tema 10 el tiempo en geología: 6. geocronología: métodos
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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
Tema 10
El tiempo en Geología: 6. Geocronología: métodos radiométricos
• 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
• 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
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
• 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
13C, 12C, 18O, 16O, 34S, 87Sr, 2H
-Si el número de neutrones varía con el
tiempo los isótopos son inestables o
radiactivos y se desintegran emitiendo
radiaciones α, β o γ
14C, 234U, 230Th, 40K, 87Rb
Nº atómico= nº de protones
Nº másico= nº de protones
+ neutrones
• La magnitud del tiempo en Geología se
entiende mejor desde que se empezaron a
desarrollar los métodos de datación
radiométricos
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
• 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 Logn (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
• Principales elementos
radiactivos utilizados en
medidas radiométricas:
Ej: método K-Ar:
desintegración de 40K origina
10% 40Ar y 89% de 40Ca
• El período de aplicación de
cada método es usualmente
de 5 a 6 veces la duración del
período de
semidesintegración
• 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
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
Tema 10
El tiempo en Geología 7. Unidades geocronológicas y cronoestratigráficas
• 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
ERA PERIODO Año definición – Etimología
ERA CENOZOICA (vida reciente, 1841)
Terciario (1759) + Cuaternario (1829)
Cuaternario
Neógeno de origen nuevo
(1853)
HOLOCENO, 1885: Completamente nuevo
PLEISTOCENO, 1839: Más reciente
PLIOCENO, 1833: Más reciente
MIOCENO, 1833: En mitad de lo reciente
Paleógeno de origen antiguo
(1866)
OLIGOCENO, 1854: Escasamente reciente
EOCENO, 1833: El inicio de lo reciente
PALEOCENO, 1874: Lo más antiguo de lo reciente
ERA MESOZOICA (vida media, 1841)
Secundaria: la segunda
etapa (1759)
Cretácico 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
Jurásico 1795: Definido en los Montes del Jura, entre Francia y Suiza, donde se
estudiaron estas rocas por vez primera
Triásico 1834: Trias, por el carácter “triple” de estas rocas en Alemania
ERA PALEOZOICA (vida antigua, 1838)
Primaria: etapa primitiva
(1759)
Pérmico 1841: Perm (al sur de Rusia), donde se estudiaron sus rocas por vez primera
Carbonífero 1882: Debido a que sus rocas han producido mucho carbón
Devónico 1837: Devon, condado del sur de Inglaterra donde se estudio por vez primera
Silúrico Nombres dados por las tribus celtas a los siluros y los ordovicios, que vivieron
en Gales durante la conquista romana
1879 y 1835 Ordovícico
Cámbrico 1835: 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
• 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
• 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 EON (miles Ma)
ERATEMA ERA (cientos Ma)
SISTEMA (nombre geográfico o litológico)
PERIODO (30-60 Ma)
SERIE EPOCA (10-30 Ma)
PISO (nombre geográfico) EDAD (5-10 Ma)
SUBPISO TIEMPO (2-5 Ma)
CRONOZONA (nombre fósil) CRON (1-2 Ma)
http://www.donnasaxby.com/rhizodonts/finney.jpg
• 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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