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Un nuevo salto adelante para la datación por radiocarbono

Hasta 1949, cuando los arqueólogos desenterraron huesos prehistóricos, puntas de piedra, restos de carbón u otros artefactos de la historia humana temprana, no tenían forma de saber exactamente cuántos años tenían estos objetos. El químico Willard Libby cambió eso, ideando un método ingenioso para fechar objetos antiguos basado en los tipos de átomos de carbono contenidos en ellos.

Libby y sus colegas basaron su idea en el hecho de que los seres vivos incorporan pequeñas cantidades de un cierto isótopo de carbono (C-14) de la atmósfera a su estructura; cuando mueren, dejan de agregar nuevo C-14, y la cantidad que queda dentro se degrada lentamente en un elemento diferente, nitrógeno-14. Al darse cuenta de que la vida media de C-14 (la cantidad de tiempo que tarda la mitad de una cantidad dada de C-14 en descomponerse en N-14) es de 5.730 años, podrían analizar químicamente la relación de C-14 a N-14 dentro de un pedazo de madera o hueso y determinar cuánto tiempo había estado muerto.

Esta técnica ha revolucionado la arqueología, la antropología y otros campos, lo que nos permite determinar la edad absoluta de los objetos de hasta alrededor de 60, 000 años. Sin embargo, todo el tiempo, la precisión de esta técnica ha estado limitada por el hecho de que la cantidad de C-14 en la atmósfera ha variado con el tiempo, y nunca ha habido un gran registro de cuánto ha fluctuado a lo largo de los años.

Con esto en mente, un equipo de científicos de la Universidad de Oxford y de otros lugares se mostró particularmente entusiasmado cuando excavaron hojas fosilizadas y núcleos de capas de sedimentos debajo del lago Suigetsu de Japón. Es posible que estas muestras no parezcan mucho, pero debido a la capa única del sedimento y su condición prístina, el hallazgo constituye un registro exhaustivo sin precedentes de C-14 atmosférico desde hace aproximadamente 11.200 a 52.800 años. Las muestras de sedimento de este lugar en la superficie de la tierra, en otras palabras, harán que nuestra capacidad para fechar artefactos antiguos encontrados en cualquier parte del planeta sea significativamente más precisa.

"Los nuevos resultados ofrecen un refinamiento importante del registro de radiocarbono atmosférico y colocan la escala de tiempo de radiocarbono sobre una base más firme", dijo Jesse Smith, editor de Science, donde los hallazgos se publicaron hoy en un documento.

Una imagen microscópica de las capas de sedimentos del lago Suigetsu. Una imagen microscópica de las capas de sedimentos del lago Suigetsu. (Imagen a través de Gordon Schlolaut)

Un conjunto específico de procesos y condiciones que ocurren en el lago ayudan a explicar por qué los núcleos de sedimentos y las muestras de hojas son tan valiosos. Cada invierno, pequeñas algas de color claro llamadas diatomeas mueren y cubren el fondo del lago; cada verano, a su vez, están cubiertos por una capa más oscura de sedimento. Debido a que el lago está extremadamente quieto, es bajo en oxígeno y no ha sido perturbado por los glaciares ni por la actividad geológica en ningún momento en los últimos 52.800 años, estas capas microscópicas comprenden un registro anual completo conservado en núcleos de sedimentos.

Además, debido a que las hojas y otros materiales orgánicos han quedado atrapados entre las capas, los científicos pudieron usar la cantidad de C-14 en cada hoja para construir una imagen completa del C-14 atmosférico a lo largo del tiempo. Anteriormente, los registros atmosféricos de C-14 provenían de muestras marinas (que difieren de las de la tierra) o anillos de árboles (que solo databan de hace un poco más de 12, 000 años), por lo que estos núcleos mejorarán en gran medida la precisión de la datación por radiocarbono para objetos más antiguos. Los investigadores "anclaron" el nuevo registro C-14 a los datos anteriores al hacer coincidir los niveles encontrados en las capas más recientes de los núcleos con los ya conocidos por los anillos de los árboles.

"Aunque este registro no dará como resultado importantes revisiones de fechas, por ejemplo en arqueología, habrá cambios en los detalles que son del orden de cientos de años", dijo el arqueólogo de la Universidad de Oxford, Bronk Ramsey, autor principal del artículo. “Tales cambios pueden ser muy significativos cuando se trata de observar las respuestas humanas al clima, a menudo datadas por otros métodos, por ejemplo a través de los núcleos de hielo de Groenlandia. Una escala de tiempo calibrada más precisa nos permitirá responder preguntas en arqueología, que anteriormente no habíamos tenido la resolución de abordar ”.

Los investigadores sospecharon que las condiciones en el lago Suigetsu podrían producir un registro C-14 tan crucial ya en 1993, pero hasta ahora habían encontrado dificultades técnicas para extraer y analizar núcleos intactos. "Esta es la realización de un sueño japonés de 20 años", dijo el coautor Takeshi Nakagawa de la Universidad de Newcastle upon Tyne en Inglaterra. Aunque ha tomado algún tiempo recuperar con éxito las muestras, ahora ayudarán a los investigadores a descubrir las edades de especímenes y artefactos mucho más antiguos.

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