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L’età delle grotte

I depositi chimici delle grotte offrono una straordinaria possibilità di studio ai ricercatori che si occupano di ricostruire la storia geologica del passato.
Possono, infatti, essere facilmente datati, con un metodo basato sul decadimento di alcuni isotopi della “famiglia” radioattiva dell’ 238U.
Quest’ultimo, infatti, decade in una serie di elementi: ²³⁴Th, ²³⁴Pa, ²³⁴U, ²³⁰Th, fino a ²⁰⁶Pb, che è stabile.
Le concrezioni di grotta contengono uranio, che sostituisce il calcio nel reticolo cristallino della calcite, ma non contengono torio. Dal momento della formazione della concrezione, ²³⁸U inizia a decadere trasformandosi in ²³⁰Th. La misura della concentrazione di 230Th nella concrezione è quindi una misura del tempo trascorso dalla sua formazione. Misurando, quindi, il rapporto ²³⁰Th/²³⁴U e ²³⁴U/²³⁸U (²³⁴U è un altro discendente di ²³⁸U) è possibile ricavare l’età della concrezione.
Il metodo di datazione U/Th è molto efficace, ma permette di datare soltanto concrezioni molto giovani, non più vecchie di 350.000 anni. Utilizzando ²³⁴U/²³⁸U è possibile estendere il limite fino a 1.5 milioni di anni.
Si è recentemente scoperto che la maggior parte delle concrezioni è molto più antica di 1.5 milioni di anni, e quindi attualmente sono alla studio altri metodi, come il metodo U/Pb (che funziona bene su depositi molto antichi) o metodi paleomagnetici.
Per lo studio di sedimenti che contengono ciottoli portati dall’esterno, si sta recentemente sperimentando il metodo dei cosiddetti isotopi cosmogenici.
L’irraggiamento da raggi cosmici (da qui il nome del metodo) produce ¹⁰Be, ²⁶Al e altri isotopi, oltre al più noto ¹⁴C, nel reticolo di alcuni minerali (per esempio il quarzo) quando questi vengono esposti in superficie.
Quando i sedimenti vengono sepolti fuori dall’influenza dei raggi cosmici (per esempio, in grotta a profondità superiori ai 30 m), gli isotopi cosmogenici iniziano a decadere ed è possibile determinare, in modo analogo al metodo U/Th, il momento del seppellimento, ovvero l’età del deposito, per date che vanno da 100.000 a 5 milioni di anni.