El esqueleto de Tyrannosaurus rex de 67 millones de años conocido como Sue se exhibe en Union Station el 7 de junio. 2000, en Washington, D.C. Mark Wilson / Newsmakers / Getty Images Cuando la paleontóloga Mary Schweitzer encontró tejido blando en un tirano-saurio Rex fósil, su descubrimiento planteó una pregunta obvia:¿cómo pudo el tejido haber sobrevivido tanto tiempo? El hueso tenía 68 millones de años, y la sabiduría convencional sobre la fosilización es que todos los tejidos blandos, de la sangre al cerebro, se descompone. Solo partes duras como huesos y dientes, pueden convertirse en fósiles. Pero para algunas personas el descubrimiento planteó una pregunta diferente. ¿Cómo saben los científicos que los huesos tienen realmente 68 millones de años?
El conocimiento actual de las edades fósiles proviene principalmente de datación radiométrica , también conocido como datación radiactiva. La datación radiométrica se basa en las propiedades de isótopos . Estos son elementos químicos, como carbono o uranio, que son idénticos excepto por una característica clave:el número de neutrones en su núcleo.
Los átomos pueden tener el mismo número de protones y neutrones. Si, sin embargo, 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 los lados de la pirámide, pueden quedarse quietos por un tiempo, pero eventualmente desaparecerán. Lo mismo es cierto si quita un bloque de uno de los lados de la pirámide, haciendo que el resto sea inestable. Finalmente, algunos de los bloques pueden desprenderse, dejando un más pequeño, estructura más estable.
El resultado es como un reloj radiactivo que se aleja a medida que los isótopos inestables se descomponen en isótopos estables. No se puede predecir cuándo un átomo inestable específico, o padre , se descompondrá en un átomo estable, o hija . Pero puede predecir cuánto tiempo tardará un gran grupo de átomos en desintegrarse. Los elementos media vida es la cantidad de tiempo que tarda la mitad de los átomos padres de una muestra en convertirse en hijos.
Para leer la hora en este reloj radiactivo, Los científicos utilizan un dispositivo llamado espectrómetro de masas para medir el número de átomos padre e hijo. los proporción de padres a hijas puede decirle al investigador la edad de la muestra. Cuantos más isótopos progenitores haya, y menos isótopos secundarios, más joven es la muestra. La vida media del isótopo que se mide determina su utilidad para fechar muestras muy antiguas. Una vez que todos los padres se hayan convertido en hijas, no hay más base para la comparación entre los dos isótopos. Los científicos no pueden decir si el reloj se detuvo hace unos días o hace millones de años. Esto significa que los isótopos con una vida media corta no funcionarán para datar 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 él.
Un águila sobrevuela el Gran Cañón en Arizona, 5 de abril, 2007. Puedes ver las capas de roca sedimentaria GABRIEL BOUYS / AFP / Getty Images 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 huesos de dinosaurios. La vida media del carbono-14 es solo 5, 730 años, por lo que la datación por carbono 14 solo es eficaz en muestras inferiores a 50, 000 años. Huesos de dinosaurio por otra parte, tienen millones de años; algunos fósiles tienen miles de millones de años. Para determinar las edades de estos especímenes, los científicos necesitan un isótopo con una vida media muy larga. Algunos de los isótopos utilizados para este propósito son uranio-238, uranio-235 y potasio-40 , cada uno de los cuales tiene una vida media de más de un millón de años.
Desafortunadamente, estos elementos no existen en los fósiles de dinosaurios mismos. Cada uno de ellos existe típicamente en ígneo Roca, o roca hecha de magma enfriado. Fósiles sin embargo, formar en sedimentario roca:el sedimento cubre rápidamente el cuerpo de un dinosaurio, y el sedimento y los huesos se van convirtiendo gradualmente en roca. Pero este sedimento no suele incluir los isótopos necesarios en cantidades mensurables. Los fósiles no pueden formarse en la roca ígnea que generalmente 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 tienen que encontrar capas vecinas de la Tierra que incluyan rocas ígneas, como 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 las ígneas soportes , los investigadores pueden determinar con precisión la edad de las capas sedimentarias entre ellos.
Usando las ideas básicas de bracketing y datación radiométrica, Los investigadores han determinado la edad de las capas de rocas 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 aproximadamente 3.500 millones de años, los investigadores han encontrado cristales de circón que tienen 4,3 mil millones de años [fuente:USGS]. Basado en 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 apoya la idea actual de la edad de la Tierra.
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Otros métodos de citasLa 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 mediciones 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 [fuente:New Scientist].
Publicado originalmente:15 de enero de 2008
