Ejercicios: Los métodos de datación

Explica la diferencia entre datación relativa y datación absoluta, y pon un ejemplo de un acontecimiento geológico que se pueda fechar con cada tipo de método.

Enuncia el principio de superposición de estratos y aplícalo a la secuencia de la cantera del esquema (capas A, B y C). ¿Cuál es la capa más antigua y qué cambio ambiental sugiere la secuencia?

¿Qué es un fósil guía (o fósil característico)? Indica los tres requisitos que debe cumplir un buen fósil guía y razona por qué el ser humano no sirve como tal para datar rocas antiguas.

Define fósil y cita tres tipos distintos de testimonios que pueden quedar fosilizados (restos duros, huellas o icnitas, moldes, coprolitos, inclusiones en ámbar), explicando qué información aporta cada tipo.

Explica en qué consiste el proceso de fosilización (enterramiento rápido, mineralización de las partes duras) y razona por qué los organismos de partes blandas (medusas, gusanos) aparecen raramente como fósiles.

Explica el principio de identidad faunística y cómo permite correlacionar estratos de dos canteras separadas por cientos de kilómetros, indicando qué tipo de fósiles sirven mejor para esa tarea.

Explica qué es la semivida (periodo de semidesintegración) de un isótopo radiactivo usando el ejemplo de un montón de $100$ monedas del que retiras la mitad en cada ronda, y por qué esa regularidad convierte a los radiómetros en «relojes» geológicos.

Razona por qué las rocas sedimentarias son el gran archivo de la historia de la vida aunque rara vez puedan datarse directamente por métodos radiométricos, e indica cómo se resuelve ese problema usando rocas ígneas intercaladas.

El carbono-14 tiene un periodo de semidesintegración de $5\,730$ años. Una muestra de madera arqueológica conserva la cuarta parte del $\text{C-14}$ que tenía al morir el árbol. Calcula la edad de la muestra explicando tu razonamiento.

En un corte se observa una serie de estratos horizontales atravesados por un dique de roca ígnea, y todo ello cortado a su vez por una falla. Aplicando los principios de intersección y de superposición, ordena de más antiguo a más reciente: estratos, dique y falla, justificando cada paso.

En un afloramiento se ven estratos plegados erosionados y, sobre ellos, estratos horizontales. Indica cómo se llama esa estructura, ordena los acontecimientos que la formaron (sedimentación, plegamiento, erosión y nueva sedimentación) y explica qué representa el «hiato» o laguna temporal.

El carbono-14 tiene una semivida de $5\,730$ años. Un tejido fósil conserva $1/16$ del $\text{C-14}$ que tenía en vida. Calcula la edad del fósil mostrando el número de semividas transcurridas y el resultado final.

En un corte, un estrato con fósiles de trilobites aparece por encima de otro con ammonoideos, al revés de lo que marca la escala del tiempo geológico. Explica qué dos procesos tectónicos pueden invertir una serie de estratos (pliegues volcados, cabalgamientos) y qué pistas en el terreno permiten descubrir la inversión.

Explica en qué consiste la dendrocronología: qué registra cada anillo de un árbol, cómo se solapan series de árboles de distintas edades para alargar la cronología miles de años y qué información climática contiene el grosor de los anillos.

Las varvas son parejas de láminas claras y oscuras que se depositan cada año en ciertos lagos. Explica qué origina esa alternancia estacional, cómo se usan para datar y por qué los sedimentos de los lagos son «archivos» climáticos comparables a los hielos.

En un afloramiento se observan, de abajo arriba: pizarras metamórficas, una superficie erosionada con cantos de pizarra en la base de un conglomerado, areniscas horizontales y, cortándolo todo, un filón de roca ígnea. Ordena los acontecimientos geológicos del más antiguo al más reciente y justifica cada relación (superposición, intersección, clastos incluidos).

Un hueso fósil conserva $1/8$ del $\text{C-14}$ inicial. Calcula su edad (semivida: $5\,730$ años) y explica por qué el método del carbono-14 no sirve para datar un fósil de un millón de años, indicando qué tipo de radiómetro se usaría en ese caso.

El potasio-40 se desintegra con una semivida de $1\,250$ millones de años. En una roca volcánica solo queda el $25\ \%$ del $\text{K-40}$ original. Calcula la edad de la roca y razona por qué las rocas ígneas son las más adecuadas para la datación radiométrica mientras que las sedimentarias apenas se pueden datar directamente.

Un equipo encuentra un fósil de ammonoideo en un estrato datado radiométricamente entre $110$ y $115$ millones de años gracias a dos capas de ceniza volcánica que lo enmarcan. Explica qué método combina esa datación, qué ventaja ofrecen las capas de ceniza y por qué el resultado es un intervalo y no una edad exacta.

El uranio-235 se desintegra con una semivida de unos $700$ millones de años. Una roca volcánica conserva solo $1/8$ del $\text{U-235}$ que contenía al solidificar. a) Calcula su edad indicando el número de semividas transcurridas. b) Razona qué problema aparecería si la roca tuviera apenas unos miles de años (¿qué fracción se habría desintegrado?) y qué método elegirías entonces.

La datación con carbono-14 debe calibrarse con dendrocronología porque la proporción de $\text{C-14}$ en la atmósfera no ha sido constante. a) Explica por qué esa variación introduce errores si se aplica la semivida a pelo. b) Describe cómo funciona la curva de calibración. c) Razona qué signo tendría el error (edad aparente mayor o menor) en épocas con más $\text{C-14}$ atmosférico que hoy.

En Atapuerca, las edades se apoyan en el paleomagnetismo: la última gran inversión del campo magnético terrestre (Brunhes-Matuyama) ocurrió hace unos $0{,}78$ millones de años. a) Explica qué es una inversión magnética y cómo queda registrada en los sedimentos. b) Razona cómo acota la edad de un yacimiento encontrar sedimentos con polaridad inversa bajo otros con polaridad normal. c) Indica por qué hacen falta además métodos numéricos (series del uranio) para afinar la fecha.

Dos laboratorios datan la misma muestra ósea: uno obtiene $3\,200 \pm 40$ años y otro $3\,450 \pm 60$ años. a) Explica qué significa el intervalo $\pm$ y discute si ambas edades son compatibles. b) Cita dos causas de error sistemático en la datación de huesos (contaminación con carbonato moderno, efecto reservorio en dietas marinas). c) Razona qué harías para dirimir el desacuerdo.

Confecciona una «guía de elección de método» para estos cinco materiales: un colmillo de mamut de $20\,000$ años, una lava de $100$ millones de años, una vasija romana de $2\,000$ años, un tronco de secuoya talado ayer y una roca metamórfica de $1\,000$ millones de años. Justifica en cada caso el método más adecuado (radiocarbono, potasio-argón, dendrocronología, termoluminiscencia...) y señala qué limitación tendría cada uno.