La edad de los fósiles: La datación por Carbono 14

junio 21 | En Ciencia, Portada | Por | Con Sin comentarios

Conocer la edad de fósiles con miles de años de antigüedad con un mínimo margen de error no nos sorprende hoy en día. Concedemos absoluta credibilidad a pruebas científicas que avalen este conocimiento tales como la “datación por carbono 14” pero, ¿sabemos con exactitud en qué consiste esta prueba, cuál es su margen de error o si es posible datar objetos de una época reciente?

La datación por radiocarbono es válida únicamente para elementos orgánicos, es decir, elementos que cuenten con carbono en su composición. Esta técnica es la más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 45.000 años y está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. Antes de seguir, es necesario explicar qué es un isótopo, y en qué consiste dicha ley. Un isótopo es una variación en el número de neutrones del núcleo de un átomo con respecto a otro átomo del mismo elemento. Las partículas que forman los átomos, elementales, son: el electrón, con carga negativa y que se encuentra en órbita alrededor del núcleo; el protón, con carga positiva que le confiere al elemento su número atómico y el neutrón sin carga y que forma, junto con el protón, el núcleo del átomo. Los isótopos suelen ser inestables, es decir, que la variación que sufre el número de neutrones es transitoria, y en este proceso de cambio o trasmutación (en otro elemento o isótopo) es en el que los átomos emanan radioactividad de forma proporcional (una mayor inestabilidad implica más radioactividad). Es por eso que elementos como el uranio, con isótopos muy inestables,  son considerados elementos radiactivos.

Representación de un átomo de Carbono 14

Representación de un átomo de Carbono 14

En la atmósfera, el carbono se encuentra en un 98,89 % en forma de Carbono-12, cuyo átomo consta de 6 protones y 6 neutrones y cuya masa molecular es de 12, en un 1,1 % en forma de Carbono-13, con 6 protones y 7 neutrones, y en un 10-10% Carbono-14, con 8 neutrones. El isótopo carbono-14 (14C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por rayos cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14 (14N). Estos procesos de generación-degradación de 14C 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 14C/12C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en 14N por este proceso de decaimiento radiactivo en el que un neutrón se se transforma en protón quedando 7 protones y 7 neutrones en el núcleo del átomo. En un organismo vivo, cada gramo de carbono contiene 10 -6 gramos de C 14.

El proceso de transmutación es aleatorio, pero sigue un patrón perfectamente conocido. El período del C14, es decir, el tiempo que tarda la radiactividad en reducirse a la mitad, es de 5.730 años; su descenso a la cuarta parte representará una duración de 11.460 años, etc.

Por medio de la actividad metabólica, el nivel de carbono 14 en un organismo vivo se mantiene en equilibrio con la atmósfera o con el de otras partes de la reserva dinámica terrestre, como el océano. A partir de la muerte del organismo, el isótopo radiactivo empieza a desintegrarse a un ritmo conocido sin ser reemplazado por el carbono del dióxido de carbono atmosférico. Esta es la razón por la que, al conocer la proporción atmosférica de carbono, es posible datar los restos fósiles con bastante fiabilidad hasta una antigüedad de 50 000 años.

Para esta estimación se parte de la base de que, exceptuando variaciones menores debidas a cambios en el sol y en el clima, el porcentaje de C-14 se ha mantenido bastante estable durante decenas de miles de años hasta la década de 1950, porque en la segunda mitad del siglo XX los cientos de ensayos nucleares durante los años 50 y 60 provocaron que este isótopo doblara su presencia en la atmósfera, y se incorporara a las células de todos los seres vivos, dificultando la medición en muestras con menos de 60 años de antigüedad. La edad de la muestra datada se expresa en Años BP (Before Present) que es la cantidad de años transcurridos desde la muerte del organismo hasta el año 1950.

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