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La curiosa conexión entre el uranio y el plomo: ¿Qué revela esta técnica sobre los orígenes de la Tierra?
La datación uranio-plomo es una técnica de datación radiactiva antigua y sofisticada con gran importancia en geología y arqueología. Este método puede determinar con precisión la edad de rocas que van desde un millón de años hasta más de 4.500 millones de años, normalmente con un rango de precisión del 0,1 al 1%. El método de datación uranio-plomo se aplica más comúnmente al circón, un mineral que absorbe uranio y torio durante su formación pero rechaza fuertemente el plomo. Esto significa que no hay plomo dentro de los cristales de circón recién formados y que cualquier plomo encontrado se genera radiactivamente. Por lo tanto, midiendo la relación entre plomo y uranio, se puede determinar de forma fiable la edad de los circones.
El uranio se desintegra en plomo a través de dos cadenas de desintegración diferentes: el 238U se desintegra en 206Pb y el 235U se desintegra en 207Pb.
Caminos de desintegración
El uranio se convierte en plomo a través de una serie de desintegraciones alfa y beta, y el 238U y sus nucleidos hijos experimentan un total de ocho desintegraciones alfa y seis desintegraciones beta, mientras que el 235U y sus nucleidos hijos experimentan solo siete desintegraciones alfa y cuatro desintegraciones beta. . Desintegración subbeta. La existencia de dos vías de desintegración uranio-plomo "paralelas" permite múltiples técnicas de datación posibles dentro de todo el sistema U-Pb.
Usos de la mineralogíaSi bien el circón (ZrSiO4) es el mineral más comúnmente utilizado, otros minerales como la monotactinita, la titanita y la baddeleyita también pueden emplearse para la datación de uranio-plomo. Al mismo tiempo, algunos minerales carbonatados comunes como la calcita y la aragonita también pueden fecharse utilizando la tecnología de datación de uranio-plomo cuando no se pueden obtener cristales que contengan uranio y torio. Aunque las edades de estos minerales son generalmente menos precisas que las de los minerales magmáticos y metamórficos tradicionalmente utilizados para la datación, son más comunes en el registro geológico.
Mecanismos de daño por radiación
Durante el proceso de desintegración alfa, los cristales de circón sufren daños por radiación que se localizan principalmente alrededor de los isótopos originales (uranio y torio). Estos daños desplazarán al isótopo hijo (plomo) de su posición original en la red del circón. Cuando la concentración del isótopo original es alta, el daño a la red cristalina puede ser bastante grave y a menudo se une a una red de daños por radiación, agravando aún más la destrucción dentro del cristal. Estas contracciones y microfisuras dañadas por la radiación pueden provocar la lixiviación de isótopos de plomo.
Cálculo de la edadEn ausencia de pérdida o ganancia de plomo externo, la edad de los circones se puede calcular asumiendo la desintegración exponencial del uranio. Este cálculo ignora el plomo producido en la radiación de fondo y se basa únicamente en la tasa de desintegración del uranio. Si una serie de muestras de circón perdieran diferentes cantidades de plomo, se formaría una línea de unión inconsistente. Esta inconsistencia plantea un desafío para determinar la edad de cada sistema de desintegración.
Clair Cameron Patterson, un geoquímico estadounidense que fue pionero en el método de datación radiométrica de uranio-plomo, estimó por primera vez en 1956 la edad de la Tierra en 4.550 millones de años, una cifra que sigue siendo indiscutida hasta el día de hoy.
La historia y el futuro de la Tierra
Nuestra comprensión de la edad de la Tierra se ha beneficiado del desarrollo de la datación uranio-plomo. Pero a medida que avanza la tecnología, ¿podemos acercarnos a descubrir los hermosos secretos de la Tierra o de otros planetas?
