Carbono 14
El Carbono-14 (o radiocarbono) es un isótopo del carbono que se conoce
artificialmente desde 1934, aunque hasta 1946 no se demostró su existencia
natural. En este año, el químico W.F. Libby, que recibió el Premio Nobel por su
descubrimiento, demostró que este isótopo del carbono se forma de manera
continua en las capas altas de la atmósfera terrestre, debido a la acción de
los rayos cósmicos sobre el Nitrógeno-14. Una vez formado, el Carbono-14 se
oxida con el oxígeno para dar lugar a moléculas de dióxido de carbono, que son
indistinguibles químicamente de las formadas por el isótopo "normal"
del carbono, el Carbono-12. Estas moléculas de dióxido de carbono pasan a
formar parte, a través de la fotosíntesis, de los tejidos vegetales, y de ahí a
los animales. De modo, que todos los seres vivos mantienen en sus tejidos una
proporción entre Carbono-14 y Carbono-12 que es la misma que la existente en la
atmósfera terrestre (en la que el Carbono-14 es escaso)
Cuando el organismo muere, deja de incorporar carbono a sus tejidos y la
proporción entre ambos isótopos comienza a cambiar, ya que el Carbono-14 es
inestable y se convierte en Carbono-12 con un periodo de 5568 años. Es decir,
que transcurridos 5.568 años desde la muerte del ser vivo, la mitad de su
Carbono-14 habrá desaparecido para convertirse en Carbono-12, y pasados 11.136
años desde su muerte la cantidad de Carbono-14 inicial se habrá reducido a una
cuarta parte. Como la cantidad inicial de Carbono-14 es la misma que la
presente en la atmósfera terrestre, basta con medir la cantidad de Carbono-14
presente en un resto orgánico para deducir el tiempo transcurrido desde su
muerte. No obstante, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera no ha
sido constante a lo largo del tiempo, sino que ha sufrido fluctuaciones, por lo
que este método tiene un cierto margen de error. El límite de esta técnica
depende de la capacidad de medir con exactitud el número de átomos de
Carbono-14 presente en una muestra. A partir de determinada antigüedad, hay tan
pocos átomos de Carbono-14 que su medición se hace muy imprecisa y los
resultados no son fiables
Para comprender esta limitación imaginemos una muestra hipotética que
tuviera en origen 1000 átomos de Carbono-14. Pasado el primer periodo, 5.568
años, solo quedarían 500 átomos. Poco importa un error de medida de 5 átomos:
tanto si obtenemos 495 átomos, como si hallamos un número de 505 átomos,
sabremos que ha transcurrido solo un periodo (5.568 años). Tampoco hay
problemas con el segundo período (250 átomos de Carbono-14), ni con el tercero
(125 átomos), y así sucesivamente hasta que, en el séptimo periodo se pasa de
16 átomos de Carbono-14 hasta 8 átomos. Ahora, un error de 5 átomos es
demasiado elevado, ya que si obtenemos una medición de13 átomos podríamos
pensar que sólo han transcurrido 6 períodos, pero si obtenemos una cifra de 3
átomos concluiríamos que han transcurrido 8 períodos. Es decir que a medida que
disminuye la cantidad de Carbono-14 aumenta el margen de error. De este modo se
llega a un punto más allá del cual no es posible obtener dataciones fiables.
Cuanto mayor sea el período de un isótopo, más lejos en el tiempo estará su
límite.
Hasta hace pocos años, el límite de la técnica del Carbono-14 rondaba
los 35.000 años de antigüedad pero en la actualidad se utiliza un Espectrómetro
de Masas con Acelerador de Partículas, que es capaz de medir con precisión
números muy bajos de átomos, lo que ha permitido extender el rango de la
técnica hasta los 45.000 años.
Otra limitación a la técnica, reside en el descubrimiento de que la
cantidad de Carbono-14 en la atmósfera terrestre no ha sido constante a lo
largo del tiempo. Esto se debe a las fluctuaciones de la actividad solar.
Cuando ésta es mayor, hay más viento solar, que reduce la llegada de rayos
cósmicos a la Tierra y, por tanto, se produce menos cantidad de Carbono-14. En
la actualidad existen técnicas para calibrar con gran precisión la técnica del
Carbono-14 hasta cerca de los 11.000 años de antigüedad, y con menos precisión
hasta su límite práctico.
Con todo, el método del Carbono-14 tiene un valor inapreciable en
Arqueología, ya que los sucesos estudiados por esta ciencia entran dentro de su
rango. Sin embargo, la mayor parte de los acontecimientos que ocupan al
paleontólogo sucedieron mucho más allá del alcance del método del Carbono-14.
Es por ello, por lo que se ha hecho necesario desarrollar nuevos métodos que,
basándose en el mismo fenómeno de la radiactividad natural, alcancen
antigüedades mucho mayores. Estos métodos están basados en isótopos de elementos
tales como el potasio y el uranio.
Termoluminiscencia
Minerales
expuestos a la radiación natural como el barro empleado en cerámica acumulan
electrones, cuyo número es una medida de la cantidad de radiación. Si dichos
minerales se someten a temperaturas de 300 a 600°C, la energía radiactiva que
contienen se libera en forma de luz, fenómeno llamado termoluminiscencia. Pues
bien, los científicos pueden calcular la antigüedad de objetos de barro
midiendo esa energía, con un margen de error de apenas 10%.
La
termoluminiscencia puede usarse para identificar reliquias falsas de cerámica o
de bronce (que tienen un núcleo de barro). Por ejemplo, en la década de 1970
fue sometida a análisis mediante termoluminiscencia una lámpara de cerámica del
Museo Británico que se creía de origen romano: se demostró que fue hecha hacia
1920.
Método
del campo magnético:
La aguja de una brújula apunta siempre hacia el norte magnético del planeta y
no hacia el norte geográfico señalado en los mapas. Pero el campo magnético de
la Tierra cambia de vez en cuando y de acuerdo con un patrón irregular. Por
ejemplo, hace 1,500 años la desviación con respecto al norte geográfico era
aproximadamente 50% mayor que en el presente, y hace unos 5,500 años era apenas
un 40% mayor.
Las
partículas de óxido de hierro contenidas en las rocas de lava solidificada y en
el barro se alinean con el campo magnético del planeta, así que si esos
minerales son calentados en un horno, las partículas quedan fijas en la
dirección hacia la cual apuntaban cuando estaban fríos. Pues bien, los
científicos pueden medir esa dirección con un magnetómetro, lo cual ha dado
origen a la técnica de datación llamada de magnetismo termorremanente. El campo
magnético de una roca puede compararse con un diagrama cronológico de los
cambios ocurridos en el campo magnético de la Tierra.
Estratigrafía
Es una ciencia que estudia la
superposición de capas o estratos de la tierra en el terreno con una finalidad
arqueológica. Cada capa tiene una edad diferente, y según donde encontremos un
objeto podemos establecer su antigüedad.
Los humanos, han producido una
revolución estratigráfica cuando hacen su aparición en la tierra, modifican la
estratigrafía, le dan carácter antrópico a esta la particularizan. El papel que
jugó en su momento histórico la introducción de la estratigrafía geológica en
la arqueología, pues produjo un cambio crucial en el pensamiento arqueológico
que comenzó a tener cuerpo científico.
Seguidamente hace un llamado de
atención a los arqueólogos que siguen utilizando la estratigrafía geológica o
natural como método de trabajo en la arqueología, sin tener en cuenta que la
humanidad estableció una diferencia sustancial entre la estratigrafía natural y
la que los hombres han dejado en su paso por la historia; según Harris, el
hombre ha modificado la estratigrafía y le ha dado carácter antrópico; esta es
la que sin duda le corresponde al arqueólogo estudiar.
Dendrocronología
La
edad de un árbol puede calcularse contando los anillos que se forman cada año
en el tronco y cuya anchura varia según la temperatura y el clima imperantes.
Por ejemplo, los anillos estrechos indican crecimiento mínimo en un ambiente
muy seco o frío. Las pautas de crecimiento son similares en cada especie
arbórea dentro de una zona bastante grande, y se han compilado patrones
generales de diversas regiones con fines de comparación. Conocido como
dendrocronología, este método puede usarse para fechar madera vieja (salvo que
la muestra sea insuficiente): los anillos de crecimiento se comparan con un
patrón general para establecer en qué año fue derribado el árbol.
Hasta
1989 sólo era posible contar en forma manual los anillos de los troncos. Hoy
esa tarea es realizada por un aparato electrónico inventado por unos
científicos daneses y cuyo funcionamiento es similar al de los lectores de
códigos de barras de los supermercados: la información se registra en una
computadora y se analiza en forma automática. Mientras que un investigador
puede estudiar tres muestras por día, dicho aparato puede leer 30 o más.
Datación
por formación de gases:
La formación de rocas de más de 100,000 años de antigüedad puede fecharse
midiendo la cantidad de argón radiactivo que contienen (en rocas más jóvenes
dicho gas existe en cantidades mínimas y no es posible medirlo). Este método,
conocido como del potasioargón, se usó para determinar la edad del resto
humanoide más antiguo que se conoce, una mandíbula de hace unos 5.5 millones de
años hallada en Kenia en 1984.
El
potasio es el séptimo elemento más abundante en la corteza terrestre, y su
isótopo radiactivo (K40) emite el raro gas argón 40 (Ar40) al desintegrarse. El
potasio 40 tiene una vida media de unos 1,300 millones de años, así que
comparando la cantidad de ese isótopo con el argón 40 acumulado en una roca se
puede determinar la fecha de formación de ésta y también de cualquier fósil
atrapado en ella.
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