Geochronology

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, según la tasa de desintegración, se utilizan para datar diferentes períodos geológicos. Los isótopos que se desintegran más lentamente son útiles para períodos de tiempo más largos, pero son menos precisos en años absolutos. Con la excepción del método del radiocarbono , la mayoría de estas técnicas se basan en la medición de un aumento en la abundancia de un isótopo radiogénico , que es el producto de la desintegración del isótopo original radiactivo. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Se pueden utilizar dos o más métodos radiométricos en conjunto para obtener resultados más robustos. ^{[ 5 ]} La mayoría de los métodos radiométricos son adecuados solo para el tiempo geológico, pero algunos, como el método del radiocarbono y el método de datación ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar, pueden extenderse hasta la época de la vida humana temprana ^{[ 6 ]} y hasta la historia registrada. ^{[ 7 ]}

Algunas de las técnicas más utilizadas son:

• Datación por radiocarbono . Esta técnica mide la desintegración del carbono-14 en materia orgánica y se aplica mejor a muestras de menos de unos 60.000 años. ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• Datación uranio-plomo . Esta técnica mide la proporción de dos isótopos de plomo (plomo-206 y plomo-207) con respecto a la cantidad de uranio en un mineral o roca. A menudo aplicada al mineral traza circón en rocas ígneas , este método es uno de los dos más utilizados (junto con la datación argón-argón ) para la datación geológica. La geocronología de monacita es otro ejemplo de datación U-Pb, empleada en particular para datar el metamorfismo. La datación uranio-plomo se aplica a muestras con una antigüedad superior a aproximadamente un millón de años.
• Datación uranio-torio . Esta técnica se utiliza para datar espeleotemas , corales , carbonatos y huesos fósiles . Su rango abarca desde unos pocos años hasta aproximadamente 700 000 años.
• Datación potasio-argón y datación argón-argón . Estas técnicas permiten datar rocas metamórficas , ígneas y volcánicas . También se utilizan para datar capas de ceniza volcánica dentro o sobre yacimientos paleoantropológicos . El límite inferior del método argón-argón es de unos pocos miles de años.
• Datación por resonancia de espín electrónico (ESR).

Una serie de técnicas relacionadas para determinar la edad en la que se creó una superficie geomorfológica ( datación por exposición ) o en la que se enterraron materiales que antes eran superficiales (datación por enterramiento). ^{[ 10 ]} La datación por exposición utiliza la concentración de nucleidos exóticos (p. ej. ¹⁰ Be, ²⁶ Al, ³⁶ Cl) producidos por la interacción de los rayos cósmicos con los materiales terrestres como un indicador de la edad en la que se creó una superficie, como un abanico aluvial. La datación por enterramiento utiliza la desintegración radiactiva diferencial de 2 elementos cosmogénicos como un indicador de la edad en la que un sedimento fue protegido por el enterramiento de una mayor exposición a los rayos cósmicos.

Las técnicas de datación por luminiscencia observan 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, incluyendo 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 de cocina, y pueden utilizarse para observar la migración de arena.

La datación por aminoácidos es una técnica que mide las proporciones de isómeros de aminoácidos en fósiles para determinar su edad. Esta técnica no puede generar estimaciones numéricas de edad por sí sola, sino que requiere una calibración específica del sitio a partir de otros métodos de datación, pero es relativamente económica. ^{[ 12 ]} La proteína preservada necesaria para realizar este análisis se encuentra con mayor facilidad en organismos con concha, por lo que esta técnica se utiliza a menudo en la investigación de sedimentos oceánicos. ^{[ 13 ]}

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

• Dendrocronología
• núcleos de hielo
• Liquenometría
• Varvas

Una secuencia de polos paleomagnéticos (generalmente llamados polos geomagnéticos virtuales), cuya edad ya está bien definida, constituye una trayectoria de deriva polar aparente (PDP). Dicha trayectoria se construye para un gran bloque continental. Las PDP de diferentes continentes pueden usarse como referencia para polos recién obtenidos para rocas de edad desconocida. Para la datación paleomagnética, se sugiere usar la PDP para datar un polo obtenido de rocas o sedimentos de edad desconocida, uniendo el paleopolo al punto más cercano en la PDP. Se han sugerido dos métodos de datación paleomagnética: (1) el método angular y (2) el método de rotación. ^{[ 14 ]} El primer método se usa para la datación paleomagnética de rocas dentro del mismo bloque continental. El segundo método se usa para las áreas plegadas donde son posibles rotaciones tectónicas.

La magnetoestratigrafía determina la edad a partir del patrón de zonas de polaridad magnética en una serie de rocas sedimentarias y/o volcánicas estratificadas, mediante la comparación con la escala de tiempo de polaridad magnética. Esta escala se ha determinado previamente mediante la datación de anomalías magnéticas del fondo marino, la datación radiométrica de rocas volcánicas dentro de secciones magnetoestratigráficas y la datación astronómica de dichas secciones.

Las tendencias globales en las composiciones isotópicas, en particular los isótopos de carbono-13 y estroncio, pueden utilizarse para correlacionar estratos. ^{[ 15 ]}

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, constituyen horizontes marcadores distintivos. ^{[ 16 ]} La tefrocronología es un método para la correlación geoquímica de ceniza volcánica desconocida (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.