En los años cuarenta del siglo pasado, el profesor Villard Libby trabajaba en la universidad de Chicago sobre una idea que le valdría el premio Nobel en 1960: la determinación de la edad de los restos arqueológicos utilizando la radiactividad del isótopo de carbono de masa atómica 14 .
Casi todo el carbono existente en la atmósfera y en los organismos vivos tiene masa atómica 12, pero se encuentra una parte de un isótopo radiactivo de masa atómica 14. Mientras un árbol o un animal vive la relación entre el porcentaje de C12 y C14 permanece constante en su cuerpo porque va renovando sus tejidos. En el momento de la muerte el proceso se detiene, y la cantidad de C14 disminuye exponencialmente. Libby propuso que se midiera la parte de
carbono 14 que permanecía en los restos encontrados, de forma que conociendo cómo se
desintegraba el isótopo radiactivo podríamos averiguar su edad.
Desde entonces se ha ampliado el estudio a otros isótopos radiactivos ajustados a la antigüedadde lo que queremos medir. Así se ha datado la edad del planeta Tierra en 4500 millones de años por la desintegración de uranio en plomo.
El carbono 14 solo sirve para unas decenas de miles de años, y además ha necesitado ajustes por la oscilación del CO2 atmosférico según épocas. La datación por C14 tiene el interés histórico de ser el pionero.
El carbono 14 solo sirve para unas decenas de miles de años, y además ha necesitado ajustes por la oscilación del CO2 atmosférico según épocas. La datación por C14 tiene el interés histórico de ser el pionero.
Para medir la cantidad de carbono 14 restante en un fósil, los científicos incineran un fragmento pequeño para convertirlo en gas de dióxido de carbono. Se utilizan contadores de radiación para detectar los electrones emitidos por el decaimiento de carbono 14 en nitrógeno. La cantidad de carbono 14 se compara con la de carbono 12, forma estable del carbono, para determinar la cantidad de radiocarbono que se ha desintegrado y así datar el fósil.
Hay otras dos formas:
- LSC o Centelleo Líquido
Con este método se consigue conocer la cantidad de C14 de la muestra gracias a la luz. La muestra se sumerge en un líquido centelleador; el C14 emite una partícula beta que hace reacción con los componentes del líquido centelleador y emite luz. Equipamientos especializados interpretan estos centelleos, así los científicos averiguan la cantidad del isótopo en la muestra.
- AMS o Espectrometría por Acelerador de Masas
El carbono puede aparecer en una muestra de tres formas: C12, C13 y C14. El acelerador de masas lo que hace es dotar de carga eléctrica a las partículas de carbono. Luego se aplica un campo magnético al carbono ionizado. La respuesta al campo magnética aplicado es diferente según el carbono. Esto permite separar unos de otros y conocer los valores de cada uno.
- LSC o Centelleo Líquido
Con este método se consigue conocer la cantidad de C14 de la muestra gracias a la luz. La muestra se sumerge en un líquido centelleador; el C14 emite una partícula beta que hace reacción con los componentes del líquido centelleador y emite luz. Equipamientos especializados interpretan estos centelleos, así los científicos averiguan la cantidad del isótopo en la muestra.
- AMS o Espectrometría por Acelerador de Masas
El carbono puede aparecer en una muestra de tres formas: C12, C13 y C14. El acelerador de masas lo que hace es dotar de carga eléctrica a las partículas de carbono. Luego se aplica un campo magnético al carbono ionizado. La respuesta al campo magnética aplicado es diferente según el carbono. Esto permite separar unos de otros y conocer los valores de cada uno.
Factores que alteran la datación
- Para los cálculos se debe tener también en cuenta el emplazamiento donde el ejemplar se ha hallado. Así, en las regiones volcánicas, puede ser inferior a lo normal, porque el óxido de carbono volcánico reduce el carbono 14 de la vegetación. Se sabe asimismo que, desde 1900, la tasa de carbono 14 disminuyó (del 3 a1 2 %), porque la actividad industrial vertió a la atmósfera grandes cantidades de anhídrido carbónico, pero en cambio volvió a crecer en un 50 % aproximadamente desde los años cincuenta debido a los experimentos atómicos. Correcciones suplementarias se han efectuado en ciertos periodos antiguos, cuando, por comparación histórica, se ha establecido que hacia el año 6200 antes de nuestra era la tasa de carbono 14 era un 8 % superior a la actual y que un objeto cuya edad real es de 8.500 años en la datación del carbono 14 sólo tiene 7.500 años.
- La precisión de la datación con carbono 14 disminuye a medida que se retrocede en el tiempo, y alcanza su máximo en torno a los 50.000 años, cuando hay que recurrir a la datación por otros métodos, como por el Potasio-40, que es otro elemento radioactivo que se encuentra de forma natural en los organismos. Otros radioisótopos útiles para la datación de las muestras geológicas que se encuentran junto al organismo a datar son: el Uranio-235, el Uranio-238, el Torio-232 y el Rubidio-87. Así, el uso combinado de varios radioisótopos permite datar muestras biológicas y geológicas con un alto grado de exactitud. Su mínimo se sitúa alrededor de los 500 años. Para los objetos de esta edad o menores se recurre a otras técnicas de identificación como la termoluminiscencia, sobre todo en el terreno del arte.
- La datación con carbono 14 requiere precauciones particulares en la elección y la preparación de las muestras, pues el isótopo utilizado tiene una actividad muy débil: 15 desintegraciones por minuto por gramo de carbono total, lo que es evidentemente débil e impone una precisión muy grande en las medidas.
Múltiples usos
A pesar de su costo, la datación con carbono 14 se ha aplicado a decenas de millares de objetos. Ha ejercido una influencia muy importante en la arqueología de emplazamientos poco conocidos, permitiendo, por ejemplo, establecer la antigüedad de ocupación en un emplazamiento por el estudio comparativo de las edades de diversos instrumentos. Relacionado con la estratigrafía, la magnetometría -el estudio de la orientación magnética de objetos como los de cerámica- y la termoluminescencia, es uno de los instrumentos clásicos del estudio del pasado. Es asimismo muy valioso para detectar objetos falsos, siempre que contengan partículas orgánicas (ni los objetos de metal ni los de piedra se prestan a ello).
¿Cuáles son los organismos más antiguos que pueden ser datados?
Todo organismo que tenga menos de aproximadamente 50.000 años de antigüedad puede ser datado con C14. Más allá de los cincuenta mil años, la cantidad del isótopo en la muestra se encuentra extremadamente reducida o alterada por factores externos. A menudo, en materias muy viejas, hay contaminantes que pueden afectar la exactitud de la datación. Incluso datar material arqueológico o geológico de más de 30.000 años puede ser muy dificultoso a no ser que la muestra se encuentre en una situación favorable y pueda ser descontaminada por los científicos, lo cual es inusual dado la antigüedad de los objetos a examinar y las condiciones ambientales que han experimentado en ese tiempo. Hasta una pequeña molécula contaminante de carbono puede significar un error en la fecha estimada. Por esto, generalmente a las muestras más antiguas se les denomina “de más de 30.000 años”, o "más de 45.000", por lo complicada e inexacta que es la datación bajo esas condiciones.
En lugares como Australia, arqueólogos han encontrados problemas para datar sitios históricos que se remontan a 50.000 o 60.000 años atrás. En estos casos, se utilizan otras técnicas de datación paralelamente con el C14, para verificar la exactitud. En lugares más al norte del continente, las fechas más antiguas obtenidas (principalmente con la datación OSL: Luminiscencia óptica estimulada) son de hasta sesenta mil años.
