La datación geológica absoluta a partir de la valoración de isótopos radiactivos como el uranio, el carbono 14, el rubidio, etc.

1. Datación absoluta
Métodos de datación radiactiva y su aplicación

2. Tiempo geológico: datación absoluta
La desintegración radiactiva libera una
gran cantidad de energía
La desintegración radiactiva es un proceso que
transforma un núcleo atómico inestable en otro más
estable, liberando una cantidad de energía enorme.

3. Tiempo geológico: datación absoluta
La desintegración radiactiva puede modificar el número
atómico, el número másico o ambos, originando
elementos diferentes o isótopos diferentes.

4. Tiempo geológico: datación absoluta
Tipos de desintegración
radiactiva
Desintegración
alfa
Desintegración
beta
Captura de
electrones

5. Tiempo geológico: datación absoluta
Tipos de desintegración radiactiva
Desintegración alfa : se emiten 2 protones y 2
neutrones desde el núcleo ; el resultado son -2
números atómicos y -4 números másicos.

6. Tiempo geológico: datación absoluta
Tipos de desintegración radiactiva
Desintegración beta : se emite 1
electrón desde un neutrón, cambiando
ese neutrón en 1 protón; aumenta 1
número atómico

7. Tiempo geológico: datación absoluta
Tipos de desintegración radiactiva
Captura de electrones : un protón
captura un electrón y se convierte
en un neutrón; disminuye 1
número atómico

8. Tiempo geológico: datación absoluta
Algunos elementos sufren un solo paso de desintegración en la conversión de
una forma inestable a una estable (rubidio 87 a estroncio 87).

9. Tiempo geológico: datación absoluta
Otros elementos sufren varias emisiones de desintegración para llegar al
elemento estable (uranio 238 a plomo 206).

10. Tiempo geológico: datación absoluta
La vida media o período de semidesintegración (λ) de un elemento radiactivo es el
tiempo que tardan en descomponerse la mitad de los átomos del elemento padre
inestable en átomos del elemento hijo más estable.
λ

11. Tiempo geológico: datación absoluta
La vida media (λ) de un elemento radiactivo determinado es un valor constante.
La vida media (λ) del
Uranio 238 es de 4.510
millones de años

12. Dado que λ es constante para cada tipo de isótopo radiactivo, los isótopos inestables
y radiactivos presentes en las rocas y minerales se pueden usar como “auténticos
relojes virtuales” que sirven para datar con precisión la edad de los materiales
geológicos.

13. Tiempo geológico: datación absoluta
Cada vez que transcurre el período λ de un elemento radiactivo (vida media o período
de semidesintegración), la proporción del elemento padre radiactivo disminuye a la
mitad (50% menos).

14. Tiempo geológico: datación absoluta
Para calcular la edad de una muestra que contenga el elemento radiactivo se mide la
proporción elemento padre/elemento hijo y se relaciona con la vida media del elemento
padre (valor constante para cada elemento radiactivo).

15. Tiempo geológico: datación absoluta
La vida media de diferentes elementos radiactivos varía desde una billonésima de
segundo a 49.000 millones de años.

16. Tiempo geológico: datación absoluta
La proporción elemento padre / elemento hijo se determina mediante un
espectrómetro de masas,

17. Tiempo geológico: datación absoluta
El espectómetro de masas es un instrumento que mide las proporciones de átomos de
diferentes masas.

18. Tiempo geológico: datación absoluta
La ecuación fundamental de la Geocronología se utiliza para calcular la
edad de una roca a partir de la proporción de los elementos padre e hijo.

19. Tiempo geológico: datación absoluta
La datación absoluta es muy útil en rocas endógenas
Cuando el magma se enfría los átomos padre radiactivos se incorporan a la
estructura cristalina de ciertos minerales.

20. Tiempo geológico: datación absoluta
El magma contiene elementos
radiactivos inestables y
elementos estables.
Cuando el magma se enfría los átomos padre
radiactivos inestables se incorporan a la
estructura cristalina de ciertos minerales.

21. Tiempo geológico: datación absoluta
En los minerales cristalizados presentes en las rocas magmáticas,
tras consolidarse el magma, solo existen átomos padre radiactivos
Roca ígnea “recién consolidada”
100% Átomos padre “inestables”
0% Átomos hijo “estables”

22. Tiempo geológico: datación absoluta
Cuando transcurra el tiempo correspondiente a la vida media del elemento
radiactivo estudiado, el mineral contendrá una proporción equilibrada de
ambos átomos:
(50% átomo padre inestable / 50% átomo hijo estable)
Tiempo = vida
media del átomo
padre inestable
Átomos padre radiactivos o “inestables”
Átomos hijo “estables”
100% Átomos padre “inestables”
0% Átomos hijo “estables”
50% Átomos padre “inestables”
50% Átomos hijo “estables”

23. Tiempo geológico: datación absoluta
Los pares de isótopos más usados en la datación radiométrica en Geología:

24. Tiempo geológico: datación absoluta
Períodos de semidesintegración de algunos elementos usados en datación
radiométrica.

25. Tiempo geológico: datación absoluta
Cada vez que transcurre el tiempo correspondiente a la vida media de un
elemento radiactivo, la mitad de los átomos padre radiactivos presentes en
la muestra se descompondrán en átomos hijo estables.

26. Tiempo geológico: datación absoluta
Las muestras de roca o mineral usadas deben ser “frescas” para una
datación precisa.
Uraninita

27. Tiempo geológico: datación absoluta
Los minerales de una roca sometida a metamorfismo pueden sufrir
transformaciones que “falsean” la datación radiométrica.
Átomos padre radiactivos o “inestables”
Átomos hijo “estables”
Tª alta
P alta
?
¿Qué ocurre si una roca magmática sufre altas temperaturas y
presiones tras la cristalización?

28. Tiempo geológico: datación absoluta
Átomos padre radiactivos o “inestables”
Átomos hijo “estables”
Tª alta
P alta
Eliminación
átomos padre
Edad de la datación
radiactiva > Edad real
> % Átomos
estables

29. Tiempo geológico: datación absoluta
Átomos padre radiactivos o “inestables”
Átomos hijo “estables”
Tª alta
P alta
Eliminación
átomos hijo
Edad de la datación
radiactiva < Edad real
> % Átomos
inestables

30. Tiempo geológico: datación absoluta
Átomos padre radiactivos o “inestables”
Átomos hijo “estables”
Tª alta
P alta
Eliminación
completa átomos
hijo
Poner “reloj radiactivo a
cero”
100 % Átomos
inestables
La datación
proporciona
el tiempo
transcurrido
desde el
proceso
metamórfico

31. Tiempo geológico: datación absoluta y metamorfismo
Mineral tras la cristalización
Trascurrido un tiempo (algunos isótopos radiactivos ya
desintegrados)
El metamorfismo de hace 350 m.a. transforma la
proporción elementos estables/inestables
La datación realizada sobre el
mineral da como resultado el
momento en que tuvo lugar el
metamorfismo.
La datación realizada sobre la
roca daría como resultado el
momento de la cristalización, - 700
m.a.
Átomo “padre”
inestable
Átomo “hijo” estable

32. Tiempo geológico: datación absoluta
En las rocas sedimentarias los métodos de datación radiométrica son menos efectivos
En las rocas detríticas los sedimentos que las forman proceden de la erosión de otras rocas
previas con edades diversas.
La datación radiactiva puede dar datos erróneos correspondientes a los detritos y no a la roca
sedimentaria que se estudia.

33. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por rastros de fisión
La descomposición espontánea del uranio daña la estructura cristalina de un mineral.
El daño aparece como rastros lineales microscópicos (visibles tras tratar el mineral con HF)

34. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por rastros de fisión
A mayor antigüedad de la muestra más número de rastros.
Este método de datación permite datar muestras que van desde 40.000 años
hasta 1,5 m.a.

35. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por rastros de fisión
Si las estructuras cristalinas son sometidas a altas temperaturas, la
recristalización térmica puede borrar los rastros de fisión.
En estos casos la datación por rastros de fisión da una edad menor de la real

36. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
El carbono es un elemento importante en la naturaleza y especialmente en la
materia que constituye los seres vivos
El carbono tiene tres isótopos: C12 y C13 son estables, C14 es inestable y radiactivo

37. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
El C14 se forma en la alta atmósfera por transformación del N14, actuando
la energía de los rayos cósmicos
Después el C14 es asimilado
junto con los otros isótopos
C12 y C13 por los
organismos vivos en sus
estructuras

38. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
Tras la muerte del ser vivo no se incorpora más C14 y el que queda se
descompone de nuevo a N14, disminuyendo su proporción respecto al C12
Desintegración beta

39. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
La corta vida media del C14 lo hace válido para datar materiales < 70.000 años
El carbono 14 tiene una vida media de 5.730 años (± 30 años).

40. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
La datación por C14 es útil para averiguar la edad de algunos materiales de los últimos miles de años,
como los que estudian la arqueología, antropología y la geología

41. Tiempo geológico: datación absoluta
Método de datación por carbono radiactivo
Esta técnica de datación se basa en averiguar la proporción C14/C12 en materiales orgánicos:
fibras vegetales, madera, huesos, pelo, carbón, etc.