Datazione isotopica cosmogenica

La datazione dell'esposizione agli isotopi cosmogeni è un metodo di datazione geochimica che utilizza la produzione da parte dei raggi cosmici di nuclidi cosmogenici che si trovano nello stato di tracce nell'ambiente. Tra questi nuclidi vi sono l' idrogeno ( 3 H ) e il suo prodotto elio ( 3 He ), berillio ( 10 Be ), carbonio ( 14 C ), neon ( 21 Ne), alluminio ( 26 Al) o cloro ( 36 Cl ); il loro accumulo nei campioni da datare consente di determinare un'età di esposizione.

impostazioni

I tassi di produzione dipendono da:

altitudine;
latitudine;
profondità (spessore di roccia, acqua e / o neve sopra il campione);
l'angolo di incidenza (angolo tra la verticale e il campione);
mascheramento legato alla topografia (scogliere, montagne, ecc.);
la natura dei raggi cosmici coinvolti (il carbonio 14 proviene da raggi di origine galattica, il silicio 32 da raggi di origine solare).

La produzione di questi isotopi diminuisce in modo esponenziale con la profondità e può essere considerata trascurabile intorno ai 2 - 3 m a meno che non siano considerate altre fonti dell'isotopo (questo è il caso del cloro 36 per esempio).

Calcoli

La misura della concentrazione di elementi cosmogenici permette, conoscendone la velocità di produzione, di determinare l'età di inizio dell'esposizione. Poiché questi isotopi sono radioattivi (ad eccezione di 3 He che è l'isotopo stabile di 4 He), il decadimento radioattivo deve essere considerato nei calcoli, a meno che l'età di esposizione non sia molto inferiore all'emivita .

L'utilizzo di questo tipo di metodo richiede una conoscenza dettagliata del ciclo degli elementi considerati dall'atmosfera ai corpi d'acqua e al suolo, nonché le possibili differenze di comportamento tra gli isotopi dello stesso elemento: se il ciclo del carbonio è sostanzialmente lo stesso per gli isotopi stabili come per il carbonio 14, questo non è generalmente il caso del berillio o dell'alluminio.

Ampiezza

La datazione isotopica cosmogenica consente di esplorare età che vanno da pochi anni (ad esempio per la datazione al trizio ) a circa 1 milione di anni (come la datazione al cloro 36 ). Il metodo più noto, la datazione al carbonio-14 , consente la determinazione di età che vanno da pochi secoli a circa 50.000 anni.

Applicazioni

Nel 2015 il metodo ha consentito al geoarcheologo Laurent Bruxelles ( Prix La Recherche 2015) di posticipare la datazione del fossile di Little Foot da 2,2 a 3,67 milioni di anni fa.

Questo metodo viene utilizzato in particolare:

in paleosismologia , ad oggi una superficie compensata da una faglia;
in geomorfologia ,
- calcolare i tassi di erosione (utilizzando un paio di isotopi e le rispettive emivite );
- ottenere l'età di un terrazzo fluviale , di una morena o di qualsiasi altra formazione;
in paleoglaciologia , stimare la deglaciazione (l'esposizione inizia quando il ghiaccio non ricopre più la roccia);
in astronomia , ad oggi il meteorite cade sulla Terra (i raggi cosmici creano molti più isotopi cosmogenici nell'ambiente interplanetario che sulla Terra).

Note e riferimenti

Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ), Robert Delmas et al. ( pref. Jean Coulomb ), Metodi di datazione mediante fenomeni nucleari naturali , Parigi, Éditions Masson , coll. "Collezione CEA ",1985, 631 p. ( ISBN 2-225-80674-8 ) , cap. 17 ("Silicio 32 e argon 39")
Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ), Jean-Charles Fontes et al. ( pref. Jean Coulomb ), Metodi di datazione mediante fenomeni nucleari naturali , Parigi, Éditions Masson , coll. "Collezione CEA ",1985, 631 p. ( ISBN 2-225-80674-8 )
" I nuovi strumenti della paleoantropologia ", La Recherche Hors série. L'odissea dell'uomo , n ° 17,Marzo-aprile 2016, p. 14
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Bibliografia

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Gosse, John C. e Phillips, Fred M. (2001). "Nuclidi cosmogenici in situ terrestri: teoria e applicazione", Quaternary Science Reviews , 20, 1475-1560.
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Vedi anche

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