Historia
"Una intuición analógica de uno de los «padres» de la bomba atómica permitió crear uno de los instrumentos más útiles de la arqueología."
"Una intuición analógica de uno de los «padres» de la bomba atómica permitió crear uno de los instrumentos más útiles de la arqueología."
Willard Frank Libby (1908-1980) no sólo fue un químico eminente, sino también uno de los colaboradores del célebre Proyecto Manhattan americano, que, de 1941 a 1945, permitió obtener la primera bomba atómica. Su contribución fue, efectivamente, esencial para la separación de los isótopos del uranio, indispensable para la fabricación de la bomba. Un isótopo es un cuerpo derivado de una sustancia mineral, cuyos átomos tienen el mismo número de protones dentro del núcleo de la sustancia original, pero distinto número de neutrones, lo que explica que el isótopo no tenga exactamente las mismas propiedades químicas.
En 1946, Libby demostró que, además de las sustancias radiactivas naturales, como el uranio 235, llamadas primordiales porque existen desde la formación de la Tierra, hay otras que se han formado por el bombardeo constante de rayos cósmicos que sufre la Tierra, radiaciones gamma que producen el mismo efecto que la radiactividad provocada en el laboratorio. El primer cuerpo formado por radiaciones cósmicas -y por esta razón llamado cosmogénico- que encontró Libby fue el tritio, el isótopo más pesado del hidrógeno. Casi de inmediato, Libby pensó que el tritio no podía ser el único isótopo cosmogénico creado por los rayos cósmicos. Y razonó del modo siguiente: cuando los rayos llegan a la Tierra, comienzan atravesando la atmósfera, que contiene nitrógeno; los rayos contienen neutrones; un átomo de hidrógeno tiene 7 protones y 7 neutrones; si un neutrón le alcanza, puede expulsar un protón y, al mismo tiempo, aumentar el grupo de los neutrones. El protón expulsado captura un electrón libre y, por ello, al poseer una masa, posee asimismo una carga y se convierte en un átomo de hidrógeno. El núcleo original de nitrógeno se convierte, debido a su nueva configuración, en un isótopo de carbono: el carbono 14.
*Una semivida de 5.730 años
En 1946, Libby demostró que, además de las sustancias radiactivas naturales, como el uranio 235, llamadas primordiales porque existen desde la formación de la Tierra, hay otras que se han formado por el bombardeo constante de rayos cósmicos que sufre la Tierra, radiaciones gamma que producen el mismo efecto que la radiactividad provocada en el laboratorio. El primer cuerpo formado por radiaciones cósmicas -y por esta razón llamado cosmogénico- que encontró Libby fue el tritio, el isótopo más pesado del hidrógeno. Casi de inmediato, Libby pensó que el tritio no podía ser el único isótopo cosmogénico creado por los rayos cósmicos. Y razonó del modo siguiente: cuando los rayos llegan a la Tierra, comienzan atravesando la atmósfera, que contiene nitrógeno; los rayos contienen neutrones; un átomo de hidrógeno tiene 7 protones y 7 neutrones; si un neutrón le alcanza, puede expulsar un protón y, al mismo tiempo, aumentar el grupo de los neutrones. El protón expulsado captura un electrón libre y, por ello, al poseer una masa, posee asimismo una carga y se convierte en un átomo de hidrógeno. El núcleo original de nitrógeno se convierte, debido a su nueva configuración, en un isótopo de carbono: el carbono 14.
*Una semivida de 5.730 años
Pero -proseguía Libby con su razonamiento- este isótopo tiene que reaccionar con mucha rapidez con el oxígeno del aire y producir anhídrido carbónico C02, y este carbono radiactivo debe difundirse ampliamente en la Naturaleza, por lo que tiene que encontrarse en los vegetales y animales, aunque en proporciones infinitesimales. Libby estimó por entonces que debía haber un átomo de carbono 14 por cada trillón de átomos de carbono ordinario. Y el carbono 14 se había acumulado así desde los orígenes de la Tierra.
Libby trató, en primer lugar, de medir en el entorno los átomos de carbono 14 y de verificar que el isótopo se repartía de modo uniforme, para después examinar si las tasas de carbono 14 en los objetos antiguos eran las mismas que en nuestros días, teniendo en cuenta que este isótopo tiene un periodo, es decir, una semivida de 5.730 años, al término de los cuales, pierde la mitad de su masa por desintegración. Libby se procuró objetos egipcios cuya datación era prácticamente segura: tenían 5.000 años de edad. Al realizar los cálculos de compensación, Libby halló que la tasa de carbono 14 en el medio era constante, casi un 5 %.
De ese modo se estableció la primera medida de datación por isótopos radiactivos.
Datación por Carbono 14
*Que és?
La datación por radiocarbono es un método de datación radiométrica que utiliza el isótopo carbono-14 (14C) para determinar la edad de materiales que contienen carbono hasta unos 60.000 años.
Dentro de la arqueología es considerada una técnica de datación absoluta. En 1946 el químico americano Willard Libby.[dio a conocer los mecanismos de formación del isótopo 14C a través de reacciones nucleares en la atmósfera. Más tarde, en 1949, cuando ocupaba su cargo como profesor en la universidad de Chicago desarrolló el conocido Método de Datación Radiocarbónica. En 1960, Libby fue galardonado con el Premio Nobel de química por su método de datación mediante el carbono 14.
*Como Datar:
Las medidas se hacen tradicionalmente contando la desintegración radioactiva de átomos individuales de carbono por recuento proporcional gaseoso o por recuento de centelleo líquido, pero estas dos técnicas son relativamente insensibles y están sujetas a relativamente grandes incertidumbres estadísticas cuando las muestras son pequeñas (menores de 1g de carbono). Si hay poco carbono al comenzar, una semivida que dura mucho significa que solo unos pocos átomos se desintegran mientras se intenta su detección (4 atoms/s) /mol tan solo después de la muerte, de este modo, por ejemplo : 1 (atom/s)/mol después de 10,000 años). La sensibilidad ha sido incrementada usando técnicas basadas en espectrometría de masas (AMS), donde todos los átomos de 14C pueden ser contados directamente, no solamente aquellos que se desintegran durante el intervalo de recuento asignado para cada análisis. La técnica de AMS permite datar muestras que contienen tan solo unos pocos miligramos de carbono.
Las edades de radiocarbono brutas (es decir, aquellas no calibradas), lo que se conoce por edad radiocarbónica o de 14C, se expresan en años BP (Before Present- Hasta hoy día). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario, siendo este el número de años de radiocarbono antes de 1950, basadas en un nominal (y asumiendo como constante) el nivel de carbono-14 en la atmósfera igual al nivel de 1950. 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.
*Corregir el cálculo:
Las edades de radiocarbono brutas (es decir, aquellas no calibradas), lo que se conoce por edad radiocarbónica o de 14C, se expresan en años BP (Before Present- Hasta hoy día). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario, siendo este el número de años de radiocarbono antes de 1950, basadas en un nominal (y asumiendo como constante) el nivel de carbono-14 en la atmósfera igual al nivel de 1950. 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.
*Corregir el cálculo:
Para los cálculos, que en realidad son más complejos, se debe tener también en cuenta el emplazamiento donde el ejemplar se ha hallado. Así, en las regiones volcánicas, puede ser inferior a lo normal, porque el óxido de carbono volcánico reduce el carbono 14 de la vegetación. Se sabe asimismo que, desde 1900, la tasa de carbono 14 disminuyó (del 3 a1 2 %), porque la actividad industrial vertió a la atmósfera grandes cantidades de anhídrido carbónico, pero en cambio volvió a crecer en un 50 % aproximadamente desde los años cincuenta debido a los experimentos atómicos. Correcciones suplementarias se han efectuado en ciertos periodos antiguos, cuando, por comparación histórica, se ha establecido que hacia el año 6200 antes de nuestra era la tasa de carbono 14 era un 8 % superior a la actual y que un objeto cuya edad real es de 8.500 años en la datación del carbono 14 sólo tiene 7.500 años.
*De 500 a 50.000 años:
La precisión de la datación con carbono 14 disminuye a medida que se retrocede en el tiempo, y alcanza su mínimo en torno a los 50.000 años, cuando hay que recurrir a la datación por otros métodos. Otro mínimo se sitúa alrededor de los 500 años. Para los objetos de esta edad o menores se recurre a otras técnicas de identificación como la termoluminiscencia, sobre todo en el terreno del arte.
La datación con carbono 14 requiere precauciones particulares en la elección y la preparación de las muestras, pues el isótopo utilizado tiene una actividad muy débil: 15 desintegraciones por minuto por gramo de carbono total, lo que es evidentemente débil e impone una precisión muy grande en las medidas.
*Dificultades:
No son pocas las dificultades a las que tienen que hacer frente los científicos que utilizan el sistema del carbono 14.
Lo cierto es que, para datar un fósil, han de tener en cuenta una serie de variables que dificultan el trabajo. Todas ellas han de tomarse en cuenta para que el resultado final del estudio sea lo más aproximado posible.
El primer problema que se presenta es que la concentración de carbono que hay en la atmósfera en la actualidad puede no ser la misma que la que había cuando el animal murió. Para calcular la que había en aquel momento, se estudian, “por ejemplo, burbujas de aire que quedan dentro del hielo de la Antártica”.
“Cuando se calcula la edad a partir del carbono se habla de años de radiocarbono, y se debe distinguir años de radiocarbono de años de calendario. Porque 14.000 años de radiocarbono no son lo mismo que 14.000 años de calendario”, asegura Jesús Rodríguez. Por eso, lo correcto es dar las dos cifras, “porque dentro de 20 años, a lo mejor se descubre que lo que datamos como 14.000 años de calendario realmente son 13.000”.
Pero hay más inconvenientes: que las tasas de transformación dependen de otra serie de variables, como las contaminaciones, o las alteraciones que ese fósil haya sufrido a lo largo de su vida como fósil
*Fósil deTiranosaurio
Tomado de:
http://es.wikipedia.org/wiki/Dataci%C3%B3n_por_radiocarbono
http://perso.wanadoo.es/frs88/tpn/desc/datac14.htm
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