¿Cómo funciona la datación por carbono?

Primera pregunta:

¿Cómo funciona la datación por carbono?

Primero algunos antecedentes.

Regular Carbon, C-12 es el isótopo más común de Carbon. Un isótopo es un elemento con el mismo “número atómico” (número de protones), pero con un “peso atómico” diferente (protones + neutrones + electrones). Algunos isótopos son estables, lo que significa que no cambian con el tiempo (bueno … tiempos relativamente largos, como en millones o miles de millones de años)

Isótopos de Carbono más comunes

CarbonoC-12

6- neutrones

6- protones

Abundancia natural- 98.93%

Half life- estable

Mass- 12u

Carbono-C-13

7- neutrones

6- protones

Abundancia natural- 1.109%

Half life- estable

Misa- 13.003355 u

Radiocarbono , C-14

8- Neutrones

6- protones

Abundancia natural: 1 parte por billón

Vida media: 5,730 ± 40 años

Misa- 14.00324u

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OKAY. Entonces, tal vez sea más información de la que querías, pero es importante tener en cuenta.

Entonces, ¿qué es la datación por carbono?

La idea es bastante simple. Tomamos carbono de una muestra de material biológico y medimos la relación de carbono estable a radiocarbono inestable, esencialmente C-12 a C-14.

Como C-14 tiene una vida media de aproximadamente 5,700 años, y conocemos la relación normal en material biológico fresco, tenemos un “reloj” para medir la edad de la muestra. Cuanto más viejo sea el material, menos C-14 contendrá, ya que el C-14 se habrá deteriorado con el tiempo a un ritmo bastante regular. Entonces podemos fechar el material.

¿Es confiable?

Aquí es donde se pone un poco borroso …

Sí, es confiable, dentro de ciertas limitaciones.

Las relaciones C-12 a C-14 son algo variables en muestras normales. Las plantas toman carbono como ambos isótopos e incorporan ese carbono en sus células. Los animales comen plantas e incorporan el carbono en sus células. Los animales comen otros animales, etc. Por lo tanto, la proporción debe ser similar en toda la cadena alimentaria.

Pero, dado que el C-14 se crea principalmente en la atmósfera por la interacción de los rayos cósmicos con el nitrógeno, la fluctuación real de la intensidad de los rayos cósmicos puede alterar la abundancia natural.

Además, el carbono fósil se puede introducir en la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles o de la actividad volcánica. Las pruebas atómicas en la atmósfera también alterarán las relaciones.

El resultado de esta variable “línea base” de proporciones “naturales” es limitar la precisión de la prueba.

Por lo tanto, para mejorar la precisión, es importante tener otras muestras de la misma área que hayan sido fechadas por un método alternativo.

La técnica es tan confiable como la línea de base.

Los estratos donde se encuentra la muestra no deben ser alterados. Ejemplo: he encontrado un poco de hueso en un estrato con fragmentos de cerámica de una cultura conocida, y un poco de carbón vegetal de los mismos estratos. Puedo obtener fechas aproximadas del Carbono en el hueso y el carbón, y como ya sé por otras fuentes cuándo se hizo ese estilo de cerámica en particular, puedo fechar el hueso con más confianza.

Es posible que haya notado que las fechas de carbono casi siempre se indican con un (+ – años), o simplemente se indican como “entre” fecha a fecha.

Esa es la “confiabilidad” del proceso y la fuente de muchos desacuerdos entre los arqueólogos. La medición real de la relación es bastante precisa. Es la interpretación la que se vuelve borrosa.

Si alguien le dijo que tenía una muestra de carbono fechada el 13 de octubre de 1492, su detector de BS debería comenzar a parpadear inmediatamente.

La datación por carbono es una herramienta excelente, junto con muchas otras, para determinar la edad y la cronología. Está limitado por las restricciones mencionadas, y por sí solo da una aproximación difusa. También tenga en cuenta que no puede usar vidrio, metal o cerámica con fecha de carbono. No contienen carbono biológico. Tal vez podría encontrar un poco de material vegetal sobrante de la vasija, residuos de vino de la botella o sangre en el cuchillo. Si está bastante seguro de que el material no ha sido contaminado con compuestos de carbono que son más antiguos o más nuevos, puede obtener una fecha aproximada para el artefacto. O, al menos, tenga una idea de cuándo se usó por última vez.

Si encuentra un poco de hueso que data de 30,000 años. BP, en estratos conocidos por otros métodos de solo 10,000 años. BP, entonces puede estar bastante seguro de que no pertenece allí, y que fue depositado por inundación, excavación por roedores u otra forma.

Espero que esta explicación simplificada lo ayude a comprender Carbon Dating, cómo funciona y cuán preciso es.

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Notas:

El carbono ( 6C ) tiene 15 isótopos conocidos, de 8C a 22C, de los cuales 12C y 13C son estables. El radioisótopo más longevo es el 14C, con una vida media de 5.700 años. Este es también el único radioisótopo de carbono que se encuentra en la naturaleza: las cantidades traza se forman cosmogénicamente por la reacción 14N + 1 neutrón → 14C + 1H. El radioisótopo artificial más estable es el 11C, que tiene una vida media de 20.334 minutos. Todos los demás radioisótopos tienen vidas medias inferiores a 20 segundos, la mayoría de menos de 200 milisegundos. El isótopo menos estable es 8C, con una vida media de 2.0 x 10−21 s.

Isótopos de carbono – Wikipedia

Tan pronto como muere un organismo vivo, deja de absorber carbono nuevo. La relación de carbono-12 a carbono-14 en el momento de la muerte es la misma que la de cualquier otro ser vivo, pero el carbono-14 se descompone y no se reemplaza.

C14 tiene una vida media de ~ 5740 años, lo que significa que después de 5740 años, la mitad de lo que originalmente estaba allí probablemente permanece. Puedes calcular la antigüedad de algo encontrando la relación de C12 a C14 usando esta fórmula:

t = [ln (Nf / No) / (-0.693)] x t1 / 2
donde ln es el logaritmo natural, Nf / No es el porcentaje de carbono 14 en la muestra en comparación con la cantidad de tejido vivo, y t1 / 2 es la vida media del carbono 14.

Solo es confiable para calcular muestras menores de 60,000 años debido a la corta vida media de C14.

Después de 1940 (cuando comenzaron las pruebas nucleares), los niveles de C14 se interrumpieron en la atmósfera, lo que hace que sea muy difícil calcular la edad de cualquier cosa que haya muerto después de 1940.

Esto también se aplica a otros isótopos también. Otros radioisótopos útiles para la datación radiactiva incluyen Uranio -235 (vida media = 704 millones de años), Uranio -238 (vida media = 4.500 millones de años), Torio-232 (vida media = 14.000 millones de años) y Rubidio-87 ( vida media = 49 mil millones de años). Esto significa que también se pueden calcular cosas de más de 60,000 años.

El carbono en la Tierra se puede encontrar en muchos ‘sabores’ diferentes, llamados isótopos. Los isótopos tienen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones en su núcleo, lo que significa que tienen diferentes pesos atómicos (ese es el número después de la ‘C’)

Uno de esos isótopos, C-14, es radiactivo. Esto significa que no es estable y eventualmente se descompone en un isótopo más estable, en este caso Nitrógeno (N-14). Dado que la vida media de C-14 (el tiempo que tarda la mitad de una cantidad dada de la sustancia en transformarse en un isótopo más estable) es tan corta (5,568 años), no deberíamos encontrar nada en la naturaleza, pero afortunadamente Para nosotros, hay un proceso natural que reemplaza constantemente a C-14. Cuando los rayos gamma de alta energía provenientes del sol golpean nuestra atmósfera, una cierta cantidad de nitrógeno (peso atómico, 14) se convierte en C-14 (el proceso no es tan simple como transformar uno de sus protones en un neutrón, pero funciona todo lo mismo). Esto proporciona a la Tierra una cantidad muy estable de C-14 y dado que todas las otras magnitudes involucradas (la cantidad total de Nitrógeno y Carbono en la atmósfera y la intensidad de la radiación de rayos gamma que golpea la Tierra) también se puede suponer con seguridad constante durante largos períodos de tiempo, concluimos que la abundancia de C-14 en relación con la de C-12 o C-13 también es muy estable.

Lo complicado del carbono, y la razón principal por la que podemos usarlo para fechar los restos del pasado, es que los átomos de carbono son los ladrillos básicos de la vida, y todos los seres vivos conocidos lo procesan de una forma u otra. Toman carbono presente en su entorno (ya sea como alimento o como CO2 inhalado del aire) y lo convierten en proteínas, energía (azúcares) y mucho, mucho más …

Mientras esté vivo, un organismo reemplaza constantemente sus ‘ladrillos’ de carbono por otros nuevos, lo que también significa que mantiene constante su relación C-14 / C-12 (que coincide con el medio ambiente). Pero, tan pronto como muere, deja de hacerlo, y el C-14 se descompone rápidamente N-14 (recuerde, vida media: 5,568 años …)

Esta es la razón por la cual la datación por radiocarbono no se puede usar para restos de más de 60,000 años, porque para entonces los rastros de C-14 son tan débiles que no se pueden detectar con la suficiente precisión. También significa que el método tiene una cierta ‘imprecisión’, porque depende de cuán precisos podamos medir las cantidades relativas de C-14 frente a C-12 (esto se puede calcular, pero crece con la edad y está aproximadamente entre 50 y 1,000 años)

Sin embargo, el método es MUY preciso, en comparación con otros métodos de datación (árboles de anillos, CO2 atrapado en hielo, etc.) porque los procesos radiactivos son MUY regulares (se usan para alimentar los relojes más precisos …) y la relación de C -14 a C-12 es MUY estable en la Tierra.

Las afirmaciones de que esta relación está alterada por pruebas nucleares recientes olvidan que 1) Este efecto es insignificante en comparación con los errores de medición generados por rayos gamma C-14 y 2). El método C-14 no es realmente útil para fechar tales restos ‘modernos’. Lo mismo puede decirse sobre el supuesto sesgo de ‘microorganismos’. La materia orgánica seguramente se descompone después de la muerte, pero este proceso lleva años, no siglos, y por lo tanto es, nuevamente, insignificante en comparación con la variación total del error de medición.

Si desea una explicación realmente completa de la datación por radiocarbono, consulte:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rad