Ladatazione rubidio-stronzio è una tecnica didatazione radiometrica utilizzata dagli scienziati per determinare l'età delle rocce e dei minerali, in base al contenuto di alcuni specificiisotopi delrubidio (87Rb) e dellostronzio (87Sr,86Sr).
Allo sviluppo di questo metodo contribuirono gli studi dei chimici tedeschiOtto Hahn eFritz Strassmann, che nel 1938 portarono alla scoperta dellafissione nucleare per la quale successivamente Otto Hahn ricevette ilPremio Nobel.
L'utilizzo del metodo con gli isotopi di rubidio-stronzio risiede nel fatto che87Rb (uno dei due isotopi naturali del rubidio) decade a87Sr con un'emivita di 49,23 miliardi di anni. Inoltre, il rubidio è un elemento altamente incompatibile che, durante la fusione parziale delmantello terrestre, tende a rimanere nel fusomagmatico invece che accumularsi nei minerali del mantello. Per questo motivo il Rb è presente in percentuale arricchita nelle rocce della crosta terrestre. Il nuclide figlio,87Sr, si produce nel processo di decadimento ed è stato prodotto durante lanucleosintesi stellare precedente alla formazione delsistema solare.
Minerali differenti in un dato ambiente geologico tendono ad acquisire nel corso del tempo rapporti differenti tra il nuclide radiogenico stronzio-87 e l'isotopo naturale stronzio-86 (87Sr/86Sr). La loro età può essere calcolata misurando il rapporto87Sr/86Sr con laspettrometria di massa; occorre conoscere la percentuale di87Sr al momento in cui il minerale si è formato, calcolare la quantità di87Rb dalla misura del rubidio presente, conoscendo il rapporto in peso85Rb/87Rb.
Se questi minerali si sono cristallizzati nello stesso fusosiliceo, ogni minerale aveva inizialmente lo stesso rapporto87Sr/86Sr. Tuttavia, poiché il rubidio va a sostituire ilpotassio K e questi minerali avevano inizialmente differenti rapportiK/Ca, alla fine essi risulteranno avere differenti rapporti Rb/Sr.
Nel corso dellacristallizzazione frazionata, lo Sr tende a concentrarsi nelplagioclasio, lasciando il Rb nella fase liquida. Pertanto il rapporto Rb/Sr nel magma residuale tende a crescere nel tempo, e quindi le rocce si trovano ad avere rapporti crescenti Rb/Sr all'aumentare della differenziazione. I valori più alti del rapporto Rb/Sr, da 10 in su, si trovano nellapegmatite.
Il rapporto Rb/Sr tende a crescere tipicamente con il seguente ordine:plagioclasio,orneblenda,feldspato,biotite,muscovite. Pertanto, se viene lasciato un tempo sufficiente per l'accumulo del87Sr di origine radiogenica, il rapporto misurato tra87Sr/86Sr sarà differente nei minerali e tenderà a crescere con lo stesso ordine.
Il calcolo dell'età di un campione viene effettuato analizzando alcuni materiali in diversi sub-campioni presi da parti differenti del campione originale. Il rapporto87Sr/86Sr per ogni campione viene messo in grafico rispetto al rapporto87Rb/86Sr nel diagramma delladatazione isocrona. Se questi rapporti si dispongono lungo una linea retta, allora i sub-campioni sono consistenti e il calcolo dell'età è affidabile. La pendenza della curva indica l'età del campione.
Il metodo di datazione Rb-Sr viene estesamente impiegato nel datare rocce terrestri, lunari emeteoriti. Se il contenuto iniziale di Sr è noto o può essere estrapolato, allora si può calcolare l'età del campione misurando le concentrazioni di Rb e Sr e il rapporto87Sr/86Sr. I valori indicano la corretta età del campione soltanto, se la roccia non ha subito alterazioni significative.
Un aspetto importante nella tracciatura isotopica è che lo Sr derivato da processi didegradazione meteorica ha lo stesso rapporto87Sr/86Sr del minerale da cui deriva. Questo è una potenziale fonte di errore per le rocce terrestri, mentre è praticamente irrilevante per le rocce lunari o i meteoriti, dove non sono presenti reazioni di degradazione atmosferica.
I rapporti iniziali87Sr/86Sr vengono utilizzati inarcheologia,paleontologia escienza forense perché i loro valori misurati in uno scheletro, una conchiglia marina o un manufatto ceramico sono direttamente confrontabili con quelli della roccia matrice da cui derivano o di cui l'organismo si è nutrito. Pertanto, misurando l'attuale rapporto87Sr/86Sr (e spesso anche il rapporto tra i due isotopi delneodimio143Nd-144Nd), si può ricavare l'impronta geologica dell'oggetto e anche studiare eventuali percorsi migratori.
La stratigrafia degli isotopi dello stronzio si basa sulla variazione del rapporto87Sr/86Sr in funzione del tempo nell'acqua del mare. L'applicazione di questa tecnica è generalmente limitata aicarbonati, per i quali la curva è ben definita relativamente alCenozoico; invece, a causa dello scarso livello di conservazione della sequenza carbonatica, non è stata ancora ben definita per ilMesozoico e i periodi precedenti.
Nelle sequenze più antiche, l'alterazionediagenetica, in combinazione con una maggiore incertezza nella stima delle età assolute a causa della mancanza di sovrapposizione con altri metodi di datazione geologica (come ad esempio ladatazione uranio-torio), porta a maggiori incertezze nel definire accuratamente la forma della curva degli isotopi di Sr nell'acqua marina.
Il metodo è stato applicato anche a campioni di roccelunari, e ne è risultata un'età di circa 4,5 miliardi di anni.[1]
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