HISTORIA CON ALMA: CARBONO 14

HISTORIA CON ALMA:CARBONO 14

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El domingo 8 de marzo se trataron varios temas en Tempus Fugit: El libro “Nibiru, si no existe habría que inventarlo” de Samuel García Barrajón; La aparición de la cordobesa virgen de la Fuensanta, por Álvaro Anula de La España Mágica; y un nuevo articulillo sobre Historia, en qué consiste el método de datación conocido como Carbono 14. Como siempre, para escuchar el Podcast del programa, pinchando aquí, y también en la imagen. Mi intervención a partir del minuto 0:43:55

Sin título

DATACIÓN POR CARBONO 14

Hoy vamos a tratar de acercarnos un poco a las dataciones absolutas, centrándonos en la datación por Carbono-14. Y ya hablaremos otro día de la diferencia entre “dataciones absolutas” y “dataciones relativas”, pero hoy nos vamos a referir a un tipo concreto de datación absoluta, la datación por Carbono 14.

Venga, pues empecemos ¿Qué es una datación por Carbono 14?

Empezaremos por un dicho de Historia (y más en Arqueología y Prehistoria)… “Una sola fecha, no fecha”. Quiere esto decir que siempre se procura datar un acontecimiento, un documento, un objeto, o cualquier tipo de resto orgánico, no con uno, sino con varios tipos de comprobaciones. Por eso cuando una fecha sale a la luz suele ser bastante exacta, o al menos muy comprobada, porque si nos fiásemos de un solo dato, aunque sea tenido por muy exacto, podemos encontrarnos con algún problema.

Por poner un ejemplo fácil… la erupción del Vesubio, el volcán que destruyó la ciudad de Pompeya. Según una carta que envía Plinio el Joven (61-112) al historiador Tácito (una carta en la que le relata la muerte de su tío en esa erupción para que él lo trasmita a la posteridad), tuvo lugar, el 24 de agosto del año 79, más exactamente dice “El noveno día antes de las Kalendas de septiembre, casi a la hora séptima”, que es aproximadamente a la una de la tarde.  

Pero hay investigaciones que afirman que esta fecha puede ser un error. Posiblemente un error de trascripción durante la Edad Media, ya que según se extrae del estudio de otras versiones de las Cartas de Plinio, la erupción pudo tener lugar en otoño, o en invierno, o al menos, acabada la vendimia. Además, en las excavaciones se han encontrado numerosos frutos de otoño y una moneda que se acuñó como mínimo en septiembre de ese año. O sea, que la Lingüística, la Caropología (el estudio de semillas y frutos) y la Numismática (estudio de las monedas), nos ayudan, en este caso, a establecer una mejor datación cronológica. Datar es una tarea ardua…

…Aún no hemos hablado del Carbono 14

Sí, es verdad, vamos al tema… Pues este tipo de estudios se empiezan desarrollar en plena Guerra Fría, a finales de la década de los cuarenta, entre los años 1948-50 que se han llamado por ello, la “Revolución de las Dataciones Absolutas”, cuando se desarrollan varios métodos de datación:

  1. Métodos Físicos, como son el Paleomagnetismo, la Termoluminiscencia, la Resonancia Electrónica de Spin… y
  2. Métodos Químicos, como son las Dataciones Radiométricas (que son muchas, hay muchos métodos…  Potasio-Argón; Uranio-Torio; Uranio-Plomo; Huellas de Fisión; OCR o Proporción de Carbono Oxidable; Hidratación de la Obsidiana; Racemización de Aminoácidos…) y la Datación Radiocarbónica, o el Método del Carbono 14.

¡Tantos! ¿Y cómo funciona exactamente el Método del Carbono 14?

El principio en el que se basan estas dataciones es el de la Inestabilidad de los elementos radioactivos presentes en la naturaleza y que tienen una vida larga, van desapareciendo gradualmente, con una cadencia determinada que se puede conocer y se puede calcular y nos dan fechas. Por eso son llamados también “Relojes Radioactivos”. Vamos a conocer todo su proceso a través de tres personajes: Willard Frank Libby (1908-1980); Hessel de Vries (1916-1959); y Hans Eduard Suess (1909-1993)

Willard Frank Libby (1908-1980) fue uno de los científicos que trabajó en el famoso Proyecto Manhattan, y el químico que desarrolló, en 1950, la técnica de la Datación Radiocarbónica por la que recibió el Premio Nobel de Química en 1960.

El Método del Carbono 14 solo sirve para datar restos orgánicos (madera, semillas, pólenes, plantas, restos óseos…), esa es una de sus limitaciones. Para rocas y minerales hay que utilizar otros de los métodos que mencionamos antes. Pero puede utilizarse en cualquier parte del mundo, porque se basa en que todos los seres vivos absorbemos el Carbono que está en la atmósfera mientras vivimos.

Este Carbono está compuesto de isótopos estables (el Carbono 12 y el Carbono 13) y un isótopo inestable y radioactivo que es el Carbono 14 (no asustarse que no es nada, hay una partícula de C14 por cada billón de C12). Al morir se deja de absorber Carbono y la acumulación del Isotopo 14 comienza entonces a decrecer emitiendo al tiempo unas partículas (“partículas beta”) que son susceptibles de medirse con un Contador Geiger de radioactividad y saber cuánto tiempo hace que dejó de absorber Carbono14, es decir, la edad que tiene ese resto orgánico. Y esto es lo que calculó Libby:

1.- Que en el momento de la muerte la concentración de Carbono 14 de todo ser vivo es igual al existente en el ambiente en ese momento…

2.- Que pasados 5568 años, se alcanza su semivida, es decir, que solo queda la mitad de la concentración inicial de Carbono 14…y

3.- Que aproximadamente a los 57300 años se ha eliminado el 99,99% de ese Carbono 14. Por lo tanto otra limitación de este método es que solo podemos datar fiablemente restos orgánicos hasta los 50.000/60.000 años. Si es anterior no nos sirve, hay que emplear otro método. Y también resulta algo impreciso si la edad está en los 400 años anteriores al presente.

¿Pero cómo se produce en la atmósfera el Carbono 14 que absorbemos en nuestra vida?

Pues es un pelín difícil de explicar sin diagramas, pero lo vamos a intentar.

Paso 1: Imaginemos el exterior de nuestra atmósfera, pero no demasiado lejos, en lo que se llama la “Alta Atmósfera”, a una altitud de entre 9 y 15 km… Allí se forman una serie de rayos cósmicos que provocan varias reacciones nucleares, algunas de las cuales producen Neutrones.

Paso 2: Estos Neutrones al chocar con la atmósfera terrestre reaccionan con algunos átomos de las moléculas del Nitrógeno (N2) del aire formando el isótopo radioactivo del Carbono, el Carbono 14, que se esparce uniformemente por la atmósfera.

Paso 3: Este Carbono14 realiza el mismo “círculo del carbono terrestre” que el resto del Carbono, es decir, se combina con el oxígeno formando CO2, y es incorporado por los vegetales durante la fotosíntesis, pasando posteriormente a la cadena alimenticia por ingestión (primero los herbívoros y luego los carnívoros).  

Libby calculó que este proceso ha sido más o menos constante a lo largo de la historia, pero investigaciones posteriores desvelaron que estas medidas no son tan exactas y afectan a las dataciones del Carbono14.

O sea que la datación por Carbono 14 no es exacta, no es fiable???

Como hemos dicho las dataciones en Historia nunca se basan en un solo dato y cuando se empieza a utilizar el método del Carbono 14 se compara con otros métodos que también se venían utilizando y de los que no hemos hablado todavía, los Métodos Anuales como la Dendocronología que mide la edad de los árboles por las marcas de los anillos de su tronco. Y con esta comparación se vio que no coincidían las fechas. Algo pasaba. Y aquí entra nuestro segundo protagonista.

Fue Hessel de Vries (1916-1959), otro importante científico, holandés, quien descubre en 1958 este desfase: Antes del año 1000 a.C. los seres vivos estaban expuestos a mayores concentraciones de C14 que en ese momento, los años 50. Había variado con el tiempo y en parte por cambios, digamos, naturales: por cambios en el campo magnético de la tierra, por acción del viento solar, por la ventilación oceánica… Con lo que se estaba haciendo las fechas anteriores al año 1000 a.C. tenían un desfase que podía llegar hasta los 900 años de diferencia.

Esto dio lugar a lo que se llamó la “Segunda Revolución Radiocarbónica”, cuando De Vries establece una serie de Curvas de Calibración del Carbono 14. Hay una revista especializada que actualiza estos datos y que tiene página web, http://www.radiocarbon.org/

Con este descubrimiento es por el que se adopta la datación BP (befote the present) de la que ya adelantamos algo en otro programa, en la que se toma el año de 1950 como año cero en homenaje a Libby y su descubrimiento del Carbono 14. Así todas las fechas Radiocarbónicas, se expresan con esta fórmula, por ejemplo: 3700 ± 100 BP (P 685) de antigüedad. Esta fecha indica 3700 años antes de 1950, por lo que estaríamos hablando del 1750 a.C.

Con la expresión +-100 (suma 100 o resta 100) se expresa la desviación típica, la cifra que calcula el laboratorio para un margen de error: 100 es el equivalente a un 68% de acierto y por ejemplo con 200, la posibilidad de acierto sería de un 95%. Así, en nuestro ejemplo nos situaríamos entre los años 1850 y 1650 a.C. Si la fecha aparece con minúsculas (bp) no está calibrada. Solo están calibradas con las curvas De Vries si aparecen con las siglas en mayúsculas (BP). A continuación se suele hacer constar la inicial y código del laboratorio que ha hecho la medición (P 685) por ejemplo.

¿Y con eso ya se solucionó la posible desviación?

No. Y aquí ya vamos a conocer a nuestro tercer protagonista, Hans Eduard Suess (1909-1993), un químico austriaco que durante la segunda guerra mundial trabajó para Alemania y después de la guerra para los EEUU. Descubrió lo que se llamó el “Efecto Suess”, porque se dio cuenta de las razones por las que la datación por Carbono 14 seguía sin ser totalmente exacta.

1.- Desde 1850, por la Revolución Industrial, con la combustión del petróleo y carbones fósiles, que no tienen radioactividad, no tienen Carbono-14, hicieron DISMINUIR la presencia de este isótopo en la atmósfera.

2.- Sin embargo a partir de los años 1950/60 la proliferación de ensayos con bombas atómicas en la tierra INCREMENTARON la proporción de Carbono 14, aunque este desfase se ha atenuado en los últimos años, con la desaparición de las pruebas nucleares.

Y todo esto hay que calcularlo y tenerlo en cuenta a la hora de ofrecer un dato cronológico, por eso la semivida de la que hablaba Libby se acerca ahora más a la cifra de 5730 +/- 40 años que a la que él estimó en un principio, los 5568 años de los que hablábamos.

Pero hay más inconvenientes. Por ejemplo para una correcta datación también hay que poner cuidado en no contaminar la muestra cuando se extrae, hay que realizar las mediciones en el laboratorio al vacío, etc. Extraer correctamente un fósil es una tarea muy delicada que solo deben ser realizada por profesionales.

Pues sí que es complicado casi dan ganas de no calcularlo….

Pero las fechas se calculan hoy en día muy rápidamente y con un coste muy bajo, desde unos 300 euros por pieza en un laboratorio especializado. Hace pocos años un análisis de Carbono 14 resultaba complicado y muy costoso y no se podía hacer en todos los casos porque la muestra que se utiliza queda inservible. Hoy en día es muy rápido y no se necesita más que una muestra pequeña que se envía a un laboratorio y éste remite el resultado con mucha precisión y con todas las calibraciones posibles. Además, desde finales de los setenta existe el llamado Método de Espectrometría del Acelerador de Partículas (AMS) que resulta muy efectivo al trabajar con muestras muy, muy pequeñas de resto orgánico, y puede dar fechas de hasta 80.000 años. Con este método, por ejemplo, en 1989 se hicieron varios análisis a la Sabana Santa de Turín, y la fecha que se dio fue de los años 1260-1360 d.C., aunque hubo algunas discrepancias posteriores con análisis realizados incluso con el mismo método que daban otras fechas… y en este caso, al menos, sigue la controversia.

¿En España se hacen esos análisis? 

En España hay algún laboratorio que se dedica a esto. Hace un año más o menos cerró el Instituto del CNI que venía realizando estos análisis desde los años 60. Ahora se pueden hacer dataciones en laboratorios de Barcelona o Granada, y también se ha creado recientemente el Centro Nacional de Aceleradores de Sevilla, el primero en España donde se emplea el AMS (Accelerator Mass Spectrometry). El más utilizado actualmente es el de Beta Analytic USA (en Miami, Florida) que tiene además página web en español y puede consultarse ya que todos los resultados de Carbono 14 son públicos. Existen multitud de laboratorios que realizan dataciones: en Oxford, Holanda, (Gröningen), Polonia (Poznan), Tokio…. puede consultarse en la web de radiocarbon.org que mencionamos antes (en inglés) www.radiocarbon.org .

Espero que la Historia con Alma de hoy no os haya resultado demasiado “científica”….

AlmaLeonor

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