Obtener una fecha absoluta sobre la edad de una roca o un fósil es en realidad bastante simple, a pesar de que esa fecha está en el rango de millones o mil millones de años. Antes de llegar al proceso real, es necesario discutir el fenómeno que nos permite fechar en tiempo geológico: la desintegración radiactiva .
La radiactividad es natural y ocurre a nuestro alrededor, todo el tiempo. Es causada por elementos que se desmoronan y se descomponen, regalando protones y neutrones, o ganando o regalando electrones. El elemento original se conoce como el padre, y el elemento después de que termina la descomposición es la hija. Los pares más utilizados en geología son:
- Carbono-14 → Nitrógeno-14
- Uranio-235 → Plomo-207
- Uranio-238 → Plomo-206
- Potasio-40 → Argón-40
- Rubidio-87 → Estroncio-87
La tasa de descomposición de cada elemento es constante ya que no se ve afectada por factores externos como la presión o la temperatura, y sigue una progresión geométrica. La constante de desintegración nos dice cuánto tiempo tarda la mitad de los átomos en desintegrarse, en otras palabras, la vida media .
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Entonces, si de alguna manera puede medir la constante de desintegración y la vida media de una de estas combinaciones padre-hija, y luego también medir la relación padre: hija en una muestra, puede hacer una aritmética básica para calcular la antigüedad de su muestra . Si el elemento se descompone por completo en 2 millones de años, y su muestra tiene una proporción de 50:50 (una primera vida media perfecta), entonces su muestra tiene 1 millón de años.
Este proceso es exactamente lo que hacemos en geología. Se llama datación radiométrica . La tasa de desintegración se puede medir con un centelleador, un dispositivo que detecta los rayos gamma, y la composición elemental de una muestra se determina como cualquier muestra química inorgánica, con un espectrómetro de masas.
Eso es realmente todo lo que hay que hacer. Por supuesto, en la práctica, las cosas se ponen mucho más turbias, porque tienes que encontrar muestras apropiadas que contengan los elementos radiactivos correctos. El rubidio-87 necesita 48.8 mil millones de años para alcanzar una proporción de 50:50 con su hija, el uranio-238 toma 4.47 mil millones de años, el uranio-235 necesita 704 millones de años.
En otras palabras, cada serie de elementos tiene su propio rango efectivo. Por ejemplo, la datación por carbono no se puede usar para nada más allá del tiempo arqueológico reciente: la tasa de descomposición rápida significa que la relación se convierte en 0: 100 en poco tiempo, y una relación de 0: 100 es inútil, no nos permite calcular una fecha (0.1 : 99.9 es el mínimo requerido).
Los elementos necesarios deben estar encerrados en minerales en la localidad investigada. Si tiene una roca profunda o capas volcánicas, tiene una muy buena posibilidad de obtener una muestra utilizable que pueda fecharse. En estos casos, lo que realmente se está fechando es el momento de la cristalización, cuando el fundido se endureció para formar minerales y rocas.
Sin embargo, salir con un fósil es mucho más difícil. Dado que los fósiles se encuentran principalmente en ubicaciones sedimentarias sin minerales de diagnóstico que se formaron in situ para usar en la datación, a menudo nos vemos obligados a extrapolar o interpolar a partir de capas geológicas más antiguas y más jóvenes que la localidad portadora de fósiles. Por ejemplo, tienes una localidad fósil intercalada entre dos capas volcánicas. La parte superior de la que está debajo tiene 80 millones de años, la parte inferior de la que está arriba tiene 70 millones de años. Por lo tanto, la localidad fósil debe tener entre 80 y 70 millones de años. Un trabajo estratigráfico detallado que incorpore geología regional o incluso global puede reducir el rango de esta fecha.
