una señal luminiscente. La energía emitida está relacionada con el tiempo que ese cristal recibió la radiación.

La termoluminiscencia se emplea, además de en arqueología, en sedimentos eólicos, fluviales, marinos, costeros, rocas volcánicas, carbonato cálcico precipitado en cuevas, etc.

Métodos de datación químicos y biológicos

Los métodos de datación químicos y biológicos calculan una determinada edad midiendo el resultado de procesos químicos o biológicos que dependen del tiempo.

Algunos de los principales métodos de datación químicos y biológicos son:

Racemización de aminoácidos

Los seres vivos contienen proteínas en estructuras carbonatadas, como huesos y valvas de moluscos, que permanecen después de la muerte del organismo. 

Los seres vivos solo contienen L-aminoácidos, pero después de la muerte, se produce la inversión de los isómeros L-aminoácidos a D-aminoácidos, en un proceso llamado racemización. Calculando cómo se produce este cambio es posible datar muestras como huesos, moluscos marinos, residuos orgánicos, etc. Se pueden datar fechas de hasta más de 1 millón de años.

Hidratación de obsidiana

La parte superficial de la obsidiana y de otros vidrios absorben agua formando una capa hidratada, cuyo engrosamiento depende del tiempo. Permite calcular edades desde 100 a 1 millón de años.

Liquenometría

La liquenometría se basa en el cálculo estimado del crecimiento de líquenes sobre la superficie de una roca.

Estos cálculos pueden calcular edades de 100 a 10000 años y se pueden utilizar para dar depósitos de deslizamientos, caídas de rocas, etc.

Castilla La mancha, Julio de 2019, propuesta B, bloque 1, pregunta 1

1ª/0,5 p.) ¿Qué se entiende como una datación absoluta?

Castilla La mancha, Junio de 2017, propuesta A, bloque 2, pregunta 6

6ª/1 p.) ¿Cómo se usan los métodos de datación absoluta? Pon un ejemplo.

Extremadura, julio de 2017, opción B, pregunta 1

1. Explica brevemente el método de datación absoluta mediante isótopos radiactivos. 1 punto.

País Vasco, Junio de 2019, opción A, cuestión 4b

Define: Datación absoluta y describe uno de sus métodos (0,5 puntos)

Valencia, Julio de 2017, Ejercicio B, Pregunta B1

Cuestión c) ¿En qué proceso natural se basan los métodos de datación radiométrica? Ponga un ejemplo y explíquelo.

Valencia, Julio de 2018, Ejercicio B, Pregunta B3

Cuestión c) Indique dos métodos de datación absoluta y describa uno de ellos.

Actividad basada en Aragón, Septiembre de 2019, opción A, cuestión 1

1. La geocronología es la ciencia que se encarga de establecer la sucesión temporal de acontecimientos geológicos. (2 puntos)

A. Explique brevemente en que se basan los métodos de datación radiométricos. (1 punto)

B. A continuación se presentan una serie de fotografías con estructuras geológicas. Diga de que estructura se trata en cada una de ellas. (1 punto)

La estructura de la fotografía es una

La estructura de la fotografía es una serie de

Las estructuras de la fotografía son

La estructura de la fotografía es una

La estructura de la fotografía es una

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