¿Qué es la datación radiométrica?

La datación radiométrica (o datación radiactiva) es cualquier técnica utilizada para fechar materiales orgánicos y también inorgánicos de un proceso que involucra la desintegración radiactiva. Los métodos de datación radiométrica se utilizan en geocronología para establecer la escala de tiempo geológico. Dosimetría de radiación

La datación radiométrica (o datación radiactiva) es cualquier técnica utilizada para fechar materiales orgánicos y también inorgánicos de un proceso que involucra la desintegración radiactiva . El método compara la abundancia de un isótopo radioactivo natural dentro del material con la abundancia de sus productos de descomposición, que se forman a una tasa de descomposición constante conocida.

Todos estos métodos se basan en el hecho de que la velocidad a la que los núcleos radiactivos se desintegran no se ve afectada por su entorno, se puede utilizar para estimar la edad de cualquier muestra de material u objeto que contenga un isótopo radiactivo. Los cálculos de la desintegración de los núcleos radiactivos son relativamente sencillos, debido al hecho de que solo hay una ley fundamental que rige todo el proceso de desintegración.

La ley de desintegración radiactiva establece que la probabilidad por unidad de tiempo de que un núcleo decaiga es una constante, independiente del tiempo. Esta constante se llama la constante de desintegración y se denota por λ, «lambda». Esta probabilidad constante puede variar mucho entre los diferentes tipos de núcleos, lo que lleva a las diferentes tasas de desintegración observadas. La desintegración radiactiva de cierto número de átomos (masa) es exponencial en el tiempo.

Ley de desintegración radiactiva: N = N 0 .e -λt

Entre las técnicas más conocidas están:

  • datación de carbono 14,
  • datación con potasio-argón,
  • datación de uranio-plomo .

Los métodos de datación radiométrica se usan en geocronología para establecer la escala de tiempo geológico y también se pueden usar para fechar materiales arqueológicos , incluidos artefactos antiguos .

Datación de carbono-14 – Datación por radiocarbono

La datación por carbono-14 , conocida también como datación por radiocarbono , es un método para determinar la edad de un objeto que contiene material orgánico mediante el uso de las propiedades del radionúclido carbono-14. El carbono 14 radioactivo tiene una vida media de 5730 años y sufre desintegración β , donde el neutrón se convierte en un protón , un electrón y un antineutrino electrónico :

desintegración beta - datación por carbono 14
Desintegración beta del núcleo C-14.

A pesar de esta corta vida media en comparación con la edad de la tierra, el carbono 14 es un isótopo natural. Su presencia puede explicarse por la siguiente observación simple. Nuestra atmósfera contiene muchos gases, incluido nitrógeno-14. Además, la atmósfera está constantemente bombardeada con rayos cósmicos de alta energía , que consisten en protones, núcleos más pesados ​​o rayos gamma. Estos rayos cósmicos interactúan con los núcleos de la atmósfera y producen también neutrones de alta energía. Estos neutrones producidos en estas colisiones pueden ser absorbidos por el nitrógeno-14 para producir un isótopo de carbono-14:

datación de carbono 14 - formación

El carbono-14 también puede ser producido en la atmósfera por otras reacciones de neutrones, incluyendo en particular 13C (n, γ) 14C y 17O (n, α) 14C. Como resultado, el carbono 14 se forma continuamente en la atmósfera superior por la interacción de los rayos cósmicos con el nitrógeno atmosférico. En promedio, solo uno de cada 1.3 x 10 12 átomos de carbono en la atmósfera es un átomo radiactivo de carbono 14.

El carbono-14 resultante se combina con el oxígeno atmosférico para formar dióxido de carbono radiactivo., que se incorpora a las plantas por fotosíntesis. En consecuencia, todos los sistemas biológicos como plantas, animales y humanos contienen un cierto nivel de carbono-14 radiactivo. Mientras el sistema biológico esté vivo, el nivel es constante debido a la ingesta constante de todos los isótopos de carbono. Cuando el sistema biológico muere, deja de intercambiar carbono con su entorno y, a partir de ese momento, la cantidad de carbono 14 que contiene comienza a disminuir a medida que el carbono 14 sufre descomposición radiactiva. Por otro lado, la cantidad de carbono-12 estable permanece sin cambios. Como resultado, la concentración relativa de estos dos isótopos en cualquier organismo cambia después de su muerte. El método permite realizar fechas hasta hace unos 20,000 años con una precisión de aproximadamente ± 100 años.

La técnica de datación por carbono fue sugerida inicialmente por Willard Libby y sus colegas en 1949. En 1960, Willard Libby recibió el Premio Nobel de química por este trabajo.

Age of the Earth – Datación con plomo de uranio

La edad de la Tierra es de aproximadamente 4.54 mil millones de años . Esta datación se basa en la evidencia de la datación radiométrica por edad del material de meteoritos y es consistente con las edades radiométricas de las muestras terrestres y lunares más antiguas conocidas.

Uno de los métodos de datación radiométrica más antiguos es la datación con uranio-plomo . La edad de la corteza terrestre se puede estimar a partir de la relación entre las cantidades de uranio-238 y plomo-206 que se encuentran en las muestras geológicas. La larga vida media del isótopo uranio-238 (4,51 × 10 9 años) lo hace muy adecuado para su uso en la estimación de la edad de las rocas ígneas más tempranas y para otros tipos de datación radiométrica, incluida la datación uranio-torio y uranio- datación de uranio.

La datación con uranio-plomo se basa en la medición del primer y el último miembro de la serie de uranio , que es una de las tres series radiactivas clásicas que comienzan con el uranio 238 natural . Esta cadena de desintegración radiactiva consiste en núcleos atómicos pesados ​​inestables que se desintegran a través de una secuencia de desintegraciones alfa y beta.hasta que se logre un núcleo estable. En el caso de la serie de uranio, el núcleo estable es plomo-206. Se supone que todos los núcleos de plomo-206 encontrados en la muestra hoy en día eran originalmente núcleos de uranio-238. Eso significa que en la formación de la corteza la muestra no contenía núcleos de plomo-206. Si no se encuentran otros isótopos de plomo en la muestra, esta es una suposición razonable. Bajo esta condición, la edad de la muestra se puede calcular suponiendo una descomposición exponencial de uranio-238. Es decir:

método de uranio-plomo - edad de la Tierra

El método de datación con uranio y plomo generalmente se realiza en el mineral circón . Los circones de Jack Hills en Australia Occidental, han producido edades de U-Pb de hasta 4,404 mil millones de años , interpretados como la edad de cristalización, convirtiéndolos en los minerales más antiguos hasta la fecha en la Tierra.

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