Datación por Carbono: Definición y propósito

Entendiendo la datación por carbono

La humanidad siempre ha mostrado un gran interés por su propio origen y desarrollo a través del tiempo, así como por la evolución de otras especies. La ciencia se ha esforzado por responder a preguntas como “¿Qué?”, “¿Dónde?”, “¿Cuándo?”, “¿Cómo?”. La respuesta a “¿Cuándo?”, ya sea relativa o absoluta, corresponde al campo de la datación. La datación permite ubicar en el tiempo y en el espacio las interpretaciones arqueológicas de una manera útil y consistente. Los distintos métodos de datación se basan en fenómenos como la desintegración radiactiva, la concentración de defectos por radiación natural y las reacciones químicas. Todos los métodos de datación buscan el mismo objetivo: determinar la edad de una muestra.

La radiactividad del carbono

La datación por carbono, en concreto la datación por radiocarbono, destaca como uno de los métodos de datación más conocidos y utilizados. Se trata de un sistema de datación absoluta que permite establecer fechas bastante aproximadas para materiales orgánicos (materiales que contienen enlaces de carbono e hidrógeno en su composición). Se basa en la ley de desintegración exponencial de los isótopos radiactivos, en este caso, el isótopo carbono-14.

Fue en 1949 cuando el químico Willard Libby hizo los primeros descubrimientos sobre las posibilidades del carbono-14 como sistema de datación a partir del estudio de la radiación cósmica en la Tierra. En 1960, recibió el Premio Nobel de Química por desarrollar el método. Desde el descubrimiento de Libby, la datación por radiocarbono se ha convertido en una herramienta inestimable para arqueólogos, paleontólogos y otros científicos que quieren establecer fechas fiables para la materia orgánica. El impacto que esta técnica ha tenido en el hombre moderno la ha convertido en uno de los descubrimientos más importantes del siglo XX. Ningún otro método científico ha logrado revolucionar tanto la comprensión del hombre sobre su presente y su pasado.

¿Cómo funciona la datación por carbono?

Para entender la mecánica de la datación por carbono es necesario entender el concepto de vida media. La vida media representa el tiempo que tarda la mitad de los átomos de una sustancia radiactiva en desintegrarse y su actividad se reduce a la mitad de su valor inicial. La vida media es característica de cada isótopo radiactivo y varía entre millonésimas de segundo y miles de millones de años. Mientras que los isótopos carbono-12 y carbono-13 son estables, el isótopo carbono-14 no lo es y tiene una vida media de 5.730 años. Esto significa que si en un momento determinado hay 10.000 átomos de carbono-14, en 5.730 años, el número de átomos se desintegrará a la mitad (5.000). Y después de otros 5.730 años a otra mitad (2.500). Después de 10 vidas medias, un isótopo radiactivo se considera desaparecido. Entonces, exactamente a los 57.300 años, una muestra tiene solo el 0,01% de carbono-14 de lo que tenía cuando estaba viva.

Los seres vivos dependen del carbono para su existencia. Este elemento forma parte del cuerpo, constituyendo moléculas y tejidos, tanto orgánicos como inorgánicos. Obtienen el carbono de la naturaleza a través de la ingesta de alimentos o, en el caso de las plantas, mediante la fotosíntesis. El carbono-14 se forma continuamente en la atmósfera superior por efecto de los neutrones de los rayos cósmicos sobre los átomos de nitrógeno-14, oxidándose rápidamente en el aire para formar dióxido de carbono y entrando en el ciclo global del carbono. Las plantas y los animales asimilan el carbono-14 del dióxido de carbono a lo largo de su vida. Cuando mueren, dejan de intercambiar carbono con la atmósfera, y su contenido de carbono-14 comienza a disminuir a un ritmo determinado por la ley de desintegración radiactiva.

Con el tiempo, todo el carbono 14 de un organismo muerto desaparecerá. Este principio también se aplica a una persona que muere, a un árbol que se tala o a una planta de soja que se extrae de la tierra. Cuando dejan de vivir, dejan de asimilar el carbono 14 del aire circundante y la cantidad de carbono 14 restante desaparece gradualmente.

Un laboratorio de datación por radiocarbono puede medir la cantidad de carbono 14 que queda en un fósil. El laboratorio utiliza esta información para determinar la última vez que el fósil respiró carbono (alimentándose o haciendo la fotosíntesis). Esto es posible utilizando el valor de la vida media del carbono 14. Si se establece que la vida media del carbono 14 es de 5.730 años, esto significa que la cantidad de carbono 4 en un fósil es solo la mitad de lo que era hace 5.730 años. Esto también significa que si un animal muerto contiene un 50% más de carbono 14 que un animal vivo, el animal muerto estaba vivo hace aproximadamente 5.700 años. Entonces, en el laboratorio, se mide la cantidad de átomos de carbono 14 en la muestra fósil y se compara con una muestra viva. Se realizan los cálculos y, finalmente, se revela la edad del fósil.

Después de 50.000 años, un fósil ya no contiene carbono 14. Este isótopo habrá desaparecido por completo debido a su incapacidad. Cuando un laboratorio de datación por radiocarbono no logra identificar carbono 14 en un fósil, concluye que el fósil tiene más de 50.000 años.

¿Para qué se utiliza el Carbono 14?

Desde su descubrimiento, la datación por el método del carbono 14 ha tenido múltiples aplicaciones. Por ejemplo:

• En arqueología, se ha utilizado para analizar y datar carbón de cuevas prehistóricas, lino antiguo, restos de madera, restos momificados y otros tipos de restos.
• En paleontología, se utiliza para datar muestras fósiles, como huesos de dinosaurios.
• Se utiliza para determinar la autenticidad y la antigüedad de una obra de arte. Por ejemplo, si alguien afirma tener un cuadro creado por Leonardo Da Vinci, se puede aplicar el método de datación por carbono al lienzo del cuadro para calcular su antigüedad y decidir si la antigüedad del lienzo coincide con la época en la que el pintor estuvo activo.
• En climatología, este método se utiliza para comprender mejor los climas pasados ​​e identificar los principales eventos climáticos que afectaron a la antigüedad.
• En oceanografía se utiliza para datar fósiles marinos y estudiar las condiciones del océano en épocas pasadas. También se utiliza para formular hipótesis sobre los hábitos alimentarios marinos y las corrientes oceánicas.

Un dato interesante sobre la datación por radiocarbono es que el uso de este método fue decisivo para desmentir que el objeto conocido como Santo Sudario de Turín fuera en realidad un Santo Sudario de la época en la que supuestamente vivió Jesucristo. Mediante el proceso de datación por carbono 14 se estableció que dicho Santo Sudario databa aproximadamente del siglo XIII.

¿Es el carbono 14 un isótopo?

La respuesta es sí, es un isótopo del carbono. Los isótopos son formas distintas de un elemento químico con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. La mayoría de los átomos de carbono son carbono-12, con seis protones y seis neutrones, mientras que el carbono-14 es un isótopo radiactivo con seis protones y ocho neutrones. Debido a esta naturaleza radiactiva del carbono-14, es útil en la datación por carbono.

Resumen de la lección

La datación por carbono o datación por radiocarbono es un sistema de datación absoluta que permite establecer fechas bastante aproximadas para materiales orgánicos (materiales que contienen enlaces de carbono e hidrógeno en su composición). Se basa en la ley de desintegración exponencial de los isótopos radiactivos. Utiliza el isótopo carbono-14 y su finalidad es datar muestras de materia orgánica. El carbono-14 es intercambiado por los seres vivos con la atmósfera y está presente en todos los organismos, pero cuando mueren, el intercambio de carbono-14 se detiene y el carbono-14 restante en su sistema comienza a desintegrarse. Conociendo el valor del carbono-14, su vida media (5.730 años) o el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos de una sustancia radiactiva, es posible comparar la cantidad de átomos de carbono-14 de una muestra viva con los de una muestra muerta para calcular la edad de esta última. Este método no funciona para sustancias inorgánicas como el hierro ni en muestras modernas, ya que los experimentos atómicos y las explosiones alteraron la composición de la atmósfera. No funciona con muestras de más de 57.300 años porque, después de 10 vidas medias, los átomos de C-14 desaparecen.

La datación por carbono tiene múltiples aplicaciones, como la datación de muestras arqueológicas como: restos momificados, muestras de lino y madera, y carbón vegetal en cuevas prehistóricas. Pero también se utiliza en otros campos como la paleontología, la climatología y la oceanografía.