El problemático método del carbono-14

CARBONO Y DATACIÓN POR RADIOCARBONO: RUDIMENTOS

(Traducción y síntesis del artículo original: Carbon and radiocarbon dating: a primer, de la revista “Mammoth trumpet”, marzo de 2001)

Nota previa: “Mammoth Trumpet” es la revista cuatrimestral del departamento de Antropología de la Universidad de Texas y está centrada en el estudio de los primeros habitantes de América. Sus artículos y su temática en general se adhieren a la ortodoxia científica en arqueología, como se puede comprobar en su página web. No obstante, en este número presentaba el estudio de dos científicos sobre la posible existencia de un desastre nuclear (natural) en Norteamérica en épocas remotas que habría causado una gran alteración de los niveles de Carbono-14, lo que a su vez habría afectado a la fiabilidad de las modernas dataciones por radiocarbono. Como presentación de este documento, un tal “JMT” firmaba un artículo de introducción que explica los problemas de la datación por radiocarbono y da contexto a las tesis de estos dos autores. Al final de este artículo, no obstante, se advierte al lector sobre lo controvertido de las teorías de estos autores y se apoya la confianza habitual en el método del C-14.

El radiocarbono: elemento inestable

El tipo de carbono llamado carbono-14 se crea continuamente en las capas altas de la atmósfera, donde los rayos cósmicos de procedencia estelar bombardean las moléculas de aire, creando lotes aleatorios de materia atómica y liberando neutrones. Cuando un neutrón colisiona con un átomo de nitrógeno, éste lo captura y se libera un protón. Con 6 protones, se ha convertido ya en carbono con 14 nucleones. Este es el C-14, un isótopo inestable de carbono, o carbono radioactivo. Siendo radioactivo, el C-14 decae, se desintegra. El átomo de radiocarbono emite una débil partícula beta (β) mientras se transforma en N-14, el átomo de nitrógeno del cual proviene.

La concentración de C-14 en depósitos de carbono es mínima, sólo un átomo de radiocarbono por cada 1012 átomos de isótopos de carbono estable. El C-14 se comporta como otros isótopos de carbono, que se combinan con el oxígeno y forman parte del ciclo del carbono de cada célula viva. Cuando muere el organismo huésped, no hay más ingesta de carbono o radiocarbono, y entonces el C-14 comienza a decaer.

La datación por radiocarbono: una bicoca para los científicos

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Resto orgánico (hueso)

Ya se conocía la existencia del radiocarbono años antes de que Willard Libby, de la Universidad de Chicago, descubriera que el C-14 se desintegra a un ritmo constante. Después de 5.568 años, la mitad del C-14 decae hacia el N-14. Después de otros 5.568 años más, la mitad del C-14 restante decae a N-14 y así sucesivamente. Libby razonó que este ciclo permitía datar los restos orgánicos: midiendo la proporción de emisiones de partículas β podemos calcular la concentración de C-14 (comparando cuánto difiere del contenido de carbono de la materia viviente), y por tanto determinar la cantidad de años que han transcurrido desde la muerte del organismo. La investigación posterior estableció que la mitad de la vida del C-14 es realmente de 5.730 años, pero la primera cifra se ha aceptado convencionalmente; la diferencia, de un 3%, es un problema menor en las muestras sin corregir.

Libby y sus colegas crearon un método práctico para realizar la datación por radiocarbono y lo sometieron a exhaustivas pruebas para comprobar su precisión. Así, se dataron materiales orgánicos asociados a artefactos del Egipto dinástico de unos 5.000 años de antigüedad y se cotejaron las medidas de radiocarbono con los registros escritos; los resultados encajaron en unos razonables márgenes de error con respecto a las dataciones históricas. Libby realizó dataciones de restos más antiguos, originarios de Norteamérica y el norte de Europa, enterrados bajo sedimentos glaciales de la última capa de glaciaciones. Todos los resultados fueron consistentes, demostrando que la última glaciación había ocurrido hace unos 11.000 años AP[1]. Por su contribución a la ciencia, Libby fue galardonado con el premio Nobel de Química en 1960.

 Una herramienta útil, pero fallida

La datación por radiocarbono debe usarse con cuidado[2]. Existen varias fuentes de error, algunas evidentes y otras no, que pueden falsear los resultados. Para empezar, la concentración de C-14 en la atmósfera no ha permanecido constante a través de las eras. Con la revolución industrial, llegó la quema de enormes cantidades de combustible fósil, con lo que la concentración de carbono en la materia viviente no es la misma que hace unos 150 años.

Los científicos realizaron dataciones de madera de edad conocida y comprobaron que había variaciones de contenido de C-14 de hasta un 5% en los últimos 1.500 años por razones diversas. Los investigadores, entonces, recurrieron a contar los anillos de los árboles (dendrocronología) y elaboraron una curva de calibración que se emplea para muestras de más de 10.000 años de antigüedad. Además, el ambiente en que se halla el especimen puede afectar a la datación. Un especimen marino normalmente presenta una edad de de radiocarbono 400 años superior a un especimen terrestre de la misma época. Esto es así porque los océanos son un depósito enorme de dióxido de carbono disuelto cuyo contenido en radiocarbono queda por detrás del contenido atmosférico. Por todo ello ha de aplicarse un factor de corrección para validar estas muestras.

Algunos resultados desconcertantes

Según los científicos Richard Firestone y Willian Topping, algunas dataciones radiocarbónicas de restos del Pleistoceno en la parte noreste de Norteamérica son hasta 10.000 años más modernas que las obtenidas en la parte este del país. La datación con otros métodos, como la termoluminiscencia, la geoarqueología y la sedimentación indican que muchas dataciones de radiocarbono contienen grandes errores. Por ejemplo, ciertos materiales del yacimiento paleoindio de Gainey (Michigan) tienen una fecha de radiocarbono de 2880 AP mientras que que la datación por termoluminiscencia arroja una fecha de 12400 AP.  Muchas de las anomalías detectadas en Estados Unidos y Canadá no pueden explicarse por antiguas aberraciones en la atmósfera u otros depósitos de radiocarbono ni por contaminación de las muestras (una fuente de error muy común en datación por radiocarbono)

Asumiendo que los métodos de datación por radiocarbono son correctos, los restos orgánicos asociados a un artefacto darán una edad de radiocarbono más moderna de lo que es realmente sólo si contienen artificialmente un alto nivel de radiocarbono.

Una pista para dar con una posible fuente de un elevado C-14 artificial en los restos del Pleistoceno puede encontrarse en el bien documentado “efecto bomba atómica”. A mediados de los ’60 las pruebas termonucleares, con su enorme flujo de neutrones térmicos, casi habían doblado el volumen de C-14 en la atmósfera, y más importante, casi doblaron la actividad del C-14 de los materiales orgánicos enterrados (Taylor, 1987: Higham website). En otras palabras, la proporción de emisiones β se aceleró artificialmente. El flujo de neutrones térmicos había reiniciado el reloj radioactivo, haciendo que los materiales parecieran más modernos de lo eran en realidad.

¿Una catástrofe nuclear natural?

Firestone y Topping han recogido pruebas de diversas fuentes: proporciones anormales de isótopos de uranio y elevados niveles de plutonio, incrementos en del C-14 en sedimentos marinos, etc. La totalidad de las pruebas les lleva a una inevitable conclusión:

En el Pleistoceno tardío tuvo lugar en el noreste de Norteamérica una catástrofe de rayos cósmicos causada por una supernova. La irradiación masiva de neutrones térmicos alteró la radioactividad de los materiales terrestres y probablemente fue la responsable de las extinción en masa de la  fauna de la Edad del Hielo y de mutaciones en las plantas.

PRUEBAS TERRESTRES DE UNA CATÁSTOFE NUCLEAR EN TIEMPOS PALEOINDIOS

(Resumen del artículo de Firestone y Topping)

La primera ocupación humana de América se remonta, según se asume tradicionalmente, hacia el 12.000 AP[3], pero esto no coincide con otras dataciones mucho más antiguas en Sudámerica (hasta 32.000 AP); por otro lado destacan las fechas demasiado modernas obtenidas por radiocarbono en la zona noreste. La investigación sugiere que la región de los Grandes Lagos fue sometida a un bombardeo de partículas y a una catastrófica radiación nuclear que secundariamente produjo neutrones térmicos. Dichos neutrones produjeron cantidades inusuales de plutonio 239 y  alteraron las proporciones naturales de uranio contenidas en artefactos y otros elementos expuestos en la totalidad del paisaje. Asimismo, estos neutrones transmutaron forzosamente el nitrógeno residual (N-14) en el carbón vegetal datado por radiocarbono, lo que explica las fechas anómalas.

Dados los análisis realizados sobre materiales de varios yacimientos de aquella zona, se demuestra que tales restos deberían ser revisados en su datación. Por ejemplo, se dataría Gainey en unos 39000 AP (coincidente con la opinión de muchos arqueólogos), Lewisville en 55000 AP y el abrigo de Meadowcroft en 45000 AP[4].  La fecha de termoluminiscencia de 12400 AP de Gainey podría ser resultado del calor generado por el bombardeo nuclear de esa época.

Según algunos arqueólogos, es probable que la población paleoindia viviera en latitudes más bajas en plena Edad del Hielo, y se fuera desplazando hacia el norte según se iba retirando la capa de hielo. Así, las fechas para los yacimientos norteamericanos tendrían que retrasarse en unos 40.000 años, dependiendo de la latitud y la sobrecarga. Los geólogos creen que antes de 15000 AP la glaciación de Winsconsin cubría los territorios más al norte donde ya se han encontrado poblados paleoindios. La capa de hielo, pues, habría protegido el paisaje de la irradiación. Las fechas modificadas del poblamiento paleoindio indican que la cronología de las secuencias de avance de la glaciación, fuertemente marcadas por las fechas convencionales de radiocarbono, han de ser revisadas a la luz de la evidencia de ocupaciones mucho más antiguas de lo que se pensaba.

A partir de los estudios sobre diversos materiales y con diversos métodos, el fuerte incremento en el bombardeo de rayos cósmicos se habría situado sobre 12500 AP ± 500 años  y habría estado centrado en el hemisferio norte terrestre. El origen de este fenómeno sería una supernova, que habría proyectado tres ondas de choque sobre la Tierra. El resultado sería una gran catástrofe, que iniciaría una secuencia de eventos que incluirían llamaradas solares, impactos y bombardeos de rayos cósmicos secundarios. La enorme energía desatada por la catástrofe pudo haber calentado la atmósfera hasta los 1000º C sobre Michigan y el flujo de neutrones pudo haber fundido una buena parte de la capa de hielo de las zonas más al norte. Los efectos de la radiación podrían haber sido letales sobre animales y plantas expuestos a los rayos cósmicos. El patrón de este desastre coincide con la extinción masiva antes del periodo Holoceno. En cuanto su efecto sobre plantas, pudo haber causado muchas mutaciones, y se ve que la domesticación de plantas —de formas probablemente modificadas— empezó en todo el mundo tras la catástrofe al final de la Edad de Hielo.

En suma, mucho de lo que se sabe sobre el poblamiento paleoindio se asienta en la datación de radiocarbono, pero tales dataciones entran frecuentemente en conflicto con las pruebas arqueológicas. Este trabajo impulsa a una revisión de esas dataciones, a la luz de las pruebas terrestres sobre la exposición de las muestras de radiocarbono a una gran catástrofe cosmológica que afectó a vastas áeras de América y más allá. Esta catástofe nuclear pudo uniformizar un grupo de artefactos no relacionados a una fecha común más moderna, creando vacíos y falsos episodios en el registro fósil.

COMENTARIOS FINALES

Desde la arqueología ortodoxa siempre se ha valorado mucho la aportación de la datación por C-14, aun aceptando sus márgenes de error, sobre todo porque ha permitido poner fechas absolutas a muchísmos yacimientos prehistóricos, desde finales del Paleolítico hasta la Edad de Hierro. En la facultad te enseñan los cuatro fundamentos científicos del tema, pero sólo a título informativo, sin profundizar, porque no somos “de ciencias”. En todo caso, dicen, se trata de una técnica auxiliar como tantas otras provenientes de la física o química. Sin embargo, hace tiempo ya había oído campanas sobre los problemas serios que presentaba el método y las limitaciones del alcance de su medición, aparte de ciertas incongruencias con otros métodos de datación. Hasta parece ser que el propio Zahi Hawass declaró una vez que el C-14 no era fiable en absoluto.

En conexión con el tema de este artículo, unos cuantos representantes de la arqueología alternativa (Sitchin, Alford, Steiger[5], Childress, Davenport, etc.) hacen referencia a posibles guerras nucleares en tiempos muy antiguos. Desde luego, están los relatos míticos que hablan de armas de tremenda potencia con efectos parecidos a las armas nucleares (las Lamentaciones sumerias, el Mahabharata, la Biblia…), pero lógicamente la arqueología descarta tales fuentes como verídicas. Pero por otra parte, algunos investigadores han llamado la atención sobre determinadas pruebas de tipo geológico y arqueológico que podrían indicar la existencia de grandes catástrofes nucleares en la Antigüedad, apuntando a veces hacia quién podría tener ese tipo de armamento en una época tan remota…

Entre estas, están los fuertes o construcciones en varias localizaciones del planeta que presentan piedras vitirificadas (sometidas a altísimas temperaturas), un posible epicentro de explosión nuclear en una ciudad antigua (según el aspecto de ciertos restos fundidos, cristalizados o derretidos), la presencia de tectitas[6] en algunos desiertos de todo el mundo, el aspecto calcinado de una buena parte del Sinaí, niveles de radiación anormales, etc.

Aun suponiendo que todo esto fuera muy dudoso —y algunas de estas pruebas son poco claras y otras quizás tienen explicaciones más plausibles— la posibilidad de que ciertos desastres naturales cósmicos, como se propone en el artículo de Firestone y Topping, fueran capaces de modificar notablemente la cantidad de C-14 en los organismos y el paisaje terrestre, ponen ya muy en duda la fiabilidad de las dataciones de radiocarbono, pues todo el edificio se aguanta en la supuesta estabilidad del C-14 en la atmósfera durante milenios.

En todo caso, lo que estos autores señalan claramente es que el efecto de esta radiación artificial provocaría que las fechas obtenidas fueran mucho más modernas de lo que realmente son. Aquí podríamos incluir las dataciones absolutas de los megalitos de Stonehenge o de las pirámides de Guiza. De todas formas, es bueno recordar el famosísimo caso de Hueyatlaco (México), en que unos estratos con instrumentos líticos se dataron con cuatro métodos físicos diferentes (pero en este caso no con C-14) y los cuatro dieron una fecha coincidente de 250000 AP. Lamentablemente, estas dataciones fueron ignoradas y rechazadas por la comunidad científica y provocaron la caída en desgracia de Virginia Steen-McIntyre, la geóloga que realizó estos análisis. ¿Por qué? Porque esos datos eran radicalmente opuestos a la teoría de la evolución humana… sin comentarios.

[1] AP: Antes del Presente; en terminología anglosajona, BP. Se refiere a la antigüedad contada desde la actualidad, no desde antes de Cristo, siendo el “presente” mediados del siglo XX. (XB)

[2] También debe recordarse que su espectro de medición está limitado: por encima de unos 50.000 años, se considera que el método ya no es útil o representativo. Por tanto, si se miden restos de una antigüedad superior, podrían arrojar fechas completamente erróneas. (XB)

[3] Tal vez sea una confusión, pero convencionalmente la cultura Clovis (la primera cultura humana identificada en América) se databa hacia el 12000 a.C., o sea 2.000 años antes, aunque últimamente ya se admiten fechas de presencia humana cada vez más antiguas. (XB)

[4] Estos dos últimos tienen fechas de radiocarbono de 26600 AP y 20000 AP respectivamente. (XB)

[5] Brad Steiger tiene un libro dedicado exclusivamente a este tema, que es quizás el más completo: Worlds before our own (1978).

[6] Pequeños glóbulos de vidrio creados a partir de la fusión del sílice de la arena.

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