Isótopos

Isótopos
Lecturas:
Scoffin: Capítulo 9.9
Tucker & Wright : Capítulo 6.4
Isótopos
ß Los 92 elementos naturales
ß
ß
pueden ser divididos en 1,500 isótopos
Que es un isótopo ?
ß
ß
ß
# protones
≠
# neutrones)
300 estables
1,200 inestables
ß Diferencias en la masa y energía
ß CAUSAN diferencias en propiedades físicas y químicas
ß menor número atómico = mas acentuadas las diferencias
ß Isótopo de menor masa siempre será el mas reactivo
Isótopos
Ley de acción Masa
aA–B =
RA
___
RB
ESTE FACTOR DE FRACCIONACIÓN SE PUEDE CORRELACIONAR CON
TEMPERATURA !!
ln a = AT-2 + BT-1 + C
ß A, B y C se determinan experimentalmente
ß T es la temperatura absoluta (K)
Sistema en Equilibrio es necesario para poder usar esta ecuación(es) !
Isótopos de Oxígeno
ß Concentraciones de los diferentes isótopos de
oxígeno son difíciles de medir
(˜ 2,000 ppm
18O
en materiales terrestres)
ß No obstante: la razón de un isótopo con respecto al
otro es fácil de medir:
18O
/
16O
Isótopos de Oxígeno
Ésta diferencia en razón de
18O
/
16O
se expresa como:
Rx Rstd
d 18O = ____________
Rstd
Rx =
18O
/
16O
en la muestra
Rstd =
18O
/
16O
en un estándar
Isótopos de Oxígeno
d 18O
=
(18O / 16O)x (18O / 16O)SMOW
__________________________
(18O /
16O)
X
1000
SMOW
d 18O = -5 º/oo
= 5 partes por mil por debajo del estándar
= tiene MAS 16O que el estándar
d 18O =
positivo
indica que la muestra tiene MAS
18O
que el estándar
SMOW = Standard Mean Ocean Water
(estándar usado para agua)
Isótopos de Oxígeno
Fraccionación causada por condensación y evaporación de agua:
(Figura 6.16
T &W)
Condensación de agua:
La presión de vapor de agua es proporcional a su masa:
H216O
tiene una presión mayor que
H218O
-durante la condensación la razón de 18O/16O AUMENTA en el líquido
formado mientras que disminuye en el vapor de agua que se queda.
Isótopos de Oxígeno
Fraccionación causada por condensación y evaporación de agua:
(Figura 6.16
T &W)
Evaporación de agua:
- durante la evaporación la razón de 18O/16O DISMINUYE
en el vapor de agua formado mientras que AUMENTA en
el agua que queda atrás
Isótopos de Oxígeno
Fraccionación (isótopos de O) en Carbonatos
1. Se disuelve el carbonato en ácido fosfórico.
2. La razón de 18O/16O se mide en el CO2
(C 18O2 ; C 16O2) producido en ésta reacción
3. Razón de 18O/16O se mide en comparación a un
estándar.
(PDB = Pee Dee Belemnite)
Isótopos de Oxígeno
Fraccionación (isótopos de O) en Carbonatos
FRACCIONACIÓN DE
18O/16O
ES DEPENDIENTE DE LA TEMPERATURA ¡!
CALCITA :
t (oC) = 16.9 - 4.2 (dc – dw) + 0.13 (dc – dw)2
ARAGONITA :
t (oC) = 20.6 - 4.34 (d18O Ar- dw)
Dolomita :
???????
Fig. 6.22 T & W
dc = d18O del CO2 producido por
la muestra
dw = d18O en equilibrio con agua
(todo a 25oC y todo en PDB)
CALCITA :
Isótopos Radiogénicos
ß Sr (Strontium)
ß 4 isótopos estables
ß
88Sr
(83%);
ß
87Sr
es producido por la descomposición radioactiva de
87Sr
(7%);
86Sr
(10%);
84Sr
(1%)
87Rb
ß La razón de Rb/Sr se puede usar para obtener edad en rocas
que tengan minerales con Rb
ß Los carbonatos excluyen Rb de su estructura cristalina por lo
que esta técnica no se puede usar en estos aunque tienen si
son repositores de Sr.
Isótopos Radiogénicos
ß
87Sr
/ 86Sr
ß La razón de 87Sr / 86Sr no es significativamente
fraccionada por procesos naturales !!
Por lo tanto:
ß La razón de 87Sr / 86Sr en un carbonato será la
misma que la que había en el fluido que lo precipitó.
Isótopos Radiogénicos
87Sr
/ 86Sr
ß La razón de 87Sr / 86Sr ha
variado en el océano
durante el tiempo
geológico
ß El Rb y Sr que llega al
océano depende de
múltiples factores
Fig. 6.24 T&W
Isótopos Radiogénicos
87Sr
/ 86Sr
ß Las variaciones de 87Sr /
86Sr
en el océano durante
el tiempo geológico se
han medido usando
fósiles
ß Al determinar el
87Sr
/
86Sr en nuestra muestra
de carbonato y
comparándolos con las
variaciones de 87Sr / 86Sr
del océano durante el
tiempo geológico
obtenemos una
herramienta
geocronológica de alta
resolución
De Paolo; 1986