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Geocronología

Una representación artística de los principales acontecimientos de la historia de la Tierra.

La geocronología es la ciencia que determina la edad de las rocas , fósiles y sedimentos utilizando características inherentes a las rocas mismas. La geocronología absoluta se puede lograr mediante isótopos radiactivos , mientras que la geocronología relativa se proporciona mediante herramientas como el paleomagnetismo y las proporciones de isótopos estables . Al combinar múltiples indicadores geocronológicos (y bioestratigráficos ) se puede mejorar la precisión de la edad recuperada.

La geocronología se aplica de forma diferente a la bioestratigrafía, que es la ciencia que asigna las rocas sedimentarias a un período geológico conocido mediante la descripción, catalogación y comparación de conjuntos de fósiles de flora y fauna. La bioestratigrafía no proporciona directamente una determinación absoluta de la edad de una roca, sino que simplemente la ubica dentro de un intervalo de tiempo en el que se sabe que ese conjunto fósil ha coexistido. Sin embargo, ambas disciplinas trabajan juntas de la mano, hasta el punto de que comparten el mismo sistema de denominación de estratos (capas de roca) y los períodos de tiempo utilizados para clasificar las subcapas dentro de un estrato.

La ciencia de la geocronología es la herramienta principal utilizada en la disciplina de la cronoestratigrafía , que intenta derivar fechas de edad absolutas para todos los conjuntos fósiles y determinar la historia geológica de la Tierra y los cuerpos extraterrestres .

Métodos de datación

Datación radiométrica

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. Se utilizan varios isótopos radiactivos para este propósito y, dependiendo de la tasa de desintegración, se utilizan para datar diferentes períodos geológicos. Los isótopos de desintegración más lenta son útiles para períodos de tiempo más largos, pero menos precisos en años absolutos. Con la excepción del método de radiocarbono , la mayoría de estas técnicas se basan en realidad en la medición de un aumento en la abundancia de un isótopo radiogénico , que es el producto de 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 solo para el tiempo geológico, pero algunos, como el método de radiocarbono y el método de datación 40 Ar/ 39 Ar, se pueden extender al tiempo de la vida humana primitiva [6] y a la historia registrada. [7]

Algunas de las técnicas comúnmente utilizadas son:

Datación por trazos de fisión

Geocronología de nucleidos cosmogénicos

Una serie de técnicas relacionadas para determinar la edad en la que se creó una superficie geomórfica ( datación por exposición ), o en la que se enterraron materiales anteriormente superficiales (datación por entierro). [10] La datación por exposición utiliza la concentración de nucleidos exóticos (por ejemplo, 10 Be, 26 Al, 36 Cl) producidos por los rayos cósmicos que interactúan con los materiales de la Tierra como un indicador de la edad en la que se creó una superficie, como un abanico aluvial. La datación por entierro utiliza la desintegración radiactiva diferencial de 2 elementos cosmogénicos como indicador de la edad en la que un sedimento fue protegido por entierro de una mayor exposición a los rayos cósmicos.

Datación por luminiscencia

Las técnicas de datación por luminiscencia permiten observar la "luz" emitida por materiales como el cuarzo, el diamante, el feldespato y la calcita. En geología se utilizan muchos tipos de técnicas de luminiscencia, entre ellas la luminiscencia estimulada ópticamente (OSL), la catodoluminiscencia (CL) y la termoluminiscencia (TL). [11] La termoluminiscencia y la luminiscencia estimulada ópticamente se utilizan en arqueología para datar objetos "cocidos" como cerámica o piedras para cocinar y pueden utilizarse para observar la migración de arena.

Datación incremental

Las técnicas de datación incremental permiten construir cronologías anuales año a año, que pueden ser fijas ( es decir, vinculadas al día actual y, por tanto, al tiempo calendario o sideral ) o flotantes.

Datación paleomagnética

Una secuencia de polos paleomagnéticos (generalmente llamados polos geomagnéticos virtuales), que ya están bien definidos en edad, constituye una trayectoria de desplazamiento polar aparente (APWP). Dicha trayectoria se construye para un gran bloque continental. Los APWP para diferentes continentes se pueden utilizar como referencia para polos recién obtenidos para las rocas con edad desconocida. Para la datación paleomagnética, se sugiere utilizar el APWP para datar un polo obtenido 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 son posibles las rotaciones tectónicas.

Magnetoestratigrafía

La magnetoestratigrafía determina la edad a partir del patrón de zonas de polaridad magnética en una serie de rocas sedimentarias y/o volcánicas estratificadas, comparándolas con la escala temporal de polaridad magnética. La escala temporal de polaridad se ha determinado anteriormente 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.

Quimioestratigrafía

Las tendencias globales en las composiciones isotópicas, particularmente los isótopos de carbono-13 y estroncio, se pueden utilizar para correlacionar estratos. [13]

Correlación de horizontes marcadores

Horizontes de tefra en el centro-sur de Islandia . La capa gruesa y de color claro a oscuro a la altura de las manos del vulcanólogo es un horizonte marcador de tefra riolítica a basáltica del Hekla .

Los horizontes marcadores son unidades estratigráficas de la misma edad y de una 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 flora fósiles , tanto marinos como terrestres, forman horizontes marcadores distintivos. [14] La tefrocronología es un método para la correlación geoquímica de cenizas volcánicas desconocidas (tefra) con tefra datada y con huella geoquímica . La tefra también se utiliza a menudo como herramienta de datación en arqueología, ya que las fechas de algunas erupciones están bien establecidas.

Jerarquía geológica de la periodización cronológica

Geocronología, de mayor a menor:

  1. Supereón
  2. Eón
  3. Era
  4. Período
  5. Época
  6. Edad
  7. Cron

Diferencias con la cronoestratigrafía

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 Cretácica Superior. [17] De la misma manera, es totalmente posible ir a visitar un depósito de la Serie Cretácica Superior, como el depósito de Hell Creek donde se encontraron los fósiles de Tyrannosaurus , pero naturalmente es imposible visitar la Época Cretácica Superior, ya que es un período de tiempo.

Véase también

Referencias

  1. ^ Cohen, KM; Finney, S.; Gibbard, PL (2015), Cuadro cronoestratigráfico internacional (PDF) , Comisión Internacional de Estratigrafía.
  2. ^ Dickin, Alan P. (2000). Geología de isótopos radiogénicos (1.ª ed.). Cambridge: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0-521-59891-0.
  3. ^ Faure, Gunter (1986). Principios de geología isotópica (2.ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-471-86412-7.
  4. ^ Faure, Gunter; Mensing, Teresa M.; Faure, Gunter (2005). Isótopos: principios y aplicaciones (3.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-0-471-38437-3.
  5. ^ Dalrymple, GB; Grove, M.; Lovera, OM; Harrison, TM; Hulen, JB; Lanphere, MA (1999). "Edad e historia térmica del complejo plutónico Geysers (unidad felsita), campo geotérmico Geysers, California: un estudio de 40 Ar/ 39 Ar y U–Pb". Earth and Planetary Science Letters . 173 (3): 285–298. Código Bibliográfico :1999E&PSL.173..285D. doi :10.1016/S0012-821X(99)00223-X.
  6. ^ Ludwig, KR; Renne, PR (2000). "Geocronología en la escala de tiempo paleoantropológica". Antropología evolutiva . 9 (2): 101–110. doi :10.1002/(sici)1520-6505(2000)9:2<101::aid-evan4>3.0.co;2-w. S2CID  83948790. Archivado desde el original el 5 de enero de 2013.
  7. ^ Renne, PR, Sharp, WD, Deino. AL, Orsi, G., y Civetta, L. 1997. Science , 277 , 1279-1280 "40Ar/39Ar dating into the historical realm: Calibration against Pliny the Younger" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2008-10-30 . Consultado el 2008-10-25 .
  8. ^ Plastino, W.; Kaihola, L.; Bartolomei, P.; Bella, F. (2001). "Reducción del fondo cósmico en la medición de radiocarbono mediante espectrometría de centelleo en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso". Radiocarbon . 43 (2A): 157–161. doi : 10.1017/S0033822200037954 .
  9. ^ Hajdas, Irka; Ascough, Philippa; Garnett, Mark H.; Fallon, Stewart J.; Pearson, Charlotte L.; Quarta, Gianluca; Spalding, Kirsty L.; Yamaguchi, Haruka; Yoneda, Minoru (9 de septiembre de 2021). "Datación por radiocarbono". Nature Reviews Methods Primers . 1 (1): 1–26. doi : 10.1038/s43586-021-00058-7 . ISSN  2662-8449.
  10. ^ Schaefer, Jörg M.; Codilean, Alexandru T.; Willenbring, Jane K.; Lu, Zheng-Tian; Keisling, Benjamín; Fülöp, Réka-H.; Val, Pedro (10 de marzo de 2022). "Técnicas de nucleidos cosmogénicos". Imprimaciones de métodos de reseñas de la naturaleza . 2 (1): 1–22. doi :10.1038/s43586-022-00096-9. ISSN  2662-8449. S2CID  247396585.
  11. ^ Murray, Andrew; Arnold, Lee J.; Buylaert, Jan-Pieter; Guérin, Guillaume; Qin, Jintang; Singhvi, Ashok K.; Smedley, Rachel; Thomsen, Kristina J. (28 de octubre de 2021). "Datación por luminiscencia estimulada ópticamente utilizando cuarzo". Nature Reviews Methods Primers . 1 (1): 1–31. doi :10.1038/s43586-021-00068-5. ISSN  2662-8449. S2CID  240186965.
  12. ^ Hnatyshin, Danny; Kravchinsky, Vadim A. (septiembre de 2014). "Datación paleomagnética: métodos, software MATLAB, ejemplo". Tectonophysics . 630 : 103–112. doi :10.1016/j.tecto.2014.05.013.
  13. ^ Brasier, MD; Sukhov, SS (1 de abril de 1998). "La amplitud decreciente de las oscilaciones isotópicas del carbono a lo largo del Cámbrico Inferior al Medio: datos del norte de Siberia". Revista Canadiense de Ciencias de la Tierra . 35 (4): 353–373. Código Bibliográfico :1998CaJES..35..353B. doi :10.1139/e97-122.
  14. ^ Demidov, IN (2006). "Identificación del horizonte marcador en los sedimentos del fondo del lago periglacial Onega". Ciencias de la Tierra Doklady . 407 (1): 213–216. Código Bibliográfico :2006DokES.407..213D. doi :10.1134/S1028334X06020127. S2CID  140634223.
  15. ^ Fastovsky, David E.; Weishampel, David B. (1996). La evolución y extinción de los dinosaurios . Cambridge. Nueva York: Cambridge University Press. ISBN. 978-0-521-44496-5.
  16. ^ Jackson, Julia A.; Bates, Robert Latimer; Instituto Geológico Americano, eds. (1997). Glosario de geología (4.ª ed.). Alexandria, Va: Instituto Geológico Americano. ISBN 978-0-922152-34-6.
  17. ^ Smith, JB; Lamanna, MC; Lacovara, KJ; Dodson, Poole; Jnr, P.; Giegengack, R. (2001). "Un dinosaurio saurópodo gigante de un depósito de manglares del Cretácico Superior en Egipto" (PDF) . Science . 292 (5522): 1704–1707. Bibcode :2001Sci...292.1704S. doi :10.1126/science.1060561. PMID  11387472. S2CID  33454060.

Lectura adicional

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