La prueba del Carbono 14, amenazada

(Un texto de Fátima Uribarri en el XLSemanal del 25 de febrero de 2018)

Es el método de datación por excelencia. Revolucionó la arqueología y la investigación científica. Con el carbono 14 se ha puesto edad a los faraones y a los neandertales. Pero esta fiable prueba se está viendo afectada por un enemigo inesperado: la polución atmosférica.

El arzobispo de Turín quiso estar presente cuando el grupo de científicos recortó una pequeña porción del gran tesoro de la catedral: la sábana santa, el sudario que cubrió el cuerpo de Jesucristo.

Tomaron un pedacito del lienzo y lo partieron en tres. Cada una de las partes se entregó a los representantes de las universidades de Oxford, (Inglaterra), Zúrich (Suiza) y Arizona (Estados Unidos). La muestra se tomó en medio de un riguroso ceremonial que quedó grabado en vídeo aquel 21 de abril de 1988.

Meses después llegaron a Turín los esperados resultados que iban a aclarar si la sábana santa era realmente el sudario de Jesucristo. Los especialistas dictaminaron que no era así, afirmaron que ese lienzo databa de la Edad Media, de entre 1260 y 1390, una época cercana al año 1357, que es cuando la sábana santa de Turín se exhibió por primera vez. Los expertos de Oxford, Zúrich y Arizona fueron contundentes porque los avalaba un método científico riguroso. la datación por radiocarbono.

La datación de la sábana santa de Turín ha sido uno de los momentos estelares de este sistema descubierto en 1949 por el químico estadounidense Willard Libby. Libby fue el primero en darse cuenta de que el carbono 14, un isótopo radiactivo del carbono, era un medio fiable para determinar la edad de los materiales orgánicos. Inauguró este método de datación analizando un trozo de madera de acacia que había formado parte de la tumba del faraón Zoser, que gobernó entre 2665 y 2645 a. de C.

A partir de entonces, la edad de las momias egipcias y de restos de materiales orgánicos se ha determinado con la prueba descubierta por Libby, que le valió el Nobel de Química en 1960.

El carbono 14 se produce de forma natural a través de reacciones nucleares generadas por los rayos cósmicos que entran en la atmósfera. El carbono 14 se esparce y se acumula en plantas, animales y seres humanos a través de la fotosíntesis y la alimentación. Es un proceso que tiene lugar durante toda la vida, así que su nivel es constante en los tejidos de los seres vivos y su proporción es similar en ellos y en la atmósfera.

Cuando los organismos mueren, se deja de acumular y el carbono 14 empieza a desintegrarse a un ritmo uniforme. se reduce a la mitad cada 5730 años y, cuando pasan 60.000 años, se ha desintegrado de tal manera que ya no es apreciable. Con esta información no hay más que analizar la cantidad de carbono 14 que tiene el trozo de madera, el hueso o el retal de lino (en el caso de la sábana santa) para ponerles fecha. Como se sabe la proporción de carbono 14 que había en la atmósfera antes de que ese organismo muriera, se puede calcular su edad.

Daños colaterales de la Guerra Fría

Este método ofrece resultados precisos siempre que el carbono 14 presente en la atmósfera se mantenga relativamente estable, cosa que no siempre ha sucedido. entre 1945 y 1963, por ejemplo, aumentó su presencia en la atmósfera debido a las pruebas nucleares que en ese periodo de tiempo realizaron británicos, estadounidenses y soviéticos.

Durante los ensayos atómicos provocados por la Guerra Fría se liberó tanto carbono 14 que se duplicó la concentración natural. Hubo que buscar una nueva referencia de cantidad de carbono 14 presente en la atmósfera. Se decidió que fuera la contenida en la madera en 1950, un dato facilitado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos.

Otra alteración de carbono 14 en la atmósfera se debe a la contaminación, que está interfiriendo seriamente en la datación por radiocarbono. Al quemar combustibles fósiles muy antiguos, como el petróleo y el carbón, de edad superior a 60.000 años, estos ya carecen de carbono 14.

«Al quemarse de forma masiva, se libera una gran cantidad de dióxido de carbono, que no contiene carbono 14, y se mezcla con el dióxido de carbono atmosférico. Por tanto, la concentración de carbono 14 en la atmósfera disminuye, ya que se añade carbono total, pero no carbono 14», explica Javier Santos, encargado del Servicio de Datación del Centro Nacional de Aceleradores de Sevilla.

Con la contaminación disminuye la presencia de carbono 14 en la atmósfera y en los árboles y plantas que comen los herbívoros, que a su vez son ingeridos por los carnívoros. Toda la cadena de seres vivos baja también en el almacenaje de este isótopo radiactivo.

Como desde hace dos siglos y medio, debido a la industrialización, se han estado liberando a la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono, se están distorsionando las cantidades de carbono 14 de los organismos. Los científicos han llamado a este fenómeno ‘efecto Suess’ en honor de su descubridor, el físico Hans Suess.

El efecto Suess modifica también la información que proporciona la dendrocronología, el estudio de los anillos de crecimiento de los troncos de los árboles. cada uno de ellos presenta un contenido determinado de carbono 14 en función del año en el que se formó.

Efecto retardado

La contaminación puede desvirtuarlo todo. Es preocupante porque la datación por radiocarbono ha sido decisiva en el conocimiento de los faraones, la supervivencia de los neandertales o la fiabilidad de una obra de arte. Sí, también el carbono 14 es muy útil en los museos.

En el Centro Nacional de Aceleradores en Sevilla cuentan con un acelerador de partículas capaz de detectar la cantidad exacta de carbono 14 presente en una astilla de cinco miligramos de una estatua de madera. Este acelerador AMS (acelerador de espectometría de masas) ha determinado la edad de restos arqueológicos y antiguos manuscritos como una Biblia Vulgata del siglo XIII o un manual de latín del siglo XV.

A pesar del efecto Suess, el carbono 14 va a seguir siendo muy útil para poner fechas a nuestro pasado. «Ahora, con los aceleradores AMS la destrucción de las piezas es casi inexistente al poder utilizar muestras diminutas. Y para los restos arqueológicos no conozco otra técnica que sea más fiable», añade el experto del Centro Nacional de Dataciones.

¿Y el daño del efecto Suess? «Es cierto que existe y que desvirtúa información, pero lo padecerán nuestros descendientes cuando, dentro de dos mil años, quieran datar nuestro tiempo. Aunque es cierto que para entonces contarán con mucho material de documentación», apostilla Javier Santos. De lo que quedará constancia es de lo contaminada que estuvo nuestra época.

Un invento con muchas caras

Willard Libby, el químico que descubrió el carbono 14 en 1949, por lo que recibió el Premio Nobel. A la derecha, uno de los cráneos hallados en Atapuerca para cuya datación se empleó esta técnica.

EL CRONÓMETRO DEL PLANETA

1. Un bombardeo de rayos
El carbono 14 se crea en la atmósfera superior, donde los rayos cósmicos chocan de forma constante con los átomos que hallan en su camino liberando neutrones.

2. Ha nacido un átomo
Cada vez que uno de estos neutrones colisiona con un átomo de nitrógeno 14 nace un átomo de carbono 14.

3. El óxido nunca duerme
Los nuevos átomos de carbono 14 se extienden por la atmósfera y se unen al oxígeno para crear dióxido de carbono, CO2.

4. Absorber y procesar
Las plantas absorben el CO2 durante la fotosíntesis, asimilando al mismo tiempo el átomo radiactivo de carbono 14.

5. Conexión alimentaria
Los animales que comen plantas ingenieren a través de ellas el carbono 14 y lo mismo sucede con aquellos que se alimentan de estos herbívoros.

6. Parada en seco
Cuando un ser vivo, plantas, animales o personas, muere, el carbono 14 deja de acumularse en el organismo.

7. ¿Cuántos años tienes?
Con el tiempo, los átomos de carbono 14 vuelven a trans-formarse en nitrógeno y su concentración en el organismo se va reduciendo de forma paulatina. A los 5730 años se ha reducido a la mitad. Así, al medir la cantidad de carbono 14 en una muestra, los científicos pueden determinar su edad.

Tres grandes demostraciones del Carbono 14

La Sábana Santa era de la edad media

La demostración más controvertida fue la de la sábana santa de Turín. Antes de esta prueba decisiva, en 1969 un grupo de serólogos forenses (estudiosos de restos de sangre), anatomistas, radiólogos, historiadores y físicos habían sido incapaces de facilitar una conclusión convincente. En 1998, el carbono 14 lo hizo, en tres laboratorios distintos.

La cueva de Sidrón, neandertales en Asturias
El acelerador AMS de la Universidad de Oxford, que analiza el carbono 14, fue el que determinó que los restos fósiles de neandertales de la cueva de El Sidrón, en Asturias, son de hace 49.000 años. Esos restos han permitido descifrar por primera vez cómo se desarrollaban anatómicamente los jóvenes de la extinta especie.

ÖTZI no era un alpinista

Uno de los casos más importantes resueltos gracias a la prueba del carbono 14 fue el que aclaró la fecha de nacimiento de Ötzi, la momia descubierta en 1991 por dos alpinistas en los Alpes. Lo que parecía el cuerpo de un montañero perdido resultó ser los restos de un hombre del Neolítico de hace 5300 años. Ötzi, también conocido como ‘el hombre de Hauslabjoch’, es la momia natural más antigua de Europa.