Willard Libby, el científico que descubrió el carbono 14 y logró estimar la antigüedad de casi cualquier cosa
El hallazgo de carbono radiactivo en aguas residuales permitió desde datar la antigüedad de innumerables artefactos hasta ayudar a resolver casos de personas desaparecidas.
Lo encontraría en las aguas residuales. Willard Libby estaba seguro de que así sería.
A mediados de la década de 1940, el químico estadounidense se había fijado como objetivo encontrar en la naturaleza una forma radiactiva de carbono, el carbono 14 o radiocarbono.
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Se había dado cuenta de era posible que esta forma de carbono dejara un rastro de lenta descomposición en plantas y animales muertos.
Eso significaba que se podría estimar cuándo habían muerto dependiendo de cuánto radiocarbono quedara en sus restos.
Pero antes tenía que demostrar que el carbono 14 estaba presente en la naturaleza en concentraciones que coincidieran con sus estimaciones.
Otros científicos solo habían detectado carbono 14 tras sintetizarlo en un laboratorio.
Libby dedujo que los seres vivos lo dejarían en sus excrementos, por lo que recurrió a las aguas residuales en su búsqueda. Para ser precisos, en las aguas residuales producidas por los habitantes de Baltimore.
Y encontró lo que buscaba.
Libby no lo sabía entonces, pero la idea de que usar radiocarbono para datar cosas tendría diversas utilidades.
Desde mediados del siglo XX, la datación por radiocarbono ha permitido confirmar la antigüedad de innumerables artefactos, ha ayudado a resolver casos de personas desaparecidas y ha enviado a prisión a traficantes de marfil.
La datación por radiocarbono incluso ha ayudado a los científicos a entender algunas complejidades del clima terrestre.
Es una de las claves que nos ayuda a desentrañar nuestro mundo.
Pero, ¿cómo surge el carbono 14?
Libby comprendió que se producía constantemente mediante rayos cósmicos que inciden en los átomos de nitrógeno de la atmósfera terrestre y modifican su estructura.
El átomo de carbono 14 resultante se combina rápidamente con el oxígeno para producir dióxido de carbono (CO2) radiactivo.
En la Tierra, las plantas absorben parte de ese CO2 radiactivo del aire a medida que crecen, al igual que los animales, incluidos los humanos, que las consumen.
Mientras una planta o un animal está vivo, repone constantemente sus reservas internas de carbono 14, pero al morir, ese proceso se detiene.
Dado que el radiocarbono se desintegra a un ritmo conocido, medir la cantidad restante en la materia orgánica indica su edad. Es como un reloj que empieza a correr en el momento en el que algo muere.
Estimaciones de materiales de hasta 50.000 años
Luego de detectar carbono 14 en el gas metano de las alcantarillas de Baltimore, Libby pasó a detectarlo en una cantidad de objetos diferentes y pudo calcular su antigüedad.
Por ejemplo, descubrió la edad de los Manuscritos del Mar Muerto (también conocidos como los Rollos de Qumrán) y del trozo de un barco que fue hallado en la tumba de Sesostris III, un rey egipcio que vivió hace casi 4.000 años.
"Es una locura", diría Libby más tarde sobre lo sorprendentes que eran sus investigaciones. "No se le puede decir a nadie que los rayos cósmicos escriben la historia de la humanidad. De ninguna manera. Así que lo mantuvimos en secreto".
Una vez que demostró que su método funcionaba, se lo hizo saber al mundo y en 1960 ganó el Premio Nobel de Química.
Su técnica funciona con material orgánico de hasta 50 000 años de antigüedad. En materiales más antiguos queda muy poco carbono 14.
La desintegración gradual del carbono 14 es lo que hace posible la datación por radiocarbono, pero eso también significa que solo se puede remontar hasta cierto punto.
La datación por radiocarbono es ahora fundamental para comprender la historia de nuestro planeta.
"Ha sido fundamental para poner las cosas en orden, en cuanto a la posibilidad de comparar diferentes regiones en particular y comprender el ritmo del cambio", explica Rachel Wood, quien trabaja en uno de los laboratorios de datación por radiocarbono más prestigiosos del mundo, la Unidad de Aceleradores de Radiocarbono de Oxford.
Ella y sus colegas datan huesos humanos, carbón vegetal, conchas, semillas, cabello, algodón, pergamino y cerámica, pero también sustancias más extrañas.
"A veces datamos cosas realmente inusuales, como la orina fosilizada de murciélago", afirma.
El laboratorio utiliza un dispositivo llamado espectrómetro de masas con acelerador para cuantificar directamente los átomos de carbono 14 en una muestra.
Libby, en cambio, solo pudo medir la radiación emitida y, por lo tanto, inferir la cantidad de carbono 14 que contenía una muestra.
El acelerador también puede datar muestras diminutas, en algunos casos de un solo miligramo, mientras que Libby necesitaba mucho más material.
Zanjar controversias
Eliminar los contaminantes que contienen carbono puede llevar semanas, pero una vez hecho esto, el acelerador revela fácilmente la edad estimada de la muestra.
"Es emocionante poder ver los resultados de inmediato", afirma Wood.
La datación por radiocarbono ha zanjado algunas controversias de larga data.
Tomemos como ejemplo el esqueleto humano descubierto por el teólogo y geólogo William Buckland en Gales en 1823.
Buckland insistió en que no tenía más de 2.000 años y durante más de un siglo nadie pudo demostrar que estaba equivocado.
La datación por radiocarbono finalmente demostró que en realidad tenía entre 33.000 y 34.000 años, o sea, los restos humanos enterrados más antiguos conocidos en Reino Unido.
Restos humanos más recientes también han revelado sus secretos gracias a esta tecnología.
En 1975, una niña de 13 años llamada Laura Ann O'Malley fue reportada como desaparecida en Nueva York.
Se creía que los restos encontrados en el lecho de un río de California en la década de 1990 provenían de una tumba histórica, hasta que la datación por radiocarbono a principios de este año demostró que pertenecían a alguien nacido entre 1964 y 1967, quien probablemente falleció entre 1977 y 1984.
Esto coincidía con la cronología de la desaparición de O'Malley y un análisis de ADN luego confirmó que los restos eran suyos.
Los análisis forenses a menudo se basan en el método de "pulso de bomba" para la datación por radiocarbono, lo cual es posible gracias a los cientos de pruebas de armas nucleares atmosféricas que tuvieron lugar durante las décadas de 1950 y 1960.
Las explosiones expulsaron grandes cantidades adicionales de carbono 14 al aire, pero estos niveles artificialmente altos han ido disminuyendo desde entonces.
Así, al comparar las mediciones de carbono 14 con esa curva descendente, es posible datar materiales desde mediados del siglo XX en adelante con mucha precisión, con un margen de error de aproximadamente un año, en algunos casos.
"No conozco ninguna otra técnica que se acerque a esa precisión", afirma Sam Wasser, de la Universidad de Washington. "Es extraordinariamente útil".
Traficantes y falsificadores
Wasser ha analizado algunos resultados de datación por radiocarbono de muestras de marfil como parte de una serie de esfuerzos para combatir el comercio ilegal de vida silvestre.
Los datos pueden mostrar si los elefantes murieron antes o después de la prohibición de la venta de marfil de 1989, independientemente de lo que afirmen los traficantes.
Edouodji Emile N'Bouke fue encarcelado y condenado en Togo en 2014 gracias a esta evidencia.
Las pruebas de ADN revelaron el origen geográfico del marfil que traficaba y mediante la datación por radiocarbono se pudo demostrar exactamente cuándo se cazó a los elefantes.
Estas dos líneas de evidencia fueron "la prueba irrefutable, crucial para llevar a N'Bouke ante la justicia", declaró posteriormente el Departamento de Estado de EE.UU.
Mediante la misma técnica se ha descubierto que obras de arte son en realidad falsificaciones.
Tomemos como ejemplo la pintura de una escena de pueblo que, según un falsificador, fue pintada en 1866.
La datación por radiocarbono confirmó que, en realidad, había sido pintada y envejecida artificialmente durante la década de 1980.
La datación por radiocarbono también ha arrojado luz sobre el cambio climático al ayudar a los científicos a comprender el efecto de las emisiones de combustibles fósiles en el clima de la Tierra.
Los estudios de glaciares y ecosistemas antiguos, por ejemplo, son mucho más precisos gracias a la tecnología de datación por radiocarbono.
Esta investigación ha servido de base para los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC en inglés), que en 2007 recibió el Premio Nobel de la Paz, junto con el ex vicepresidente estadounidense Al Gore, por su labor de difusión de información sobre el cambio climático.
"También es muy útil para quienes desean utilizar modelos climáticos para predecir cómo podría ser el clima en el futuro", afirma Tim Heaton, de la Universidad de Leeds.
Los científicos pueden utilizar registros de radiocarbono para establecer cómo cambió el clima de la Tierra a lo largo del tiempo y comparar los modelos climáticos con esos resultados, validando la precisión de los modelos.
Cada vez menos carbono 14
Pero hay otro reloj que avanza.
Los combustibles fósiles contienen grandes cantidades de carbono, pero no de carbono 14.
Los organismos que dieron origen al carbón, el gas natural y el petróleo murieron hace tanto tiempo que el carbono 14 que alguna vez contenían se descompuso hace mucho tiempo.
Esto significa que las emisiones de combustibles fósiles están diluyendo el carbono 14 en la atmósfera terrestre actual, lo que tiene un efecto directo en la cantidad de radiocarbono que llega a los seres vivos.
Heather Graven, del Imperial College de Londres, afirma que, en el caso de llegar al peor de los escenarios, con emisiones extremadamente altas a lo largo del próximo siglo, la precisión de la datación por radiocarbono podría desmoronarse.
"Algo que se ha producido recientemente tendrá la misma composición [de radiocarbono] que algo de unos 2.000 años de antigüedad", afirma.
La datación por radiocarbono no podría distinguirlos.
Rachel Wood argumenta que estos problemas no surgirán pronto, pero Paula Reimer, profesora emérita de la Queen's University de Belfast, cree que las emisiones de combustibles fósiles sí perjudican la datación por radiocarbono y amenazan su precisión.
Reimer dedicó muchos años a aumentar la precisión de la datación por radiocarbono, realizando mediciones minuciosas del radiocarbono presente en los anillos de los árboles, por ejemplo, para revelar variaciones en los niveles atmosféricos de carbono 14 a lo largo de milenios.
Actualmente se dispone de curvas extremadamente precisas de los niveles de radiocarbono que datan de hace unos 14.000 años.
Sin embargo, las emisiones de combustibles fósiles podrían acabar con esta era de increíble precisión.
Este contenido fue creado como una coproducción entre Nobel Prize Outreach y la BBC.
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FUENTE: BBC