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Burial dating of Late-Cenozoic deposits using in-situ produced cosmogenic nuclides

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Collocazione:
Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences, 23(1), 125-136
Autore/i:
Andrea CIAMPALINI, Cristina PERSANO, Derek FABEL & Marco FIRPO
Abstract:

La datazione di depositi fluvio-deltizi neogenico-quaternari è spesso difficile a causa della mancanza, al loro interno, di biomarkersstratigrafici. Definire un intervallo temporale preciso in cui è avvenuta la deposizione dei sedimenti che si ha intenzione di analizzarerisulta fondamentale in molti campi della geologia, geomorfologia, stratigrafia e geoarcheologia. Lo studio di questi depositi è fondamentaleper comprendere l’evoluzione del paesaggio in termini di erosione, incisione fluviale e tassi di deposizione in conseguenza diattività tettonica o cambiamenti climatici. Le tecniche di datazione tradizionali o più utilizzate come la termoluminescenza o il 14C sumateriale organico hanno un limite temporale piuttosto ristretto e risultano inutilizzabili in caso di sedimenti più vecchi del PleistoceneSuperiore. Per sedimenti più vecchi e/o in mancanza di sostanze organiche, gli isotopi cosmogenici trovano una più vasta applicabilità,non solo per la datazione dei sedimenti, ma anche in numerosi altri settori della geologia. Verrà di seguito illustrata la procedura dipreparazione dei campioni e la teoria del metodo degli isotopi cosmogenici, evidenziando le caratteristiche necessarie per applicare ilmetodo e illustrando la versatilità dello stesso per risolvere problematiche molto differenti fra loro.

Dating the Miocene to Pleistocene deposition of fluvial and deltaic sediments is often difficult because of the absence of suitable biostratigraphicmarkers. Temporal limits on sediment deposition, however, are fundamental constraints in many geological, geomorphological,stratigraphical and archeological studies. In particular a dated stratigraphy of sedimentary basins provides information abouttiming of evolution of the sediment source and routing system due to tectonics, sea-level and/or climate changes. Traditional techniques,such as luminescence, radiocarbon dating of organic material, etc. only permit us to date sediments that are no older than~250,000 years. Recently a method for dating sediment burial using the radioactive decay of cosmogenic nuclides 26Al and 10Be hasbeen developed. 26Al and 10Be are produced by the continuous bombarding by high-energy cosmic rays of the Earth surface wherethey penetrate into rocks and sediments at a depth that varies, depending on rock density, between 2 and 3 m. The long half-life of the26Al (7.05X105 yr) and 10Be (1.5X106 yr) make them optimal for dating sediments that were deposited over the past five million years, aslong as the sediments were at the surface and exposed to cosmic rays before sedimentation and burial. The sediments that can bedated using the cosmogenic isotopes technique need to have the following characteristics: (1) quartz needs to be present and havebeen exposed at the surface for a time necessary to accumulate measurable cosmogenic radionuclides concentration (i.e., dependingon latitude and altitude, at least ~ 200 years); (2) transport time needs to have been negligible (3) burial was rapid and deep (>10 m) toavoid cosmogenic nuclides production after deposition, otherwise a correction needs to be introduced. This method is useful in manyItalian areas where deltaic or fluvial Miocene to Pleistocene deposits crop out.

Abstract (PDF)

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