La capacidad de datar con precisión, o identificar la edad de un objeto, puede enseñarnos cuándo se formó la Tierra, ayudar a revelar los climas del pasado y decirnos cómo vivían los primeros seres humanos. Entonces, ¿cómo lo hacen los científicos?
La datación por radiocarbono es el método más común con diferencia, según los expertos. Este método consiste en medir las cantidades de carbono-14, un isótopo radiactivo del carbono -o versión de un átomo con un número diferente de neutrones-. El carbono 14 es omnipresente en el medio ambiente. Después de formarse en lo alto de la atmósfera, las plantas lo respiran y los animales lo exhalan, explicó Thomas Higham, arqueólogo y especialista en datación por radiocarbono de la Universidad de Oxford (Inglaterra).
«Todo lo que está vivo lo absorbe», dijo Higham a Live Science.
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Mientras que la forma más común de carbono tiene seis neutrones, el carbono-14 tiene dos extra. Esto hace que el isótopo sea más pesado y mucho menos estable que la forma más común de carbono. Por eso, después de miles de años, el carbono 14 acaba descomponiéndose. Uno de sus neutrones se divide en un protón y un electrón. Mientras que el electrón se escapa, el protón sigue formando parte del átomo. Con un neutrón menos y un protón más, el isótopo se descompone en nitrógeno.
Cuando los seres vivos mueren, dejan de tomar carbono-14 y la cantidad que queda en su cuerpo comienza el lento proceso de descomposición radiactiva. Los científicos saben cuánto tiempo tarda la mitad de una determinada cantidad de carbono-14 en descomponerse, un tiempo llamado vida media. Esto les permite medir la edad de un trozo de materia orgánica -ya sea la piel o el esqueleto de un animal, la ceniza o el anillo de un árbol- midiendo la proporción de carbono-14 y carbono-12 que queda en él y comparando esa cantidad con la vida media del carbono-14.
La vida media del carbono-14 es de 5.730 años, por lo que es ideal para los científicos que quieren estudiar los últimos 50.000 años de historia. «Eso cubre básicamente la parte realmente interesante de la historia de la humanidad», dijo Higham, «los orígenes de la agricultura, el desarrollo de las civilizaciones: Todas estas cosas ocurrieron en el periodo del radiocarbono».
Sin embargo, los objetos más antiguos han perdido más del 99% de su carbono-14, lo que deja muy poco para ser detectado, dijo Brendan Culleton, profesor asistente de investigación en el Laboratorio de Radiocarbono de la Universidad Estatal de Pensilvania. En el caso de los objetos más antiguos, los científicos no utilizan el carbono-14 como medida de la edad. En su lugar, suelen recurrir a los isótopos radiactivos de otros elementos presentes en el medio ambiente.
Para los objetos más antiguos del mundo, la datación con uranio y plomo es el método más útil. «Lo utilizamos para datar la Tierra», dijo Higham. Mientras que la datación por radiocarbono sólo es útil para los materiales que alguna vez estuvieron vivos, los científicos pueden utilizar la datación por uranio-plomo para medir la edad de objetos como las rocas. Con este método, los científicos miden la cantidad de diferentes isótopos radiactivos, todos los cuales se descomponen en formas estables de plomo. Estas cadenas de desintegración separadas comienzan con la descomposición del uranio-238, el uranio-235 y el torio-232.
«El uranio y el torio son isótopos tan grandes que están a punto de estallar. Siempre son inestables», dijo Tammy Rittenour, geóloga de la Universidad Estatal de Utah. Cada uno de estos «isótopos madre» se descompone en una cascada diferente de radioisótopos antes de acabar como plomo. Cada uno de estos isótopos tiene una vida media diferente, que oscila entre días y miles de millones de años, según la Agencia de Protección del Medio Ambiente. Al igual que la datación por radiocarbono, los científicos calculan las proporciones entre estos isótopos, comparándolas con sus respectivas vidas medias. Gracias a este método, los científicos pudieron datar la roca más antigua jamás descubierta, un cristal de circón de 4.400 millones de años encontrado en Australia.
Por último, otro método de datación no indica a los científicos la edad de un objeto, sino cuándo fue la última vez que se expuso al calor o a la luz solar. Este método, denominado datación por luminiscencia, es el preferido por los geocientíficos que estudian los cambios en los paisajes durante el último millón de años: pueden utilizarlo para descubrir cuándo se formó o se retiró un glaciar, depositando rocas sobre un valle; o cuándo una inundación arrojó sedimentos sobre la cuenca de un río, explicó Rittenour a Live Science
Cuando los minerales de estas rocas y sedimentos están enterrados, quedan expuestos a la radiación emitida por los sedimentos que los rodean. Esta radiación expulsa los electrones de sus átomos. Algunos de los electrones vuelven a caer dentro de los átomos, pero otros quedan atrapados en agujeros u otros defectos en la red de átomos, por lo demás densa, que los rodea. Se necesita una segunda exposición al calor o a la luz solar para devolver estos electrones a su posición original. Eso es exactamente lo que hacen los científicos. Exponen una muestra a la luz y, a medida que los electrones vuelven a caer en los átomos, emiten calor y luz, o una señal luminiscente.
«Cuanto más tiempo lleva enterrado ese objeto, más radiación ha recibido», dijo Rittenour. En esencia, los objetos enterrados durante mucho tiempo y expuestos a una gran cantidad de radiación tendrán una enorme cantidad de electrones desplazados, que en conjunto emitirán una luz brillante al volver a sus átomos, dijo. Por lo tanto, la cantidad de señal luminiscente indica a los científicos cuánto tiempo estuvo enterrado el objeto.
La datación de los objetos no sólo es importante para entender la edad del mundo y cómo vivían los humanos antiguos. Los científicos forenses la utilizan para resolver crímenes, desde asesinatos hasta falsificaciones de arte. La datación por radiocarbono puede decirnos cuánto tiempo ha envejecido un buen vino o un whisky y, por tanto, si ha sido falsificado, dijo Higham. «Hay toda una gama de aplicaciones diferentes»
Publicado originalmente en Live Science.
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