El 27 de febrero de 1940 se descubre el isótopo carbono-14
El carbono-14, 14C o radiocarbono,
es un isótopo radiactivo del carbono, descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones y se desintegra produciendo radiación
beta. Willard Libby determinó un valor para el periodo de semidesintegración o semivida de este isótopo de 5568 años. Determinaciones posteriores
en Cambridge produjeron un valor de 5730 años. Debido a su
presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación
de especímenes orgánico.
Los rayos cósmicos de alta energía (principalmente protones) que
proceden de fuera del sistema solar impactan con los átomos presentes en la
alta atmósfera de la Tierra, principalmente nitrógeno y oxígeno, haciendo que
se desintegren en partículas subatómicas, como protones y neutrones. Los
neutrones así producidos, al alcanzar altitudes entre 15 y 9 km de la
superficie terrestre, y en latitudes geomagnéticas altas, colisionan con los
átomos de nitrógeno originando las conocidas reacciones (n,p):
14 N7+ n → 14C6+ p.
El método de datación por radiocarbono es la técnica basada en isótopos
más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 50 000 años.2 Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los
isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 (14C) es producido de forma continua
en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos
de nitrógeno por rayos cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente,
se transmuta en nitrógeno-14 (14N). Estos procesos de generación-degradación de
14C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se
encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las
plantas, de manera que la proporción 14C/12C en estas es similar a la
atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas.
Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos
de 14C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va
transformándose en 14N por decaimiento radiactivo.
La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo
exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la
cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la
cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se
calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede ser datado
el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como
"edad radiocarbónica" o de 14C, y se expresa en años BP (Before
Present, Antes del presente). Esta escala equivale a los años transcurridos
desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige
esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos
nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa
de los isótopos radiactivos en la atmósfera.
Al comparar las concentraciones teóricas de 14C con las de muestras de
maderas de edades conocidas mediante dendrocronología, se descubrió que existían diferencias con
los resultados esperados. Esas diferencias se deben a que la concentración de
carbono radiactivo en la atmósfera también ha variado respecto al tiempo. Hoy
se conoce con suficiente precisión (un margen de error de entre 1 y 10 años) la
evolución de la concentración de 14C en los últimos 15 000 años, por lo que
puede corregirse esa estimación de edad comparándolo con curvas obtenidas
mediante interpolación de datos conocidos. La edad así hallada se denomina
"edad calibrada" y se expresa en años Cal BP.
DIFUNDE EN COLABORACIÓN
Ex Presidente del Centro de Egresados Curso Superior de la
Ex Escuela Nacional de Guerra/Ex Ec de Defensa Nacional
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