Responsables: Dr. Enrique Linares y Dr. Héctor A. Ostera




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Metodos par determinar edad de Rocas


Métodos Radimétricos

Los métodos radimétricos de datación geológica se basan en la desintegración radiactiva de un isótopo inestable. Por esta propiedad, el isótopo inestable denominado padre, luego de un cierto período de tiempo se transforma en otro llamado hijo, que puede ser estable o inestable. Si se determinan las concentraciones de esos dos isótopos, padre e hijo, en la muestra en estudio y se conoce el valor de la constante de desintegración del isótopo original, se puede calcular el tiempo transcurrido desde la formación de esa muestra (edad) hasta el presente.

Actualmente se utilizan en INGEIS los métodos radimétricos de datación geológica: potasio-argón, rubidio-estroncio y carbono-14.

Método Potasio-Argón



 

El primero de los métodos citados, se basa en la desintegración radiactiva del isótopo del potasio, 40K, que da como producto final el isótopo del argón, 40Ar. Al ser el potasio un elemento común presente en muchas de las rocas de la corteza terrestre y dada la constante de desintegración de su isótopo radiactivo, este reloj isotópico permite medir edades desde casi 100.000 años (0.1 Ma) a más de 4.500 millones de años, que es la edad aceptada al presente para la formación de nuestro planeta

La posibilidad de datar un amplio espectro de tipos de rocas, con diversidad de composición química y su amplio rango de aplicación, hacen de este método una herramienta de alto valor para ubicar en el tiempo las diferentes unidades geológicas de un área, en especial si se lo ayuda con un buen control geológico y petrológico.

Debido a la probable pérdida de argón por difusión gaseosa desde el momento de cristalización de la roca, por procesos geológicos posteriores, las edades obtenidas por este método se consideran como "edad mínima", aunque en gran número de los casos el resultado obtenido corresponde a la de extrusión o de emplazamiento (rocas volcánicas). En otros casos, puede corresponder a la de episodios tectotérmicos o de diagénesis.

 

ALGUNAS APLICACIONES

En Geología Regional, en la Edad de las Rocas Eruptivas, en la Edad de Diagénesis de Rocas Pelíticas, etc.

Responsables: Dr. Enrique Linares y Dr. Héctor A. Ostera

Método Rubidio-Estroncio



 

Se basa en la desintegración radiactiva del isótopo del rubidio, 87Rb, en el isótopo estable del estroncio, 87Sr. Dado que el período de semidesintegración del 87Rb es muy largo, 47.000 millones de años, la cantidad del isótopo hijo formado, 87Sr, en rocas de edad reciente será muy pequeña, por lo que su rango de aplicación es más reducido que el del sistema potasio-argón.

Además, como todas las rocas en el momento de su formación poseen una cierta cantidad de 87Sr-no radigénico (estroncio inicial), es necesario conocer su concentración en la roca para poder determinar con precisión la cantidad de 87Sr-radigénico formado por el decaimiento del 87Rb de la roca. Ese dato y el de la cantidad actual del isótopo padre, 87Rb, permiten precisar el valor de la relación 87Srrad/87Rb y calcular la edad del material en estudio.

Rocas menores de 25-30 Ma son por lo general difíciles de datar; asimismo, en las que poseen alto contenido de estroncio y bajo de rubidio, los errores analíticos son mayores que lo generalmente aceptado. Su rango de edad se ubica por encima de 60 millones de años, con las facilidades existentes al presente.

En la práctica se utiliza el método conocido como "isocrona rubidio/estroncio", para lo que es necesario contar con por lo menos cuatro muestras cogenéticas de un mismo afloramiento y que tengan diferente valor de la relación Rb/Sr. La selección de las muestras para la construcción del diagrama isocrónico se efectúa mediante el análisis químico de Rb y Sr del conjunto de muestras a analizar por medio de espectrometría de fluorescencia de rayos-X.

ALGUNAS APLICACIONES

En Geología Regional, Edad de Rocas Eruptivas, Edad de Rocas Metamórficas, etc.

Responsables: Dr. Enrique Linares y Lic. Mariana C. Cagnoni

 

Determinación de la Relación Inicial 87Sr/86Sr

La determinación del valor de esta relación en una roca es muy utilizada para obtener información acerca de su origen y de los procesos geológicos a la que ha estado sujeta desde el momento de su formación.

Su utilización se basa en el hecho de que durante la historia geológica de la Tierra, la cantidad de 87Sr se ha incrementado, ya que al 87Sr inicial, presente al momento de la formación de la primera corteza terrestre, se ha añadido el 87Sr-radigénico producido por la desintegración radiactiva del 87Rb.

Asimismo y dadas las propiedades geoquímicas del rubidio y del estroncio, las rocas de la corteza continental están enriquecidas en rubidio, por lo cual las relaciones Rb/Sr son mayores en las rocas corticales que en el Manto Superior y además, porque con el transcurso del tiempo y por las razones antes señaladas, se han enriquecido en 87Sr. Las rocas formadas por fusión o asimilación de materiales corticales tendrán por lo tanto, relaciones 87Sr/86Sr mayores que las derivadas del Manto. Por otra parte, el valor de esa relación depende del ambiente magmático del cual la roca deriva.

Los valores de esta relación se utilizan en estudios petrológicos.geoquímicos y tectónicos. Se pueden obtener a partir del valor de la relación inicial hallado en una isocrona o se pueden determinar analizando rocas ricas en estroncio y pobres en rubidio, como en el caso de rocas volcánicas básicas recientes.

ALGUNAS APLICACIONES

Fuente de Orígen de las Rocas, Secuencias Carbonáticas, Edad de Diagénesis de Rocas Sedimentarias, Arqueología, etc.

 Responsable: Lic. Mariana C. Cagnoni

 

 Método Carbono-14

La determinación de edades radimétricas por el método de carbono-14 o radiocarbono, es la principal metodología existente para la datación de materiales orgánicos portadores de carbono, cuya antigüedad esté comprendida entre casi el presente y 40.000-50.000 años atrás.



Se basa en la existencia natural del isótopo radiactivo del carbono, 14C, que es producido en la alta atmósfera continuamente y que al oxidarse rápidamente en CO2, ingresa en el circuito fotosintético de las plantas, transmitiéndose a través de las cadenas tróficas a los otros organismos, siendo además incorporado en la hidrosfera.

De esa manera en todos los seres vivos y durante su vida, existe una cierta proporción de este isótopo; en forma general puede decirse que la cantidad de carbono-14 que existe en la materia orgánica es proporcional a la concentración de carbono total. Cuando el organismo muere, ese equilibrio secular existente entre él y el flujo de carbono-14 de la atmósfera se interrumpe.

Por lo tanto, gradualmente y de acuerdo al período de semidesintegración del 14C (5.730 años), la concentración de ese isótopo disminuirá debido al decaimiento radiactivo. Si se mide la cantidad de carbono-14 remanente en la muestra en estudio, se puede determinar el tiempo transcurrido desde la muerte de ese organismo hasta el presente.

El rango de edad en que puede ser utilizado, según las técnicas en uso, oscilan entre pocos años y 100.000 años. En INGEIS el rango se halla entre 200-250 y 40.000 años.

ALGUNAS APLICACIONES

Arqueología, Antropología, Geología de Cuaternario, Oceanografía, Edad de Acuíferos, etc.

Responsable: Lic. Roberto R. Cordero

 

Isótopos Ambientales

La determinación de la composición isotópica de algunos elementos livianos constituyentes de diversos materiales naturales, como ser aguas, petróleos, carbones, rocas, minerales, etc., puede brindar información de suma utilidad en estudios hidrológicos, hidrogeológicos, de geología de yacimientos minerales, del cambio global y de paleodietas, como así también en estudios biológicos, de diagnóstico médico y en la adulteración de alimentos.

Los avances alcanzados en las metodologías utilizadas permiten actualmente la medición precisa de las relaciones isotópicas de los elementos livianos.

Los isótopos estables de un cierto elemento poseen ligeras diferencias en sus propiedades físicas y en mucho menor medida en sus propiedades químicas. Al ser sometidos en la Naturaleza a procesos fisicoquímicos, se producirán redistribuciones de los mismos entre las sustancias o fases intervinientes; ese mecanismo se conoce con el nombre de fraccionamiento isotópico.

Si se determina la extensión de ese fraccionamiento, se puede obtener información de sumo valor acerca de los procesos que le dieron origen. Asimismo, se puede inferir la temperatura a la que se produjo el proceso geológico y en menor medida su presión.

En Hidrología e Hidrogeología permiten, en casos favorables, la determinación de áreas de recarga, altura de la recarga, origen de las aguas que aportan a una cuenca, causas de la salinización y mecanismos de recarga, evapotranspiración en la zona no saturada y el balance hídrico de reservorios superficiales, como lagos, diques y embalses. Asimismo, en los campos geotérmicos tienen utilidad como geotermómetros, indicadores del origen de la recarga, así como la diferenciación entre aguas meteóricas y juveniles.

En INGEIS al presente se puede determinar la composición isotópica en diferentes materiales por medio de lo isótopos del hidrógeno, carbono, oxígeno y azufre.

ALGUNAS APLICACIONES

Hidrogeología, Hidrología, Geotermia, Sedimentos Carbonáticos y Sulfatos, Paleoambientes, Génesis de Yacimientos Minerales, etc.
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