Datarea optică este o metodă de datare fizică bazată pe determinarea momentului în care mineralul a fost expus ultima dată la lumină. Folosit în geologie și arheologie . Alte denumiri pentru metoda sunt uneori folosite - datare luminiscentă stimulată optic ( dating OSL ) și datare fotoluminiscentă ( dating PL ).
Intervalul tipic al vârstelor determinate este de la câteva sute la 100.000 de ani. Metoda este fiabilă atunci când sunt utilizate metode adecvate cu calibrare adecvată . Vârstele în afara acestui interval pot fi, de asemenea, determinate, dar cu mai puțină fiabilitate. Eroarea în determinarea vârstei în condiții optime este de aproximativ 5%. Punctul critic în metoda de datare optică este dacă granulele minerale au fost suficient expuse la lumina zilei înainte de a fi îngropate. Majoritatea depozitelor eoliene , cum ar fi dune și loess , și unele depozite deluviale îndeplinesc acest criteriu.
Datarea optică a fost inventată de David Huntley și colegii săi în 1984 la Departamentul de Fizică de la Universitatea Simon Fraser din British Columbia ( Canada ). Metoda a fost folosită curând de laboratorul lui Martin Aitken din Oxford ( Anglia ), dar timp de mulți ani a fost folosită doar de aceste două grupuri. În prezent, există numeroase laboratoare în întreaga lume care folosesc datarea optică, deși majoritatea sunt în Europa.
Toate mineralele conțin urme de elemente radioactive , inclusiv uraniu , toriu , rubidiu și potasiu . Ele se degradează lent în timp, iar radiațiile ionizante pe care le emit sunt absorbite de alte elemente din sedimentele solului, în special de cuarț și feldspat . Daunele rezultate din radiații sunt stocate sub formă de defecte în rețeaua cristalină , care sunt capcane acceptoare de electroni . Dacă proba este iradiată cu lumină albastră, verde sau infraroșie , cristalul va luminesce , deoarece energia stocată în defecte va fi eliberată sub formă de lumină . Intensitatea luminiscenței variază în funcție de doza absorbită de radiație acumulată în timpul în care proba a fost în întuneric. Daunele cauzate de radiații se acumulează la o rată determinată de cantitatea de elemente radioactive din probă. Expunerea la lumina zilei eliberează energia acumulată în defectele rețelei și astfel este posibil să se determine timpul în care proba a fost în întuneric.
Datarea optică este una dintre câteva metode în care vârsta este calculată ca raport dintre doza totală de radiație absorbită și rata dozei absorbite . Rata de doză absorbită este determinată de conținutul de elemente radioactive (K, U, Th și Rb) din probă și din mediul său și de debitul de doză din razele cosmice . Rata dozei este de obicei în intervalul 0,5-5 Gy /1000 de ani. Doza totală de radiație absorbită este determinată prin excitarea anumitor minerale din probă (de obicei cuarț sau feldspat) cu lumină și măsurarea luminii rezultate. Fotonii luminii emise trebuie să aibă energii mai mari decât fotonii de excitație pentru a evita fondul de fotoluminiscență convențională . Vârsta unei probe în care granulele minerale au fost expuse la lumina zilei timp de cel puțin câteva secunde este resetată la zero; atunci când este excitat de lumină, nu va mai emite niciun foton de acest fel. Cu cât eșantionul este mai vechi, cu atât emite mai multă lumină.
Mineralele măsurate sunt de obicei cuarț sau feldspat cu granule de nisip cu mărimea granulelor sau granule de praf nedivizate. Ambele variante au avantaje și dezavantaje. Pentru cuarț, se utilizează de obicei lumina de excitație albastră sau verde, iar emisia este măsurată în ultraviolete apropiate . Pentru feldspat sau granule pulverizate, se utilizează de obicei excitația în infraroșu apropiat și se măsoară emisia de violet.