La tefrocronología es una técnica geocronológica que utiliza capas discretas de tefra (ceniza volcánica de una única erupción) para crear un marco cronológico en el que se pueden ubicar registros paleoambientales o arqueológicos . Un evento establecido de este tipo proporciona un "horizonte de tefra". La premisa de la técnica es que cada evento volcánico produce ceniza con una "huella" química única que permite identificar el depósito en toda el área afectada por la precipitación. Por lo tanto, una vez que se ha datado independientemente el evento volcánico, el horizonte de tefra actuará como marcador temporal. Es una variante de la técnica geológica básica de la estratigrafía .
Las principales ventajas de esta técnica son que las capas de ceniza volcánica se pueden identificar con relativa facilidad en muchos sedimentos y que las capas de tefra se depositan de forma relativamente instantánea sobre una amplia zona espacial. Esto significa que proporcionan capas de marcadores temporales precisos que se pueden utilizar para verificar o corroborar otras técnicas de datación, vinculando secuencias muy separadas por ubicación en una cronología unificada que correlaciona secuencias y eventos climáticos. Esto da como resultado una " datación equivalente a la edad ". [1]
Una tefrocronología eficaz requiere una huella geoquímica precisa (normalmente mediante una microsonda electrónica ). [2] Un avance reciente importante es el uso de LA-ICP-MS (es decir, ablación láser ICP-MS ) para medir la abundancia de oligoelementos en fragmentos de tefra individuales. [3] Un problema de la tefrocronología es que la química de la tefra puede alterarse con el tiempo, al menos en el caso de las tefras basálticas. [4] Algunos horizontes de tefra y el uso de técnicas dirigidas por circón son más útiles que otros para unir capas en áreas amplias y determinar detalles de erupciones. [5] Por ejemplo, la naturaleza a menudo muy explosiva de las erupciones riolíticas provocará una distribución más amplia, el mayor contenido de potasio de la riolita permite determinaciones de tiempo más precisas y la ubicación de un depósito influirá en su potencial de alteración química después de su formación. [5] Las técnicas de circón aplicadas a la tefra y otras muestras de la misma erupción pueden permitir que se comprendan mejor las fuentes de magma, los tiempos de residencia del magma y las condiciones geoquímicas de la formación del magma, datando no solo la erupción en sí, sino también cuándo el magma evolucionó por primera vez por separado o incorporó otras rocas. [5]
El término tefrocronología parece haber sido utilizado por Sigurdur Thórarinsson ya en 1944. [6] Un punto clave en el establecimiento de este campo científico de estudio con lo que evolucionó hasta ser un método geocientífico único fue en 1961 después de una propuesta apoyada por él y liderada por investigadores japoneses, incluido el profesor Kunio Kobayashi, que resultó en el establecimiento de un grupo científico internacional. Mucho trabajo había precedido a esto, pero estaba limitado por las técnicas disponibles en ese momento en geología. Esto había dado como resultado que las formaciones de tefra no estuvieran vinculadas y que los tiempos fueran inexactos y que no se pudieran relacionar con eventos, por ejemplo, con rastros mundiales.
Los estudios que hoy se conocerían como criptotefra se realizaron en muestras del fondo marino en la década de 1940, pero Christer Persson, en Escandinavia, fue el primero en publicar artículos en este campo en la década de 1960. [6] Andrew Dugmore en 1989 fue el primero en utilizar una metodología sistemática moderna. [6] Desde entonces, los investigadores se han centrado en archivos estratigráficos de turba , sedimentos lacustres, núcleos de hielo, sedimentos marinos, loess , suelos de cuevas y refugios rocosos o estalagmitas , así como depósitos de erupciones contemporáneas. [6]
Los primeros horizontes de tefra se identificaron con la tefra de Saksunarvatn (origen islandés, c. 10,2 ka cal . BP), que forma un horizonte en el Preboreal tardío del norte de Europa, la ceniza de Vedde (también de origen islandés, c. 12,0 ka cal. BP) y la tefra de Laacher See (en el campo volcánico de Eifel , c. 12,9 ka cal. BP). Los volcanes principales que se han utilizado en estudios tefrocronológicos incluyen el Vesubio , el Hekla y el Santorini . Los eventos volcánicos menores también pueden dejar su huella en el registro geológico: el volcán Hayes es responsable de una serie de seis capas principales de tefra en la región de Cook Inlet de Alaska. Los horizontes de tefra proporcionan una verificación sincrónica con la que correlacionar las reconstrucciones paleoclimáticas que se obtienen a partir de registros terrestres, como estudios de polen fósil ( palinología ), de varvas en sedimentos lacustres o de depósitos marinos y registros de núcleos de hielo , y para ampliar los límites de la datación por carbono-14 .
Un pionero en el uso de capas de tefra como horizontes marcadores para establecer la cronología fue Sigurdur Thorarinsson , quien comenzó estudiando las capas que encontró en su Islandia natal. [7] Desde finales de la década de 1990, las técnicas desarrolladas por Chris SM Turney ( QUB , Belfast; ahora Universidad de Exeter ) y otros para extraer horizontes de tefra invisibles a simple vista ("criptotefra") [8] han revolucionado la aplicación de la tefrocronología. Esta técnica se basa en la diferencia entre la gravedad específica de los fragmentos de microtefra y la matriz del sedimento anfitrión. Ha llevado al primer descubrimiento de la ceniza de Vedde en el continente de Gran Bretaña, en Suecia, en los Países Bajos , en el lago suizo Soppensee y en dos sitios en el istmo de Carelia de la Rusia báltica.
También ha revelado capas de ceniza no detectadas previamente, como la tefra de Borrobol descubierta por primera vez en el norte de Escocia , que data de hace unos 14,4 ka cal. BP, [8] los horizontes de microtefra de geoquímica equivalente del sur de Suecia , que datan de hace 13.900 años varvos de Cariaco BP [9] y del noroeste de Escocia, que datan de hace 13,6 ka cal. BP. [10]
Desde 2010, el modelado bayesiano de la edad, construido a partir de curvas de calibración de 14C en constante mejora y otros datos relacionados con la edad, como la datación doble del circón, continúa definiendo mejor la tefrocronología. [6]