Datación por radiocarbono (C-14): definición, funcionamiento y límites
Descubre qué es la datación por radiocarbono (C-14), cómo funciona, sus límites y la calibración que permite fechar materia orgánica hasta 60.000 años.
La datación por radiocarbono, también conocida como método de datación C14, es una técnica para estimar la antigüedad de materiales que contienen carbono. Es un tipo de datación radiométrica ampliamente utilizada en arqueología, paleontología, geología y ciencias ambientales.
Principio básico y funcionamiento
El método utiliza el isótopo radiactivo carbono-14. La mayor parte de la materia orgánica contiene carbono. El carbono tiene diferentes isótopos, entre los cuales el 14C es radiactivo; su vida media (el tiempo que tarda en reducirse su radiactividad a la mitad) es de aproximadamente 5.730 años. Mientras un organismo vive, intercambia carbono con la atmósfera o su entorno (plantas incorporan dióxido de carbono mediante la fotosíntesis y los animales lo ingieren), por lo que la proporción de 14C en su organismo está equilibrada con la del ambiente. Al morir, ese intercambio se detiene y la cantidad de 14C va decayendo por desintegración radiactiva. Midiendo la actividad restante o el número de átomos de 14C se puede estimar el tiempo transcurrido desde la muerte.
Métodos de medida
Existen dos enfoques principales:
- Conteo de desintegraciones (métodos convencionales): mide la actividad radiactiva del 14C en la muestra.
- Espectrometría de masa con acelerador (AMS): cuenta directamente átomos de 14C. Permite datar muestras mucho más pequeñas y con mayor precisión, y es el método más usado actualmente.
Tipologías de muestras y preparación
Se pueden datar distintos tipos de materiales orgánicos: madera, carbón, hueso, carbón vegetal, semillas, cáscaras, turba, restos de tejido, conchas (con precauciones), entre otros. La preparación de la muestra es crítica para evitar errores por contaminación. Procedimientos comunes de limpieza incluyen:
- Tratamientos químicos (por ejemplo, protocolo ácido-base-ácido, ABA) para eliminar carbonatos y huminas.
- Extracción de colágeno en huesos y dientes, y purificación por gelatina o ultrafiltración.
- Control estricto de contaminación moderna (adhesivos, conservantes, raíces) que pueden alterar la edad aparente.
Correcciones y calibración
En 1958 Hessel de Vries demostró que la concentración de carbono-14 en la atmósfera varía con el tiempo y la localidad. El 14C se renueva constantemente por el bombardeo de rayos cósmicos sobre el nitrógeno atmosférico, pero la tasa de producción no es perfectamente constante. Además, fenómenos como variaciones solares, cambios en el campo magnético terrestre, emisiones de combustibles fósiles (efecto Suess) y las pruebas nucleares en la posguerra (que causaron el conocido “bomb pulse” de 14C) alteran las concentraciones.
Por eso las edades obtenidas por medición directa se expresan inicialmente en años radiocarbónicos (años antes del presente, donde "presente" = 1950, abreviado como BP). Para convertir esas edades radiocarbónicas en años calendario hay que aplicar curvas de calibración (por ejemplo las curvas IntCal), que se construyen comparando mediciones de 14C con otras cronologías de referencia como la dendrocronología (anillos de los árboles), corales y depósitos laminados. Tras calibrar, las fechas se indican como calendáricas (p. ej. cal BP, cal BCE/CE).
Límites y fuentes de error
- Rango máximo: El método es fiable hasta aproximadamente 50.000–60.000 años; por encima de ese rango la cantidad de 14C remanente es tan pequeña que resulta indistinguible del ruido de fondo.
- Reservoir effects: Organismos marinos y de aguas interiores pueden mostrar aparentes edades mayores debido a que el carbono disuelto en el agua puede ser más antiguo (efecto de depósito o “reservoir”). Estas desviaciones requieren correcciones locales.
- Variaciones atmosféricas: Las fluctuaciones en la producción de 14C introducen discrepancias que se corrigen mediante las curvas de calibración.
- Fraccionamiento isotópico: Diferencias en las proporciones de carbono isotópico (12C/13C) afectan la medición; por ello se mide la relación 13C/12C (δ13C) para aplicar la corrección adecuada.
- Contaminación: Material moderno (p. ej. adhesivos, raíces, conservantes) o antiguo (material más viejo introducido) puede sesgar el resultado. Una correcta preparación y selección de la muestra minimizan este riesgo.
- Precisión: Depende del tamaño y la calidad de la muestra y del método de medida; errores típicos pueden ir desde unas decenas hasta varios cientos de años.
Aplicaciones
- Datación de restos arqueológicos (maderas, plantas, huesos).
- Estudios paleoambientales y climáticos (turberas, sedimentos, corales).
- Forense (fechas recientes utilizando el incremento por ensayos nucleares).
- Validación de cronologías históricas y geomorfológicas.
Historia y reconocimiento
El método fue desarrollado por Willard Libby y sus colegas de la Universidad de Chicago a finales de los años 1940. En 1960 se le concedió el Premio Nobel de Química por este trabajo. Libby y su equipo demostraron la validez de la técnica estimando correctamente la edad de la madera de una antigua barcaza real egipcia cuya edad se conocía por documentos históricos.
Conclusión
La datación por radiocarbono es una herramienta poderosa y ampliamente usada para determinar edades de materiales orgánicos hasta decenas de miles de años. Su exactitud mejora cuando se aplican protocolos de muestreo y preparación rigurosos, se utilizan métodos modernos como AMS y se calibran los resultados con curvas basadas en registros independientes.
La cantidad de C14 en la atomósfera varía con el tiempo
14 C atmosférico, Nueva Zelanda y Austria. La curva de Nueva Zelanda es representativa del hemisferio sur, la de Austria lo es del hemisferio norte. Las pruebas de armas nucleares atmosféricas casi duplicaron la concentración de14C en el hemisferio norte.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la datación por radiocarbono?
R: La datación por radiocarbono, también conocida como método de datación C14, es una forma de saber la antigüedad de un objeto. Es un tipo de datación radiométrica que utiliza el isótopo radiactivo carbono-14 para determinar la edad de las sustancias que contienen carbono.
P: ¿Cómo funciona?
R: El método funciona midiendo la cantidad de isótopo radiactivo carbono-14 en la materia orgánica. Mientras algo esté vivo, estará intercambiando carbono-14 con su entorno, pero una vez que muere este intercambio se detiene. Midiendo la cantidad de 14C en un objeto y comparándola con los niveles atmosféricos, los científicos pueden estimar su edad hasta 60.000 años.
P: ¿Quién desarrolló este método?
R: El método fue desarrollado por Willard Libby y sus colegas de la Universidad de Chicago en 1949. En 1960 le concedieron el Premio Nobel de Química por este trabajo.
P: ¿Qué grado de precisión tiene la datación por radiocarbono?
R: En términos generales, las fechas por radiocarbono se consideran precisas hasta unos 20.000 años de antigüedad si se comparan con la dendrocronología (análisis de los anillos de los árboles). Para obtener resultados más precisos se utilizan curvas de calibración para compensar las variaciones de los niveles atmosféricos a lo largo del tiempo y del lugar.
P: ¿Qué utilizó Willard Libby para demostrar la precisión? R: Para demostrar la precisión, Willard Libby estimó la edad de la madera de una antigua barcaza real egipcia cuya edad ya se conocía por documentos históricos.
P: ¿Qué tipo de radiación utiliza la datación por radiocarbono?
R: La datación por radiocarbono utiliza la radiación de isótopos radiactivos como el carbono-14 que tiene una vida media (tiempo que tarda en reducirse la radiactividad a la mitad) de 5.730 años.
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