¿Cómo funciona el método de datación por radiocarbono y es confiable?

La datación por radiocarbono es una de las más conocidas técnicas de datación arqueológica disponible para los científicos, y muchas personas en el público en general al menos han oído hablar de él. Pero hay muchas ideas falsas sobre cómo funciona el radiocarbono y cuán confiable es una técnica.

La datación por radiocarbono fue inventada en la década de 1950 por el químico estadounidense Willard F. Libby y algunos de sus estudiantes en la Universidad de Chicago: en 1960, ganó un Premio Nobel de Química por la invención. Fue el primer método científico absoluto jamás inventado: es decir, la técnica fue la primera en permitir que un investigador determinara cuánto tiempo hace que murió un objeto orgánico, si está en contexto o no. Tímido de un sello de fecha en un objeto, sigue siendo la mejor y más precisa de las técnicas de datación diseñadas.

Todos los seres vivos intercambian el gas Carbono 14 (C14) con la atmósfera que los rodea: los animales y las plantas intercambian carbono 14 con la atmósfera, los peces y los corales intercambian carbono con C14 disuelto en el agua. A lo largo de la vida de un animal o planta, la cantidad de C14 está perfectamente equilibrada con la de su entorno. Cuando un organismo muere, ese equilibrio se rompe. El C14 en un organismo muerto decae lentamente a un ritmo conocido: su "vida media".

La vida media de un isótopo como C14 es el tiempo que tarda la mitad en descomponerse: en C14, cada 5,730 años, la mitad desaparece. Entonces, si mide la cantidad de C14 en un organismo muerto, puede averiguar cuánto tiempo hace que dejó de intercambiar carbono con su atmósfera. Dadas circunstancias relativamente inmaculadas, un laboratorio de radiocarbono puede medir la cantidad de radiocarbono con precisión en un organismo muerto por hasta 50,000 años atrás; después de eso, no queda suficiente C14 para medir.

Sin embargo, hay un problema. El carbono en la atmósfera fluctúa con la fuerza de campo magnético de la tierra y actividad solar. Tienes que saber cómo era el nivel de carbono atmosférico (el 'depósito' de radiocarbono) en ese momento de la muerte de un organismo, para poder calcular cuánto tiempo ha pasado desde el organismo murió. Lo que necesita es una regla, un mapa confiable del depósito: en otras palabras, un conjunto orgánico de objetos que puede fijar de forma segura una fecha, medir su contenido de C14 y así establecer el depósito de referencia en un año determinado.

Afortunadamente, tenemos un objeto orgánico que rastrea el carbono en la atmósfera anualmente: tres anillos. Los árboles mantienen el equilibrio de carbono 14 en sus anillos de crecimiento, y producen un anillo por cada año que están vivos. Aunque no tenemos árboles de 50,000 años de antigüedad, tenemos conjuntos de anillos de árboles superpuestos de 12,594 años. En otras palabras, tenemos una forma bastante sólida de calibrar las fechas de radiocarbono en bruto para los últimos 12.594 años del pasado de nuestro planeta.

Pero antes de eso, solo hay datos fragmentarios disponibles, lo que hace que sea muy difícil fechar definitivamente algo anterior a 13,000 años. Son posibles estimaciones confiables, pero con grandes factores +/-.

Como puede imaginar, los científicos han estado tratando de descubrir otros objetos orgánicos que se pueden fechar de manera segura desde el descubrimiento de Libby. Otros conjuntos de datos orgánicos examinados han incluido varvas (capas en rocas sedimentarias que se colocaron anualmente y contienen materiales orgánicos, corales oceánicos profundos, espeleotemas (depósitos de cuevas) y tefras volcánicas; pero hay problemas con cada uno de estos métodos. Los depósitos de las cuevas y las varvas tienen el potencial de incluir carbono del suelo viejo, y todavía hay problemas sin resolver con cantidades fluctuantes de C14 en corales oceánicos.

A partir de la década de 1990, una coalición de investigadores dirigida por Paula J. Reimer de la Centro CHRONO para el Clima, el Medio Ambiente y la Cronología, en Queen's University Belfast, comenzó a construir un extenso conjunto de datos y una herramienta de calibración que primero llamaron CALIB. Desde entonces, CALIB, ahora renombrado IntCal, ha sido refinado varias veces. IntCal combina y refuerza datos de anillos de árboles, núcleos de hielo, tefra, corales y espeleotemas para proponga un conjunto de calibración significativamente mejorado para las fechas c14 entre 12,000 y 50,000 años hace. Las últimas curvas fueron ratificadas en el XXI Conferencia Internacional de Radiocarbono en julio de 2012.

En los últimos años, una nueva fuente potencial para refinar más las curvas de radiocarbono es el lago Suigetsu en Japón. Los sedimentos formados anualmente del lago Suigetsu contienen información detallada sobre los cambios ambientales en los últimos 50,000 años, que el especialista en radiocarbono PJ Reimer cree que será tan bueno y tal vez mejor que los núcleos de muestras de el Capa de hielo de Groenlandia.

Los investigadores Bronk-Ramsay et al. informan 808 fechas de AMS basadas en varices de sedimentos medidas por tres laboratorios diferentes de radiocarbono. Las fechas y los cambios ambientales correspondientes prometen hacer correlaciones directas entre otros registros climáticos clave, permitiendo a investigadores como Reimer calibrar finamente las fechas de radiocarbono entre 12,500 y el límite práctico de datación de c14 de 52,800.

Reimer y sus colegas señalan que IntCal13 es solo lo último en conjuntos de calibración, y se esperan mejoras adicionales. Por ejemplo, en la calibración de IntCal09, descubrieron evidencia de que durante el Younger Dryas (12,550-12,900 cal BP), hubo un cierre o al menos una fuerte reducción de la formación de aguas profundas del Atlántico Norte, que seguramente fue un reflejo del cambio climático; tuvieron que arrojar datos para ese período del Atlántico Norte y usar un conjunto de datos diferente. Esto debería producir resultados interesantes en el futuro.

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• _{Reimer PJ. 2012. Ciencia atmosférica Refinando la escala de tiempo de radiocarbono. Ciencias 338(6105):337-338.}
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