Locos por la Geología

Hoy comenzaremos a ver en detalle un tema que les adelanté a modo introductorio hace bastante tiempo atrás.

Se trata del primero de los métodos de datación absoluta del que voy a hablarles, es decir el del Carbono 14.

Para entender esto, deberían ir a leer algunos posts previos, y seguir los links que les iré dejando a lo largo del post.

¿Qué nociones previas acerca del carbono necesitamos?

Ya en un post anterior les he explicado en detalle qué son los isótopos de un elemento, de modo que pasaré directamente a señalarles cuáles son las tres formas isotópicas del carbono.

• El Carbono-12 que tiene 6 protones y 6 neutrones, además de 12 partículas subatómicas en su núcleo.
• El Carbono-13 que tiene 6 protones y 7 neutrones, con 13 partículas subatómicas en el núcleo.
• El Carbono-14 que tiene 6 protones y 8 neutrones, más 14 partículas subatómicas en su núcleo.

Desde la primera observación puede notarse que el nombre de cada isótopo es simplemente el número que resulta de la suma de sus protones y neutrones.

En el caso que nos ocupa, los dos primeros isótopos son estables, no así el tercero, que por ende actúa como radiactivo hasta alcanzar su transformación a un elemento «hijo» que se encuentra en equilibrio y que es el Nitrógeno 14, al cual se llega por la emisión de una partícula beta desde el C14 al que se considera «padre».

¿Dónde y cómo se origina el C¹⁴?

El carbono-14 nace en la atmósfera superior y se forma por el bombardeo de rayos cósmicos, que no son otra cosa que partículas nucleares de alta energía, con ocurrencia habitual en el espacio.

Esas partículas dispersan los núcleos de los átomos gaseosos, liberando neutrones. Cuando los neutrones son absorbidos por los átomos de nitrógeno (N) – elemento gaseoso de número atómico 7 y número de masa 14- cada núcleo libera un protón, con lo cual su número atómico disminuye a 6, con lo que pasa a ser precisamente carbono-14.

Una vez así generado, el C14 forma parte del dióxido de carbono y es absorbido por los vegetales a través de la fotosíntesis, y luego pasa a otros seres vivos a lo largo de la cadena alimentaria. En definitiva, todos los organismos contienen una pequeña cantidad de carbono-14.

Es importante señalar que en el dióxido de Carbono, están también presentes los otros dos isótopos, siendo el mayoritario (más del 98,9%) el C¹². Se ha calculado que existe aproximadamente 1,3 átomos de C¹⁴ por cada 10¹² átomos de C¹² , y se sabe también que esta proporción se ha mantenido aproximadamente constante a lo largo del tiempo geológico

¿Cómo se aplica este conocimiento a la datación absoluta?

Obviamente, para que no me obliguen a repetir cosas que ya pueden ver en otros posts, les recomiendo ir a leerlos antes de entrar en esta explicación.

Aclaremos ahora que como el período de semidesintegración del carbono-14 es de sólo 5.730 años, únicamente puede usarse para datar eventos comparativamente recientes. No puede usarse más allá de los 70.000 años como máximo, y sólo se aplica en restos que fueron organismos en algún momento.

Ahora sí veamos la explicación básica y simplificada de cómo se puede datar por radiocarbono.

En la mayoría de los métodos de datación por isótopos- tal como veremos más adelante detalladamente en otros posts- la edad se obtiene de la proporción entre el isótopo padre y el isótopo hijo. En este caso, en cambio, el isótopo resultante es gaseoso (N) de modo que escapa del material y es imprescindible utilizar otra estrategia.

Es por eso que se recurre a la proporción entre los dos elementos que están presentes en la materia orgánica original, es decir C ¹² y C ¹⁴.

Durante todo el tiempo en que un organismo permanece con vida, la proporción entre ambos isótopos permanece constante, ya que el 14 que se pierde por transformación a N se va renovando, ya sea por procesos de fotosíntesis desde la atmósfera, o por alimentación en el caso de organismos superiores que consumen la vegetación.

No obstante, cuando se produce la muerte del organismo, sea una planta o un animal, cesa esa renovación y el C ¹⁴ va disminuyendo gradualmente por su desintegración en N ¹⁴ que ocurre como ya dijimos al emitir partículas beta. Comparando las proporciones de las dos formas de carbono en una muestra a datar con una muestra testigo similar pero reciente, pueden realizarse aproximaciones de edad.

Siendo la vida media del C ¹⁴ de 5.730 años, una muestra problema que contenga el 50% del radiocarbono presente en una muestra actual, tendrá una edad de 5.730 años precisamente. Si su contenido es del 25%, habrán transcurrido dos vidas medias, es decir que la edad será de 11.740 años; para un 12,5% la edad resultante es de 17.190 años, y así sucesivamente. Con esa información se construyeron curvas en las que luego puede ingresarse la cantidad medida y buscar en la coordenada correspondiente, la edad estimada.

Por supuesto a medida que transcurre el tiempo, la cantidad de C ¹⁴ se hará cada vez más exigua, hasta no resultar medible, de allí el límite de utilización establecido en alrededor de 70.000 años como ya les dije.

¿Qué dificultades implica este método?

Lo primero que conviene señalar es que el relato del fundamento teórico puede dar la falsa sensación de que esa teoría tiene una aplicación práctica igualmente sencilla, pero ése no es el caso, ya que el procedimiento real es bastante complejo y conlleva un cierto margen de error.

Para comenzar, el método sólo puede usarse para datar los materiales orgánicos como madera, carbón vegetal, huesos y hasta carne, en casos de hallazgos de cuerpos momificados o congelados, o tejidos y fibras de algodón.

Por otra parte, la medición misma requiere muchas maniobras de precisión – desde la obtención de la muestra, su preparación, la estimación de su peso, etc.,etc.- en las que se pueden ir introduciendo errores que se suman entre sí.

Todo ello hace que sea parte del protocolo la aplicación de verificaciones cruzadas, ya sea por dendrocronología, fósiles obtenidos en el estrato que contiene a la muestra a datar, criterios estratigráficos, o hasta la doble datación en distintos laboratorios.

¿Cuales son las limitaciones?

Ya las hemos señalado un par de veces, pero repitamos que hay un límite máximo para la antigüedad de la muestra a medir, y para el tipo de material que puede investigarse.

Pero también hay que agregar que en acontecimientos muy recientes tampoco puede utilizarse porque el margen de error del método podría exceder la edad misma que se está midiendo en casos de eventos que han ocurrido muy poco tiempo atrás. Por eso su uso forense es muy limitado para escenas de escasa antigüedad.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.