La datación renio-osmio es una forma de datación radiométrica basada en la desintegración beta del isótopo 187 Re a 187 Os . Esto normalmente ocurre con una vida media de 41,6 × 10 9 años, [1] pero estudios que utilizan átomos de 187 Re completamente ionizados han descubierto que esto puede disminuir a solo 33 años. [2] Tanto el renio como el osmio son fuertemente siderófilos (amantes del hierro), mientras que Re también es calcófílico (amantes del azufre), lo que los hace útiles para datar minerales de sulfuro como los depósitos de oro y Cu-Ni.
Este método de datación se basa en una isócrona calculada a partir de proporciones isotópicas medidas mediante N-TIMS ( espectrometría de masas de ionización térmica negativa ).
La datación con renio-osmio se lleva a cabo mediante el método de datación isócrona . Las isócronas se crean analizando varias muestras que se cree que se formaron al mismo tiempo a partir de una fuente común. La isócrona Re-Os traza la relación entre 187 Os radiogénico y 188 Os no radiogénico frente a la relación entre el isótopo original 187 Re y el isótopo no radiogénico 188 Os. El isótopo de osmio 188 Os , estable y relativamente abundante, se utiliza para normalizar el isótopo radiogénico en la isócrona.
La isócrona Re-Os se define mediante la siguiente ecuación:
dónde:
Un buen ejemplo de aplicación del método isócrono de Re-Os es un estudio sobre la datación de un depósito de oro en el campo minero de Witwatersrand , Sudáfrica . [3]
El renio y el osmio fueron fuertemente refractarios y siderófilos durante la acreción inicial de la Tierra, lo que provocó que ambos elementos entraran preferentemente en el núcleo de la Tierra. Por lo tanto, los dos elementos deberían estar agotados en la Tierra de silicato, pero la proporción 187 Os / 188 Os del manto es condrítica . [4] La razón de esta aparente contradicción se debe al cambio de comportamiento entre Re y Os en eventos de fusión parcial. Re tiende a entrar en la fase fundida (incompatible) mientras que Os permanece en el residuo sólido (compatible). Esto provoca altas proporciones de Re/Os en la corteza oceánica (que se deriva del derretimiento parcial del manto) y bajas proporciones de Re/Os en el manto inferior. En este sentido, el sistema Re-Os para estudiar la evolución geoquímica de las rocas del manto y definir la cronología de la diferenciación del manto es de gran ayuda.
Los xenolitos de peridotita que se cree que toman muestras del manto superior a veces contienen proporciones isotópicas de Os supracondríticas. [5] Se cree que esto es evidencia de una antigua corteza basáltica subducida con alto contenido de Re/Os que se está reciclando nuevamente en el manto. Esta combinación de derretimientos radiogénicos ( 187 Os que se creó por la desintegración de 187 Re ) y no radiogénicos ayuda a respaldar la teoría de al menos dos reservorios isotópicos de Os en el manto. Se cree que el volumen de ambos reservorios ronda el 5-10% de todo el manto. [6] El primer reservorio se caracteriza por el agotamiento de Re y indicadores de fertilidad del derretimiento (como concentraciones de elementos como Ca y Al). El segundo reservorio es de composición condrítica.
La medición directa de la edad de la corteza continental mediante la datación Re-Os es difícil. La infiltración de xenolitos por su magma comúnmente rico en Re altera las verdaderas relaciones elementales Re/Os. En cambio, la determinación de las edades del modelo se puede hacer de dos maneras: las edades del modelo de "reagotamiento" o el modelo de "edad de fusión". El primero encuentra la edad mínima del evento de extracción asumiendo que la relación Re/Os elemental es igual a 0 (los residuos de komatiita tienen Re/Os de 0, por lo que se supone que se extrajo un xenolito de un fundido cercano a komatiita). Este último da la edad del evento de fusión inferida a partir del punto en que un sustituto de fusión como Al 2 O 3 es igual a 0 (la antigua litosfera subcontinental tiene porcentajes en peso de CaO y Al 2 O 3 que van del 0 al 2%).
La desintegración radiactiva de 190 Pt a 186 Os tiene una vida media de 4,83(3)×10 11 años [7] (que es más larga que la edad del universo, por lo que es esencialmente estable). Sin embargo, 187 Os / 188 Os y 186 Os / 188 Os in situ de magmas relacionados con penachos modernos muestran un enriquecimiento simultáneo, lo que implica una fuente supracondrítica en Pt/Os y Re/Os. Dado que ambos isótopos parentales tienen vidas medias extremadamente largas, el reservorio rico en isótopos Os debe ser muy antiguo para permitir suficiente tiempo para que se formen los isótopos hijos. Se interpreta que estas observaciones respaldan la teoría de que la corteza subducida del Arcaico contribuyó con derretimientos ricos en isótopos Os de regreso al manto.
