Orce,
dataciones cronométricas
Las mediciones por
ERS en el esmalte de diente han sido utilizadas
para determinar la edad de
yacimientos arqueológicos con un rango de
antigüedad de decenas de miles de años
Henry
P. Schwarcz
El
trabajo de datación en los niveles arqueológicos
y paleontológicos de Orce requiere el esfuerzo
enérgico de científicos interesados en métodos
de datación cronométrica. Determinaciones
paleomagnéticas previas (Oms y otros, 2000) han
mostrado que los niveles de Barranco León y de
Fuente Nueva-3 son más antiguos que la inversión
paleomagnética Matuyama/Bruhnes hace 780.000
años. Además de las medidas paleomagnéticas (que
no producen edades cronométricas per se), el
único método de datación normalmente aplicable a
este rango de tiempo es el del potasio-argón, o
más específicamente 39K/40Ar que se realiza
sobre minerales volcánicos. Como no existen
tobas volcánicas en los niveles de la secuencia
sedimentaria de Orce, este método no se puede
usar aquí. Por tanto es necesario introducir
otras nuevas metodologías para calibrar la edad
de estos depósitos.
Dos métodos
se han desarrollado recientemente para realizar
dataciones en edades de este rango, están basados en
la misma metodología de análisis:
Electro-espín-resonancia (ESR) espectrometría. Esta
técnica nos conduce a detectar cargas eléctricas
(electrones o posiblemente Aholes cargados) han sido
atrapadas en cristales como resultado de su
bombardeo por la radioactividad débil del propio
sedimento. Dos materiales son accesibles en Orce
para dataciones por ESR: El esmalte de los dientes
de los grandes mamíferos y el sedimento de cuarzo
que ha sido blanqueado por la luz solar.
Datación
La datación
por ESR en el esmalte de diente ha sido usada para
determinar la edad de yacimientos arqueológicos con
un rango de antigüedad desde decenas de miles de
años (por ejemplo El Castillo en España: Rink y
otros, 1996) hasta más de 2 millones de años (por
ejemplo Sterkfontein en Sudáfrica: Schwarcz y otros,
1994). Para realizar la datación por este método son
necesarias muestras de diente de grandes mamíferos
como rinocerontes, hipopótamos, búfalos o caballos.
Se pueden remover partes del esmalte de los lados de
estos dientes sin dañar las coronas (así pueden
todavía volver a ser usados nuevamente por los
paleontólogos). El esmalte se reduce y parte de él
es artificialmente irradiado con una cantidad
conocida de rayos gamma. Entonces se compara la
intensidad de las señales de ESR en las muestras
naturales e irradiadas para calibrar cuanta
irradiación natural recibió la muestra durante su
historia desde el enterramiento, la llamada dosis
acumulada. Se debe determinar también la dosis
radioactiva que es emitida tanto por el mismo diente
como por el sedimento del que fue extraída. La edad
de la muestra/s se obtiene por la relación entre la
dosis acumulada y la dosis estimada. En la mayoría
de los casos se ha de tener en cuenta el hecho de
que parte de la dosis estimada del diente es debida
a átomos de uranio que fueron absorbidos
gradualmente del suelo por el diente mientras fue
enterrado. La precisión de estos datos es próxima a
un diez por ciento de la edad, pero esto es
suficiente para avanzar en nuestro conocimiento
sobre la antigüedad de los yacimientos de Orce.
El segundo
método es más nuevo y ha sido menos ampliamente
probado. Está basado en el hecho de que podemos
observar señales de ESR en cristales de cuarzo
producidas por Aholes atrapados cerca de átomos de
aluminio. Los átomos de aluminio han sido atrapados
en el óxido de silicio de la estructura del cuarzo.
La arena está formada fundamentalmente por granos de
cuarzo, que posee estas trampas de aluminio. Cuando
la arena es expuesta a la insolación, la mayoría de
los agujeros electrónicos son liberados por la
energía de esta radiación solar. Después la arena es
enterrada en la oscuridad de un nivel de arenisca,
nuevos agujeros son adquiridos debido al bombardeo
por átomos radiactivos en el nivel de arena. Estos
niveles de arenas están bien representada en los
depósitos de Orce. Laurent y colaboradores (1998)
mostraron que el crecimiento de la señal de ESR en
los átomos de aluminio podrían ser usados para
determinar el tiempo transcurrido desde que la arena
fue enterrada.
Limitaciones
Muchos de
estos métodos de datación están limitados en
cualquiera de sus aplicabilidades porque el número
total de trampas es pequeño y entonces la señal se
satura rápidamente o porque las trampas son muy
inestables, y por tanto los agujeros o los
electrones escapan en poco tiempo. Afortunadamente,
las señales de las trampas de aluminio persisten por
un tiempo muy largo en el cuarzo y la señal toma un
largo tiempo hasta alcanzar un nivel saturado. Esto
nos permite usar este método para datar depósitos de
millones de años de antigüedad. Debido a que el
blanqueo producido por la radiación solar no remueve
completamente las cargas atrapadas preexistentes,
debemos experimentar también el blanqueo de las
muestras en orden a corregir para este componente
imblanqueable de la señal de ESR.
La precisión
de este método se estima también sobre el diez por
ciento. El método de analisis es similar a aquel
descrito por el esmalte de diente. Hay un problema
añadido, debemos ser muy cuidadosos al colectar
muestras en completa oscuridad que no estén
expuestas a la radiación solar antes de ser llevadas
al laboratorio. Haremos esto removiendo bloques de
material sedimentario que sea suficientemente grande
para que sus interiores estén blindados contra la
luz. Cuando las muestras son llevadas a una
habitación oscura en el laboratorio, las partes de
fuera son descartadas.
Este método
se está aplicando a todos los niveles de arenisca (o
sedimento arenoso) en Orce: Éstos niveles son muy
comunes en FN3, BL y existen también algunos cerca
de los depósitos de Venta Micena cuya edad es
también considerada más antigua que la inversión
Matuyama/Bruhnes. Entonces, seremos capaces de
realizar una correlación entre los niveles de estos
depósitos diferentes y de otros niveles expuestos en
los barrancos alrededor de Orce que no han sido
estudiados todavía.
Estos
estudios se están llevando a cabo en los
laboratorios de los Profesores H. Schwarcz y W.J.
Rink de la Escuela de Geografía y Geolgía de la
McMaster University de Ontario (Canadá). Este
laboratorio está bien equipado con dos
espectrómetros de ESR.
Hay también
un reactor nuclear situado en el campus que se usa
para analizar elementos radioactivos en las
muestras, y también el flujo gama de cobalto-60
usado para irradiación.
Henry
Schwarcz: profesor de Geocronología en la
McMaster University de Hamilton, Ontario
(Canadá). Ha sido uno de los pioneros en la
aplicación de técnicas de datación como el
electro-spin-resanancia (ESR) y ha realizado
investigaciones en los yacimientos más
importantes del mundo, datando algunos de los
más conocidos, como Sterkfontein en Sudáfrica,
Verteszollos en Hungría o El castillo en España.
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