Datacions arqueològiques

1992/10/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Paleontologia
• Arkeologia

L'edat de les restes arqueològiques es coneix a través de diferents sistemes. En els últims deu anys, la base de 14 elements radioactius de carboni i la dendrocronologia (basada en l'estudi dels anells del tronc dels arbres) han estat àmpliament utilitzades com a complement.

Carboni radioactiu

Gràcies al mètode del carboni 14, a mitjan dècada dels 60, les datacions que fins llavors s'acceptaven per a les restes prehistòriques europees van ser potes enlaire. En el jaciment d'Olduvai, situat a Tanzània, es va poder determinar que una capa tenia 1.750.000 anys. Les eines oposades són les més antigues fins al moment i es pot dir que la humanitat té almenys aquests anys.

No obstant això, en l'actualitat s'ha pogut constatar la falta de precisió de les datacions de carboni 14. L'isòtop radioactiu de carboni 14 és només el trilio de tot el carboni existent en el món ^{(1/10 12} ). Una proporció molt baixa. Tanmateix, això significa que per cada gram de carboni normal hi ha 60 mil milions d'àtoms de carboni 14.

Per cada gram de carboni normal, cada minut es desintegren 13,5 àtoms de carboni 14, és a dir, un àtom cada quatre o cinc segons. Això ocorre amb el carboni actual (per exemple, el que tenim en l'esquelet del nostre cos), l'organisme que representa constantment als àtoms de carboni radioactiu desintegrats. En els organismes fòssils morts, el carboni radioactiu disminueix a mesura que es desintegra. Cada 83 anys té un 1% menys de carboni radioactiu i als 5.730 només un 50%. (Això suposa un període de semidesintegració de 5.730 anys). Llavors hi ha 6,78 desintegracions per minut i gram. Als 22.920 anys, un àtom per minut es desintegra i als 40.000 anys cal esperar uns deu minuts per a detectar una desintegració. A partir d'aquí, la radioactivitat és molt feble i per tant difícil de detectar.

Falta de precisió del carboni radioactiu

No obstant això, el període de semidesintegració d'aquest isòtop no sempre s'ha fixat bé. Es considerava que en 1940 era de 25.000 anys, en 1950 entre 4.700 i 7.200, i posteriorment Willard Libby, descobridor del sistema, va afirmar que era de 5.568 anys. En 1962 també es diu que era de 5.730 anys. No obstant això, la xifra de Libby s'ha utilitzat per a datar i ha estat acceptada pels científics, a pesar que per a saber exactament l'edat s'ha hagut de multiplicar pel factor 1,03.

A més, es calcula l'edat de les mostres actuals i se sap que en els últims quaranta anys les explosions atòmiques han provocat un augment significatiu de la taxa de radioactivitat en els organismes (entorn del 3%). La revolució industrial ha permès l'emissió de carboni no radioactiu a l'atmosfera, la qual cosa ha reduït la taxa.

La determinació exacta de l'edat no és tan senzilla. La radioactivitat és un fenomen aleatori. Les partícules beta que rep el registrador no arriben regularment. En cas de dispersió, es calcula la desviació estàndard. Existeix una probabilitat del 68% perquè l'edat estimada estigui compresa entre +1 i -1 de l'edat real. Si la tolerància està compresa entre +2 i -2, la probabilitat és del 95,5%. Per això, les xifres que es donen en l'actualitat solen anar acompanyades de tolerància. En els gràfics també es marca la franja de tolerància al costat del punt d'edat.

A l'edat que ens donen els laboratoris cal sumar el 3% per període, després els anys transcorreguts des de 1950 i tercer la tolerància. Però és una mica més. Al principi s'ha considerat que la formació de carboni radioactiu en la part superior de l'atmosfera era constant, però en realitat no s'ha produït, ja que depèn de l'activitat del sol. El Sol té un cicle d'onze anys i en la formació de carboni radioactiu s'han produït variacions entre l'1% i el 3% en les últimes dècades.

Totes aquestes imprecisions, com els egiptòlegs, no estaven a gust amb les dates que se'ls donaven. En alguns casos les desviacions respecte als seus càlculs eren de 700 i 800 anys, però això sí, les dates de carboni radioactiu eren sempre “més joves” que les cronologies històriques.

Dendrocronologia donant suport al carboni

La falta de precisió del carboni radioactiu ha pogut ser resolta en part per la dendrocronologia (sistema de datació mitjançant anàlisi d'anells en troncs d'arbres). Aquest mètode pren el nom de la paraula grega dendro (arbre). En el sud-oest dels Estats Units, alguns pins dels deserts (tipus Pinus aristrata) han pogut durar milers d'anys i, analitzant els seus anells troncals, s'ha pogut construir una cronologia fins a la prehistòria (aproximadament set mil anys a. C.).

El que s'ha fet bàsicament és prendre mostres de fusta d'una edat coneguda i datar amb un mètode de carboni 14 radioactiu. Dit d'una altra manera, el mètode del carboni radioactiu ha estat “calibrat” amb dendrocronologia fins a l'any 6000 a. C. S'ha pogut comprovar que els càlculs en carboni eren exactes. en els primers segles però a. C. en època donava dates més joves: a. C. 200 anys més joves cap a l'any 1000, 400 anys més joves cap a l'any 2000 i 800 anys més joves cap a l'any 5000.

Llençol sant de Torí

El calibratge i l'eliminació del “soroll de fons” permeten actualment calcular la datació de les mostres medievals en 20 anys. A més, amb l'ús d'acelerantes de partícules, la mostra de mil·ligrams és suficient i algunes peces es poden fabricar sense trencament ni deterioració. La datació del llençol sant de Torí ha estat un èxit, però al principi tenia alguns inconvenients. Tres laboratoris van datar el mètode del carboni radioactiu, però davant les incidències en la corba de calibratge, la data real va ser XIII. podria ser de la segona meitat del segle o més de cent anys després. El primer esment històricament realitzada al llençol sant data de l'any 1350, per la qual cosa va ser el XIII. Per a una mostra analitzada a Lió es va donar una datació entre 1264 i 1283.

Sistema urani-tori

La desintegració de l'isòtop Urani 234 es converteix en un tori 230, una transformació que es pot detectar mitjançant un nou mètode d'espectrografía de masses.

Un grup de científics nord-americans han pres mostres de fins a 124 metres de profunditat en els corals de l'illa de Barbados. Quan l'última glaciació estava en auge, el nivell dels oceans estava 120 metres per sota de l'actual. Des de llavors els corals han anat pujant amb el nivell de la mar i, datant els corals amb el sistema urani-tori, s'ha pogut construir la seva història, molt relacionada amb la història del clima.

Les oscil·lacions climàtiques aconseguides per als últims vuit o deu mil anys s'han comparat amb les indicades per la dendrocronologia i s'ha pogut comprovar que són pràcticament identitàries. Continuant amb la datació en corals per urani-tori fins a l'any 20000, el mètode del carboni 14 ha pogut ser “calibrat” fins que la dendrocronologia no abasta. A partir de l'any 6000, s'ha observat que en l'època glacial el sistema de carboni ha donat diferències entre 2.000 i 3.000 anys. Tota la Prehistòria deu, per tant, ser “envellida”. En Lascaux, per exemple, el mètode del carboni radioactiu va calcular a la fusta local una edat de 17.000 anys, però realment té 20.000.

Altres sistemes

En arqueologia s'utilitzen diferents sistemes de datació en funció de l'edat i naturalesa de la mostra, i a vegades diversos mètodes d'anàlisis d'una mateixa mostra. Arqueomagnetismo sobretot ceràmica (envasos, forns, etc.) S'utilitza per a datar i té una validesa aproximada de 6.000 anys. Quant a la dendrocronologia, pot arribar als 7.000 anys (encara que només per a l'estudi de la fusta) i de carboni radioactiu fins als 40.000 (per a la datació d'organismes vius). A partir d'aquí s'utilitza el sistema d'argó potàssic i la termoluminiscencia, un per a la datació de capes volcàniques i un altre per a materials que s'han escalfat molt (envasos, pedres del forn, pedres volcàniques, etc.) per a calcular.