Datación por 210Pb y 137Cs en suelos sedimentarios

Abstract

El uso de técnicas analíticas nucleares para datación tiene una gran cantidad de aplicaciones en diferentes ramas del conocimiento. La información extraída por el análisis permite asignar a un perfil de muestras el fechado de varias posiciones de profundidad. Así, para cada posición en el perfil, el contenido del sedimento se puede asociar a eventos globales o locales. A partir de lo anterior, este trabajo tiene como objetivo el análisis de radioisótopos con un tiempo de vida media inferior a los 40 años. Utilizando espectroscopía gamma y varios modelos de sedimentación del 210Pb, como los modelos de concentración inicial constante (CIC) y tasa de suministro constante (CRS), se reconstruye la escala temporal para visualizar la influencia de las actividades humanas en los procesos como, la acidificación de los mares o erosión de suelos. El primer capítulo trata los conceptos fundamentales de física nuclear y las teorías de desintegración radioactiva desde el punto de vista semiclásico (ecuaciones de desintegración de Bateman). Se describe el fundamento de los procesos de desintegración radioactiva alfa, beta y gamma. El origen del 210Pb y 137Cs en el suelo sedimentario. Por último, se desarrolla una revisión sobre la interacción de los fotones con la materia, se relaciona con el desarrollo de la técnica de espectroscopía gamma, la descripción del equipo de medición y técnicas de análisis de espectros. El segundo capítulo describe los procesos de deposición de sedimentos en suelos y la relación con las series de desintegración natural. Además, se hace una revisión de los modelos de datación del 210Pb existentes y se enfatiza en los modelos donde se excluye la mezcla de nucleidos entre capas. En el tercer capítulo se desarrolla la propuesta de un modelo generalizado para datación de sedimentos que permita encontrar el fechado de un perfil de sedimentos con cualquier condición inicial no incluida en los modelos simples descritos en el segundo capítulo. Se tratan los modelos como tiempo contra masa acumulativa y tiempo contra profundidad. Por su parte, el cuarto capítulo describe la metodología de obtención de muestras. Además de la preparación de la muestra para realizar el proceso de espectroscopía gamma, utilizado para determinar el fechado a partir de los modelos utilizados. En el quinto capítulo se analizan las muestras de suelo sedimentario obtenidas, utilizando los modelos existentes, a partir del código desarrollado con el modelo generalizado. Además del contraste entre los modelos seguidos para las muestras de sedimento. Por último, en el sexto capítulo se dan las conclusiones y recomendaciones del trabajo. Las conclusiones muestran los modelos que x mejor ajustan con los datos, así como las observaciones fundamentales sobre el modelo generalizado propuesto para las condiciones tasa de masa acumulada (MAR) y tasa de sedimentación acumulada (SAR), que se explican en el segundo capítulo. Además, se establecen las recomendaciones sobre la aplicación del modelo generalizado y opciones de mejora en el proceso de extracción y medición de muestras.