Esta
técnica se fundamenta en la relación constante que existe en los organismos vivos entre los isótopos del carbono C-12 y C-14,
la cual es la misma que la que existe en la naturaleza, debido a que los seres
vivos se encuentran en continuo proceso de formación, y por tanto las nuevas moléculas que fijan el carbono
atmosférico en un organismo tienen la misma relación isotópica que el carbono libre en
la atmósfera. Cuando un organismo muere esta relación cambia, pues el isótopo
C-14 es inestable y se descompone radiactivamente con el tiempo. De esta forma,
como conocemos experimentalmente la velocidad a la que se produce este proceso
de descomposición radiactiva, podemos calcular cuánto tiempo hace desde que se
produjo la muerte del organismo que estamos datando a partir de la diferencia
que existe entre la relación C-12/C-14 medida en la muestra y la relación
ambiental.
Esta
técnica, por lo tanto, será de aplicación allí donde encontremos restos de materia orgánica que o bien sean un resto
arqueológico en sí mismos, como por ejemplo los restos humanos en un
enterramiento, o bien contextualmente puedan asociarse como contemporáneos a un
resto arqueológico. Siempre hay que tener en cuenta que lo que se data mediante
esta técnica es la fecha en la que se produjo la muerte del organismo, no la
fecha en la que se produjo el hecho histórico; es decir, se data cuándo se
cortó la madera con la que se construyó una tumba, no cuándo se realizó el
enterramiento. El límite máximo de datación por este método es de unos 60.000
años.
La
datación potasio-argón o 40K/40Ar es un método de datación radiométrica,
surgido en la década de 1960, utilizado en geología y arqueología para datar
rocas o cenizas volcánicas.
Se
basa en el principio de la desintegración radiactiva, en el cual el isótopo
radiactivo potasio-40 (40K) presente en las rocas volcánicas se desintegra a un
ritmo conocido en el gas inerte argón-40 (40Ar), en un proceso que transcurre
en un número determinado de años (1,277 X 109) durante los que el gas se va
concentrando en los cristales de la roca. Aprovechando este ritmo y vida media
conocidas, el método se presta datar muestras desde 10.000 hasta varios miles
de millones años, donde el límite para las muestras más jóvenes se ha
establecido para controlar el error de medición por incorporaciones de argón desde
la atmósfera.
Se conoce como datación por termoluminiscencia la capacidad que tienen algunos minerales como el cuarzo y los feldespatos para emitir luz cuando son calentados.
El origen de esta emisión es la imperfección de su estructura
cristalina, que
provoca que algunos electrones libres se sitúen en niveles
energéticos superiores
a su nivel fundamental. Cuando se produce un aporte de calor, parte de la
energía se transmite a estos electrones, los cuales, si se supera un límite de
energía pueden escaparse de la <<trampa>> estructural en la que se
encontraban y descender a su nivel de energía más bajo o fundamental, emitiendo
en ese momento la energía sobrante en modo de luz (la termoluminiscencia).
El cómo llegaron a situarse los
electrones en dichos estados energéticos buenos o malos, anómalos o trampas es
mediante la absorción de la energía procedente de la radiación ambiental.
Cuando la radiactividad
natural presente
en el ambiente – la procedente de los isótopos radiactivos naturales, como por
ejemplo los del potasio (el isótopo radiactivo K-40) - incide
sobre una estructura cristalina, puede provocar que un electrón libre absorba
la energía incidente aumentando su nivel energético, y antes de retornar a su
nivel fundamental quede atrapado en las trampas cristalinas. Cuanto mayor sea
la radiación que se reciba, mayor será el número de electrones atrapados y
mayor será la luz que se emita cuando dicho material se caliente.
Vemos, por tanto, que la cantidad de
luz que se emite en el momento del calentamiento dependerá del tiempo que dicho
material haya estado recibiendo radiación ambiental. Para que esta propiedad
física tenga utilidad en datación arqueológica, se necesita, sin embargo, una
<<puesta a cero>> de los electrones, un calentamiento previo al
momento en el que el resto arqueológico quedó enterrado, pues de lo contrario
estaríamos midiendo la edad del mineral, pero no la edad del resto
arqueológico.
Es por ello que este método se aplica
principalmente a las cerámicas. Durante su fabricación, el
calentamiento que sufrieron en el horno liberó a todos los electrones de sus
trampas cristalinas. Durante el enterramiento arqueológico, la radiación
ambiental provocó la acumulación de los electrones en las trampas, de forma que
el número de ellos – y por lo tanto la intensidad de emisión durante un
calentamiento – es función del tiempo de enterramiento. Si en el laboratorio se
controla la variación de la emisión de luz en función de la dosis recibida
procedente de una fuente de emisión calibrada, y se obtiene la radiación
ambiental en la zona de enterramiento a partir del análisis
químico del
terreno o mediante medidores calibrados, podemos obtener la edad de la
cerámica. Al igual que en el caso del C14, hemos de tener en cuenta que lo que
se data en este caso es el momento en que se fabricó la cerámica, no el momento
en el que se produjo el enterramiento, aunque en general dicha diferencia
temporal no es muy alta
En la práctica para medir la
termoluminiscencia de un mineral se necesitan hacer dos operaciones: El
calentamiento de la muestra y la medida de la luz emitida. Se coloca la muestra
en una placa calefactora. Seguidamente, se incrementa linealmente la
temperatura en una atmósfera de nitrógeno, para evitar la acción de oxigeno en
el aire, que podría provocar luz nociva a causa de la combustión de los restos
orgánicos presentes en la muestra cerámica. La medida de la luz se consigue
utilizando un fotomultiplicador, cuyo fotocátodo recoge los fotones despedidos
por la muestra y los transforma en estímulos eléctricos. Estos impulsos
componen una corriente que muestra el flujo luminoso producido por el mineral.
Registrando esta corriente en el eje OY al mismo tiempo que la temperatura de
calentamiento en el eje OX de un registrador, se tiene la curva llamada
“termograma” cuya área es proporcional a la luz que emana el material.
Además de a las cerámicas, esta
técnica también se ha aplicado con éxito a vidrios, ladrillos y escorias
de fundición, siendo
también una técnica habitual en la autentificación de piezas cerámicas
pertenecientes a colecciones de museos. El límite práctico de utilización es de
unos 200.000 años.
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