Dataciones arqueológicas

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

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La edad de los restos arqueológicos se conoce a través de diferentes sistemas. En los últimos diez años, la base de 14 elementos radiactivos de carbono y la dendrocronología (basada en el estudio de los anillos del tronco de los árboles) han sido ampliamente utilizadas como complemento.

Carbono radiactivo

Gracias al método del carbono 14, a mediados de la década de los 60, las dataciones que hasta entonces se aceptaban para los restos prehistóricos europeos fueron patas arriba. En el yacimiento de Olduvai, situado en Tanzania, se pudo determinar que una capa tenía 1.750.000 años. Las herramientas encontradas son las más antiguas hasta el momento y se puede decir que la humanidad tiene al menos esos años.

Sin embargo, en la actualidad se ha podido constatar la falta de precisión de las dataciones de carbono 14. El isótopo radiactivo de carbono 14 es sólo el trilio de todo el carbono existente en el mundo (1/10 12 ). Una proporción muy baja. Sin embargo, esto significa que por cada gramo de carbono normal hay 60 mil millones de átomos de carbono 14.

Por cada gramo de carbono normal, cada minuto se desintegran 13,5 átomos de carbono 14, es decir, un átomo cada cuatro o cinco segundos. Esto ocurre con el carbono actual (por ejemplo, el que tenemos en el esqueleto de nuestro cuerpo), el organismo que representa constantemente a los átomos de carbono radiactivo desintegrados. En los organismos fósiles muertos, el carbono radiactivo disminuye a medida que se desintegra. Cada 83 años tiene un 1% menos de carbono radiactivo y a los 5.730 sólo un 50%. (Esto supone un periodo de semidesintegración de 5.730 años). Entonces hay 6,78 desintegraciones por minuto y gramo. A los 22.920 años, un átomo por minuto se desintegra y a los 40.000 años hay que esperar unos diez minutos para detectar una desintegración. A partir de ahí, la radiactividad es muy débil y por tanto difícil de detectar.

Falta de precisión del carbono radiactivo

Sin embargo, el periodo de semidesintegración de este isótopo no siempre se ha fijado bien. Se consideraba que en 1940 era de 25.000 años, en 1950 entre 4.700 y 7.200, y posteriormente Willard Libby, descubridor del sistema, afirmó que era de 5.568 años. En 1962 también se dice que era de 5.730 años. Sin embargo, la cifra de Libby se ha utilizado para datar y ha sido aceptada por los científicos, a pesar de que para saber exactamente la edad se ha tenido que multiplicar por el factor 1,03.

Además, se calcula la edad de las muestras actuales y se sabe que en los últimos cuarenta años las explosiones atómicas han provocado un aumento significativo de la tasa de radiactividad en los organismos (en torno al 3%). La revolución industrial ha permitido la emisión de carbono no radiactivo a la atmósfera, lo que ha reducido la tasa.

La determinación exacta de la edad no es tan sencilla. La radiactividad es un fenómeno aleatorio. Las partículas beta que recibe el registrador no llegan regularmente. En caso de dispersión, se calcula la desviación estándar. Existe una probabilidad del 68% para que la edad estimada esté comprendida entre +1 y -1 de la edad real. Si la tolerancia está comprendida entre +2 y -2, la probabilidad es del 95,5%. Por ello, las cifras que se dan en la actualidad suelen ir acompañadas de tolerancia. En los gráficos también se marca la franja de tolerancia junto al punto de edad.

A la edad que nos dan los laboratorios hay que sumar el 3% por periodo, después los años transcurridos desde 1950 y tercero la tolerancia. Pero es algo más. En un principio se ha considerado que la formación de carbono radiactivo en la parte superior de la atmósfera era constante, pero en realidad no se ha producido, ya que depende de la actividad del sol. El Sol tiene un ciclo de once años y en la formación de carbono radiactivo se han producido variaciones entre el 1% y el 3% en las últimas décadas.

Todas estas imprecisiones, como los egiptólogos, no estaban a gusto con las fechas que se les daban. En algunos casos las desviaciones respecto a sus cálculos eran de 700 y 800 años, pero eso sí, las fechas de carbono radiactivo eran siempre “más jóvenes” que las cronologías históricas.

Dendrocronología apoyando el carbono

La falta de precisión del carbono radiactivo ha podido ser resuelta en parte por la dendrocronología (sistema de datación mediante análisis de anillos en troncos de árboles). Este método toma el nombre de la palabra griega dendro (árbol). En el suroeste de Estados Unidos, algunos pinos de los desiertos (tipo Pinus aristrata) han podido durar miles de años y, analizando sus anillos troncales, se ha podido construir una cronología hasta la prehistoria (aproximadamente siete mil años a.C.).

Lo que se ha hecho básicamente es tomar muestras de madera de una edad conocida y fechar con un método de carbono 14 radiactivo. Dicho de otro modo, el método del carbono radiactivo ha sido “calibrado” con dendrocronología hasta el año 6000 a.C. Se ha podido comprobar que los cálculos en carbono eran exactos. en los primeros siglos pero a. C. en época daba fechas más jóvenes: a.C. 200 años más jóvenes hacia el año 1000, 400 años más jóvenes hacia el año 2000 y 800 años más jóvenes hacia el año 5000.

Sábana santa de Turín

La calibración y la eliminación del “ruido de fondo” permiten actualmente calcular la datación de las muestras medievales en 20 años. Además, con el uso de acelerantes de partículas, la muestra de miligramos es suficiente y algunas piezas se pueden fabricar sin rotura ni deterioro. La datación de la sábana santa de Turín ha sido un éxito, pero al principio tenía algunos inconvenientes. Tres laboratorios fecharon el método del carbono radiactivo, pero ante las incidencias en la curva de calibración, la fecha real fue XIII. podría ser de la segunda mitad del siglo o más de cien años después. La primera mención históricamente realizada a la sábana santa data del año 1350, por lo que fue el XIII. Para una muestra analizada en Lyon se dio una datación entre 1264 y 1283.

Sistema uranio-torio

La desintegración del isótopo Uranio 234 se convierte en un torio 230, una transformación que se puede detectar mediante un nuevo método de espectrografía de masas.

Un grupo de científicos norteamericanos han tomado muestras de hasta 124 metros de profundidad en los corales de la isla de Barbados. Cuando la última glaciación estaba en auge, el nivel de los océanos estaba 120 metros por debajo del actual. Desde entonces los corales han ido subiendo con el nivel del mar y, fechando los corales con el sistema uranio-torio, se ha podido construir su historia, muy relacionada con la historia del clima.

Las oscilaciones climáticas alcanzadas para los últimos ocho o diez mil años se han comparado con las indicadas por la dendrocronología y se ha podido comprobar que son prácticamente identitarias. Continuando con la datación en corales por uranio-torio hasta el año 20000, el método del carbono 14 ha podido ser “calibrado” hasta que la dendrocronología no abarca. A partir del año 6000, se ha observado que en la época glacial el sistema de carbono ha dado diferencias entre 2.000 y 3.000 años. Toda la Prehistoria debe, por tanto, ser “envejecida”. En Lascaux, por ejemplo, el método del carbono radiactivo calculó a la madera local una edad de 17.000 años, pero realmente tiene 20.000.

Otros sistemas

En arqueología se utilizan diferentes sistemas de datación en función de la edad y naturaleza de la muestra, y en ocasiones varios métodos de análisis de una misma muestra. Arqueomagnetismo sobre todo cerámica (envases, hornos, etc.) Se utiliza para datar y tiene una validez aproximada de 6.000 años. En cuanto a la dendrocronología, puede llegar a los 7.000 años (aunque sólo para el estudio de la madera) y de carbono radiactivo hasta los 40.000 (para la datación de organismos vivos). A partir de ahí se utiliza el sistema de argón potásico y la termoluminiscencia, uno para la datación de capas volcánicas y otro para materiales que se han calentado mucho (envases, piedras del horno, piedras volcánicas, etc.) para calcular.