LA IMPORTANCIA DEL CARBONO EN LA DATACIÓN DE LOS RESTOS HISTÓRICOS

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.