Carbono 14 de alta calidade

2010/11/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Paleontologia
• Arkeologia

Restos de Neanderthal nunha tumba no Museo Arqueolóxico de Antalya, Turquía. Ed. : © iStockphoto.com/R.V. Bulck.

Existen dúas formas de analizar o radiocarbono dun fósil, é dicir, a cantidade do isótopo de carbono 14, é dicir, pódese utilizar un espectrómetro de acelerador/masa ou calcular a cantidade de radiación emitida pola mostra. "Isto último utilizámolo durante moitos anos, é un método moi bo si tes mostras grandes", afirma o experto do laboratorio Rachel Wood RLAHA. "Pero a través do acelerador pódense analizar mostras moito máis pequenas, como ocorre en arqueoloxía".

A cantidade de carbono 14 nun óso fósil indica a idade do óso, xa que perde o carbono 14 que tiña ao principio co tempo. Un neutrón de carbono convértese en protón e o isótopo convértese en 14 nitróxeno. A velocidade deste proceso é coñecida, polo que coñecendo a cantidade de carbono 14 dun fósil pódese calcular o ano ao que pertence. En teoría é fácil.

Pero, en realidade, a datación do óso é moi difícil paira os arqueólogos, xa que na súa orixe era un compoñente do óso, o carbono, hai que extraelo. Ademais do orixinal, contén o carbono que absorbeu da contorna durante anos. O carbono natural do óso é una cantidade moi pequena; é o carbono das proteínas orixinais, o colágeno nun 90%. "Disolvemos o óso nun proceso no que as proteínas pasan á disolución. Nesta solución tentamos illar as fibras que contén o colágeno e descartamos todo o demais".

Con todo, é un traballo delicado. Por iso, fai uns dez anos, os expertos do laboratorio RLAHA estaban preocupados polo pretratamiento de entrada ao acelerador. Por unha banda, a perda de carbono orixinal do óso, e por outro, a contaminación con carbono externo, dous efectos que obrigaban a cuestionar a exactitude da datación. Co obxectivo de mellorar o método, en 1988 un grupo canadense atopou cunha técnica proposta: utilizar una ultrafiltración que elimine a contaminación externa. Era habitual en bioquímica pero non en arqueoloxía. O equipo canadense tampouco empregou moito esta técnica. Pero os de Oxford retomaron a idea e melloraron a técnica.

Na actualidade, o equipo do laboratorio RLAHA utiliza ultrafiltros de polietersulfona paira captar pequenos agregados de fibras de colágeno. A mostra é centrifugada paira facer pasar a ultrafiltración, cada fibra de colágeno é una molécula duns 100 kilodalton, é dicir, una pequena proteína, e a rede do polímero polietersulfona capta grupos maiores de 30 moléculas. A continuación analízase o carbono 14 destas proteínas capturadas paira a súa datación.

Técnica fina, resultados imprevistos

Este proceso altera enormemente a precisión da datación. "A diferenza entre o resultado desta técnica e o da técnica convencional pode ser de 20.000 anos. Ese é o máximo que conseguimos. Analizando una mostra de 32.000 anos de antigüidade mediante métodos convencionais coa técnica do carbono do colágeno, deume un resultado de 50.000 anos". Ás veces non adoita haber tanta diferenza; cando o óso non está contaminado, o método tradicional funciona moi ben. Con todo, en casos de contaminación, a análise do 14 de carbono do colágeno difire moito.

Rachel Wood en San Sebastián, traballando cos restos da Cova de Labeko. Ed. : Aritza Villaluenga.

Coa metodoloxía de colágeno, a precisión da técnica do radiocarbono é moi alta nas mostras medievais, cun erro de 15-20 anos, mentres que nas mostras de 30.000 anos o erro é de 500-1.000 anos. "O problema é que necesitamos una calibración temporal porque ao longo da historia fluctúa a cantidade de CO 2 da atmosfera. Este factor define o erro de datación".

O laboratorio RLAHA de Oxford non é o único que illa e analiza o carbono do colágeno. Moitos laboratorios extraen o colágeno dos ósos fósiles. E hai moitos métodos químicos paira facelo. No laboratorio de Gif-sur-Yvett (Francia), por exemplo, eliminan o carboxilato ás proteínas mediante o tratamento coa molécula de ninhidrina e traballan en fase gasosa. Pola contra, na maioría dos laboratorios traballan como en RLAHA pero sen filtrar a mostra. Con todo, o método de ultrafiltración é o máis preciso do momento. "Aos poucos empezáronse a ultrarrápir en moitos laboratorios e dentro duns cinco anos será o habitual", cre Wood.

Rachel Wood: "É agradable estar no centro de todos os departamentos, é una combinación de ciencias arqueolóxicas"

Investigador de 26 anos, químico do laboratorio RLAHA de Oxford e especialista en paleontología e arqueoloxía. O Home de Neanderthal é o principal obxecto de investigación, no que colabora con numerosos grupos de arqueólogos europeos. Entre eles atópanse os arqueólogos da UPV/EHU, debido á abundancia de tesouros arqueolóxicos da época que estuda Rachel Wood nos xacementos do País Vasco.

Vives na cidade de Oxford, pero non es inglés.

Nacín en Sudáfrica, pero vin a Inglaterra aos catro anos. Alí, en Sudáfrica, aínda teño familiares, pero na base son inglés.

Sempre viviches en Oxford?

Non. Movinme moito dun lugar a outro. Ao principio vivía en Luton, logo en Portsmouth, e fixen a carreira en Durham. Oxford foi a súa última residencia.

En Cambridge tamén hai un científico chamado Rachel Wood.

Si, un geólogo. Rachel Wood é un nome moi común en Inglaterra.

Ti es químico. Como chegou a traballar con arqueólogos?

Sempre me interesou a historia, tamén na escola. Así que aprendín un pouco de arqueoloxía paira ver como é realmente. Pero tamén me gusta a química, e na carreira estudei química. Logo fixen algúns másteres de arqueoloxía. A arqueoloxía utiliza moito a química, a xeoloxía e outras ciencias. É una combinación de ciencias.

Nas universidades os departamentos de arqueoloxía e paleontología atópanse nas facultades de arte e historia.

Si, pero o noso departamento estaba preto de físicos e químicos. Tivemos moito que ver con eles. Son moitos os estudantes que realizaron o doutoramento nestas áreas e despois volven a nós. Con todo, non podemos dicir que somos físicos e químicos, non sabemos que significan físicos teñen algunhas mostras e a que preguntas hai que responder. Dalgunha maneira, o traballo arqueolóxico é máis práctico. É agradable estar no centro de todos os departamentos (risas).

Traballas no límite da técnica de datación do radiocarbono. Por que?

(Foto: Jon Urbe/Argazki Press)

Porque é interesante. Porque é difícil. A datación medieval é sinxela coa técnica do carbono-14. Pero si retrocedes no tempo, aparecen problemas de contaminación, xa que nas mostras hai moi poucos carbonos-14.

De aí a importancia da química do pretratamiento das mostras. Debes retirar todos os contaminantes xa que teñen gran influencia na datación. Tendo en conta que estudei química, esta parte é a máis interesante.

O interese principal do seu traballo atópase na península Ibérica. Por que?

Os nosos laboratorios traballaron moito en Inglaterra. Así que co meu proxecto quixemos estendelo a Europa. Querían estudar o tema da duración dos neandertales en Europa occidental e interesoume moito.

Atopaches moitos competidores noutros estados?

Non precisamente porque veño do laboratorio de radiocarbono. Non competimos cos arqueólogos. Axudámoslles a responder a preguntas que non poden responder. Igual poderiamos competir con outros laboratorios que traballan o radiocarbono, pero iso tampouco ocorre. Os nosos traballos son complementarios. E, en xeral, o traballo dun laboratorio serve paira contrastar co resultado doutro e paira obter un resultado coherente entre ambos os traballos.

Cantos laboratorios sodes en Europa aproximadamente?

En cada localidade hai un ou dous laboratorios. O número máximo de persoas que traballan é dunhas dez, o do radiocarbono é un espazo relativamente reducido. O aparello que utilizamos, un espectrómetro de masas AMS ( Accelerator Mass Spectrometer ) é extremadamente caro, é un recurso nacional que só pode ter un país.

A situación en Estados Unidos é similar?

En Estados Unidos hai laboratorios. Pero non están especializados en arqueoloxía, senón na investigación da xeografía física (procesos glaciales, sistemas mariños, etc.), sobre todo porque non hai tantos xacementos arqueolóxicos como en Europa.

Que traballo feixes cos arqueólogos da UPV?

As mostras da miña tese e da investigación principal que vou ter na miña poder son as tomadas en occidente europeo: Alemaña, Francia, Portugal e España. Quero saber cando desapareceron os últimos neanderthales e cando chegaron os primeiros homes modernos. Analizamos especialmente as industrias destes seres humanos, como as expostas na Cova de Labeko. E en casos como a Cova de Labeko traballamos con arqueólogos da UPV. Por iso vin aquí.