CRONOLOGÍA DEL CUATERNARIO: MÉTODOS DE DATACION CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE MÉTODO 1. Métodos siderales. Fechas de calendario o contaje anual: Dendrocronología; Esclerocronología; Varvas glaciares. 2. Métodos isotópicos. Cambios en la composición isotópica, debido a fraccionamiento/desintegración isotópica: 14C; Series de U; 39Ar/40Ar; K/Ar; Isótopos cosmogénicos. 3. Métodos radiogénicos. Miden los efectos acumulativos de la desintegración radioactiva: Fisión Track; Termoluminiscencia; OSL. 4. Métodos químicos y biológicos. Miden los resultados de procesos químicos y/o biológicos dependientes del tiempo: Racemización de aminoácidos; Hidratación de la obsidiana; Liquenometría. 5. Métodos geomorfológicos. Miden los resultados acumulativos en el paisaje de procesos físicos, químicos y biológicos interrelacionados: Desarrollo de suelos; Alteración mineral; Desarrollo de barniz; Posición geomorfológico. 6. Métodos de correlación. Establecen equivalentes cronológicos en función de propiedades relacionadas con el tiempo: Paleomagnetismo; Tefrocronología; Paleontología; Isótopos estables. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE RESULTADO 1. Edad numérica. Dan estimaciones cuantitativas de edad. 2. Edad calibrada. Edades numéricas aproximadas. Necesitan calibración con otro método. 3. Edad Relativa. Secuencia cronológica. 4. Edad Correlacionada. Edades por equivalencias con otros depósitos o eventos datados.
MÉTODOS RADIOACTIVOS •
Ciertos elementos químicos como uranio y torio tienen núcleos inestables que sufren constante desintegración espontánea, lo que eventualmente se traduce en varios productos finales más estables. El ritmo de desintegración atómica está bien establecido. La desintegración es espontánea y no está afectada por factores externos.
•
Vida media es el tiempo en años que tarda en desintegrarse la mitad de una cantidad dada de un mineral radiactivo.
Vida media de los elementos radioactivos
Elemento de origen
Productos finales
Años de vida media
U238
Pb206, 8 He4
4.56 x 109
U235
Pb207, 7 He4
0.71 x 109
Th232
Pb208, 6 He4
15 x 109
Rb87
Sr 87
50 x 109
K 40
Ar 40 Ca40
1.3 x 109
C14
N14
5730
Método del Carbono 14 W.F. Libby (1947) y colaboradores introdujeron el método. Este método se fundamenta en la relación constante que existe en los organismos vivos entre los isótopos del carbono C-12 y C-14, la cual es la misma que existe en la naturaleza, debido a que los seres vivos se encuentran en continuo proceso de formación y por tanto las nuevas moléculas que fijan el carbono atmosférico en un organismo tiene la misma relación isotópica que el carbón libre en la atmósfera. Cuando un organismo muere esta relación cambia, pues el isótopo C-14 es inestable y se descompone radiactivamente con el tiempo. Como se conoce experimentalmente la velocidad de descomposición radiactiva, podemos calcular cuánto tiempo hace desde que se produjo la muerte del organismo que estamos datando a partir de la diferencia que existe entre la relación C-12/C-14 medida en la muestra y la relación ambiental. Se requiere unos 50 g de muestra de materia orgánica, turba, huesos, madera, conchas, etc. El límite máximo de datación es de unos 60,000 años.
Método Potasio- Argón Es una de las técnicas más usadas para datar los yacimientos del hombre primitivo de África de hasta 5 millones de años, se limita a rocas volcánicas con un antigüedad no menor de 100,000 años. Se basa en el principio de la desintegración radiactiva, la lenta transformación del isótopo radioactivo K40 en el gas inerte Ar40 dentro de las rocas volcánicas, conociendo el ritmo de descomposición del K40 (su vida media es 1,300 millones de años) la medición de la cantidad de Ar40 contenida en una muestra de roca de 10 g proporciona un cálculo de la fecha de formación de la roca. Lo que pone a cero el reloj radiactivo es la formación de la roca durante la actividad volcánica, que expulsa cualquier partícula de argón que hubiera antes. Las limitaciones más importantes de este procedimiento son que sólo se puede utilizar para fechar yacimientos sepultados por coladas volcánicas y que no se puede conseguir una precisión mayor de 10%.
Termoluminiscencia Es la capacidad que tienen algunos minerales como el cuarzo y los feldespatos de emitir luz cuando son calentados. El origen de esta emisión es la imperfección de su estructura cristalina, que provoca que algunos electrones libres se sitúen en niveles energéticos superiores a su nivel fundamental. Cuando se produce un aporte de calor, parte de la energía se trasmite a estos electrones los cuales, si se supera un límite de energía pueden escaparse de la “trampa” estructural en la que se encontraban
y descender a su nivel de energía más bajo o fundamental, emitiendo en ese momento la energía sobrante en forma de luz. La cantidad de luz que se emite en el momento del calentamiento dependerá del tiempo que dicho material haya estado recibiendo radiación ambiental. Se requiere una “puesta a cero” de los
electrones, un calentamiento previo, caso de la cerámica, antes que el resto arqueológico haya sido enterrado. También se ha aplicado con éxito a vidrios, ladrillos y escorias de fundición. El límite práctico es de unos 200,000 años.
Racemización de aminoácidos La amplitud de la Racemización (variación de la orientación de luz polarizada en el refractómetro) de aminoácidos levogiros (organismos vivos) a aminoácidos dextrógiros (organismos muertos) es una función tanto del tiempo y la temperatura así como de otras condiciones ambientales. Asumiendo paleotemperaturas promedios y condiciones ambientales comparables, la relación de aminoácidos D/L ha sido aplicada para datar huesos, conchas y sedimentos. Inversamente cuando fósiles son datados con otros métodos la amplitud de la Racemización de aminoácidos ha sido aplicada para estimar peleotemperaturas.
Razón de sedimentación conocida En períodos fríos se acumulan materiales gruesos y en períodos cálidos mayormente finos. Si estos sedimentos se acumulan en cuencas con regularidad en la velocidad de sedimentación se pueden usar los espesores para determinar el tiempo transcurrido. La limitación es que puedan ocurrir procesos de erosión.
Dendrocronología Es la datación por los anillos de crecimiento de los árboles. Esta técnica fue desarrollada por A.E. Douglass de la Universidad de Arizona.
Varvas glaciales Método de geólogo sueco Gerard de Geer (1911). Una varva es una capa anual en los sedimentos de lagos glaciales. Por la unión de una banda clara (verano) y una banda oscura (invierno). Espesor de 0,5 a 30 mm. Está de acuerdo con Carbono 14. La más antigua datación 13,600 años en lagos escandinavos.
Hidratación de la obsidiana Técnica aplicada por primera vez por geólogos norteamericanos Irving Friedman y Robert L. Smith. Se calcula edad en años. Se basa en el principio que cuando la obsidiana se rompe, comienza a absorber el agua que la rodea para formar una capa de hidratación que se puede medir en el laboratorio, determinar el grosor de las aureolas (anillos de hidratación) producidas por vapor de agua difundiéndose en superficies recién cortadas de cristales de obsidiana. Se puede aplicar a vidrios entre 10,000 y 120,000 años.
Velocidad de levantamiento isostático Por fusión de hielos hay levantamiento isostático muy regular. Permite cronología local.
Variación de la órbita terrestre Entre las décadas de 1920 y 1930 el astrónomo yugoslavo Milutin Milankovitch calculó las variaciones en la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra debido a cambios en los movimientos de traslación y de rotación del planeta y propuso un mecanismo astronómico para explicar los ciclos glaciales. Milankovitch considera la variación de la órbita terrestre que está caracterizada por tres factores: la precesión de los equinoccios, excentricidad de la eclíptica y variación de la inclinación del eje. La precesión o bamboleo del eje de rotación de la Tierra describe una circunferencia completa aproximadamente cada 23,000 años. La precesión determina si el verano en un hemisferio dado cae en un punto de la órbita cercano o lejano al sol. El resultado de esto es el refuerzo de las estaciones cuando la máxima inclinación del eje terrestre coincide con la máxima distancia al sol. El segundo factor se refiere a las variaciones en la forma de la órbita terrestre. Con un período de aproximadamente 100,000 años, la órbita se alarga y acorta lo que provoca que su elipse sea más excéntrica y luego retorne a una forma más circular. Cuando se alcanza la excentricidad máxima, se intensifican las estaciones en un hemisferio y se moderan en el otro. El tercer factor es la variación de la inclinación del eje de rotación terrestre, al aumentar su ángulo, las estaciones resultan más extremas en ambos hemisferios (veranos más cálidos e inviernos más fríos). Actualmente el eje de la Tierra está desviado 23.44 grados con respecto a la vertical: esta desviación fluctúa entre 21,5 y 24.5º a lo largo de un período de 41,000 años. Los ciclos predichos por la teoría de Milankovitch fueron confirmados experimentalmente por Cesaré Emiliani en la década de 1960 al utilizar el oxígeno presente en el carbonato de calcio de los caparazones de microfósiles del fondo oceánico para calcular las temperaturas del último millón de años de la vida de la Tierra, midiendo la abundancia de los distintos isótopos del oxígeno.
Cronología relativa SUPERPOSICIÓN ESTRATIGRÁFICA: estratos más antiguos abajo y estratos más jóvenes encima. PALEONTOLOGÍA ESTRATIGRÁFICA: fósiles más antiguos menos evolucionados, fósiles más recientes más evolucionados. TEFROCRONOLOGÍA: cenizas o materiales volcánicos depositados en finas capas en suelos, turbas, aluviones, depósitos marinos. Se usan para correlaciones en grandes extensiones. Se identifican por aspectos variados (granos negros, blancos o grises, escoriáceos, esponjosos o en celdillas) fáciles de identificar. PALINOLOGIA: en base a polen y esporas. PREHISTORIA: Industria y arte de hombres primitivos, más evolucionados los más recientes. TECTÓNICA: Cuaternario Antiguo más deformado que Cuaternario Reciente, sirve localmente. TOPOGRAFÍA GLACIAR: Topografía de Glaciares. Más antiguos, más suave que reciente. • Terrazas fluviales • Terrazas marinas • Paleomagnetismo
Paleomagnetismo En las rocas volcánicas, los minerales magnéticos toman la orientación del campo magnético de la Tierra y la retienen al solidificarse la roca. La orientación o polaridad del campo magnético terrestre ha tenido inversiones repetidamente en el cenozoico tardío que se han datado aproximadamente con K/Ar. Muchos de estas inversiones han ocurrido a intervalos irregulares en los últimos 4 millones de años. Las grandes unidades son épocas de Geopolaridad que representan intervalos grandes predominantemente de polaridad normal o invertida. Estas épocas se subdividen en eventos de geopolaridad en los que la polaridad era invertida respecto a la que predominaba en esa época. Las épocas llevan nombre de personas. Los eventos nombres geográficos de localidades tipos.
Épocas de polaridad
K / Ar
Eventos de Polaridad
(millones de años)
K / Ar (millones de años)
poca normal Brunhes
0,00 – 0,69
Evento Laschamp
0,02 – 0,03
poca invertida Matuyama
0,69 – 2,43
Evento Jaramillo
0,89 – 0,95
Evento Gilsá
1,64 – 1,79
Eventos Olduvai
1,95 – 1,98 2,11 – 2,13
Época normal Gauss
poca invertida Gilbert
2,43 – 3,32
3,32 – 4,50
Evento Kaena
2,80 – 2,90
Evento Mammoth
2,94 – 3,06
Evento Cochiti
3,70 – 3,92
Evento Nunivak
4,05 – 4,25
