Citas de luminiscencia

La datación por luminiscencia (incluida la termoluminiscencia y la luminiscencia ópticamente estimulada) es un tipo de metodología de datación que mide la cantidad de luz emitida por la energía almacenada en ciertos tipos de rocas y suelos derivados para obtener una fecha absoluta para un evento específico que ocurrió en el pasado. El método es una técnica de datación directa, lo que significa que la cantidad de energía emitida es un resultado directo del evento que se está midiendo. Mejor aún, a diferencia de la datación por radiocarbono, el efecto de las medidas de datación por luminiscencia aumenta con el tiempo. Como resultado, no hay un límite de fecha superior establecido por la sensibilidad del método en sí, aunque otros factores pueden limitar la viabilidad del método..

Cómo funciona la datación por luminiscencia

Los arqueólogos usan dos formas de datación por luminiscencia para fechar eventos en el pasado: termoluminiscencia (TL) o luminiscencia estimulada térmicamente (TSL), que mide la energía emitida después de que un objeto ha sido expuesto a temperaturas entre 400 y 500 ° C; y luminiscencia ópticamente estimulada (OSL), que mide la energía emitida después de que un objeto ha sido expuesto a la luz del día.

En pocas palabras, ciertos minerales (cuarzo, feldespato y calcita) almacenan energía del sol a un ritmo conocido. Esta energía se aloja en las redes imperfectas de los cristales del mineral. El calentamiento de estos cristales (como cuando se dispara un recipiente de cerámica o cuando se calientan las rocas) vacía la energía almacenada, después de lo cual el mineral comienza a absorber energía nuevamente.

La datación TL es una cuestión de comparar la energía almacenada en un cristal con lo que "debería" estar allí, y así obtener una fecha de último calentamiento. Del mismo modo, más o menos, la datación OSL (luminiscencia ópticamente estimulada) mide la última vez que un objeto estuvo expuesto a la luz solar. La datación por luminiscencia es buena entre unos pocos cientos a (al menos) varios cientos de miles de años, lo que la hace mucho más útil que la datación por carbono..

El significado de la luminiscencia

El término luminiscencia se refiere a la energía emitida como luz de minerales como el cuarzo y el feldespato después de haber sido expuestos a una radiación ionizante de algún tipo. Los minerales y, de hecho, todo en nuestro planeta están expuestos a la radiación cósmica: la datación por luminiscencia aprovecha el hecho de que ciertos minerales recolectan y liberan energía de esa radiación en condiciones específicas.

Los tipos de roca cristalina y los suelos recogen energía de la desintegración radiactiva del uranio cósmico, el torio y el potasio-40. Los electrones de estas sustancias quedan atrapados en la estructura cristalina del mineral, y la exposición continua de las rocas a estos elementos con el tiempo conduce a aumentos predecibles en el número de electrones atrapados en las matrices. Pero cuando la roca se expone a niveles suficientemente altos de calor o luz, esa exposición provoca vibraciones en las redes minerales y los electrones atrapados se liberan. La exposición a elementos radiactivos continúa, y los minerales comienzan nuevamente a almacenar electrones libres en sus estructuras. Si puede medir la tasa de adquisición de la energía almacenada, puede calcular cuánto tiempo ha pasado desde que ocurrió la exposición.

Los materiales de origen geológico habrán absorbido cantidades considerables de radiación desde su formación, por lo que cualquier exposición causada por el hombre al calor o la luz restablecerá el reloj de luminiscencia considerablemente más recientemente que eso, ya que solo se registrará la energía almacenada desde el evento..

Medición de energía almacenada

La forma en que mides la energía almacenada en un objeto que esperas que haya estado expuesta al calor o la luz en el pasado es estimular ese objeto nuevamente y medir la cantidad de energía liberada. La energía liberada al estimular los cristales se expresa en luz (luminiscencia). La intensidad de la luz azul, verde o infrarroja que se crea cuando se estimula un objeto es proporcional al número de electrones almacenados en la estructura del mineral y, a su vez, esas unidades de luz se convierten en unidades de dosis..

Las ecuaciones utilizadas por los académicos para determinar la fecha en que ocurrió la última exposición son típicamente:

Edad = luminiscencia total / tasa anual de adquisición de luminiscencia, o
Edad = paleodose (De) / dosis anual (DT)

Donde De es la dosis beta de laboratorio que induce la misma intensidad de luminiscencia en la muestra emitida por la muestra natural, y DT es la tasa de dosis anual compuesta de varios componentes de radiación que surgen en la desintegración de elementos radiactivos naturales..

Eventos y objetos con fecha

Los artefactos que se pueden fechar usando estos métodos incluyen cerámica, líticos quemados, ladrillos quemados y tierra de hogares (TL) y superficies de piedra sin quemar que fueron expuestas a la luz y luego enterradas (OSL).

cerámica: Se supone que el calentamiento más reciente medido en tiestos de cerámica representa el evento de fabricación; la señal surge de cuarzo o feldespato en la arcilla u otros aditivos de temple. Aunque los recipientes de cerámica pueden exponerse al calor durante la cocción, la cocción nunca está a niveles suficientes para restablecer el reloj de luminiscencia. La datación TL se usó para determinar la edad de las ocupaciones de la civilización del Valle del Indo, que habían demostrado ser resistentes a la datación por radiocarbono, debido al clima local. La luminiscencia también se puede usar para determinar la temperatura de disparo original.
Líticos: TL ha fechado la materia prima como pedernales y pedernales; TL también puede fechar las rocas agrietadas por el fuego de los hogares siempre que se hayan disparado a temperaturas suficientemente altas. El mecanismo de reinicio se calienta principalmente y funciona bajo el supuesto de que el material de piedra en bruto fue tratado térmicamente durante la fabricación de herramientas de piedra. Sin embargo, el tratamiento térmico normalmente implica temperaturas entre 300 y 400 ° C, no siempre lo suficientemente altas. El mejor éxito de las fechas de TL en los artefactos de piedra astillada probablemente sea de eventos cuando se depositaron en un hogar y se dispararon accidentalmente.
Superficies de edificios y muros.: Los elementos enterrados de los muros de las ruinas arqueológicas han sido datados usando luminiscencia estimulada ópticamente; la fecha derivada proporciona la edad de enterramiento de la superficie. En otras palabras, la fecha de OSL en la pared de los cimientos de un edificio es la última vez que los cimientos estuvieron expuestos a la luz antes de usarse como capas iniciales en un edificio y, por lo tanto, cuando el edificio se construyó por primera vez..
Otros: Se ha encontrado cierto éxito en la datación de objetos como herramientas óseas, ladrillos, morteros, montículos y terrazas agrícolas. Las escorias antiguas que quedaron de la producción temprana de metales también se han fechado utilizando TL, así como la datación absoluta de fragmentos de hornos o revestimientos vitrificados de hornos y crisoles..

Los geólogos han usado OSL y TL para establecer cronologías largas y cronológicas de paisajes; la datación por luminiscencia es una herramienta poderosa para ayudar a fechar los sentimientos fechados en el Cuaternario y en períodos mucho más tempranos.

Historia de la ciencia

La termoluminiscencia se describió por primera vez claramente en un artículo presentado a la Royal Society (de Gran Bretaña) en 1663, por Robert Boyle, quien describió el efecto en un diamante que se había calentado a la temperatura corporal. La posibilidad de utilizar el TL almacenado en una muestra de minerales o cerámica fue propuesta por primera vez por el químico Farrington Daniels en la década de 1950. Durante las décadas de 1960 y 1970, el Laboratorio de Investigación de Arqueología e Historia del Arte de la Universidad de Oxford lideró el desarrollo de TL como método para fechar materiales arqueológicos..

Fuentes

Forman SL. 1989. Aplicaciones y limitaciones de la termoluminiscencia hasta la fecha en sedimentos cuaternarios. Cuaternario Internacional 1: 47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J y Maat P. 1988. El potencial del uso de termoluminiscencia para fechar suelos enterrados desarrollados en sedimentos coluviales y fluviales de Utah y Colorado, EE. UU .: resultados preliminares. Revisiones de Ciencias Cuaternarias 7 (3-4): 287-293.

Fraser JA y Price DM. 2013. Un análisis de termoluminiscencia (TL) de cerámica de Ciencia de arcilla aplicada 82: 24-30.cairns en Jordania: uso de TL para integrar características fuera del sitio en cronologías regionales.

Liritzis I, Singhvi AK, Feathers JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N y Li S-H. 2013. .Datación luminescente en arqueología, antropología y geoarqueología: una visión general Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Datación termoluminiscente en su aplicación a la arqueología: una revisión. Revista de ciencia arqueológica 2 (1): 17-43.

Singhvi AK y Mejdahl V. 1985. Datación por termoluminiscencia de sedimentos. Huellas Nucleares y Mediciones de Radiación 10 (1-2): 137-161.

Wintle AG. 1990. Una revisión de la investigación actual sobre la datación TL de loess. Revisiones de Ciencias Cuaternarias 9 (4): 385-397.

Wintle AG y Huntley DJ. 1982. Datación por termoluminiscencia de sedimentos.. Revisiones de Ciencias Cuaternarias 1 (1): 31-53.

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