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 vida media 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 vidas medias 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 equipo de investigación analiza los restos óseos de un mamífero hallado en una cueva kárstica. El laboratorio A extrae colágeno del interior del hueso y detecta que conserva un $12,5\ \%$ ($1/8$) de la actividad inicial de $^{14}\text{C}$. El laboratorio B analiza una costra de carbonato que recubría externamente el hueso y mide un $50\ \%$ del $^{14}\text{C}$ inicial.

1. a) Calcula la edad numérica que arroja cada laboratorio (semivida del $^{14}\text{C} = 5\,730$ años).
2. b) Justifica cuál de los dos resultados es confiable para determinar cuándo murió el animal y explica qué proceso geoquímico provocó el error en la otra muestra.
3. c) Un miembro del equipo propone usar radiocarbono para datar una toba volcánica de $1,2$ millones de años situada en la entrada de la cueva. Demuestra matemáticamente por qué es inviable y propón qué método isotópico alternativo deberían emplear.

En una cuenca marina se estudian tres afloramientos correlacionados mediante una misma especie de ammonoideo fósil de rango bioestratigráfico corto:

• Columna A: el estrato con ammonoideos está intercalado entre una ceniza volcánica inferior de $115$ Ma y otra superior de $110$ Ma.

• Columna B: el estrato fosilífero aparece cortado por un dique basáltico datado en $112$ Ma, pero dicho dique no afecta a los estratos suprayacentes.

• Columna C: un investigador afirma haber obtenido una edad radiométrica de $114$ Ma analizando directamente el cemento calcáreo del estrato fosilífero.

1. a) Deduce el intervalo cronológico más preciso y riguroso para la existencia de este ammonoideo combinando los datos válidos de las columnas A y B.
2. b) Evalúa la validez del dato de la Columna C justificando si el cemento de una roca sedimentaria cumple o no los requisitos del método radiométrico.
3. c) Predice cómo cambiaría la acotación temporal de la especie si un análisis detallado demostrase que la estructura ígnea de la Columna B no es un dique discordante, sino un flujo de lava submarino intercalado y concordante.