La capacidad de fechar con precisión o identificar la edad de un objeto puede enseñarnos cuándo se formó la Tierra, ayudarnos a revelar climas pasados y decirnos cómo vivían los primeros humanos. Entonces, ¿cómo lo hacen los científicos?
La datación por radiocarbono es el método más común con diferencia, según los expertos. Este método implica medir cantidades de carbono-14, un isótopo de carbono radiactivo, o una versión de un átomo con un número diferente de neutrones. El carbono 14 es omnipresente en el medio ambiente. Después de que se forma en lo alto de la atmósfera, las plantas lo respiran y los animales lo exhalan, dijo Thomas Higham, arqueólogo y especialista en datación por radiocarbono de la Universidad de Oxford en Inglaterra.
“Todo lo que está vivo lo toma”, dijo Higham a Live Science.
Mientras que la forma más común de carbono tiene seis neutrones, el carbono 14 tiene dos extra. Eso hace que el isótopo sea más pesado y mucho menos estable que la forma de carbono más común. Entonces, después de miles de años, el carbono 14 finalmente se descompone. Uno de sus neutrones se divide en un protón y un electrón. Mientras el electrón escapa, el protón sigue siendo 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 inicia el lento proceso de desintegración radiactiva. Los científicos saben cuánto tarda la mitad de una determinada cantidad de carbono 14 en descomponerse, un período de tiempo llamado vida media. Eso 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 semivida del carbono. -14.
La vida media del carbono 14 es de 5.730 años, lo que lo hace ideal para los científicos que desean estudiar los últimos 50.000 años de historia. “Eso cubre básicamente la parte realmente interesante de la historia humana”, dijo Higham, “los orígenes de la agricultura, el desarrollo de civilizaciones: todas estas cosas sucedieron en el período del radiocarbono”.
Sin embargo, los objetos más antiguos han perdido más del 99% de su carbono-14, dejando muy poco para detectar, dijo Brendan Culleton, profesor asistente de investigación en el Laboratorio de Radiocarbono de la Universidad Estatal de Pensilvania. Para los objetos más antiguos, los científicos no utilizan el carbono 14 como medida de la edad. En cambio, a menudo buscan isótopos radiactivos de otros elementos presentes en el medio ambiente.
Para los objetos más antiguos del mundo, la datación con uranio-torio-plomo es el método más útil. “Lo usamos para fechar la Tierra”, dijo Higham. Si bien la datación por radiocarbono es útil solo para materiales que alguna vez estuvieron vivos, los científicos pueden usar la datación por uranio-torio-plomo para medir la edad de objetos como las rocas. En este método, los científicos miden la cantidad de una variedad de isótopos radiactivos diferentes, todos los cuales se descomponen en formas estables de plomo. Estas cadenas separadas de descomposición comienzan con la descomposición del uranio-238, uranio-235 y 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 progenitores” se descompone en una cascada diferente de radioisótopos antes de convertirse en plomo. Cada uno de estos isótopos tiene una vida media diferente, que varía de días a miles de millones de años, según la Agencia de Protección Ambiental. En la datación por radiocarbono, los científicos calculan las proporciones entre estos isótopos y los comparan con sus respectivas vidas medias. Con 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.
Finalmente, otro método de datación les dice a los científicos no cuántos años tiene un objeto, sino cuándo estuvo expuesto por última vez al calor o la luz solar. Este método, llamado datación por luminiscencia, es favorecido por los geocientíficos que estudian los cambios en los paisajes durante el último millón de años; pueden usarlo para descubrir cuándo se formó o retrocedió un glaciar, depositando rocas sobre un valle; o cuando una inundación arrojó sedimentos sobre la cuenca de un río, dijo 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 electrones de sus átomos. Algunos de los electrones vuelven a caer en los átomos, pero otros se atascan en agujeros u otros defectos en la densa red de átomos que los rodea. Se necesita una segunda exposición al calor o la luz solar para devolver estos electrones a sus posiciones originales. Eso es exactamente lo que hacen los científicos. Exponen una muestra a la luz y, cuando los electrones vuelven a caer en los átomos, emiten calor y luz, o una señal luminiscente.
“Cuanto más tiempo está enterrado ese objeto, a más radiación ha estado expuesto”, dijo Rittenour. En esencia, los objetos enterrados durante mucho tiempo expuestos a una gran cantidad de radiación tendrán una enorme cantidad de electrones fuera de lugar, que juntos emitirán una luz brillante cuando regresen a sus átomos, dijo. Por lo tanto, la cantidad de señal luminiscente les dice a los científicos cuánto tiempo estuvo enterrado el objeto.
Salir con objetos no solo es importante para comprender la edad del mundo y cómo vivían los humanos antiguos. Los científicos forenses lo utilizan para resolver delitos, desde asesinatos hasta falsificaciones de arte. La datación por radiocarbono puede decirnos cuánto tiempo ha envejecido un buen vino o whisky y, por lo tanto, si ha sido falsificado, dijo Higham. “Hay una amplia gama de aplicaciones diferentes”.
Fuente: Live Science.
