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