De la misma manera que la fortaleza física y la energía de una persona va decayendo cuando se adentra en la senectud, también en los isótopos radiactivos se produce un decaimiento radiactivo a medida que pasa el tiempo. La diferencia es que el decaimiento radiactivo es constante, mientras que el envejecimiento depende de cada persona. Esa tasa constante nos permite utilizar la proporción de isótopos radiactivos y e isótopos estables en un material (madera, roca, etc) como si viésemos en su interior un reloj aplastado y así dar fecha a dicho objeto, con un nivel de precisión que no es posible con las dataciones relativas. Algo parecido a cómo Marty McFly sabía a qué hora iba a impactar un rayo en la torre del reloj y así poder volver al futuro.
Ahora bien, dependiendo de que tipo de objeto sea y de su edad, deberemos utilizar un tipo u otro de radioisótopo. Los materiales más recientes se datan con la famosa técnica del carbono 14, de la que ya hablamos un poco, y para entenderlo primero les contaré un poco el ciclo de ese carbono radiactivo. |
El isótopo radiactivo del carbono 14 (C-14) se produce en la atmósfera, cuando los rayos solares impactan en las capas superiores. Este impacto hace que se introduzca un neutrón en un átomo de nitrógeno (con 7 protones y 7 neutrones) y a la vez salga un protón, resultando en un átomo de C-14 (con 6 protones y 8 neutrones). Estos átomos de C-14 entran en el ciclo de la vida a través de la fotosíntesis de las plantas, ya que la base de cualquier organismo es el carbono. Un organismo integrará C-14 en una proporción similar a la presente en la atmósfera hasta el día que muera. Una vez muerto, o al menos sin actividad vital como una semilla, empieza a perder isótopos de carbono radiactivo sin incorporar nuevos; ese C-14 vuelve a ser un átomo de Nitrógeno y empieza una cuenta atrás que utilizamos como cronómetro y que deja de funcionar cuando ya no quedan átomos de C-14.
Para calcular ese “minuto radiactivo” se acuño el término de “periodo de semi-desintegración”, que es el tiempo en el que en un objeto se desintegra la mitad de sus isótopos radiactivos. En el caso del carbono es de 5730 + 40 años por lo que más o menos un objeto pierde todo su C-14 en unos 50000 años, lo que hace que la datación por C-14 sea óptima en la escala de miles de años.
En cualquier caso, la proporción de C-14 respecto otros isótopos de carbono no ha sido constante en la atmósfera a lo largo del tiempo, ya sea por los ciclos de actividad solar, del océano, por la quema de combustibles fósiles o por las bombas nucleares, así que es necesario hacer correcciones de edades radiocarbono a edades calendario. |
En los inicios de la datación por radiocarbono se utilizaron objetos de la civilización egipcia para verificar los datos, ya que están razonablemente bien datados en las escrituras. Hoy día, la técnica de radiocarbono está tan depurada que se ha utilizado para hacer el camino inverso, es decir, se está confirmando que la cronología de las dinastías egipcias que había en escritos es correcta. En general se han utilizado semillas, papiros y restos de plantas que se encontraban en las tumbas, como la de Tutankamón, en pirámides y en objetos de museos. Esto ha permitido ajustar mejor algunas fechas, sobretodo de las primeras dinastías cuyas referencias eran peores. (Ir a artículo) |
Otras técnicas de datación absoluta con radioisótopos, útiles para datar en escala de tiempo mucho mayores, millones de años, tienen una lógica similar, un elemento radiactivo “padre” (parent en inglés) se va convirtiendo en un elemento no radiactivo “hija” (daughter) a una tasa constante de tiempo. En la izquierda las muchas hijas del Uranio 238 y sus periodos de semidesintegración (half- live en inglés). Esta escalera de padres e hijas es muy utilizada para diferentes dataciones; Urani-Plomo, Uranio-Torio, Plomo-Plomo, |
Sin embargo la complicación viene en donde medirlo. Por ejemplo, los fósiles de dinosaurio fueron hueso hace mucho tiempo pero al fosilizar se convierten en roca, y no presenta ningún elemento radiactivo que nos pueda informar de sus edad. Así, si encontramos un diente de Tyranosaurus rex, necesitaremos encontrar un material datable cercano a ese fósil. Y aquí viene el más difícil todavía; mientras que los fósiles se encuentran en materiales sedimentarios, la mayoría de materiales datables, son de origen volcánico, y metamórficos, rocas que ya han tenido un proceso de comprensión y calentamiento en el manto terrestre (ve tabla abajo). Es aquí donde entran las técnicas no absolutas de las que hablé anteriormente e incluso las sintonizaciones orbitales. Para tener cronologías fiables es fundamental tener unos buenos mapas geológicos donde tengamos claro cómo se relacionan las diferentes capas estratigráficas, la presencia de antiguas explosiones volcánicas, de su geomagnetismo, etc, a través de extensas regiones geográficas. Así, para datar un fósil, puedes estar utilizando un zircón encontrado a kilómetros de donde estaba el fósil.
Si se fijan bien en la tabla, hay un periodo de tiempo, entre hace 50000 y 100000 años que no queda bien representado por ninguna de las dataciones. Es por eso que los dientes de los Arvicolinos se han convertido en un método de datación tan importante (llamado en la jerga el vole-clock) ya que aporta una precisión razonablemente buena a los fósiles de ese periodo de tiempo.
Hay otras técnica de datación absoluta tanto a nivel atómico, luminiscencia o la resonancia del spin de los electrones, como moleculares, principalmente orgánicos como aminoácidos*, que cada día se utilizan más, y que en ocasiones cubren periodos de tiempo o materiales sedimentarios que no cubren los radioisótopos.
El ADN también puede servir y se utiliza en temas evolutivos como edades absolutas, pero no da una fecha más o menos exacta, así que yo la consideraría más bien un método de datación relativo.