Geokronologia metodoa Lurraren adina zehazteko
Geokronologia lur-zientzien adarra da, material geologikoen datazioa eta Lurra moldatu zuten gertaeren sekuentzia aztertzen duena. Geokronologiaren bidez, zientzialariek oinarrizko galderei erantzun diezaiekete: zenbat urte dituen Lurrak, noiz sortu ziren zenbait arroka eta nola garatzen den planetaren historia denboran zehar. Lurraren adina zehaztea ez da gertaera bakar batetik "atzeraka kontatuz" egiten, baizik eta elkar indartzen duten metodo askoren konbinazioaren bidez: batez ere datazio erradiometrikoa, estratigrafia eta fosilen korrelazioa. Gaur egun, Lurraren adina 4,54 milioi urtekoa dela onartzen da gutxi gorabehera, ebidentzia geokimiko eta astronomikoen adostasunaren ondorioz.
Geokronologiaren oinarriak.
Oro har, metodo geokronologikoak bi talde nagusitan banatzen dira: datazio erlatiboa eta datazio absolutua. Datazio erlatiboak ez du adin bat ematen urteetan, baizik eta gertaeren sekuentzia zehazten du: zein den zaharrena eta zein gazteena. Adibide gisa, gainjartze-printzipioa (beheko sedimentu-geruzak normalean zaharragoak dira), mozketa-erlazioa (geruza zaharragoak zeharkatzen dituen magma-intrusioa gazteagoa da) eta desadostasunak daude, higaduraren edo deposizio faltaren ondorioz "galdutako denbora" adierazten dutenak.
Aitzitik, datazio absolutuak (zehatzago esanda, datazio numerikoak) adinaren estimazioa ematen du zenbakietan, adibidez, "arroka honek 250 milioi urte ditu". Adin oso zaharretarako metodo numeriko fidagarriena datazio erradiometrikoa da, elementu erradioaktiboen desintegrazioan oinarritzen dena, elementu alaba bihurtzeko abiadura aurreikusgarri batean.
Datazio erradiometrikoaren printzipioak
Datazio erradiometrikoak funtzionatzen du atomo batzuk ezegonkorrak direlako eta modu naturalean beste atomo batzuetan desintegratzen direlako. Desintegrazio horren abiadura erdibizitzaren arabera adierazten da, hau da, guraso-atomoen erdiak alaba-atomo bihurtzeko behar duen denbora. Erdibizitza propietate fisiko konstantea denez baldintza naturaletan, mineral bateko guraso- eta alaba-elementuen arteko erlazioa erabil daiteke bere adina kalkulatzeko, mineralak bere sistema "blokeatzen" duen unetik (itxiera), hau da, minerala hozten denean eta guraso- eta alaba-elementuak erraz sartzen eta irteten ez direnean.
Hala ere, garrantzitsua da ulertzea datazio erradiometrikoak mineralen eraketa edo hozte adina zehazten duela normalean, ez soilik "arrokaren" adina edozein testuingurutan. Adibidez, arroka metamorfikoek metamorfismoaren adina adieraz dezakete, sedimentuek, berriz, askotan metatze-garaia baino zaharragoak diren mineral aleak izaten dituzte.
Uranio-Berun (U-Pb) Metodoa: Antzinako Aroa Zehazteko Zutabea
Arroka zaharretarako metodo garrantzitsuenetako bat Uranio-Berun (U-Pb) metodoa da, normalean zirkoi mineralari (ZrSiO₄) aplikatzen zaiona. Zirkoia oso erabilgarria da honako arrazoiengatik:
1. Sortzen denean uranioa bere kristal-egituran txertatzeko gai da.
2. Kristalizazioan beruna (Pb) baztertzen du, beraz, neurtutako Pb-a normalean desintegrazioaren emaitza da.
3. Eguraldiarekiko eta metamorfismoarekiko erresistentea, beraz, denboraren "erregistro" oso zaharrak gorde ditzake.
U-Pb sisteman, bi desintegrazio-kate nagusi daude: U-238tik Pb-206ra eta U-235etik Pb-207ra. Bi "erloju" aldi berean jarrita, metodo honek barne-gurutzaketa ahalbidetzen du. Analisi modernoek LA-ICP-MS edo SIMS bezalako teknikak erabiltzen dituzte, eta horiek adinak mikra eskalan neur ditzakete, zirkoi-hazkunde-eremu bereiziek gertaera geologiko errepikatuei buruzko informazioa emanez.
U-Pb funtsezkoa da Lurraren adina kalkulatzeko, Lurreko arroka zaharrenak datatu ditzakeelako eta, are garrantzitsuagoa dena, Eguzki Sistemaren hasieran sortu ziren meteoritoak bezalako material estralurtarra datatu dezakeelako.
Potasio-Argon (K-Ar) eta Argon-Argon (Ar-Ar) metodoak
Potasio-Argon (K-Ar) metodoak K-40-aren Ar-40 desintegrazioa erabiltzen du. Argona gasa denez, ez da erraz "gordetzen" mineral bero eta berrietan. Arroka hozten doan heinean, argona mineral-sarearen barruan harrapatuta geratzen hasten da. Horrek K-Ar erabilgarria bihurtzen du arroka bolkanikoak eta metamorfikoak datatzeko.
Aldaera sofistikatuago batek, Argon-Argon (Ar-Ar), argon isotopoen erlazioa neurtzen du neutroi irradiazioa erabiliz, askotan zehaztasun handiagoa emanez eta mailaz maila berotze analisia ahalbidetuz. Teknika hau bereziki erabilgarria da arroka batek bere erloju erradiometrikoa "berrezarri" duen berriro berotze bat jasan duen ulertzeko.
Rubidio-Estrontzioa (Rb-Sr) eta Samario-Neodimioa (Sm-Nd)
Rb-Sr metodoak Rb-87-ren Sr-87-rako desintegrazioa erabiltzen du. Teknika hau askotan arroka igneo eta metamorfikoetarako erabiltzen da, batez ere isokronoaren ikuspegiarekin, elementu alaba-konposizioari buruzko hipotesiak egiteko beharra murrizten duen metodo batekin.
Bitartean, Sm-Nd (Sm-147 Nd-143 bihurtzen da) aldaketa metamorfikoekiko erresistenteagoa dela ezagutzen da, eta horrek Lurraren lurrazalaren eta mantuaren bilakaera aztertzeko erabilgarria bihurtzen du. Adinak emateaz gain, Sm-Nd sistemak magma iturriak eta Lurraren bereizketa historia interpretatzen ere laguntzen du, neodimioa mantutik lurrazal kontinentala eratzeko adierazle izan baitaiteke.
Datazio erlatiboa: estratigrafia eta fosil indizeak
Lurraren adina zehazteko metodo erradiometrikoak erabiltzen diren arren, geokronologiak estratigrafia-esparru bat ere behar du. Mundu osoko arroka sedimentarioen geruzak korrelazionatu daitezke ezaugarri litologikoak, metaketa-ereduak eta fosilak erabiliz.
Indize fosilek —denbora nahiko laburrean bizi izan ziren baina oso hedatuta zeuden organismoen fosilak— eskualdeen arteko korrelazioak ahalbidetzen dituzte. Horrela, geologoek denbora-eskala geologiko bat eraiki dezakete (adibidez, Jurasikoa, Kretazeoa, Paleogenoa), eta gero eskala erlatibo hori sedimentuen artean tartekatutako geruza bolkanikoen kopuru absolutuekin “blokeatu” dezakete (adibidez, U-Pb edo Ar-Ar-rekin data daitekeen errauts bolkanikoa).
Nola zehazten da Lurraren adina?
Lurraren adinaren galdera ezin da erantzun gainazaleko arroka zaharrenetatik soilik, Lurraren lurrazala etengabe birziklatzen ari baita plaken tektonikaren bidez: lurrazal ozeanikoa subduzitu egiten da, lurrazal kontinentala metamorfizatu eta magma berria sortzen da. Horregatik, zientzialariek hainbat ikuspegi erabiltzen dituzte:
1. Lurreko arroka zaharrenak: Oso arroka zaharrak hainbat kratoietan (kontinenteen zati egonkorretan) aurkitzen dira, hala nola Kanadan, Groenlandian, Australian eta Hegoafrikan. Mendebaldeko Australiako zirkoi mineralak, adibidez, 4 milioi urte baino gehiago dituztela datatu da, eta horrek adierazten du hasierako lurrazala oso goiz sortu zela.
2. Meteoritoak eta Eguzki-Sistemaren hasierako materiala: Meteoritoak Eguzki-Sistemaren sorreraren aztarnak direla uste denez, haien adinak Lurraren sorreraren adina mugatzen du. Meteoritoen (batez ere kondriten) U-Pb datazioak 4,56 milioi urteko zifra ematen du gutxi gorabehera. Lurra oso goiz sortu zen, garai berean, beraz, zifra hau da erreferentzia nagusia.
3. Ilargiaren laginak: Apollo misioetako ilargi-arrokek ere kronologia goiztiar bat ezartzen laguntzen dute. Ilargiaren eta Lurraren adinen konparaketek biak Eguzki Sistemaren hasierako etapetan sortu zirela dioen ideia babesten dute, Ilargia sortu zuela uste den inpaktu handia barne.
Froga hauek konbinatuz, zientzialarien komunitateak ondorioztatzen du Lurrak 4,54 milioi urte inguru dituela (ziurgabetasun txikiekin), ez lagin bakar batean oinarrituta, baizik eta sistema isotopiko askoren eta material mota askoren koherentzian oinarrituta.
Erronkak eta egiaztapena
Praktikan, datazio erradiometrikoak erronka hauek ditu aurrean:
– Sistema irekia: elementu nagusiak edo seme-alabak sartu eta irten daitezke meteorizazioaren, metamorfismoaren edo fluido hidrotermalen ondorioz.
– Berrezartzea: berriro berotzeak erloju isotopikoa “berrezarri” dezake.
– Kutsadura: lagin berean mineral zahar eta gazteen nahasketak emaitzak ilundu ditzake.
Beraz, geokronologia modernoa egiaztapen gurutzatuaren menpe dago: mineral anitz, metodo isotopiko anitz eta testuinguru geologiko argi bat erabiliz. Zirkoien mikroanalisiak, isokron metodoak eta datu petrologiko eta estratigrafikoen konbinazioak datazio emaitzak are gehiago indartzen dituzte.
Itxiera
Metodo geokronologikoak funtsezkoak dira Lurraren adina eta historia luzea ulertzeko. Datazio erlatiboak gertaeren sekuentzia bat eskaintzen du, eta datazio erradiometrikoak, berriz, adin zehatzak. U-Pb sistemak zirkoiarentzat, K-Ar/Ar-Ar mineral bolkanikoentzat, eta Rb-Sr eta Sm-Nd arroka igneo-metamorfikoentzat ematen dute oinarria antzinako adinak zehazteko. Metodo hauen emaitzak meteoritoekin eta ilargiko laginekin alderatzen direnean, irudi koherente bat sortzen da: Lurrak gutxi gorabehera 4,54 milioi urte dituela. Beraz, geokronologia ez da soilik "denbora neurtzeko" tresna bat, baizik eta planetaren eboluzio izugarri konplexuaren istorioaren leiho zientifiko bat, bere lehen eraketatik bizitza garatzea ahalbidetu zuten baldintzetaraino.
