Hidratación de obsidiana: una técnica de citas económica pero problemática

La datación por hidratación de obsidiana (u OHD) es una técnica de datación científica, que utiliza la comprensión de la naturaleza geoquímica del vidrio volcánico (un silicato) llamado obsidian & amp; amp; nbsp; para proporcionar tanto una relación como una absoluta. fechas en artefactos. Los afloramientos de obsidiana en todo el mundo, y fueron utilizados preferentemente por los fabricantes de herramientas de piedra porque es muy fácil de trabajar, es muy afilado cuando se rompe, y viene en una variedad de colores vivos, negro, naranja, rojo, verde y claro.

Datos rápidos: citas de hidratación de obsidiana

• Obsidian Hydration Dating (OHD) es una técnica de datación científica que utiliza la naturaleza geoquímica única de los vidrios volcánicos.& amp; amp; nbsp;
• El método se basa en el crecimiento medido y predecible de una corteza que se forma en el vidrio cuando se expone por primera vez a la atmósfera.& amp; amp; nbsp;
• Los problemas son que el crecimiento de la corteza depende de tres factores: la temperatura ambiente, la presión del vapor de agua y la química del vidrio volcánico en sí.& amp; amp; nbsp;
• Las mejoras recientes en la medición y los avances analíticos en la absorción de agua prometen resolver algunos de los problemas.& amp; amp; nbsp;

Cómo y por qué funciona la datación por hidratación de Obsidian

Obsidian contiene agua atrapada en él durante su formación. En su estado natural, tiene una corteza gruesa y amp; nbsp; formada por la difusión del agua a la atmósfera cuando se enfrió por primera vez & amp; # x2014; el término técnico es & amp; quot; capa hidratada.& amp; quot; Cuando una superficie fresca de obsidiana se expone a la atmósfera, como cuando se rompe para hacer una herramienta de piedra, se absorbe más agua y la corteza comienza a crecer nuevamente.& amp; amp; nbsp; Esa nueva corteza es visible y puede medirse bajo un aumento de alta potencia (40 & amp; # x2013; 80x).

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Las cortezas prehistóricas pueden variar de menos de 1 micra (& amp; # xB5; m) a más de 50 & amp; # xB5; m, dependiendo del tiempo de exposición.& amp; amp; nbsp; Al medir el grosor, uno puede determinar fácilmente si un artefacto en particular es más antiguo que otro (edad relativa). Si se conoce la velocidad a la que el agua se difunde en el vidrio para ese trozo particular de obsidiana (esa y la parte difícil), puede usar OHD para determinar la edad absoluta de los objetos. La relación es desarmadamente simple: Edad = DX2, donde La edad es en años, D es una constante y X es el grosor de la corteza de hidratación en micras.

Definición de la constante

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Obsidiana, vidrio volcánico natural que exhibe corteza, Montgomery Pass, Condado de Mineral, Nevada.
John Cancalosi / Oxford Scientific / Getty Images

Es una apuesta casi segura que todos los que hicieron herramientas de piedra y sabían sobre el obsidiano y dónde encontrarlo, lo usaron: como un vaso, se rompe de maneras predecibles y crea bordes sumamente afilados. Hacer herramientas de piedra con obsidiana cruda rompe la corteza y comienza a contar el reloj de obsidiana. La medición del crecimiento de la corteza desde la ruptura se puede hacer con un equipo que probablemente ya existe en la mayoría de los laboratorios. Suena perfecto no lo hace?

El problema es que la constante (que es astuta D allí arriba) tiene que combinar al menos otros tres factores que se sabe que afectan la tasa de crecimiento de la corteza: temperatura, presión de vapor de agua y química del vidrio.

La temperatura local fluctúa diariamente, estacionalmente y en escalas de tiempo más largas en cada región del planeta. Los arqueólogos reconocen esto y comenzaron a crear un modelo de temperatura de hidratación efectiva (EHT) para rastrear y tener en cuenta los efectos de la temperatura en la hidratación, en función de la temperatura media anual, el rango de temperatura anual y el rango de temperatura diurna. A veces, los estudiosos agregan un factor de corrección de profundidad para tener en cuenta la temperatura de los artefactos enterrados, suponiendo que las condiciones subterráneas son significativamente diferentes a las de superficie & amp; # x2013; pero los efectos aún no se han investigado demasiado.

Vapor de agua y química

Los efectos de la variación en la presión del vapor de agua en el clima donde se ha encontrado un artefacto de obsidiana no se han estudiado tan intensamente como los efectos de la temperatura. En general, el vapor de agua varía con la elevación, por lo que generalmente puede suponer que el vapor de agua es constante dentro de un sitio o región. Pero OHD es problemático en regiones como las montañas de los Andes de América del Sur, donde las personas trajeron sus artefactos de obsidiana a través de enormes cambios en las altitudes, desde las regiones costeras del nivel del mar hasta las montañas de 4.000 metros (12.000 pies) de altura y más.

Aún más difícil de explicar es la química diferencial del vidrio en los obsidianos. Algunos obsidianos se hidratan más rápido que otros, incluso dentro del mismo entorno de depósito. Puede obtener obsidiana (es decir, identificar el afloramiento natural donde se encontró un trozo de obsidiana), por lo que puede corregir esa variación midiendo las tasas en la fuente y usándolas para crear curvas de hidratación específicas de la fuente. Pero, dado que la cantidad de agua dentro del obsidiano puede variar incluso dentro de los nódulos de obsidiana de una sola fuente, ese contenido puede afectar significativamente las estimaciones de edad.

Investigación de la estructura del agua

La metodología para ajustar las calibraciones para la variabilidad en el clima es una tecnología emergente en el siglo XXI. Los nuevos métodos evalúan críticamente los perfiles de profundidad del hidrógeno en las superficies hidratadas utilizando espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS) o espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier. La estructura interna del contenido de agua en obsidiana se ha identificado como una variable altamente influyente que controla la velocidad de difusión del agua a temperatura ambiente. También se ha encontrado que tales estructuras, como el contenido de agua, varían dentro de las fuentes de canteras reconocidas.& amp; amp; nbsp; & amp; amp; nbsp;

Junto con una metodología de medición más precisa, la técnica tiene el potencial de aumentar la confiabilidad de OHD y proporcionar una ventana a la evaluación de las condiciones climáticas locales, en particular los regímenes de paleotemperatura.& amp; amp; nbsp;

Historia de Obsidian

La tasa medible de crecimiento de la corteza de Obsidian & amp; apos; se ha reconocido desde la década de 1960. En 1966, los geólogos Irving Friedman, Robert L. Smith y William D. Long publicaron el primer estudio, los resultados de la hidratación experimental de obsidiana de las montañas Valles de Nuevo México.

Desde entonces, avance significativo en los impactos reconocidos del vapor de agua, Se ha realizado la temperatura y la química del vidrio, identificando y contabilizando gran parte de la variación, creando técnicas de mayor resolución para medir la corteza y definir el perfil de difusión, e inventar y mejorar nuevos modelos para EFH y estudios sobre el mecanismo de difusión. A pesar de sus limitaciones, las fechas de hidratación de obsidiana son mucho menos costosas que el radiocarbono, y es una práctica de citas estándar en muchas regiones del mundo actual.

Fuentes

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& amp; # x203A; Ciencias Sociales