5. Isótopos radiactivos de las rocas y datación absoluta
Importante
La datación absoluta trata de poner una fecha exacta a un suceso o material geológico. Se efectúa normalmente mediante métodos radiométricos, midiendo la cantidad de masa perdida por un isótopo radiactivo original presente en las rocas. En otras ocasiones se pueden utilizar otros métodos como la dendrocronología o el estudio de varvas, entre otros.
La radiactividad es una propiedad de algunos cuerpos que contienen isótopos. Estos cuerpos al tener una masa "inestable" se mantienen en estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado estable deben perder masa mediante emisiones naturales y espontáneas (radiaciones ionizantes). Estas radiaciones pueden ser de partículas (rayos α o β) o radiación electromagnética de alta energía (rayos γ o rayos X). Es un proceso frecuente en la naturaleza y no solo en los minerales de las rocas; también el agua y el aire contienen isótopos como el 18O o el 14C.
Para saber más
 |
Método Torio - Plomo Imagen de Eugene Alvin Villar en Wikimedia commons. Licencia cc |
Las radiaciones α y β suponen una pérdida de masa, al perder protones y/o neutrones, desde el elemento isotópico original. El cálculo de la energía o partículas emitidas se hace mediante espectrómetros de absorción de masas o contadores de radiación o de electrones.
- Radiación α: emisiones de núcleos de He = 2P+2N, producen una disminución de 4 unidades de masa y 2 de número atómico; (P = protones, N = neutrones).
- Radiación β: flujos de electrones (β -) o positrones (β +) producidos al desintegrarse neutrones o protones. Cuando un átomo expulsa una partícula beta aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o perdido).
- Radiación γ y X: emisiones de fotones y radiación de alta energía variando la energía de sus nucleidos (rayos gamma) o electrones (rayos X).
Importante
El método radiométrico se basa en la velocidad constante de desintegración de los isótopos radiactivos presentes en la naturaleza. La vida media (T) o periodo de semidesintegración es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de la masa de un isótopo radiactivo.
 |
| Gráfico de disminución del isótopo radiactivo con el tiempo Imagen de Ralph L. Dawes, Ph.D. and Cheryl D. Dawes en Introduction to Physical Geology. Licencia cc |
La desintegración radiactiva se comporta en función de la ley de decaimiento exponencial:
 |
N(t) = nº de átomos del elemento al transcurrir un tiempo t.
No = nº de átomos en el instante inicial.
λ = Constante de desintegración radiactiva o probabilidad de desintegración por unidad de tiempo (cociente entre el número de desintegraciones por segundo y el número de átomos radiactivos).
t = Tiempo.
Como se observa en la gráfica de la derecha, con el tiempo, el elemento “padre” inestable isotópico pierde parte de su masa y se convierte en elemento “hijo” (estable). Conociendo el tiempo y la cantidad de isótopos “padre” e “hijo” puede datarse la roca con relativa fiabilidad.
Algunos isótopos se desintegran con un solo tipo de emisión radioactiva. Otros sufren varios pasos que envuelven varios tipos de desintegración radioactiva o se desintegran según mecanismos diferentes, como la desintegración β, la α o la captura de electrones.
 |
| Datación con Uranio Imagen de KelvinW 344 en Wikimedia commons. Dominio público |
Reflexión
 |
| Imagen de 3dman_eu en Pixabay. Licencia cc |
Los métodos radiométricos también presentan algunos inconvenientes. Los isótopos radiactivos son poco frecuentes en rocas sedimentarias y, por otra parte, los valores de T se alteran al sufrir la roca meteorización o metamorfismo; por lo tanto, estos métodos se aplican principalmente en rocas ígneas.
¿Qué otro problema se presenta cuando los productos son gaseosos?
Los métodos más convenientes para la geocronología o datación absoluta de las rocas son los que poseen una elevada vida media, como: 40K, 87Rb, 147Sm, 232Th, 235U, 238U.
 |
| Elaboración propia |
Para tener mucho más claro este apartado sobre los isótopos radiactivos de las rocas y el cálculo de las edades de formación de los minerales que las forman, te recomendamos que visites la web de la universidad de Tromso.
Para saber más
De todos los métodos radiómetricos, sin duda el más conocido es el del 14C.
| El Carbono 14 explicado Vídeo alojado por El Robot de Platón en YouTube |
 |
| Datación por dendrocronología Imagen de Stefan Kühn en Wikimedia commons. Licencia GNU Free |
Otros métodos de datación absoluta son:
- El estudio de las varvas en lagos glaciares (sedimentación rítmica estacional).
- La dendrocronología: estudio de los anillos de crecimiento anuales en los árboles que varían además con el clima, constituyendo también un método paleoclimático. De modo parecido ocurre en otras estructuras periódicas de crecimiento animal (corales, moluscos, etc.).
- La datación paleomagnética: midiendo la dirección del campo magnético en rocas y comparando con otros métodos de datación radiométricos, se han podido determinar con precisión las edades de las inversiones de polaridad del campo magnético terrestre, que son universales y geológicamente instantáneas. Así se ha podido construir una escala magnetoestratigráfica cuyas unidades se llaman crones: intervalos de polaridad homogénea > 100.000 años.
Pregunta Verdadero-Falso
Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Retroalimentación
Verdadero
Efectivamente; dado que la vida media del K-40 es de 1250 millones de año, se habrá reducido a la mitad.
Retroalimentación
Falso
No es cierto. Las discontinuidades no se usan en datación absoluta.
Retroalimentación
Falso
No es cierto. La dendrocronología es un método de datación absoluta, pero no radiométrico.