Datación de argón-argón

La datación con argón-argón (o Ar/ Ar ) es un método de datación radiométrica inventado para reemplazar en precisión a la datación con potasio-argón (K/Ar). El método más antiguo requería dividir las muestras en dos para mediciones separadas de potasio y argón, mientras que el método más nuevo requiere solo un fragmento de roca o grano mineral y usa una sola medición de isótopos de argón. La datación Ar/ Ar se basa en la irradiación de neutrones de un reactor nuclear para convertir una forma estable de potasio ( K) en el Ar radiactivo . Siempre que se co-irradie un estándar de edad conocida con muestras desconocidas, es posible usar una sola medición de isótopos de argón para calcular el K/Ar* ratio, y así calcular la edad de la muestra desconocida. Ar* se refiere al Ar radiogénico, es decir, el Ar producido por la desintegración radiactiva del K. Ar* no incluye el argón atmosférico adsorbido en la superficie o heredado por difusión y su valor calculado se deriva de la medición del Ar (que se supone que es de origen atmosférico) y suponiendo que Ar se encuentra en una proporción constante a Ar en los gases atmosféricos.

Método

La muestra generalmente se tritura y los cristales individuales de un mineral o fragmentos de roca se seleccionan a mano para su análisis. Estos luego se irradian para producir Ar a partir de K mediante la reacción (np) K(n,p) Ar. A continuación, la muestra se desgasifica en un espectrómetro de masas de alto vacío mediante un láser o un horno de resistencia. El calentamiento hace que la estructura cristalina del mineral (o minerales) se degrade y, a medida que la muestra se derrite, se liberan los gases atrapados. El gas puede incluir gases atmosféricos, como dióxido de carbono, agua, nitrógeno y argón, y gases radiogénicos, como argón y helio, generados a partir de la desintegración radiactiva regular a lo largo del tiempo geológico. La abundancia de Ar* aumenta con la edad de la muestra, aunque la tasa de aumento decae exponencialmente con la vida media deK, que es 1248 millones de años.

Ecuación de edad

La edad de una muestra viene dada por la ecuación de edad:

donde λ es la constante de desintegración radiactiva de K (aproximadamente 5,5 x 10 años , correspondiente a una vida media de aproximadamente 1250 millones de años), J es el factor J (parámetro asociado con el proceso de irradiación) y R es el Ar* relación / Ar. El factor J se relaciona con la fluencia del bombardeo de neutrones durante el proceso de irradiación; un flujo más denso de partículas de neutrones convertirá más átomos de K en Ar que uno menos denso.

Solo citas relativas

El método Ar/ Ar solo mide fechas relativas. Para que se calcule una edad mediante la técnica Ar/ Ar, el parámetro J debe determinarse irradiando la muestra desconocida junto con una muestra de edad conocida para un estándar. Debido a que este estándar (primario) finalmente no puede ser determinado por Ar/ Ar, primero debe ser determinado por otro método de datación. El método más utilizado hasta la fecha del patrón primario es la técnica convencional K/Ar. Un método alternativo para calibrar el estándar utilizado es la sintonización astronómica (también conocida como sintonización orbital), que llega a una edad ligeramente diferente.

Aplicaciones

El uso principal de la geocronología Ar/ Ar es la datación de minerales metamórficos e ígneos. Es poco probable que Ar/ Ar proporcione la edad de las intrusiones de granito, ya que la edad refleja típicamente el tiempo en que un mineral se enfrió hasta su temperatura de cierre. Sin embargo, en una roca metamórfica que no ha excedido su temperatura de cierre, la edad probablemente data de la cristalización del mineral. La datación del movimiento en los sistemas de fallas también es posible con el Ar/Método Ar. Diferentes minerales tienen diferentes temperaturas de cierre; la biotita es de ~300 °C, la moscovita es de aproximadamente 400 °C y la hornblenda tiene una temperatura de cierre de ~550 °C. Por lo tanto, un granito que contenga los tres minerales registrará tres "edades" diferentes de emplazamiento a medida que se enfría a través de estas temperaturas de cierre. Por lo tanto, aunque no se registra una edad de cristalización, la información sigue siendo útil para construir la historia térmica de la roca.

La datación de minerales puede proporcionar información sobre la edad de una roca, pero se deben hacer suposiciones. Los minerales generalmente solo registran la última vez que se enfriaron por debajo de la temperatura de cierre, y esto puede no representar todos los eventos que ha sufrido la roca y puede no coincidir con la edad de intrusión. Por lo tanto, la discreción y la interpretación de las fechas de edad son esenciales. La geocronología Ar/ Ar supone que una roca retiene todo su Ar después de enfriarse más allá de la temperatura de cierre y que se tomó una muestra adecuada durante el análisis.

Esta técnica permite comprobar los errores que implica la datación K-Ar. La datación con argón-argón tiene la ventaja de no requerir determinaciones de potasio. Los métodos modernos de análisis permiten investigar regiones individuales de cristales. Este método es importante ya que permite identificar los cristales que se forman y se enfrían durante diferentes eventos.

Recalibración

Un problema con la datación argón-argón ha sido una ligera discrepancia con otros métodos de datación. El trabajo de Kuiper et al. informa que se necesita una corrección del 0,65%. Por lo tanto, la extinción del Cretácico-Paleógeno (cuando se extinguieron los dinosaurios), fechada anteriormente en 65,0 o 65,5 millones de años, está fechada con mayor precisión en 66,0-66,1 Ma.