Willard Frank Libby (1908-1980) fue un químico norteamericano y ganador del Premio Nobel de Química en 1960. Libby inventó el método de datación de objetos arqueológicos orgánicos del Carbono-14.
La aparición de este método poco después de la II Guerra Mundial fue una auténtica revolución en el mundo de la arqueología, ya que, gracias al mismo, fue posible obtener fechas absolutas a partir de materias orgánicas y de este modo se pudo establecer un cuadro cronológico fiel de la prehistoria.
En este artículo explicaré en qué consiste el método de datación por Carbono 14 y sus posibles aplicaciones.
Antes que nada les aclaro que con este método se pueden determinar edades hasta 60.000 años atrás.
El carbono-14 tiene un período de semidesintegración de 5730±40 años y podría haber desaparecido de la Tierra hace mucho tiempo si no fuera por los constantes impactos de rayos cósmicos sobre el dinitrógeno de su atmósfera, donde se forman más isótopos (de hecho, el mismo proceso ocurre en la atmósfera rica en dinitrógeno del satélite de Saturno: Titán). Cuando los rayos cósmicos inciden sobre la atmósfera, provocan varias relaciones nucleares, algunas de las cuales producen neutrones. Los neutrones resultantes reaccionan con algunos átomos de las moléculas de dinitrógeno (N2) en la atmósfera.
El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas, de manera que la proporción 14C/12C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en 14N por decaimiento radiactivo.
La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radioactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como «edad radiocarbónica» o de 14C, y se expresa en años BP (Before Present). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa de los isótopos radiactivos en la atmósfera.
Al comparar las concentraciones teóricas de 14C con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendocronología, se descubrió que existían diferencias con los resultados esperados. Esas diferenciasse deben a que la concentración de carbono radiactivo en la atmósfera también ha variado respecto al tiempo. Hoy se conoce con suficiente precisión (un margen de error de entre 1 y 10 años) la evolución de la concentración de 14C en los últimos 15.000 años, por lo que puede corregirse esa estimación de edad comparándolo con curvas obtenidas mediante interpolación de datos conocidos. La edad así hallada se denomina «edad calibrada» y se expresa en años Cal BP.
El método tiene limitaciones, ya que las muestras cuya edad se va a medir pueden contaminarse; por ejemplo, árboles vivos, al borde de una carretera de mucho tráfico, han sido datados por el Carbono 14 como si tuvieran una edad de millones de años. ¿Por qué? Porque el humo de los escapes de los coches les han introducido carbono fósil de muchos millones de años (los del petróleo), que ha contaminado la muestra.
Te dejo un gráfico del proceso completo:
Willard Libby también participó activamente en el desarrollo de un procedimiento de separación de los isótopos de uranio que se realizó en la Universidad de Columbia, como fase inicial del conocido Proyecto Manhattan de fabricación de la bomba atómica. Durante su estancia en el Proyecto Manhattan trabajó al lado de Harold Clayton Urey y fue el responsable de la separación y enriquecimiento de los isótopos del uranio-235, los cuales fueron usados en la bomba atómica lanzada sobre la ciudad japonesa de Hiroshima. Si te interesa el tema, te invito a que leas el artículo: El inventor de la bomba atómica