MÉTODOS DE DATACIÓN ABSOLUTOS - PARTE 3

Métodos radiométricos

Los isótopos son átomos con el mismo número de protones y electrones pero que difieren el número de neutrones. Éstos se denotan mediante una fórmula atómica.

Por ejemplo, el isótopo más abundante del carbono, sería el 126C  en esta notación el número 12 representa la masa atómica (la suma de neutrones y protones) y 6 es el número atómico (número de protones/electrones), de modo que el número de neutrones puede ser determinado por diferencia.

Los isótopos estables se definen como aquellos que son energéticamente estables y no decaen, por lo que no son radiactivos. Los métodos de datación radiométricos se basan en la desintegración de radiactiva de algunos isótopos inestables que tienen tiempos de vida media relativamente amplios.

Método del Carbono catorce

El carbono tiene tres isótopos naturales (12C, 13C y 14C). El 12C y el 13C son estables, y ocurren en una proporción de 99:1, mientras que el 14C es un isótopo inestable (o radiactivo), muy escaso (1·10-10%).  El 14C se produce en las capas altas de la atmósfera donde la acción de los rayos cósmicos favorece la siguiente reacción: 14N+1n = 14C +1H. En la atmósfera el 14C se oxida rápidamente a 14CO2. Éste se distribuye por toda la superficie terrestre incorporándose al ciclo del carbono y es asimilado por las plantas (vía fotosíntesis) y por los animales (a través a través de la cadena alimentaria).

La mayor parte del 14C (>95%) es absorbido por los océanos como carbonato disuelto por lo que los organismos que viven en el mar también captarán 14C a lo largo de su vida. La concentración de 14C que es incorporado por los organismos vivos está en equilibrio con la concentración de la atmósfera lo que implica que la relación entre la cantidad de átomos 14C y átomos no radiactivos prácticamente no varía.

Cuando los organismos mueren y cesan sus actividades metabólicas cesa la incorporación de carbono.

El contenido de 14C en los organismos muertos no se reemplaza, sino que su proporción disminuye progresivamente por desintegración radiactiva para formar una forma estable de nitrógeno, 14N, a través de la emisión de beta (β) partículas. El tiempo de vida media del14C es de 5730±30 años. Esto implica que una planta que hubiera muerto hace 5730 años a día de hoy tendría la mitad de su contenido original en 14C, mientras que si hubiera muerto hace el doble de tiempo (5730·2=11460 años) actualmente no tendría más del 25%, y así sucesivamente hasta llegar a 8 veces el tiempo de vida medio (unos 45000 años). Ahí, la cantidad de 14C original prácticamente se agota y se alcanza el límite de la técnica.

Principios básicos de la datación por radiocarbonoFigura 6. Principios básicos de la datación por radiocarbono. (Fuente: elaboración propia OLC)

Sabiendo el tiempo de vida media, al medir la cantidad de 14C de una muestra fósil y compararla con la cantidad de 14C en un estándar de referencia moderno se puede estimar la edad de muerte del organismo, lo que se conoce como “edad radiocarbónica” y se expresa en años BP (Before Present).

Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa de los isótopos radiactivos en la atmósfera.

Al comparar las concentraciones teóricas de 14C con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendrocronología, se descubrió que existían diferencias con los resultados esperados.

Esas diferencias se deben a que la concentración de carbono radiactivo en la atmósfera ha variado respecto al tiempo. Las curvas de calibración actuales se extienden hasta hace unos 24000 años. Sin embargo, se considera que la resolución de los últimos 8400 años es mucho menor para los primeros 15600 años, donde el margen de error tan sólo varía entre 1 y 10 años.  Hasta los 12300 años la calibración se basa en series dendrocronológicas, mientras que a partir de ahí la calibración emplea datos obtenidos mediante series de uranio.

Las "edades calibradas", al contrario que las edades radiocarbónicas, sí se corresponden con fechas de calendario y se expresan como años Cal BP.

Principios básicos de la datación por radiocarbono

Figura 7. Diagrama de calibración de una edad radiocarbónica (Fuente: elaboración propia NSS)

Otros métodos radiométricos
  • Isótopos de Argón: puede dar edades de rocas volcánicas para cualquier periodo de tiempo cuaternario (2.5 millones de años).
  • Series de Uranio: se aplica principalmente a materiales carbonatados como espeleotemas y corales. Escala de cientos a miles de años.
  • Nucleidos cosmogénicos: es un método basado en la progresiva acumulación de rayos cósmicos radionucleidos en rocas expuestas. Escala de miles de años.
  • 210Pb, 137Cs, 32Si: sus tiempos de vida media son mucho menores que en los casos anteriores. Se usan para datar sedimentos en escalas de decenas de años.