El conocimiento actual de las edades de los
fósiles proviene principalmente de la datación radiométrica, también conocida
como datación radiactiva. La datación radiométrica se basa en las propiedades
de los isótopos. Estos son elementos químicos, como el carbono o el uranio, que
son idénticos excepto por una característica clave: la cantidad de neutrones en
su núcleo.
Los átomos pueden tener el mismo número de
protones y neutrones. Sin embargo, si hay demasiados o muy pocos neutrones, el
átomo es inestable y arroja partículas hasta que su núcleo alcanza un estado
estable. Piense en el núcleo como una pirámide de bloques de construcción. Si
intenta agregar bloques adicionales a la pirámide de los lados, es posible que
permanezcan en su lugar por un tiempo, pero eventualmente se caerán. Lo mismo
ocurre si quitas un bloque de uno de los lados de la pirámide, haciendo que el
resto sea inestable. Eventualmente, algunos de los bloques pueden caerse,
dejando una estructura más pequeña y estable.
El resultado es como un reloj radiactivo que
avanza a medida que los isótopos inestables se descomponen en estables. No se
puede predecir cuándo un átomo o padre inestable específico se descompondrá en
un átomo estable o hijo. Pero se puede predecir cuánto tardará en desintegrarse
un gran grupo de átomos. La vida media del elemento es la cantidad de tiempo
que tarda la mitad de los átomos padres en una muestra en convertirse en hijos.
Cómo funciona el conteo del reloj radiactivo
Para leer la hora en este reloj radiactivo,
los científicos usan un dispositivo llamado espectrómetro de masas para medir
el número de átomos padre e hijo. La proporción de padres a hijas puede decirle
al investigador qué edad tiene el espécimen. Cuantos más isótopos progenitores
haya, y menos isótopos hijos, más joven será la muestra. La vida media del
isótopo que se mide determina qué tan útil es para fechar muestras muy
antiguas. Una vez que todos los padres se han convertido en hijas, ya no hay
base para la comparación entre los dos isótopos. Los científicos no pueden
decir si el reloj se atrasó hace unos días o hace millones de años. Esto
significa que los isótopos con una vida media corta no funcionarán para fechar
huesos de dinosaurios.
La corta vida media es solo una parte del
problema al fechar huesos de dinosaurios: los investigadores también tienen que
encontrar suficientes átomos padre e hijo para medir. Siga leyendo para ver qué
se necesita para fechar un fósil y qué tiene que ver la ceniza volcánica con
eso.
¿Funciona el método de carbono-14?
La forma más conocida de datación radiométrica
es la datación por carbono-14. Esto es lo que usan los arqueólogos para
determinar la edad de los artefactos hechos por humanos. Pero la datación por
carbono 14 no funcionará en los huesos de dinosaurio. La vida media del
carbono-14 es de solo 5.730 años, por lo que la datación por carbono-14 solo es
efectiva en muestras que tienen menos de 50.000 años. Los huesos de dinosaurio,
por otro lado, tienen millones de años; algunos fósiles tienen miles de
millones de años. Para determinar la edad de estos especímenes, los científicos
necesitan un isótopo con una vida media muy larga. Algunos de los isótopos
utilizados para este propósito son el uranio-238, el uranio-235 y el
potasio-40, cada uno de los cuales tiene una vida media de más de un millón de
años.
La respuesta en el análisis sedimentario
Desafortunadamente, estos elementos no existen
en los fósiles de dinosaurios. Cada uno de ellos existe típicamente en roca ígnea
o roca hecha de magma enfriado. Los fósiles, sin embargo, se forman en la roca
sedimentaria: el sedimento cubre rápidamente el cuerpo de un dinosaurio, y el
sedimento y los huesos se convierten gradualmente en roca. Pero este sedimento
no suele incluir los isótopos necesarios en cantidades medibles. Los fósiles no
se pueden formar en la roca ígnea que normalmente contiene los isótopos. Las
temperaturas extremas del magma simplemente destruirían los huesos.
Entonces, para determinar la edad de las capas
de rocas sedimentarias, los investigadores primero deben encontrar capas
vecinas de la Tierra que incluyan rocas ígneas, como la ceniza volcánica. Estas
capas son como sujetalibros: dan un comienzo y un final al período de tiempo en
que se formó la roca sedimentaria. Mediante el uso de la datación radiométrica
para determinar la edad de los soportes ígneos, los investigadores pueden
determinar con precisión la edad de las capas sedimentarias entre ellos.
Utilizando las ideas básicas de horquillado y
datación radiométrica, los investigadores han determinado la edad de las capas
de roca en todo el mundo. Esta información también ha ayudado a determinar la
edad de la Tierra misma. Si bien las rocas más antiguas conocidas en la Tierra
tienen alrededor de 3.500 millones de años, los investigadores han encontrado
cristales de circón que tienen 4.300 millones de años. Según el
análisis de estas muestras, los científicos estiman que la Tierra misma tiene
unos 4.500 millones de años. Además, las rocas lunares más antiguas conocidas
tienen 4.500 millones de años. Dado que la Luna y la Tierra probablemente se
formaron al mismo tiempo, esto respalda la idea actual de la edad de la Tierra.
Otros métodos de datación
La datación radiométrica no es el único método para determinar la edad de las rocas. Otras técnicas incluyen el análisis de aminoácidos y la medición de cambios en el campo magnético de un objeto. Los científicos también han realizado mejoras en las medidas radiométricas estándar. Por ejemplo, mediante el uso de un láser, los investigadores pueden medir los átomos padre e hijo en cantidades extremadamente pequeñas de materia, lo que permite determinar la edad de muestras muy pequeñas.
Puedes leer: ¿Cómo se calculó la edad de la Tierra?
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