LAS TOBAS EN ESPA ˜
NA
245.250
± 0.49 ka, m´as recientemente, por TIMS -espectrometr´ıa de masa por ionizaci´on
t´
ermica- (Cheng et al., 2000).
La determinaci´
on de la vida mitad del
230
Th resulta m´
as problem´
atica ya que a la uraninita en
equilibrio secular se le a˜
nade un trazador (
229
Th y
236
U) de actividad conocida por unidad de masa,
por lo tanto con el error de la pesada. Meadows et al. (1980) determinaron la vida mitad del
234
U
por espectrometr´ıa alfa en 75.4
± 0.6 ka, mientras que Cheng et al. (2000) obtuvieron 75.69 ±
0.23 ka por espectrometr´ıa de masa. A pesar de estas diferencias en las vidas mitad, las dataciones
obtenidas var´ıan de pocos a˜
nos y, en espectrometr´ıa alfa, suelen ser menores que los m´
argenes de
error.
- El uranio es un elemento poco com´
un en las rocas de la corteza terrestre (2.8 ppm en promedio
(CRC, 2005) que f´
acilmente forma ´
oxidos con gran propensi´
on a formar uranilo (UO
2
)
+2
, un ion
complejo que se disuelve en el agua. El uranio puede presentarse en cinco estadios de valencia
diferentes pero, en medio oxidante, pasa a hexavalente y forma sales solubles que suelen precipitar
conjuntamente con otras sales, como los carbonatos durante el proceso de desgasificaci´
on del CO
2
disuelto en el agua y formaci´
on de tobas. El uranio suele formar complejos con la materia org´
anica
y los fosfatos.
- El torio es un elemento considerado de 3 a 4 veces m´
as abundante en la corteza terrestre que
el uranio, pero su solubilidad en aguas superficiales es muy baja y se le ha considerado como un
elemento muy insoluble e inm´
ovil en aguas naturales. La solubilidad de la torianita en agua pura es
de 0.00001 ppb de Th como Th(OH)
0
4
(Langmuir and Herman, 1980). Sin embargo, la solubilidad
aumenta por la formaci´
on de complejos con materia org´
anica y f´
osforo. La presencia de arcillas
contribuye a disminuir la movilidad del torio tal como demuestran los estudios de adsorci´
on de Th
en la capa basal (001) de los filosilicatos (Schmidt et al., 2012).
2.2.
LA PUESTA A CERO DEL RELOJ RADIOISOT ´
OPICO
En las tobas, la puesta a cero del reloj viene determinada por la coprecipitaci´
on de calcita y
uranio en el proceso de su formaci´
on. Dada la baja solubilidad del torio y su retenci´
on por las
arcillas, los manantiales que originan tobas, no suelen contener torio y, por tanto, solo llevan en
soluci´
on uranio. En el instante de precipitar la calcita conjuntamente con el uranio en soluci´
on
empieza su desintegraci´
on y la puesta en marcha del reloj radioisot´
opico.
Para la correcta determinaci´
on de la edad es preciso que el sistema quede cerrado a cualquier
modificaci´
on que pueda volver a poner a cero el reloj. Por lo tanto, es imprescindible que el sistema
geoqu´ımico se mantenga cerrado y no siempre resulta f´
acil determinar si un sistema ha permanecido
cerrado durante miles de a˜
nos. En el caso de las tobas es imprescindible realizar l´
aminas delgadas
para comprobar la posible existencia de varias generaciones de calcita. En efecto, la mayor parte
de las facies tob´
aceas presentan unas texturas muy porosas que favorecen los procesos diagen´
eticos
y, por ello son materiales poco adecuados para ser datados. La t´ıpica textura porosa facilita repe-
tidos procesos de disoluci´
on y precipitaci´
on, o sea, muchas puestas a cero del reloj radioactivo e,
incluso, favorece la colonizaci´
on de estos dep´
ositos por vegetaci´
on con la subsiguiente edafizaci´
on.
Sin embargo, los distintos micro-ambientes de precipitaci´
on y las altas tasas de acumulaci´
on (no
son raras las que alcanzan varios mil´ımetros por a˜
no) hacen que los dep´
ositos porosos queden f´
acil-
mente sellados en pocos a˜
nos. Las construcciones tob´
aceas presentan una gran variedad de facies y
resulta necesario seleccionar los dep´
ositos de calcita m´
as ”puros”, es decir con el menor contenido
en arcillas.
2.3.
EL PROBLEMA DE LAS TOBAS CONTAMINADAS
La presencia de arcillas en los dep´
ositos de calcita (denominada dirthy calcites) va asociada a
la contaminaci´
on de la muestra por torio. En una muestra con
232
Th resulta imposible determinar
qu´
e parte del contenido en
230
Th proviene de la contaminaci´
on y qu´
e otra procede del decaimiento
94
7. DATACI ´
ON DE LAS TOBAS POR EL M ´
ETODO DEL URANIO-TORIO
de su padre, el
234
U. Por lo tanto hay que evitar las muestras que contengan sedimentos detr´ıticos.
En las tobas, la presencia de torio heredado viene indicado por la presencia de
232
Th y la relaci´
on
de actividades
230
Th/
232
Th es indicativa del grado de contaminaci´
on. En general, se considera que
si la relaci´
on
230
Th/
232
Th es superior a 17 la edad obtenida es muy pr´
oxima a la que obtendr´ıamos
sin contaminaci´
on (Juli`
a and Bischoff, 1991).
Dado que las calcitas “puras” son extraordinariamente raras, especialmente en las tobas, existe
una abundante bibliograf´ıa sobre distintas t´
ecnicas destinadas a corregir el posible efecto contami-
nante siempre y cuando esta contaminaci´
on de detr´ıticos sea inferior al 1 %. El m´
etodo que aporta
los mejores resultados para eliminar una ligera contaminaci´
on de los carbonatos es la “utilizaci´
on
de is´
ocronas”. Este m´
etodo considera que la contaminaci´
on de la muestra es con una relaci´
on ra-
dioisot´
opica constante (por ejemplo originada a partir de la erosi´
on de un determinado dep´
osito)
aunque no homog´
enea en toda la muestra (por ejemplo m´
as elevada en una determinada frac-
ci´
on granulom´
etrica). La r´
eplica de varios an´
alisis de la misma muestra permite eliminar el efecto
contaminante y obtener una edad is´
ocrona (Bischoff and Fitzpatrick, 1991; Luo and Ku, 1991).
2.4.
PROCESO ANAL´
ITICO
El desarrollo de la geocronolog´ıa basada en relaciones isot´
opicas, sigue estando estrechamente
relacionado con la evoluci´
on de las t´
ecnicas anal´ıticas de cuantificaci´
on elemental. Se trata de
contabilizar la cantidad de ´
atomos de un determinado elemento qu´ımico para compararlos con la
cantidad de ´
atomos de otro elemento qu´ımico que resulta de la desintegraci´
on del primero y calcular
la edad aplicando la ley de desintegraci´
on. Por lo tanto, la precisi´
on anal´ıtica constituye un punto
crucial en la determinaci´
on de las edades, sobre todo sabiendo que la concentraci´
on de determinados
radiois´
otopos en una muestra puede ser muy peque˜
na, muy inferior a 1 ppb.
Dado que la abundancia de los radion´
ucleos de la serie de desintegraci´
on del
238
U es proporcional
a sus vidas mitad y ´
estas var´ıan de segundos a millones de a˜
nos, existe una gran desproporci´
on entre
sus abundancias. Sin embargo, desde una aproximaci´
on anal´ıtica basada en la actividad de cada
radion´
ucleo se sabe que en equilibrio secular todos tienen la misma actividad. Por lo tanto, aunque
la abundancia puede ser muy peque˜
na su actividad es f´
acilmente medible por espectrometr´ıa alfa
(Fig. 7.4).
Figura 7.4: Equipos de espectroscopia alfa de la casa ORTEC. a: Montaje modular de los a˜
nos 80, con c´
amaras
de vac´ıo dobles equipadas con un detector de silicio vertical, un amplificador y selector del rango de trabajo de
energ´ıa. Los dos m´
odulos de la drecha son el multicanal y una unidad de memoria. b: Equipo “Octˆ
ete”, compacto,
de los a˜
nos 90 con c´
amaras de vac´ıo individuales y detector horizontal. c: Detalle del interior del detector y d:
soporte para planchetas verticales.
95