Método del carbono 14
Las técnicas de datación con radiocarbono, desarrolladas en un primer momento por el químico estadounidense Willard Frank Libby y sus colaboradores de la Universidad de Chicago en 1947, suelen ser útiles para la datación en arqueología, antropología, oceanografía, edafología, climatología y geología reciente.
Por medio de la actividad metabólica, el nivel de carbono 14 en un organismo vivo se mantiene en equilibrio la atmósfera o con el de otras partes de la reserva dinámica terrestre, como el océano. A partir de la muerte del organismo, el isótopo radiactivo empieza a desintegrarse a un ritmo conocido sin ser reemplazado por el carbono del dióxido de carbono atmosférico. Su rápida desintegración limita, en general, el periodo de datación a unos 50.000 años, aunque a veces se extienda el método hasta 70.000 años. La incertidumbre de la medida aumenta con la antigüedad de la muestra.
Aunque el método se adapta a una gran variedad de materiales orgánicos, su precisión depende del valor usado para la vida media de las variaciones en las concentraciones atmosféricas de carbono 14 y de la contaminación. En 1962, la vida media del radiocarbono fue redefinida desde 5.570 ± 30 años a 5.730 ± 40 años; por ello, algunas determinaciones anteriores requieren un ajuste, y debido a la radiactividad introducida en los últimos años en la atmósfera, las dataciones de radiocarbono se calculan desde 1950. La escala temporal del carbono 14 contiene otras fuentes de incertidumbre que pueden producir errores entre 2.000 y 5.000 años. El problema más grave es la contaminación posterior al depósito, que puede estar causada por filtración de agua subterránea, por incorporación de carbono más antiguo o más joven, y por captación de impurezas en el terreno o en el laboratorio.
Método del potasio-argón
Se aprovecha la desintegración del potasio radiactivo a argón para la datación de rocas. También se produce la transformación del potasio 40 en calcio 40, pero no es útil en este caso. Los geólogos pueden datar muchas muestras con este sistema debido a la abundancia del potasio en micas, feldespatos y hornblendas. El derrame de argón es problemático si la roca ha sido expuesta a temperaturas superiores a 125 °C; en tal caso, la edad calculada será la del último calentamiento y no la de la formación original.
Método del rubidio-estroncio
Usado en la datación de antiguas rocas terrestres ígneas y metamórficas así como de muestras lunares. Este método se basa en la desintegración beta de rubidio 87 a estroncio 87. Se suele usar para verificar fechas calculadas con potasio-argón, debido a que el estroncio derivado no se difunde tras un calentamiento suave como hace el argón.
Métodos con torio 230
Los métodos basados en la proporción de torio se utilizan en dataciones de sedimentos oceánicos demasiado antiguos para poder utilizar las técnicas con radiocarbono. Con el tiempo, el uranio del agua del mar decae en el isótopo torio 230 (también llamado ionio) que se precipita en los sedimentos del fondo oceánico. Puesto que se ha desintegrado durante más tiempo, los científicos detectan una disminución de la concentración en niveles superiores, se puede desarrollar una escala temporal.
El torio 230, que forma parte de la serie de desintegración del uranio 238, tiene una vida media de 80.000 años. La del protactinio 231, derivado del uranio 235, es de 34.300 años. Ambos elementos precipitan con las mismas proporciones pero a velocidades diferentes. Su relación varía con el tiempo, mostrando diferencias mayores en los sedimentos más antiguos.
El método de datación del ionio-torio, aplicado a muestras del fondo marino formadas en los últimos 300.000 años, se basa en el supuesto de que el contenido inicial de ionio en los sedimentos acumulados ha permanecido constante en toda la sección estudiada y que no deriva de la desintegración de uranio. La antigüedad de la muestra depende del exceso de ionio, ya que éste decrece con el tiempo.
En el método del déficit de ionio, el cálculo de la edad de un fósil de concha o coral, entre 10.000 y 250.000 años, se basa en el aumento de ionio hacia un equilibrio con el uranio 238 y 224, que entran en el carbonato poco después de su formación o entierro. Se pueden usar relaciones de desequilibrio similares para evaluar edades de carbonatos en tierra; esta técnica es un complemento de la metodología del carbono 14.
Métodos con plomo
La edad plomo-alfa se estima determinando, con técnicas espectrográficas, el contenido total de plomo y de radiactividad alfa (derivada de la transición uranio-torio) en concentrados de circón, monacita o xenotima. El método plomo-alfa, o de Larsen, se aplica en rocas posteriores al precámbrico. En la técnica del uranio-plomo, la antigüedad de un material geológico se calcula basándose en la velocidad conocida de la transformación radiactiva de uranio 238 en plomo 206 y de uranio 235 en plomo 207. Emparejándolo con el ritmo de desintegración de torio 232 en plomo 208, se pueden obtener tres medidas independientes de la edad de una misma muestra. La razón entre las concentraciones calculadas de plomo 206 y 207 se convierte en una edad llamada plomo-plomo. Este método se aplica mejor en materiales precámbricos. Además, se puede calcular una edad uranio-uranio, derivada de la proporción entre uranio 235 y 238, calculada como un subproducto de la técnica de datación del uranio-torio-plomo.
Datación por trazas de fisión
Esta técnica, también conocida como método de las trazas de fisión espontánea, se sirve de los rastros de las trayectorias de partículas nucleares en un mineral por la fisión espontánea de impurezas de uranio 238. La edad se calcula determinando la razón entre las densidades de trazas de fisión espontánea y las de fisión inducida. Este método proporciona los mejores resultados en micas, tectitas y meteoritos. Se ha usado para asistir en dataciones de 40.000 a 1 millón de años, intervalo no cubierto por las técnicas del carbono 14 y del potasio-argón. Sin embargo, las rocas sometidas a altas temperaturas o a bombardeo de rayos cósmicos pueden producir fechas erróneas.
