datación argón-argón

La datación argón-argón (o ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar ) es un método radiométrico inventado para superar en precisión a la datación potasio - argón (K/Ar). El método anterior requería dividir las muestras en dos para realizar mediciones separadas de potasio y argón , mientras que el método más reciente solo requiere un fragmento de roca o grano mineral y utiliza una única medición de isótopos de argón . La datación ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar se basa en la irradiación de neutrones de un reactor nuclear para convertir una forma estable de potasio ( ³⁹ K ) en el isótopo radiactivo ³⁹ Ar. Siempre que se irradie simultáneamente un patrón de edad conocida con muestras desconocidas, es posible utilizar una única medición de isótopos de argón para calcular la relación ⁴⁰ K/ ⁴⁰ Ar* y, por lo tanto, calcular la edad de la muestra desconocida. ⁴⁰ Ar* se refiere al ^{40 Ar} radiogénico , es decir, el ⁴⁰ Ar producido por la desintegración radiactiva del ⁴⁰ K. ⁴⁰ Ar* no incluye el argón atmosférico adsorbido en la superficie o heredado por difusión, y su valor calculado se deriva de la medición del ³⁶ Ar (que se supone de origen atmosférico) y de la suposición de que ^{el 40} Ar se encuentra en una proporción constante con respecto al ³⁶ Ar en los gases atmosféricos.

La muestra se tritura generalmente y se seleccionan a mano cristales individuales de un mineral o fragmentos de roca para su análisis. Estos se irradian para producir ^39Ar a partir de ^39K mediante la reacción (np) ^39K (n,p) ^{39Ar . A continuación, la muestra se desgasifica en un} espectrómetro de masas de alto vacío mediante un láser o un horno de resistencia. El calentamiento provoca la degradación de la estructura cristalina del mineral (o minerales) y, a medida que la muestra se funde, se liberan los gases atrapados. Estos gases pueden incluir gases atmosféricos, como dióxido de carbono, agua, nitrógeno y gases radiogénicos como argón y helio, generados por la desintegración radiactiva regular a lo largo del tiempo geológico. La abundancia de ^40Ar * aumenta con la edad de la muestra, aunque la tasa de aumento disminuye exponencialmente con la vida media del ^40K , que es de 1248 millones de años.

La edad de una muestra viene dada por la ecuación de edad:

${\displaystyle t={\frac {1}{\lambda }}\ln(J\times R+1)}$

donde λ es la constante de desintegración ^radiactiva del ⁴⁰ K (aproximadamente 5,5 × 10⁻¹⁰ año⁻¹ , lo ^que corresponde a una vida media de aproximadamente 1250 millones de años), J es el factor J (parámetro asociado al proceso de irradiación) y R es la relación ⁴⁰ Ar*/ ³⁹ Ar. El factor J se relaciona con la fluencia del bombardeo de neutrones durante el proceso de irradiación; un flujo más denso de partículas de neutrones convertirá más átomos de ³⁹ K en ³⁹ Ar que uno menos denso.

El método ^40Ar / ^39Ar solo mide fechas relativas. Para calcular una edad mediante la técnica ^40Ar / ^39Ar , el parámetro J debe determinarse irradiando la muestra desconocida junto con una muestra de edad conocida como estándar. Dado que este estándar (primario) no puede determinarse mediante ^40Ar / ^39Ar , primero debe determinarse mediante otro método de datación. El método más comúnmente utilizado para datar el estándar primario es la técnica convencional K/Ar . ^{[ 1 ]} Un método alternativo para calibrar el estándar utilizado es la sintonización astronómica (también conocida como sintonización orbital ), que arroja una edad ligeramente diferente. ^{[ 2 ]}

El uso principal de la geocronología ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar es la datación de minerales metamórficos e ígneos. Es improbable que la ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar proporcione la edad de las intrusiones de granito , ya que la edad generalmente refleja el momento en que un mineral se enfrió hasta su temperatura de cierre . Sin embargo, en una roca metamórfica que no ha superado su temperatura de cierre, la edad probablemente data la cristalización del mineral. La datación del movimiento en sistemas de fallas también es posible con el método ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar. Los diferentes minerales tienen diferentes temperaturas de cierre: la biotita tiene una temperatura de cierre de aproximadamente 300 °C, la moscovita de unos 400 °C y la hornblenda de aproximadamente 550 °C. Por lo tanto, un granito que contenga los tres minerales registrará tres "edades" de emplazamiento diferentes a medida que se enfría hasta estas temperaturas de cierre. Así, aunque no se registra una edad de cristalización, la información sigue siendo útil para reconstruir la historia térmica de la roca.

La datación de minerales puede proporcionar información sobre la edad de una roca, pero es necesario hacer suposiciones. Los minerales generalmente solo registran la última vez que se enfriaron por debajo de la temperatura de cierre, y esto puede no representar todos los eventos que ha experimentado la roca, ni coincidir con la edad de la intrusión. Por lo tanto, la discreción y la interpretación de la datación son esenciales. La geocronología ^40Ar / ^39Ar asume que una roca conserva todo su ^40Ar después de enfriarse por debajo de la temperatura de cierre y que este se muestreó correctamente durante el análisis.

Esta técnica permite verificar los errores inherentes a la datación K-Ar. La datación argón-argón tiene la ventaja de no requerir determinaciones de potasio. Los métodos de análisis modernos permiten investigar regiones específicas de los cristales. Este método es importante, ya que permite identificar la formación y el enfriamiento de los cristales durante diferentes procesos.

Un problema con la datación argón-argón ha sido una ligera discrepancia con otros métodos de datación. ^{[ 3 ]} El trabajo de Kuiper et al. informa que se necesita una corrección del 0,65 %. ^{[ 4 ]} Por lo tanto, la extinción del Cretácico-Paleógeno (cuando los dinosaurios se extinguieron), previamente datada en 65,0 o 65,5 millones de años atrás, se data con mayor precisión en 66,0–66,1  Ma.

• Grenville Turner , inventor de la técnica
• Centro de Geocronología de Berkeley

• Laboratorio de Geocronología WiscAr, Universidad de Wisconsin-Madison
• «La datación precisa de la destrucción de Pompeya demuestra que el método argón-argón permite datar con fiabilidad rocas de tan solo 2000 años de antigüedad» . UC Berkeley (Comunicado de prensa). 28 de agosto de 1997.
• Laboratorio de Investigación Geocronológica de Nuevo México
• Instalación de isótopos de argón . www.gla.ac.uk. Archivado del original el 10 de mayo de 2010. Consultado el 14 de enero de 2026 .
• Laboratorio de Ar/Ar y Gases Nobles de la Universidad Abierta
• Laboratorio de Argón / Universidad Nacional Australiana