Vista di un cranio riconducibile ad un Ursus Speleus
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Il metodo della serie dell'uranio

Questo metodo relativamente nuovo è complicato e perciò costoso, ma apre un arco di datazione che giunge fino a circa 400.000 anni fa. L'uranio, l'elemento naturale più pesante, si presenta in due isotopi, ambedue radioattivi, punti di partenza di due serie di decadimento. L'isotopo principale 238, passando per stadi intermedi, si trasforma in torio 230 e infine nello stabile isotopo del piombo 206. L'uranio assai raro 235, passando per stadi intermedi, si trasforma nel protoattinio 231 e poi nello stabile isotopo del piombo 207.

La datazione si basa sulle diverse proprietà chimiche dei singoli elementi delle serie di trasformazione. P. es. mentre l'uranio è facilmente solubile in acqua e quindi può giungere negli organismi, il torio ed il protoattinio sono praticamente insolubili nell'acqua. L'orologio dell'uranio comincia a ticchettare quando l'uranio giunge nei tessuti di un organismo o altrove e comincia a disintegrarsi lentamente. Anche dopo la morte il decadimento continua ed in resti fossili (legno, ossa) gli elementi derivati (torio, attinio ecc.) diventano sempre più consistenti. Dal rapporto del torio 230 con l'uranio 238 e del protoattinio 231 con l'uranio 235, si può calcolare l'età del campione esaminato. L'arco di questo metodo dipende non solo dal tempo di dimezzamento dell'uranio, ma anche da quello dei derivati; la precisione viene spesso limitata dall'esiguo contenuto di uranio (sotto 1 ppm = parte per milione, un milionesimo).

Il metodo dell'uranio si può applicare anche alle concrezioni, formate dallo scioglimento e poi dalla riformazione del calcare. Il torio ed il protoattinio non sono solubili in acqua e quindi non potevano entrare nella concrezione in origine; se quindi oggi vi si trovano, vuol dire che essi sono derivati dalla disintegrazione dell'uranio solubile. Dal rapporto della loro quantità rispetto all'uranio ancora presente, si deduce l'età della concrezione. Sebbene il metodo si dibatta ancora fra difficoltà iniziali, bisogna riconoscere la sua grande importanza per la datazione di oggetti e strati degli ultimi tre o 400.000 anni.