¿Cómo se averigua la edad de los fósiles?
La radiactividad y su relación con el tiempo geológico
¡Hola lectores!👬👭👫
En este nuevo post quisiera continuar con el tema de la prehistoria. Podés leer el artículo sobre los primeros dinosaurios haciendo click acá. Si preferís los videos, también podés aprender sobre los primeros dinosaurios haciendo click acá.
Los primeros geólogos podían establecer la antigüedad de las capas de roca y de los fósiles que éstas contenían sólo de un modo relativo. Es decir, los fósiles que estaban en las capas más profundas de la roca eran en general más antiguos que los hallados en las capas más superficiales.
Con el descubrimiento de la radiactividad se hizo posible obtener fechas absolutas con márgenes de error muy pequeños.
¿Cómo se utiliza la radiactividad para establecer las fechas de los fósiles?
Los núcleos de los elementos radiactivos se desintegran (son inestables) tranformándose en otros elementos. Un ejemplo de esto lo brinda el carbono 14 (14C) que emite un electrón para transformarse en nitrógeno 14 (14N). Además, cada elemento radiactivo se desintegra a una velocidad que es independiente de la temperatura, la presión o el compuesto químico del que el elemento forma parte.
El tiempo necesario para que la mitad de los núcleos radiactivos se desintegren a su velocidad característica se denomina vida media, T1/2 o Periodo de Semidesintegración (Figura 1). Por ejemplo, la vida media del 14C es de 5730 años.
Por lo tanto, si se conoce la velocidad de desintegración y se mide la proporción de núcleos desintegrados con respecto a los nucleos no desintegrados, ¡se puede estimar el tiempo que ha transcurrido desde que estos elementos radiactivos quedaron atrapados en la roca y en los fósiles! (Figura 2 y 3). La datación por carbono 14 radiactivo resultó ser un método de datación que utiliza el isótopo radioactivo 14C para determinar la edad de animales, rocas o estratos geológicos que contienen carbono hasta unos 50000 años. Si se quiere datar algo aún más antiguo, debe recurirse a otros elementos radiactivos con períodos de semidesintegración más grandes.
Es decir que los elementos radiactivos están presentes en la naturaleza y se emplean estas técnicas aprovechando el conocimiento sobre sus períodos de semidesintegración. Este proceso se denomina datación radiométrica.
Figura 2. El carbono 12 y el carbono 14 se encuentran en altas proporciones en la atmósfera. Los vegetales fijan el carbono a través de la fotosíntesis. Los animales herbívoros los consumen fijando el carbono 12 y el carbono 14. Los carnívoros lo obtienen al consumir a los hervíboros.
Figura 3. La datación radiométrica permite analizar la edad de los fósiles debido al contenido de carbono 14 y de los estratos geológicos. El análisis de fósiles con una antigüedad mayor requiere el análisis de otros elementos radiactivos.
El Potasio 40 tiene un T1/2 de 1250 millones de años
Una técnica de datación radiométrica relativamente simple se basa en la desintegración del potasio 40 (40K). Este radioisótopo tiene una vida media de aproximadamente 1250 millones de años y se transforma en argón 40 (40Ar).
El potasio es un elemento muy reactivo que es común encontrar en las rocas volcánicas como el granito y el basalto. El argón, en cambio, es un gas inerte. Imaginemos entonces que un volcán hace erupción y la lava emanada cubre un campo. Debido a que todo el 40Ar es gaseoso, escapa de la lava y cuando esta se enfría y solidifica, no va a contener argón 40. Sin embargo, la mitad del potasio 40 en la lava endurecida se desintegrará a argón 40 cada ¡1250 millones de años!. El argón 40 gaseoso quedará atrapado en la roca volcánica.
Luego un geólogo podría tomar una muestra de la roca y establecer la proporción de 40K/40Ar. Si el análisis indica que los dos elementos están en presentes en cantidades iguales, esto significaría que la lava se endureció hace aproximadamente 1250 millones de años.
Si se encuentra un fósil debajo de un flujo de lava datado por ejemplo en 200 millones de años se sabe con certeza que ese fósil tiene al menos esa edad (Figura 4).
Figura 4. Datación radiométrica de las capas geológicas y de los fósiles utilizando el potasio 40 y el argón 40.
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Incluso fuera de la Tierra
Ciertos elementos radiactivos, al desintegrarse, permiten estimar incluso la edad del sistema solar. El análisis del uranio, que se desintegra aplomo, ha mostrado que los meteoritos más antiguos y las rocas lunares recogidas por los astronautas tienen al menos 4600 millones de años de antigüedad.
