La datación o fechamiento por medio de potasio-argón (K-Ar)

sabemos que un elemento se define por el número de protones que contiene por ejemplo si buscamos el potasio en la tabla periódica bueno aquí sólo he puesto una parte de la tabla pero el potasio se encuentra aquí y tiene 19 protones vamos a escribirlo así aunque esto es un poco redundante porque sabemos que el átomo de potasio tiene 19 protones por lo tanto si un átomo tiene 19 protones es potasio ahora también sabemos que no todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de neutrones si hablamos de un elemento x en el que existen diferentes números de neutrones decimos que son isótopos de ese elemento por ejemplo el potasio puede existir en una forma en la que tiene exactamente 20 neutrones a eso le llamamos potasio 39 y 39 es el número de masa que es la suma de 19 protones protones más 20 neutrones y este es el isótopo de potasio más común aproximadamente el 90 y 3.3 por ciento de potasio en la tierra corresponde a este isótopo mientras que algunos de los otros isótopos son como por ejemplo bueno nuevamente tenemos potasio pero ahora tenemos potasio 41 y éste tiene 22 neutrones porque 22 más 19 es igual a 41 este isótopo corresponde al 6.7 por ciento del potasio en el planeta y después tenemos un isótopo muy escaso que es el potasio 40 este isótopo contiene 21 neutrones y es muy escaso porque corresponde únicamente al 0.0 117 por ciento de todo el potasio pero justamente es un isótopo de potasio muy interesante porque a nosotros nos sirve para la adaptación es decir la determinación de la edad de las rocas antiguas realmente las rocas volcánicas antiguas y como veremos determinar la edad de las rocas volcánicas nos ayuda a determinar la edad de otro tipo de rocas y fósiles que pueden encontrarse entre esas rocas volcánicas antiguas porque miren lo más interesante sobre el potasio 40 es que tiene una vida media de 1.25 mil millones de años por lo que contrario al carbono 14 se puede usar para determinar la edad de las cosas muy muy antiguas entonces cada 1.25 mil millones de años vamos a escribirlo así cada vida media que es de 1.25 mil millones de años después de ese tiempo el 50 por ciento de cualquier muestra se habrá descompuesto el 11 por ciento se habrá descompuesto en argón 40 miren aquí tenemos el argón que tiene 18 protones entonces para pasar al argón 40 se pierde un protón pero seguimos teniendo el mismo número de masa entonces uno de los protones de alguna forma se convierte en neutrón y captura a uno de los electrones internos y luego emite otras cosas pero bueno no veremos la física cuántica de esto aquí lo importante es que el 11 por ciento de potasio 40 se convierte en argón 40 y el 89 por ciento se convierte en calcio 40 aquí podemos ver el calcio en la tabla periódica tiene 20 protones así que esta es una situación en la que uno de los neutrones se transforma en protón y esta es una situación en la que uno de los protones se transforma en neutrón ya nosotros lo que más nos interesa es esta parte porque el argón como ya hemos visto en los vídeos de química es un gas noble no reacciona entonces cuando está incrustado en algo que se encuentra en estado líquido simplemente se burbuja no se une a algo solamente se burbuja y se libera a la atmósfera entonces imaginemos lo que ocurre durante una erupción volcánica dibujaré un volcán por aquí supongamos que este es un volcán que en algún momento del pasado erupción entonces erupción y aquí tenemos la lava y esa lava contiene una cierta cantidad de potasio 40 e incluso ya contiene un poco de argón 40 pero miren mientras tenemos lava es decir mientras esto se encuentra en estado líquido imaginemos que aquí tenemos lava tenemos muchas cosas y dentro de esto tenemos potasio 40 que lo pondré de color rosa aquí tenemos potasio 40 aunque recuerden que es un isótopo muy escaso y también ya tenemos argón 40 entonces ya hay argón 40 pero como el argón es un gas noble y no se une a nada mientras que la lava está en estado líquido el argón burbujea hacia la superficie y se libera a la atmósfera porque no está unido a algo entonces lo más interesante es cuando ocurren esas erupciones como el argón 40 se escapa cuando la lava se endurece y se convierte en roca volcánica lo pondré de otro color cuando se endurece todo el argón 40 se ha ido ya no está presente así que solamente nos quedamos con potasio 40 por eso el argón 40 es muy interesante porque el calcio 40 no necesariamente se libera puede que aquí tengamos calcio 40 pero todo el argón 40 si se libera con lo que se reinicia la cantidad de argón 40 entonces después de ese evento y de que ya no hay argón 40 cuando esto se solidifica si nos adelantamos en el tiempo y analizamos la muestra déjenme copiar esto entonces si después de mucho tiempo analizamos la muestra y encontramos un poco de argón 40 podemos saber qué bueno sabemos que esta es una roca volcánica sabemos que se formó por medio de un evento volcánico anterior por lo tanto sabemos que este argón 40 este argón 40 se formó por la descomposición del potasio 40 y sabemos que se formó después del evento volcánico porque de haber estado presente desde antes se habría liberado a la atmósfera cuando todo esto era líquido por lo tanto el único momento en el que el argón 40 puede existir adentro de la roca es mediante la descomposición del potasio 40 en la roca sólida y podemos analizar la relación porque sabemos que solamente el 11 por ciento de los productos de descomposición corresponden a argón 40 entonces por cada argón 40 debemos de tener aproximadamente 9 calcio es 40 por cada argón 40 sabemos que originalmente teníamos 10 potasio es 40 entonces lo que podemos hacer es analizar la relación del número de potasio 40 que tenemos ahora con el número de potasio que debería de haber basándonos en esta experiencia así podemos datar o también dicho determinar la edad de la roca en el siguiente vídeo veremos el cálculo matemático para demostrarles cómo pueden hacerlo y bueno los eventos volcánicos no suceden todos los días si buscamos en millones y millones de años en esa escala de tiempo en realidad no ocurren con frecuencia entonces suponiendo que acabamos en el suelo hasta encontrar roca volcánica ok y si seguimos cavando encontramos otra capa de roca volcánica aquí tenemos otra capa y supongamos que en las dos hay una cierta cantidad de potasio 40 pero vamos a suponer que aquí tenemos más argón 40 y aquí tenemos un poco menos y usando las matemáticas que veremos en el siguiente vídeo podemos decir que esta es la vida media y si analizamos la relación que hay entre el potasio 40 restante con lo que encontramos que había antes vamos a suponer que esta capa se solidificó hacia aproximadamente 100 millones de años 100 millones de años antes del presente y encontramos que esta capa se solidificó hace aproximadamente 150 millones de años antes del presente y supongamos que este suelo no se ha mezclado de hecho están bastante separados al analizar las muestras pero también supongamos que encontramos algunos fósiles aquí encontramos un fósil entonces aunque las pruebas con carbono 14 ya no nos sirven cuando pasamos de los 50 mil años podemos encontrar a este fósil entre esos dos periodos ese es un buen indicador claro si podemos suponer que el suelo no se ha mezclado así que este fósil se encuentra entre los 100 y los 150 millones de años primero ocurrió este evento después estos animales murieron se depositaron estos fósiles y después ocurrió este evento volcánico así que aunque únicamente estemos determinando la edad de la roca volcánica podemos conocer también la edad de lo que se encuentra entre esas capas así que no solamente adaptamos roca volcánica sino que también podemos determinar la edad de otras cosas muy muy muy antiguas y podemos llegar más allá de lo que nos permiten llegar las pruebas con carbono 14