sábado, 9 de febrero de 2013

Carbono-14 y La Datación Por Radiocarbono

Cuando ves un programa en la televisión sobre civilizaciones antiguas o arqueología es muy común ver que se hicieron pruebas con Carbono-14 para la datación de la antigüedad de algún objeto, ¿pero sabes cómo funciona este método?

Antes de comenzar con la explicación quisiera explicar un par de cosas.
Isótopos: Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa atómica, para que dos átomos sean del mismo elemento químico deben tener la misma cantidad de protones y los elementos más comunes son aquellos que poseen la misma cantidad de neutrones y protones. El Carbono-14 es un isotopo radioactivo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones, por otra parte, el Nitrógeno-14 es un isótopo no radioactivo del nitrógeno que contiene 7 protones y 7 neutrones.

El método de datación por radiocarbono (Carbono-14) es la técnica basada en isótopos más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60 000 años. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrones cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14. Estos procesos de generación-degradación de carbono-14 se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas, de manera que la proporción Carbono-14/Carbono-12 en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de Carbono-14 a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en Nitrogeno-14 por decaimiento radiactivo.

La masa en isótopo Carbono-14 de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de Carbono-14 en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de Carbono-14 que aún queda en el material. Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como "edad radiocarbónica" o de Carbono-14, y se expresa en años BP (Before Present). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa de los isótopos radiactivos en la atmósfera.

Anillos de crecimiento en un tejo (Taxus baccata).
Al comparar las concentraciones teóricas de Carbono-14 con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendrocronología (ciencia que se ocupa de la datación de los anillos de crecimiento de las plantas arbóreas y arbustivas leñosas) se descubrió que existían diferencias con los resultados esperados. Esas diferencias se deben a que la concentración de carbono radiactivo en la atmósfera también ha variado respecto al tiempo. Hoy se conoce con suficiente precisión (un margen de error de entre 1 y 10 años) la evolución de la concentración de Carbono-14 en los últimos 15.000 años, por lo que puede corregirse esa estimación de edad comparándolo con curvas obtenidas mediante interpolación de datos conocidos. La edad así hallada se denomina "edad calibrada" y se expresa en años Cal BP.