Tema 10 El tiempo en Geología: 6. Geocronología: métodos radiométricos

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1 Tema 10 El tiempo en Geología: 6. Geocronología: métodos radiométricos 1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas

2 La Geocronología o Geocronometría es la ciencia que se ocupa de la datación Radiométrica del registro geológico La edad absoluta de una roca es la medida del tiempo transcurrido desde su formación, expresada en Ma La Geocronometría se basa en encontrar un fenómeno que sea función matemática del tiempo: Sucesos regulares que pueden ser contados o de los que se puede determinar su intensidad

3 Los fenómenos geológicos tienen gran variabilidad: desde fracciones de segundo (caida de un meteorito) a cientos de millones de años (formación/desintegración de Pangea...): - Los intervalos de tiempo más cortos reconocibles son, comúnmente, los anuales: pueden quedar reflejados en láminas micrométricas a milimétricas

4 Dendrocronología: crecimiento anual de los vegetales que forman un anillo anual Bandas y anillos de crecimiento de animales: desarrollo de estrías diarias y prominencias anuales en el esqueleto de algunos organismos

5 La magnitud del tiempo en Geología se entiende mejor desde que se empezaron a desarrollar los métodos de datación radiométricos Los elementos químicos pueden presentar en su estructura atómica igual número de electrones y protones, pero diferente de neutrones: isótopos -Si el número de neutrones es estable (no varía con el tiempo), los isótopos son estables Nº másico= nº de protones + neutrones Nº atómico= nº de protones 13 C, 12 C, 18 O, 16 O, 34 S, 87 Sr, 2 H -Si el número de neutrones varía con el tiempo los isótopos son inestables o radiactivos y se desintegran emitiendo radiaciones α, β o γ 14 C, 234 U, 230 Th, 40 K, 87 Rb

6 Las técnicas radiométricas se basan en dos hechos: 1) un isótopo radiactivo inicia su desintegración: - en el momento de formación de la roca: ej.: solidificación de la roca rocas ígneas - desde la sedimentación: desde que el sedimento deja de estar en contacto con la atmósfera o la hidrosfera 2) la desintegración de los isótopos inestables es irreversible, y cada elemento tiene su velocidad de desintegración: - constante (se puede medir experimentalmente) - de magnitudes absolutas determinadas según el elemento

7 Se llama periodo de semidesintegración o vida media de un elemento radiactivo al tiempo necesario para que su concentración inicial se reduzca a la mitad Las variaciones en los contenidos de isótopos radiactivos son cada vez menores: la fiabilidad del método es cada vez menor cuanto mayor es el tiempo transcurrido La determinación de la edad absoluta de una roca (edad radiométrica o isotópica) se hace mediante la aplicación de la fórmula: t = 1/λ x Log n (1+H/P) λ =indice de desintegración propia de cada elemento P = nº de átomos del elemento padre que quedan en la roca H = nº de átomos del elemento hijo resultantes de la desintegración que podemos medir en la roca

8 Principales elementos radiactivos utilizados en medidas radiométricas: Ej: método K-Ar: desintegración de 40 K origina 10% 40 Ar y 89% de 40 Ca El período de aplicación de cada método es usualmente de 5 a 6 veces la duración del período de semidesintegración

9 Limitaciones del método: - generalmente aplicables para determinar la edad de solidificación de un plutón o de una colada volcánica - en materiales sedimentarias es más limitado, ya que contienen baja proporción de isotopos (excepto materiales más recientes: método del C en materia orgánica) - la datación de rocas sedimentarias más antiguas es posible si existen rocas ígneas o volcánicas relacionadas: - se aplicaría a un nivel de cenizas volcánicas - o una capa que contiene minerales formados en la cuenca o neoformados y que contienen elevada proporción de potasio (e.g. glauconita) intercalados en una sucesión sedimentaria

10 Tema 10 El tiempo en Geología 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas 1. Introducción 2. Principio de superposición de los estratos 3. Principio de correlación paleontológica: bioestratigrafía 4. Principio de simulaneidad de eventos 5. Magnetoestratigrafía: principios y aplicaciones 6. Geocronología absoluta: métodos radiométricos

11 Las primeras divisiones de tiempo relativo se establecieron en el s. XVIII (Moro, Arduino, Lehmann, Wener, Smith): delimitación de grandes conjuntos de materiales con diferente grado de deformación y diferente litología y contenido fósil... Se definieron los materiales (eratemas) correspondientes a las diferentes eras del Fanerozoico... el Paleozoico (vida antigua), Mesozoico (vida media) y Cenozoico (vida nueva) A finales del siglo XIX se definen la mayoría de los sistemas dentro de las tres eras del Fanerozoico, que están referidos siempre a un área tipo

12 ERA PERIODO Año definición Etimología ERA CENOZOICA (vida reciente, 1841) Terciario (1759) + Cuaternario (1829) ERA MESOZOICA (vida media, 1841) Secundaria: la segunda etapa (1759) ERA PALEOZOICA (vida antigua, 1838) rimaria: etapa primitiva (1759) Cuaternario Neógeno de origen nuevo (1853) Paleógeno de origen antiguo (1866) Cretácico Jurásico Triásico Pérmico Carbonífero Devónico Silúrico Ordovícico Cámbrico HOLOCENO, 1885: Completamente nuevo PLEISTOCENO, 1839: Más reciente PLIOCENO, 1833: Más reciente MIOCENO, 1833: En mitad de lo reciente OLIGOCENO, 1854: Escasamente reciente EOCENO, 1833: El inicio de lo reciente PALEOCENO, 1874: Lo más antiguo de lo reciente 1822: Palabra latina (Creta, tiza en latín) aplicada por vez primera a la caliza de esa edad de los acantilados del canal de la Mancha 1795: Definido en los Montes del Jura, entre Francia y Suiza, donde se estudiaron estas rocas por vez primera 1834: Trias, por el carácter triple de estas rocas en Alemania 1841: Perm (al sur de Rusia), donde se estudiaron sus rocas por vez primera 1882: Debido a que sus rocas han producido mucho carbón 1837: Devon, condado del sur de Inglaterra donde se estudio por vez primera Nombres dados por las tribus celtas a los siluros y los ordovicios, que vivieron en Gales durante la conquista romana 1879 y : Nombre romano de Gales (Cambria) PRECÁMBRICO Periodo comprendido entre el nacimiento del planeta y la aparición de formas complejas de vida. Se divide en HÁDICO, ARCAICO Y PROTEROZOICO

13 Durante el siglo XIX se hicieron divisiones menores (pisos) dentro de los sistemas, cuyos nombres están referidos a la localidad donde se definieron A principios del siglo XX (Holmes, 1913; Barrel, 1917): edades absolutas de las unidades y se publican las primeras tablas de tiempo geológico relativo con los valores de edades absolutas de los principales límites Posteriormente, el aumento del número de datos disponibles ha dado origen a tablas de unidades crono y geocronológicas cada vez más precisas

14 Unidades cronoestratigráficas: unidades materiales o conjuntos de estratos depositados durante un tiempo determinado, referido a una escala de tiempo relativa No se numeran con valores de tiempo absolutos necesariamente sino con un nombre Unidades geocronológicas: unidades de tiempo geológico medido en años y sus múltiplos, correspondientes a las unidades cronoestratigráficas Se designan con el mismo nombre que el de las unidades cronoestratigráficas, si bien tienen diferentes nombres para su designación genérica U. cronoestratigráficas U. geocronológicas EONOTEMA ERATEMA SISTEMA (nombre geográfico o litológico) SERIE PISO (nombre geográfico) SUBPISO CRONOZONA (nombre fósil) EON (miles Ma) ERA (cientos Ma) PERIODO (30-60 Ma) EPOCA (10-30 Ma) EDAD (5-10 Ma) TIEMPO (2-5 Ma) CRON (1-2 Ma)

15 Las unidades cronoestratigráficas son unidades materiales (de rocas) Las unidades geocronológicas son unidades de tiempo Ejemplos del uso correcto de los términos: - Las rocas del Sistema Devónico se depositaron durante el período Devónico - Los peces placodermos y los de aletas lobuladas fueron abundantes durante el período Devónico. Los primeros tetrápodos aparecen al final del período Devónico - Las calizas del Cámbrico: nos referimos a unidad cronoestratigráfica - Las calizas formadas durante el Cámbrico: nos referimos a unidad geocronológica U. cronoestratigráficas U. geocronológicas EONOTEMA EON (miles Ma) Fanerozoico ERATEMA ERA (cientos Ma) Mesozoico SISTEMA PERIODO (30-60 Ma) Jurásico SERIE EPOCA (10-30 Ma) Jurásico inferior (Lias) PISO EDAD (5-10 Ma) Toarciense SUBPISO TIEMPO (2-5 Ma) Toarciense medio CRONOZONA CRON (1-2 Ma) Bifrons

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