La datación radiométrica (o datación radiactiva) es cualquier técnica utilizada para fechar materiales orgánicos e inorgánicos de un proceso que implica la desintegración radiactiva . El método compara la abundancia de un isótopo radiactivo natural dentro del material con la abundancia de sus productos de desintegración, que se forman a una tasa constante conocida de desintegración.
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 existe una ley fundamental que gobierna todo proceso de desintegración.
La ley de desintegración radiactiva establece que la probabilidad por unidad de tiempo de que un núcleo se desintegra es una constante, independiente del tiempo. Esta constante se llama constante de desintegración y se denota por λ, "lambda". Esta probabilidad constante puede variar mucho entre 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 se encuentran:
- datación por carbono 14,
- datación por potasio-argón,
- datación por uranio-plomo .
Los métodos de datación radiométrica se utilizan en geocronología para establecer la escala de tiempo geológico y también se pueden utilizar para fechar materiales arqueológicos , incluidos artefactos antiguos .
Datación por carbono 14 - Datación por radiocarbono
La datación por carbono-14 , también conocida como datación por radiocarbono , es un método para determinar la edad de un objeto que contiene material orgánico utilizando las propiedades del radionúclido carbono-14. El carbono 14 radiactivo 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 :
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 mediante la siguiente simple observación. Nuestra atmósfera contiene muchos gases, incluido el nitrógeno 14. Además, la atmósfera es bombardeada constantemente 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 nitrógeno-14 para producir un isótopo de carbono-14:
El carbono 14 también se puede producir en la atmósfera mediante otras reacciones de neutrones, que incluyen 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 de carbono 14 radiactivo.
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 desintegración 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 dataciones hasta hace unos 20.000 años con una precisión de aproximadamente ± 100 años.
La técnica de la 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.
Edad de la Tierra: datación con uranio-plomo
La edad de la Tierra es de unos 4.540 millones de años . Esta datación se basa en la evidencia de la datación radiométrica 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 y plomo . La edad de la corteza terrestre se puede estimar a partir de la relación entre las cantidades de uranio-238 y plomo-206 encontradas en especímenes geológicos. 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 antiguas y para otros tipos de datación radiométrica, incluida la datación por uranio-torio y uranio- datación por uranio.
La datación de uranio-plomo se basa en la medición del primer y último miembro de la serie del uranio , que es una de las tres series radiactivas clásicas que comienzan con el uranio-238 de origen natural . Esta cadena de desintegración radiactiva consta de 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 asume que todos los núcleos de plomo 206 que se encuentran hoy en el espécimen 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. En esta condición, la edad de la muestra se puede calcular asumiendo una desintegración exponencial del uranio-238. Es decir:
El método de datación de uranio-plomo se realiza generalmente en el mineral circón . Los circones de Jack Hills en Australia Occidental han producido edades U-Pb de hasta 4.404 mil millones de años , interpretada como la edad de cristalización, lo que los convierte en los minerales más antiguos hasta ahora fechados en la Tierra.
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[/ lgc_column]Ver también:
Desintegración radiactiva [/ su_button] [/ lgc_column]
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