La geocronología es la ciencia que determina la edad de rocas , fósiles y sedimentos utilizando firmas inherentes a las propias rocas. La geocronología absoluta se puede lograr mediante isótopos radiactivos , mientras que la geocronología relativa se obtiene mediante herramientas como el paleomagnetismo y las proporciones de isótopos estables . Combinando múltiples indicadores geocronológicos (y bioestratigráficos ) se puede mejorar la precisión de la edad recuperada.
La geocronología tiene una aplicación diferente a la bioestratigrafía, que es la ciencia que asigna rocas sedimentarias a un período geológico conocido mediante la descripción, catalogación y comparación de conjuntos de flores y fauna fósiles. La bioestratigrafía no proporciona directamente una determinación absoluta de la edad de una roca, sino que simplemente la sitúa dentro de un intervalo de tiempo en el que se sabe que ese conjunto fósil ha coexistido. Sin embargo, ambas disciplinas trabajan juntas hasta el punto de compartir el mismo sistema de denominación de estratos (capas de roca) y los lapsos de tiempo utilizados para clasificar las subcapas dentro de un estrato.
La ciencia de la geocronología es la principal herramienta utilizada en la disciplina de la cronoestratigrafía , que intenta derivar fechas de edad absoluta para todos los conjuntos fósiles y determinar la historia geológica de la Tierra y los cuerpos extraterrestres .
Al medir la cantidad de desintegración radiactiva de un isótopo radiactivo con una vida media conocida , los geólogos pueden establecer la edad absoluta del material original. Para este fin se utilizan varios isótopos radiactivos y, dependiendo de la velocidad de desintegración, se utilizan para datar diferentes períodos geológicos. Los isótopos de descomposición más lenta son útiles durante períodos de tiempo más largos, pero menos precisos en años absolutos. Con la excepción del método del radiocarbono , la mayoría de estas técnicas se basan en realidad en medir un aumento en la abundancia de un isótopo radiogénico , que es el producto de la desintegración del isótopo radiactivo original. [2] [3] [4] Se pueden utilizar dos o más métodos radiométricos en conjunto para lograr resultados más sólidos. [5] La mayoría de los métodos radiométricos son adecuados sólo para el tiempo geológico, pero algunos, como el método de radiocarbono y el método de datación 40 Ar/ 39 Ar, pueden extenderse a la época de la vida humana temprana [6] y a la historia registrada. [7]
Algunas de las técnicas comúnmente utilizadas son:
Una serie de técnicas relacionadas para determinar la edad a la que se creó una superficie geomórfica ( datación por exposición ), o a la que se enterraron materiales anteriormente superficiales (datación de entierro). [10] La datación por exposición utiliza la concentración de nucleidos exóticos (por ejemplo, 10 Be, 26 Al, 36 Cl) producidos por la interacción de los rayos cósmicos con materiales terrestres como indicador de la edad en la que se creó una superficie, como un abanico aluvial. La datación de entierros utiliza la desintegración radiactiva diferencial de dos elementos cosmogénicos como indicador de la edad en la que un sedimento fue protegido por el entierro de una mayor exposición a los rayos cósmicos.
Las técnicas de datación por luminiscencia observan la "luz" emitida por materiales como cuarzo, diamante, feldespato y calcita. En geología se utilizan muchos tipos de técnicas de luminiscencia, incluida la luminiscencia ópticamente estimulada (OSL), la catodoluminiscencia (CL) y la termoluminiscencia (TL). [11] La termoluminiscencia y la luminiscencia ópticamente estimulada se utilizan en arqueología para datar objetos 'cocidos' como cerámica o piedras para cocinar y pueden usarse para observar la migración de arena.
Las técnicas de datación incremental permiten la construcción de cronologías anuales año por año, que pueden ser fijas ( es decir, vinculadas al día actual y, por tanto, al calendario o al tiempo sideral ) o flotantes.
Una secuencia de polos paleomagnéticos (generalmente llamados polos geomagnéticos virtuales), que ya tienen una edad bien definida, constituye una ruta de deriva polar aparente (APWP). Este camino se construye para un gran bloque continental. Los APWP de diferentes continentes se pueden utilizar como referencia para los polos recién obtenidos de rocas de edad desconocida. Para la datación paleomagnética, se sugiere utilizar el APWP para datar un polo obtenido a partir de rocas o sedimentos de edad desconocida vinculando el paleopolo al punto más cercano en el APWP. Se han sugerido dos métodos de datación paleomagnética: (1) el método angular y (2) el método de rotación. [12] El primer método se utiliza para la datación paleomagnética de rocas dentro del mismo bloque continental. El segundo método se utiliza para las áreas plegadas donde las rotaciones tectónicas son posibles.
La magnetoestratigrafía determina la edad a partir del patrón de zonas de polaridad magnética en una serie de capas de rocas sedimentarias y/o volcánicas en comparación con la escala de tiempo de polaridad magnética. La escala de tiempo de polaridad se ha determinado previamente mediante la datación de anomalías magnéticas del fondo marino, la datación radiométrica de rocas volcánicas dentro de secciones magnetoestratigráficas y la datación astronómica de secciones magnetoestratigráficas.
Las tendencias mundiales en las composiciones de isótopos, en particular los isótopos de carbono 13 y de estroncio, pueden utilizarse para correlacionar los estratos. [13]
Los horizontes marcadores son unidades estratigráficas de la misma edad y de composición y apariencia tan distintivas que, a pesar de su presencia en diferentes sitios geográficos, existe certeza sobre su equivalencia de edad. Los conjuntos de fauna y flores fósiles , tanto marinos como terrestres, constituyen horizontes marcadores distintivos. [14] La tefrocronología es un método para la correlación geoquímica de cenizas volcánicas desconocidas (tefra) con tefra fechada y con huellas dactilares geoquímicas . La tefra también se utiliza a menudo como herramienta de datación en arqueología, ya que las fechas de algunas erupciones están bien establecidas.
Geocronología, de mayor a menor:
Es importante no confundir las unidades geocronológicas y cronoestratigráficas. [15] Las unidades geocronológicas son períodos de tiempo, por lo que es correcto decir que el Tyrannosaurus rex vivió durante la época del Cretácico Superior . [16] Las unidades cronoestratigráficas son material geológico, por lo que también es correcto decir que se han encontrado fósiles del género Tyrannosaurus en la Serie del Cretácico Superior. [17] De la misma manera, es completamente posible ir a visitar un depósito de la Serie del Cretácico Superior – como el depósito de Hell Creek donde se encontraron los fósiles de Tyrannosaurus – pero es naturalmente imposible visitar la Época del Cretácico Tardío ya que esa es una período de tiempo.