Métodos de Fechamientos radio-isotópicos de rocas y otros materiales. Cecilia Caballero Miranda
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- Carmelo Navarrete Espejo
- hace 6 años
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1 Métodos de Fechamientos radio- de rocas y otros materiales Cecilia Caballero Miranda
2 Base física: f Decaimiento radiactivo Antecedentes Bequerel, 1895 = radiactividad Bottwood, = aplicación como reloj geológico (teoría) 1950 = invento del Espectrómetro de Masas, posibilidad de convertir la teoría en realidad. Conceptos básicosb Isótopo Decaimiento radiactivo Vida media
3 Isótopos Bases FísicasF Isótopo: Átomos de un mismo elemento (igual #Atómico) que tienen masaa (ΣProt+Neutr) Estables 1 H, 2 H; 16 O, 17, 18 O; 12 C, 13 C; N, 32 S, 33,34,35,36 S Inestables se desintegran: decaen de uno a otro, emitiendo partículas o radiación electromagnética, con una constante de decaimiento radioactivo - radiogénico padre - hijo
4 Bases FísicasF Isótopos más abundantes de los 15 elementos mas comunes en la Tierra Isótopos estables inestables
5 Bases FísicasF Isótopos de los 5 elementos mas empleados en fechamientos de materiales terrestres Isótopos estables inestables
6 Bases FísicasF Pares
![Tipos de Bases FísicasF decaimiento radioactivo α [emisión de partícula α: núcleos de 4 He] [2prot +2neut ] = disminuye](/docs-images/75/72212034/images/7-0.jpg "masaa en 4 y númeroa en 2 Ej.: 238 U- 234 Th β+ [emisi emisión n de electrones] (un 1 neutrón se divide en 1pr y 1e.")
7 Tipos de Bases FísicasF decaimiento radioactivo α [emisión de partícula α: núcleos de 4 He] [2prot +2neut ] = disminuye masaa en 4 y númeroa en 2 Ej.: 238 U- 234 Th β+ [emisi emisión n de electrones] (un 1 neutrón se divide en 1pr y 1e. Queda 1 pr extra) = no cambia masaa y aumenta en 1 el numeroa. Ej.: 40 K- 40 Ca; 234 Th- 234 Pa; 87 Rb- 87 Sr; 14 C- 14 N. β- [Captura de Captura de electrones] (un electrón β -ó electrón por radiación n cósmicac smica-, se une a un prot transformándose a neut) = disminuye en 1 el númeroa, no cambia la masaa. Ej. β : 40 K- 40 Ar ; Ej. radiación n cósmicac smica: 14 N- 14 C. Otras emisiones asociadas: γ [radiación n gamma] (ondas electromagnéticas de longitud de onda más corta que los rayos X)
8
9 Vida media T 1/2 y constante de decaimiento λ Métodos radio-isot Bases FísicasF
10 Vida media T 1/2 y Bases FísicasF constante de decaimiento λ Número Número de isótopos padres de átomos λ Número de isótopos hijos Número de vidas medias
11 Bases FísicasF Métodos Como en un reloj de arena: Por cada grano de arena que cae del reservorio de arriba (isótopo padre: radioactivo), aparece un grano en el reservorio de abajo (isótopo hijo: radiogénico nico). Se puede determinar cuánto tiempo ha transcurrido a partir de la relación de arena en ambos reservorios. Se debe conocer cuantos granos de arena caen por unidad de tiempo (λ) cuantos granos de arena había en el reservorio inferior al inicio del conteo de tiempo el reloj no debe tener agujeros (sistema cerrado)
12 Bases FísicasF Cómo se calcula una edad isotópica? t 1 Y = λ ln hoy Y X hoy inicial + 1 t: Edad en años λ: Constante de decaimiento radioactivo Y: Relación isotópica de los isótopos hijos X: Relación isotópica de los padres
13 Naturaleza de objetos que se pueden fechar Terrestres Rocas Fósiles Minerales Cósmicos Meteoritos Luna Marte Antropológicos gicos: Hombre Cerámicas Pirámides Embarcaciones Plantas
14 232 Th- 208 Pb > 1ma 187 Re- 187 Os > 200ma 40 Ar/ 39 Ar 0.1ma
15 Métodos 87 Rb- 87 Sr 40 K- 40 Ar 238 U- 206 Pb 235 U- 207 Pb Serie de 147 Sm- 143 Nd 187 Re- 187 Os 176 Lu- 176 Hf 40 Ar/ 39 Ar desequilibrio del U 232 Th- 208 Pb
16 K 40 -Ar 40 Vida media: 1,251 ma 1 vida media = edad del Meso-Proterozoico Rango en de edades en que se puede aplicar: 50,000a. 4,600ma > 0.1 ma > 1 ma
17 U 238 -Pb 206 Vida media: 4500 ma 1 vida media = edad de la Tierra U 235 -Pb 207 Vida media: 704 ma 1 vida media = edad del Neo- Proterozoico
18 El problema con los métodos m U-U Pb es que no todos los isótopos Pb 206 y Pb 207 son radiogénicos sino que existe una cierta cantidad de ellos que están n desde la Tierra primordial.
19 Pb-206 : U-238 Pb-207 / Pb-206 Millones de años Pb-207 : U-235 U 238 -Pb 206 Vida media: 4500 ma Rango en de edades en que se puede aplicar: U-Pb Concordia U 235 -Pb 207 Vida media: 704 ma 10 4,600 ma
20 En este método m se tiene un problema similar: no todo el Sr 87 es radiogénico Rb 87 Sr 87 Rb 87 -Sr 87 Vida media: 48,800 ma Rango en de edades en que se puede aplicar: 10 4,600 ma Sr-87 : Sr-86 Rb-87 : Sr-86
21 Métodos radiométricos Se calcula la edad a partir de la suma de actividades de los elementos radioactivos padre únicamente,, asumiendo un sistema cerrado. 14 C 210 Pb α
22 14 C
23 Rango en de edades en que se puede aplicar: ,000 a C 14 Vida media: 5,730 a % C 14 restante 50% 25% 12.5% Holoceno
24 Metodología Obtención de materiales en campo en cantidad suficiente. Extracción y preparación de la parte representativa de estos materiales que se analizará: Trituración y molienda Separación de minerales Medición de isotópos de interés Obtención de resultados
25 Preparación de materiales Preparación mecánica
26 Preparación de materiales Separación de minerales Separador Magnético Frantz Mesa vibradora Mesa Wilfley Hand-picking
27 Preparación de materiales Líquidos Pesados Preparación química concentración de minerales y/o elementos
28 ESPECTRÓMETRO DE MASAS
29 Medición de masas atómicas e isótopos La muestra se evaporiza Se bombardea con un haz de electrones quedando + Placas con cargas eléctricas opuestas La intensidad de cada haz es medida eléctricamente para determinar la abundancia de cada isótopo
30 Radiocarbón Potasio-Arg Argón 0 10,000 50, , ,000 1,000,000 5,000,000 Años antes de hoy
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