- El carbono-14 es un isótopo de carbono débilmente radiactivo; también conocido como radiocarbono, es un cronómetro isotópico.
- La datación con C-14 solo es aplicable a materiales orgánicos y algunos inorgánicos (no aplicable a metales).
- El recuento proporcional de gases, el recuento de centelleo líquido y la espectrometría de masas con acelerador son los tres métodos principales de datación por radiocarbono.
¿Qué es la datación por Radiocarbono?
La datación por radiocarbono es un método que proporciona estimaciones de edad objetivas para materiales basados en carbono que se originaron de organismos vivos. 1 Una edad podría estimarse midiendo la cantidad de carbono-14 presente en la muestra y comparándola con un estándar de referencia utilizado internacionalmente.
El impacto de la técnica de datación por radiocarbono en el hombre moderno la ha convertido en uno de los descubrimientos más significativos del siglo XX. Ningún otro método científico ha logrado revolucionar la comprensión del hombre no solo de su presente, sino también de los acontecimientos que ya ocurrieron hace miles de años. La arqueología y otras ciencias humanas utilizan la datación por radiocarbono para probar o refutar teorías. A lo largo de los años, la datación por carbono-14 también ha encontrado aplicaciones en geología, hidrología, geofísica, ciencias atmosféricas, oceanografía, paleoclimatología e incluso biomedicina.
Principios básicos de la datación por Carbono
El radiocarbono (carbono 14) es un isótopo del elemento carbono que es inestable y débilmente radiactivo. Los isótopos estables son carbono 12 y carbono 13.
El carbono 14 se forma continuamente en la atmósfera superior por el efecto de neutrones de rayos cósmicos en átomos de nitrógeno 14. Se oxida rápidamente en el aire para formar dióxido de carbono y entra 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 biosfera y su contenido de carbono 14 comienza a disminuir a un ritmo determinado por la ley de desintegración radiactiva.
La datación por radiocarbono es esencialmente un método diseñado para medir la radiactividad residual.
Medición de Radiocarbono-AMS vs Datación radiométrica
Hay tres técnicas principales utilizadas para medir el contenido de carbono 14 de cualquier muestra dada: conteo proporcional de gases, conteo de centelleo de líquidos y espectrometría de masas con acelerador.
El conteo proporcional de gases es una técnica de datación radiométrica convencional que cuenta las partículas beta emitidas por una muestra dada. Las partículas beta son productos de la desintegración por radiocarbono. En este método, la muestra de carbono se convierte primero en gas dióxido de carbono antes de que se realice la medición en contadores proporcionales de gas.
El recuento de centelleo líquido es otra técnica de datación por radiocarbono que fue popular en la década de 1960.En este método, la muestra está en forma líquida y se agrega un centelleador. Este centelleador produce un destello de luz cuando interactúa con una partícula beta. Se pasa un vial con una muestra entre dos fotomultiplicadores, y solo cuando ambos dispositivos registran el destello de luz se realiza un recuento.
La espectrometría de masas aceleradora (AMS) es un método moderno de datación por radiocarbono que se considera la forma más eficiente de medir el contenido de radiocarbono de una muestra. En este método, el contenido de carbono 14 se mide directamente en relación con el carbono 12 y el carbono 13 presentes. El método no cuenta partículas beta, sino el número de átomos de carbono presentes en la muestra y la proporción de isótopos.
Materiales datables de carbono-14
No todos los materiales pueden ser datados por radiocarbono. La mayoría, si no todos, los compuestos orgánicos pueden ser fechados. Algunas materias inorgánicas, como el componente de aragonita de una concha, también se pueden fechar siempre que la formación del mineral involucre la asimilación del carbono 14 en equilibrio con la atmósfera.
Las muestras que han sido datadas por radiocarbono desde el inicio del método incluyen carbón, madera, ramitas, semillas, huesos, conchas, cuero, turba, barro de lago, tierra, cabello, cerámica, polen, pinturas murales, corales, residuos de sangre, telas, papel o pergamino, resinas y agua, entre otros.
Se realizan pretratamientos físicos y químicos en estos materiales para eliminar posibles contaminantes antes de analizarlos para determinar su contenido de radiocarbono.
Normas de datación por carbono
La edad de radiocarbono de una determinada muestra de edad desconocida se puede determinar midiendo su contenido de carbono 14 y comparando el resultado con la actividad de carbono 14 en muestras modernas y de fondo.
El principal estándar moderno utilizado por los laboratorios de datación por radiocarbono fue el Ácido Oxálico que obtuve del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Maryland. Este ácido oxálico proviene de la remolacha azucarera en 1955. Alrededor del 95% de la actividad radiocarbónica del Ácido Oxálico I es igual a la actividad radiocarbónica medida del estándar de radiocarbono absoluto, una madera en 1890 no afectada por los efectos de los combustibles fósiles.
Cuando las existencias de Ácido Oxálico I se consumieron casi por completo, se hizo otro estándar a partir de una cosecha de melaza de remolacha francesa de 1977. El nuevo estándar, Ácido Oxálico II, demostró tener solo una ligera diferencia con el ácido Oxálico I en términos de contenido de radiocarbono. A lo largo de los años, se han elaborado otros estándares secundarios de radiocarbono.
La actividad radiocarbónica de los materiales en el fondo también se determina para eliminar su contribución de los resultados obtenidos durante un análisis de muestra. Se mide la actividad de radiocarbono de fondo y los valores obtenidos se deducen de los resultados de datación por radiocarbono de la muestra. Las muestras de fondo analizadas son generalmente de origen geológico de edad infinita, como carbón, lignito y piedra caliza.
Mediciones de datación de carbono 14
Una medición de radiocarbono se denomina edad de radiocarbono convencional (CRA). Las convenciones de CRA incluyen (a) el uso de la vida media Libby, (b) el uso de Ácido Oxálico I o II o cualquier estándar secundario apropiado como el estándar moderno de radiocarbono, (c) la corrección para el fraccionamiento isotópico de muestra a un valor normalizado o base de -25.0 por mil en relación con la relación de carbono 12/carbono 13 en la formación de belemnita estándar de carbonato VPDB-Cretácico en Peedee en Carolina del Sur, (d) cero BP (Antes del Presente) se define como 1950 AD, y (e) suposición de que los niveles globales de radiocarbono son constantes.
Los errores estándar también se reportan en un resultado de datación por radiocarbono, de ahí los valores»±». Estos valores se han obtenido por medios estadísticos.
Pionero de la datación por radiocarbono
El químico físico estadounidense Willard Libby dirigió un equipo de científicos en la era posterior a la Segunda Guerra Mundial para desarrollar un método que mide la actividad de radiocarbono. Se le atribuye ser el primer científico en sugerir que el isótopo de carbono inestable llamado radiocarbono o carbono 14 podría existir en la materia viva.
Sr. Libby y su equipo de científicos pudieron publicar un artículo resumiendo la primera detección de radiocarbono en una muestra orgánica. También fue el Sr. Libby quien midió por primera vez la tasa de decaimiento del radiocarbono y estableció 5568 años ± 30 años como vida media.
En 1960, el Sr. Libby fue galardonado con el Premio Nobel de Química en reconocimiento a sus esfuerzos por desarrollar la datación por radiocarbono.
1. American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks (en inglés). Discovery of Radiocarbon Dating (consultado el 31 de octubre de 2017).
2. Sheridan Bowman, Datación por Radiocarbono: Interpretando el pasado (1990), University of California Press
Lectura adicional:
Espectrometría de Masas con Aceleradores de Datación por Radiocarbono
Calibración de Resultados de Datación por Carbono 14
Datación por Radiocarbono y Carbono Bomba