¿Cómo saben los científicos la antigüedad de un fósil? Aprende sobre la datación por carbono 14

¿Cómo saben los científicos la antigüedad de un resto fósil? (Fotografía: Arqueología de Albion).

Probablemente ha visto noticias como el descubrimiento de una momia y el arqueólogo dice que vivió hace más de 2.000 años. ¿Cómo saben los científicos la antigüedad?, ¿qué métodos utilizan y cómo funcionan? Una forma de saberlo es mediante la datación por carbono 14.

El físico estadounidense Willard F. Libby propuso la técnica de datación por carbono-14 a mediados de la década de 1940 y ganó el Premio Nobel de Química en 1960. La datación por carbono 14 es una forma de determinar con alto nivel de precisión, la edad de ciertos especímenes de hasta unos 50.000 años de antigüedad.

Para entender esto debemos empezar recordando que todo ser vivo contiene carbono en su composición. Existe más de un tipo de carbono, la mayoría de ellos se constituye por seis protones y seis neutrones a los que se identifica como carbono-12.

Los rayos cósmicos entran en la atmósfera terrestre en gran número cada día. Por ejemplo, cada persona recibe alrededor de medio millón de rayos cósmicos cada hora. Así que no es raro que un rayo cósmico colisione con un átomo en la atmósfera, creando un rayo cósmico secundario en forma de neutrón energético, y que estos neutrones energéticos colisionen con átomos de nitrógeno. Cuando el neutrón colisiona, un átomo de nitrógeno-14 acaba formando el carbono-14 (seis protones, ocho neutrones).

Los átomos de carbono-14 que crean los rayos cósmicos se combinan con el oxígeno para formar dióxido de carbono, que las plantas absorben de forma natural e incorporan a las fibras vegetales mediante la fotosíntesis. Los animales y las personas se alimentan de las plantas y también absorben el carbono-14.

(Crédito de infografía: Australian National University)

La proporción entre el carbono normal (carbono-12) y el carbono-14 en el aire y en todos los seres vivos en un momento dado es casi constante. En este momento, tu cuerpo tiene un determinado porcentaje de átomos de carbono-14, y todas las plantas y animales vivos tienen el mismo porcentaje.

Tanto carbono-12 y el carbono-14 se comportan igual, excepto que este último tiene una peculiaridad: es inestable. Por esta razón, siempre sufre una desintegración radiactiva natural. De esta manera cuando un organismo muere, deja de absorber nuevo carbono y el carbono-14 desaparecerá, mientras que el carbono-12 permanecerá constante.

El ritmo de desintegración del carbono-14 es constante, decae con su vida media de 5.700 años. Es decir, cada 5.700 años la mitad de los átomos de carbono-14 se descompondrán en nitrógeno, así que después de una semivida el espécimen tendrá la mitad, después de otra semivida tendrá un cuarto, luego un octavo y así hasta desaparecer. Por el contrario, la cantidad de carbono-12 permanecerá igual.

(Gráfico: Geología desde Ávila/Casado, 2019)

Aproximadamente, uno de cada trillón de átomos de carbono es carbono-14. Midiendo la proporción entre el carbono normal (carbono-12) y el carbono-14 se puede calcular con alta precisión cuantos miles de años pasaron desde que el organismo en estudio murió.

Como la vida media del carbono 14 es de 5.700 años, solo es fiable para datar objetos de hasta unos 60.000 años de antigüedad. Para ir más lejos se utiliza otros isótopos como el potasio-40, el uranio -235 y 238, el torio-232 y el rubidio-87 que tienen vida de hasta varios miles de millones de años.

Si bien, en la actualidad el uso de diversos radioisótopos permite datar muestras biológicas y geológicas con un alto grado de precisión, puede dejar de funcionar a futuro o al menos ser menos confiable. Esto debido a la alteración de la composición y comportamiento del aire, impulsado por la gran cantidad de gases que se emiten a la atmósfera.

Referencias:

  1. Brain, M. (2021, 12 octubre). How Carbon-14 Dating Works. HowStuffWorks.
  2. Scientific American. (2012, 4 diciembre). How Does Radiocarbon Dating Work? – Instant Egghead #28 [Vídeo]. YouTube.
  3. The Australian National University. (s. f.). Radiocarbon dating: background | ANU Research School of Earth Sciences.
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