A produción de nucleidos cosmoxénicos in situ (3He,10Be, 14C, 21Ne, 26Al, 36Cl, 55Mn, segundo a litoloxía con que interaccionaren as partículas) débese á interacción dos raios cósmicos secundarios xerados na atmosfera, principalmente neutróns e muóns, cos átomos das superficies expostas. Desta maneira é posible calcularmos o tempo de exposición da superficie ou, de xeito inverso, a taxa de erosión sempre que esta se atope nun estado estacionario, xa que a concentración do nucleido atinxe o equilibrio secular para unha taxa de erosión dada.

Os gases nobres, dada a súa escasa abundancia e reactividade química, son excelentes trazadores de calquera tipo de procesos físicos, especialmente no campo das ciencias planetarias. O Ne cosmoxénico, producido mediante as reaccións Si(n,4pxn)Ne, alóxase na rede cristalina do cuarzo e súmase ao depósito de Ne xa existente na rocha, cunha composición isotópica que reflicte as condicións de cristalización do mineral e a produción debida á descomposición dos minerais radioactivos. O Ne cosmoxénico ten unha relación isotópica definida que fai que siga unha recta de produción de pendente coñecida a partir da composición xa existente no mineral. Para discernirmos os distintos compoñentes do Ne existentes na rocha, cómpre a medida dos tres isótopos do Ne (20Ne, 21Ne, 22Ne) mediante a espectrometría de masas de gases nobres. A medida da liberación do gas a distintas temperaturas posibilita cuantificarmos o compoñente cosmoxénico, xa que este é liberado a temperaturas menores por estar menos ligado á rede cristalina que os outros compoñentes.

A concentración medida de 21Ne cosmoxénico pode proporcionar unha importante información xeomorfolóxica sempre e cando exista unha cA cuantificación das abundancias de gases nobres en matrices minerais realízase por medio da espectrometría de masas de gases nobres (NG-MS). O equipo de que dispón a Unidade de Xeocronoloxía é un sistema Thermo Instruments HELIX. Trátase dun espectrómetro de masas de sector magnético, equipado cunha fonte de ionización de impacto electrónico (tipo Nier) e un sistema de detección con cinco detectores duais de copa de Faraday e multiplicadores de electróns. A medida efectúase sen gas portador, é dicir, en modo estático a volume constante.

Para extraermos os gases das matrices quéntanse os minerais, o que permite a liberación secuencial de gas conforme á súa localización na rede cristalina. No caso do Ne cosmoxénico, por exemplo, este compoñente libérase a temperaturas de entre 600 ºC e 700 ºC. A baixa concentración de 21Ne cosmoxénico fai imprescindible contar cunha técnica que asegure pequenos brancos analíticos. Por iso, tanto a liña de extracción e purificación de gases como o propio espectrómetro son totalmente metálicos, co fin de previrmos a difusión de gas cara ao interior da liña. O forno de extracción (VG5400) permite obter brancos de composición atmosférica que corresponden a uns 2 x 107 átomos de 20Ne a temperatura ambiente e o dobre a 1000 ºC. Tanto a liña como o espectrómetro se manteñen a alto baleiro (< 5 x 10-9 Torr). A liña está dividida en sectores, cada un co seu indicador de presión para controlarmos o progreso da extracción do gas e a súa purificación, en que o gas extraído se expande secuencialmente unha vez que finaliza a purificación en cada sector.

Correcta identificación da orixe de superficie de mostra. Isto é debido a que a acumulación do 21Ne cosmoxénico está limitada soamente pola erosión, (Figura 1). Se existen razóns para inferirmos que a erosión sufrida pola superficie foi nula desde a súa exposición (como, por exemplo, na identificación de microrrasgos de abrasión glaciar), podemos interpretar a concentración como a idade de exposición da superficie. Noutro caso, a interpretación máis correcta é en termos da máxima taxa de erosión estacionaria sufrida pola superficie que permite acumular a cantidade medida de 21Ne cosmoxénico. De forma xeral, a erosión obtida desta maneira será máis próxima á real para exposicións máis prolongadas.

Figura 1:Valores calculados de tempos efectivos de exposición en función da erosión. «Stable» refírese a nucleidos non,radioactivos como 3He ou 21Ne.

A cuantificación das abundancias de gases nobres en matrices minerais realízase por medio da espectrometría de masas de gases nobres (NG-MS). O equipo de que dispón a Unidade de Xeocronoloxía é un sistema Thermo Instruments HELIX. Trátase dun espectrómetro de masas de sector magnético, equipado cunha fonte de ionización de impacto electrónico (tipo Nier) e un sistema de detección con cinco detectores duais de copa de Faraday e multiplicadores de electróns. A medida efectúase sen gas portador, é dicir, en modo estático a volume constante.

Para extraermos os gases das matrices quéntanse os minerais, o que permite a liberación secuencial de gas conforme á súa localización na rede cristalina. No caso do Ne cosmoxénico, por exemplo, este compoñente libérase a temperaturas de entre 600 ºC e 700 ºC. A baixa concentración de 21Ne cosmoxénico fai imprescindible contar cunha técnica que asegure pequenos brancos analíticos. Por iso, tanto a liña de extracción e purificación de gases como o propio espectrómetro son totalmente metálicos, co fin de previrmos a difusión de gas cara ao interior da liña. O forno de extracción (VG5400) permite obter brancos de composición atmosférica que corresponden a uns 2 x 107 átomos de 20Ne a temperatura ambiente e o dobre a 1000 ºC. Tanto a liña como o espectrómetro se manteñen a alto baleiro (< 5 x 10-9 Torr). A liña está dividida en sectores, cada un co seu indicador de presión para controlarmos o progreso da extracción do gas e a súa purificación, en que o gas extraído se expande secuencialmente unha vez que finaliza a purificación en cada sector.

A luminescencia fundaméntase en que os cristais minerais acumulan defectos electrónicos debido á interacción coa radiación ionizante ambiental. Esta acumulación é proporcional ao tempo de interacción e orixina un sinal que pode medirse no laboratorio. O rango temporal que abrangue esta técnica permite datar materiais desde unhas poucas decenas de anos até os 300-500 Ka segundo as características da mostra. O mecanismo básico da luminescencia é a liberación de fotóns debido a transicións electrónicas de electróns localizados en pozos máis ou menos estables de potencial (Figura 1). Neste proceso, a nivel atómico, interveñen mecanismos cuánticos. Os minerais que se empregan nesta técnica, fundamentalmente cuarzo e feldespato, deben ser expostos á luz solar (luminescencia estimulada opticamente ou OSL) ou á calor (termoluminiscencia ou TL) durante o tempo suficiente para que o sinal acumulado desde a súa formación ou anterior exposición sexa eliminada. A exposición do mineral (evento bleaching) determina que o reloxo luminescente parta de tempo cero ou doutro nivel, que será necesario coñecermos para que a datación sexa exacta.

Figura 1. Mecanismo de creación do sinal luminescente nos minerais

Para poder datar un mineral é necesario cuantificarmos dúas magnitudes: a paleodose e a dose anual. A paleodose é a dose acumulada no material que vai datarse. Mídese nun lector de luminescencia, onde se produce a excitación dos electróns acumulados nos defectos electrónicos coa subseguinte emisión de luz. A emisión luminosa exprésase en radiación mediante a comparación da emisión producida por diversas doses proporcionadas no laboratorio sobre a mesma mostra.

A outra magnitude necesaria para a datación é a dose que recibe o mineral por unidade de tempo, coñecida como dose anual, que se mide no seu contorno inmediato. Depende fundamentalmente da concentración en U, Th e K da matriz onde se atopan os minerais que van ser datados e, en moita menor medida, da radiación cósmica que penetra no sedimento. A variación das concentracións dos nucleidos das cadeas radioactivas ao longo do tempo repercuten no cálculo da dose anual, xa que indican que o sistema foi alterado e a dose anual puido variar durante o período de soterramento do mineral. A medida da luminescencia é obtida mediante un lector de luminescencia. Para iso, o laboratorio de luminescencia da Unidade de Xeocronoloxía do Instituto Universitario de Xeoloxía da Universidade da Coruña conta cun equipo automático Risoe-15 equipado cun fotomultiplicador EMI 9635 QA e cunha fonte de radiación beta de 90Sr/90Y calibrada. Neste equipo os minerais que van datarse son estimulados por medio de calor ou a través de luz. Para iso, o lector de luminescencia está equipado cun termopar, con díodos de LED que emiten na banda do azul e con díodos que emiten no infravermello. O termopar emprégase para someter a mostra a medidas de termoluminiscencia, así como a algúns tratamentos térmicos requiridos para as medidas de OSL. Os díodos azuis son os utilizados na medida de OSL do cuarzo e os infravermellos para os feldespatos (IRSL). Unha vez estimulada a mostra, a emisión de luminescencia é medida polo fotomultiplicador.