Datación de sedimentos y evaluación de la tasa de acumulación sedimentaria mediante el análisis de la radiactividad de 210Pb y 137Cs

Abstract

RESUMEN: Para estudiar, con fines de datación, la presencia de diferentes isótopos radiactivos, naturales y artificiales, en sedimentos, se ha realizado un estudio de las propiedades de un detector de centelleo de NaI(Tl) y de un detector semiconductor HPGe, haciendo hincapié en el calibrado en energías y en la medida de la resolución y de la eficiencia absoluta de ambos equipos. A la vista de las limitaciones que presenta el detector de centelleo, se ha medido la presencia de diferentes isótopos radiactivos mediante espectrometría gamma de alta resolución, utilizando un detector de HPGe, en un conjunto de muestras obtenidas mediante una cata de sedimentos a distintas profundidades en dos zonas del estuario de San Pedro del Mar (La Maruca, Santander). El estudio de los diferentes elementos, naturales y artificiales, presentes en los sedimentos, nos ha permitido la aplicación del método de datación utilizando el 210Pb en exceso (natural) y el 137Cs (antropogénico) como trazadores. Por último, se han analizado los diferentes modelos aplicables a las medidas realizadas con el fin de estudiar la tasa de acumulación sedimentaria. El primer modelo (CIC: Constant Initial Concentration) supone una concentración inicial de 210Pb en exceso constante. El segundo modelo, (CRS: Constant Rate Supply) supone una velocidad de aporte constante de 210Pb en exceso. Como resultado principal del trabajo, hemos conseguido obtener la evolución temporal de la tasa de acumulación sedimentaria para los últimos 150 años, tasa que presenta un crecimiento que parece alcanzar un máximo alrededor de 1980.

ABSTRACT: To study with dating purposes the presence of different radioactive, natural and artificial, isotopes in sediments, it was performed a study of the properties of a NaI(Tl) scintillation detector and a HPGe semiconductor detector, emphasizing on energy calibration and the measurement of the resolution and the absolute efficiency of both systems. It was measured the presence of different radioactive isotopes by high resolution gamma spectrometry using a HPGe detector in a set of samples obtained from two cores of sediments at different depths in two areas of the estuary of San Pedro del Mar (La Maruca, Santander). The study of the activities of different elements, natural and artificial, in the sediments, has allowed us to apply the method of dating using the excess 210Pb (natural) and the 137Cs (anthropogenic) as tracers. Finally, the measurements have been analyzed using two different models in order to study the accumulation rate of sediments. The first model (CIC: Constant Initial Concentration) involves a constant initial concentration of excess 210Pb. The second model (CRS: Constant Rate Supply) assumes a constant supply of excess 210Pb. As the main result of our work, we have obtained the time evolution of the accumulation rate for the last 150 years. This rate shows a growing trend with a maximum around 1980.