La datación por renio-osmio es una forma de datación radiométrica basada en la desintegración beta del isótopo 187 Re a 187 Os . Esto ocurre normalmente con una vida media de 41,6 × 10 9 años, [1] pero estudios que utilizan átomos de 187 Re completamente ionizados han descubierto que esta puede disminuir a solo 33 años. [2] Tanto el renio como el osmio son fuertemente siderófilos (amantes del hierro), mientras que el Re también es calcófilo (amante del azufre), lo que lo hace útil para datar minerales de sulfuro como el oro y los depósitos de Cu-Ni.
La datación entre renio y 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 representa gráficamente la relación entre el 187 Os radiogénico y el 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, relativamente abundante y estable, 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 Re-Os es un estudio sobre la datación de un yacimiento de oro en el campamento minero de Witwatersrand , Sudáfrica . [3]
El renio y el osmio eran 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 relación 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 de fusión (incompatible) mientras que Os permanece en el residuo sólido (compatible). Esto causa altas relaciones de Re/Os en la corteza oceánica (que se deriva de la fusión parcial del manto) y bajas relaciones 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 extremadamente útil.
Los xenolitos de peridotita que se cree que muestrean el 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 fundidos radiogénicos ( 187 Os que se creó por la descomposición 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 es de alrededor del 5 al 10 % de todo el manto. [6] El primer reservorio se caracteriza por el agotamiento de Re y de indicadores de fertilidad del fundido (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 proporciones elementales Re/Os. En cambio, la determinación de las edades del modelo se puede hacer de dos maneras: las edades del modelo de "agotamiento de Re" o el modelo de "edad de fusión". El primero encuentra la edad mínima del evento de extracción asumiendo que la proporción elemental Re/Os es igual a 0 (los residuos de komatiita tienen Re/Os de 0, por lo que esto supone que un xenolito se extrajo de una masa fundida cercana a la komatiita). El segundo da la edad del evento de fusión inferida a partir del punto en el que un indicador de fusión como Al2O3 es igual a 0 ( la litosfera subcontinental antigua tiene porcentajes de peso de CaO y Al2O3 que van desde 0 a 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, in situ 187 Os / 188 Os y 186 Os / 188 Os de magmas relacionados con penachos modernos muestran un enriquecimiento simultáneo, lo que implica una fuente que es supracondrítica en Pt/Os y Re/Os. Dado que ambos isótopos parentales tienen vidas medias extremadamente largas, el reservorio rico en isótopos de Os debe ser muy antiguo para permitir que haya tiempo suficiente para que se formen los isótopos hijos. Estas observaciones se interpretan para apoyar la teoría de que la corteza subducida del Arcaico contribuyó con fundidos ricos en isótopos de Os de vuelta al manto.
