Datació urani-tori

Archiu:All activitychart.png

Relacions d'activitat del urani i del tori en el temps. Q'/P' = ²³⁴O/²³⁸O, R'/Q' = ²³⁰Th/²³⁴U.

La datació urani-tori, també cridada datació tori 230, datació per desequilibri de séries d'urani o datació per séries d'urani, és una tècnica de datació radiométrica comunament utilisada per a descobrir l'edat de materials formats per carbonat de calcio, tals com espeleotemas o coralés. A diferència d'atres tècniques de datació radiométricas d'us comú que daten l'acumulació d'un membre final estable producte de la desintegració —com les de rubidi-estronci o urani-plome—, la tècnica de l'urani-tori no ho fa i en el seu lloc, calcula una edat des del grau en que l'equilibri secular ha segut restaurat entre l'isòtop radiactiu ²³⁰Th i el seu «pare» ²³⁴O dins d'una mostra.

El tori no és soluble en les aigües naturals en les condicions que es troben en, o prop, de la superfície de la terra, per lo que els materials formats en, o des de, estes aigües no solen contindre tori ya que es precipita selectivament en els sediment del fondo de l'oceà, a partir dels quals es medixen les seues proporcions. En contrast, l'urani és soluble en alguna mida en totes les aigües naturals, per lo que qualsevol material que precipita o es forma a partir de tals aigües també conté traces d'urani, típicament a nivells d'entre unes poques parts per mil millons i d'unes poques parts per milló, en pes. Conforme passa el temps despuix de la formació del material, el ²³⁴O present en la mostra, en una vida mija de 245 000 anys, decau a ²³⁰Th. El tori-230 és en sí radiactiu, en una vida mija de 75 000 anys, per lo que no s'acumulen de forma indefinida (com per eixemple és el cas de l'urani-plome del sistema), el ²³⁰Th en lloc d'això s'acosta a l'equilibri secular en el seu pare radioactivo de ²³⁴U. En equilibri secular, la cantitat de ²³⁰Th que es desintegra per any dins d'una mostra és igual a la cantitat de tori-230 produït, que també és igual a la cantitat de ²³⁴O que es desintegra per any en la mateixa mostra.

Les datacions segons l'urani-tori tenen un llímit d'edat superior d'una miqueta més de 500 000 anys, que s'establix per la vida mija de el ²³⁰Th, per la precisió en la que es pot medir la relació ²³⁰Th/²³⁴O en una mostra i per l'exactitut en la que se sap la vida mija de el ²³⁰Th i de el ²³⁴U. També cal tindre en conte que per a calcular una edat en esta tècnica la proporció de ²³⁴O i el seu isòtop «pare», el ²³⁸O, deu ser medida.

Una tècnica de datació d'un ranc relativament curt es basa en la descomposició de el ²³⁴O en ²³⁰Th, una substància en una vida mija d'aproximadament 80 000 anys. S'acompanya d'un procés germà, en el qual el ²³⁵Th es desintegra en protactinio 231, que té una vida mija de 32 760 anys i que també és insoluble en aigua.

Història

En 1908, John Joly, professor de geologia del Trinity College de Dublín, va trobar un major contingut de radi en sediment profunts que en els de la plataforma continental, i va sospitar que els sediment detrítics extreen ràdio de l'aigua marina. Piggot i Urry varen descobrir en 1942 que l'excés de ràdio es corresponia en un excés de tori (²³⁰Th, precursor directe del radi). Varen passar atres 20 anys fins que la tècnica es va aplicar als carbonat terrestres (espeleotemas i travertinos). A finals de la década de 1980, el método es va perfeccionar per mig d'espectrometria de masses, en importants contribucions de Larry Edwards. Despuix de la traducció a l'anglés del llibre fonamental de Viktor Viktorovich Cherdyntsev sobre l'urani-234, la datació U-Th va atraure l'atenció de l'investigació de la geologia occidental.