Se utilizan varias técnicas. Si quieres un resumen de cómo aprendimos a hacer esto, te recomiendo el libro de no ficción altamente legible de Simon Winchester The Map that Changed the World, que trata sobre el nacimiento de la estratigrafía como un campo de estudio y cómo llegamos a saber que nuestra Tierra es miles de millones de años.
Para resumir, sin embargo: en términos generales, si cortas un corte a través de una sección de roca (como en una carretera a través de las montañas), ves una pila de capas de diferentes tipos y colores de roca. La idea clave aquí es que, por lo general, las rocas más cercanas a la superficie son MÁS NUEVAS que las capas profundas, porque las rocas se forman por deposición gradual desde aquí donde caminamos y arrojamos cosas.
Entonces, si dibujas un diagrama de cómo se ve el pastel de capas cerca de donde vives, y luego vas a cincuenta millas de distancia y dibujas cómo se ve ESE pastel de capas, y así sucesivamente, has recogido un montón de muestras específicas de historia de las rocas en su área, como mirar anillos de árboles.
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Ciertos tipos de fósiles solo se encuentran en ciertas capas de roca (porque, ahora sabemos, esa capa se estableció en el período de tiempo donde vivió ese fósil). Los fósiles distintivos son una forma en que podemos unir diagramas de torta de capas fósiles de un área a otra, porque si un fósil solo vivió alguna vez, entonces puedes alinear los diagramas y ver qué otras capas son consistentemente más antiguas o consistentemente más jóvenes , que esa capa distintiva.
Hasta ahora, todo bien, pero eso solo da datación RELATIVA (qué cosa es siempre más antigua que otra cosa, como un orden alfabético, aunque no todas las áreas tienen todas las capas de roca en ellas). Quieres saber sobre citas ABSOLUTAS.
Debido a que tenemos conjuntos de datos tan buenos y grandes sobre la datación relativa diferente, puede acercarse bastante a otras capas si puede fechar solo una o dos capas en el pastel.
Aquí es donde entran los isótopos radiactivos.
Digamos que tiene un solo átomo de un isótopo radiactivo, digamos carbono-14. Voy a omitir las partes muy técnicas para ahorrar algo de espacio, pero lo que lo hace “radiactivo” es que tiende a descomponerse en el isótopo de carbono 12 mucho más común. Es en la naturaleza de la desintegración radiactiva que no podemos poner en un calendario, “Mi átomo mascota Addie se desintegrará el 15 de junio de 2020” y sabemos que es verdad; Hay un factor aleatorio involucrado. Pero, estadísticamente, en grandes grupos de átomos, sabemos que aproximadamente la mitad de ellos habrá decaído en un intervalo específico: la vida media de esa sustancia. Lo llamamos la “vida media” porque, estadísticamente, puede confiar en estimar que la mitad de una muestra dada se habrá descompuesto (peso cambiado) en ese período de tiempo. Y la mitad sin descomposición tendrá una mitad de descomposición en ese intervalo nuevamente, por lo que si espera dos veces la vida media, solo tendrá un cuarto de la cantidad restante con la que comenzó; las tres cuartas partes habrán decaído. No sabes CUÁLES tres cuartos (hasta átomos específicos y predicciones), pero sabes cuántos de ellos tendrán.
Entonces, lo que sucede con las rocas es que el carbono en los organismos vivos tiende a reponerse con carbono y oxígeno radiactivo fresco (levemente), igualando aproximadamente la abundancia en el aire y el agua que rodea al organismo, hasta que mueren. Cuando mueren, el temporizador comienza a funcionar y todos los isótopos radiactivos que quedan en el cadáver comienzan a descomponerse a sus velocidades predecibles.
Entonces, si tomas una muestra de, por ejemplo, una roca de carbonato como la piedra caliza (que está hecha de las conchas depositadas de una miríada de pequeñas criaturas del mar muerto), puedes mirar los átomos de carbono y los átomos de oxígeno en ella, ver qué proporciones de ellos todavía son isótopos radiactivos, y hacen cálculos matemáticos bastante fáciles para ver cuántas vidas medias de esos elementos han pasado desde que murió la criatura cuyo cuerpo HIZO el carbonato.
Obviamente, las cosas con vidas medias cortas no son útiles para salir con personas que sucedieron hace mucho tiempo (habrán transcurrido suficientes vidas medias para que no sean radiactivas y se mantengan así). Del mismo modo, las cosas que son RECIENTES no pueden ser fechadas, porque si no ha pasado una vida media, las estadísticas son confusas y el resultado será impreciso.
Esta es la razón por la cual los científicos usan un montón de elementos diferentes para la datación por radioisótopos, porque cada uno de ellos es bueno para medir un período de tiempo diferente. También puede compararlos entre sí y asegurarse de que su respuesta tenga sentido.
Las rocas ígneas (que se forman cuando el magma sale del núcleo de la Tierra y se endurece en roca, como basalto, granito y piedra pómez) también pueden contener muestras radiactivas de origen no biológico, que también se convierten en un reloj una vez que la roca se endurece y deja de agitarse. en el resto del núcleo fundido de la Tierra. Debido a que a veces obtienes un flujo de lava a través de, por ejemplo, la llanura de inundación de un río (donde ya hay intrincados pasteles de roca que registran la historia de las muertes de los animales que vivieron a lo largo del río), puedes fechar la capa ígnea y tenga una fecha sólida para “Todo lo que estaba debajo de esto ya había caído cuando llegó la lava”, como una verificación cruzada de las fuentes de datación por radio más biológicas.
Algunos recursos para una lectura más profunda por parte de alguien que no está pasando por alto los aspectos técnicos tan a fondo como yo:
- Datación radiométrica (Wikipedia)
- Datación por radiocarbono (Wikipedia)
- La evolución y el registro fósil por John Pojeta, Jr. y Dale A. Springer (Instituto Americano de Geociencias)
- Datación radiométrica y la escala de tiempo geológico
- citas | geocronología (Enciclopedia Británica)
(wiki) 