Métodos de datación absoluta: el carbono 14 y la racemización de aminoácidos

Durante la mayor parte del tiempo que la arqueología ha existido como ciencia, interesada por ende en fechar los yacimientos que ha excavado a través de los materiales encontrados en ellos, solo ha podido otorgar a los testimonios de la actividad humana fechas relativas. Su propia historia, entonces, ha sido una historia de superación y de búsqueda de fórmulas que refrendasen sus hipótesis ordenando los eventos en su correcto marco cronológico. Thomsen y Montelius fueron los adalides de las seriaciones tipológicas de artefactos –y la estratigrafía no les era ajena–, Petrie y Evans adscribieron fechas a civilizaciones prehistóricas cruzando información arqueológica con sociedades que conocían la escritura. Pero en general, antes de la Segunda Guerra Mundial, y de que las ciencias físicas se aliasen con la arqueología para encontrar una solución a sus problemas, las dataciones absolutas en prehistoria caían en el campo de la especulación. Vamos a ilustrar algunos de los métodos por los que la arqueología se ve facultada para adscribir fechas absolutas a los restos arqueológicos: el carbono 14 (C14), la racemización de aminoácidos, la dendrocronología y la termoluminiscencia.

El descubrimiento de la datación por radiocarbono se definió como «la bomba atómica arqueológica» del momento. Nunca mejor dicho, pues el autor de las investigaciones que condujeron a ella, el profesor de la Universidad de Chicago Willard F. Libby (1908-1980), pasó la guerra estudiando los procesos atómicos que acontecen en la tierra. Por su magnífica idea, de hecho, ganaría el Premio Nobel de Química en 1960. En la actualidad se halla entre los métodos para fijar fechas precisas más efectivos, si bien consta de ciertas limitaciones que comentaremos más adelante. El principio por el que se rige el radiocarbono es sencillo: en la atmósfera terrestre, principalmente en su parte externa, la estratosfera, se forman átomos de C14 (o más correctamente 14C) debido al constante bombardeo de las radiaciones cósmicas y su consecuente producción de neutrones. La interacción de estos con los átomos de nitrógeno (el nitrógeno es el elemento principal que compone nuestra atmósfera) es la causa de que se conforme el C14 o radiocarbono, un isótopo radiactivo que posee ocho neutrones en su núcleo, un peso atómico irregular, que excede los seis que tiene el carbono normal (12C). Los átomos de C14 se distribuyen rápidamente por la atmósfera mezclados con el dióxido de carbono, pero esa anomalía intrínseca provoca su inestabilidad, que se hallen sujetos a la desintegración de su radioactividad a un ritmo permanente. Toda la materia orgánica, cada ser vivo, mantiene un equilibrio con la existencia de esa radioactividad atmosférica confundida con el carbono común, que se transmite a nuestros organismos. Las plantas absorben el dióxido de carbono a través de la fotosíntesis, y el resto de criaturas nos alimentamos o bien de esos vegetales o bien de los animales que los han consumido. Por lo tanto, mientras existimos, nuestras proporciones de radiocarbono son constantes y similares a las que impregnan la atmósfera. Sin embargo, la muerte acarrea el cese de la absorción del carbono, y que el C14 dé principio a su proceso de lenta desintegración: es en ese instante cuando se pone en marcha el reloj radioactivo. Libby calculó que se necesitaban 5.568 años para que desapareciera la mitad del C14 de la materia orgánica convertido en nitrógeno, aunque ahora las investigaciones posteriores han retrasado a 5.730 años esa vida media. El significado de esto no guarda mayor misterio: conociendo lo que resta de radiocarbono en material orgánico, tal como huesos humanos y animales, conchas, semillas, fragmentos de madera, restos de plantas, etc., se puede saber cuándo dejó de incorporarlo, y así, el momento en que falleció.

La descomposición de los átomos de C14 deja un rastro de partículas beta susceptible de ser medido con un contador Geiger, aparato con el que Libby realizó sus primeros ensayos, usando como conejillo de indias pequeños pedazos de madera de un sarcófago egipcio: la cronología estimada mediante el radiocarbono coincidió con las fechas históricas conocidas para el antiguo Egipto (aunque después muchas otras han tenido que ser actualizadas). Luego se aplicó a la prehistoria de diferentes regiones del mundo, y las nuevas cronologías retrasaban el origen de la agricultura en el sudeste asiático y en el Levante, o retrotrajeron mil años hacia atrás el Neolítico y la Edad del Bronce europeos.

La técnica, no obstante, adolecía de incertidumbres; las muestras no estaban exentas de potenciales contaminaciones (como introducir una etiqueta de papel dentro de la bolsa de plástico que las contiene), su tamaño podía no ser el adecuado, o el laboratorio omitir datos, así que Libby acompañó sus propuestas de una desviación o tasa de error factible expresada en ± 30 años, hoy ± 40 o más años, el número de años que puede variar hacia arriba o hacia abajo la datación. Por ejemplo, para la Sábana Santa de Turín, los análisis de laboratorio oscilaban en su cronología entre el 1260 y el 1390: ¡una falsificación medieval, como siempre se sospechó! La medición del C14 no se enuncia en fechas de antes de Cristo (a. C.), sino en fechas b. p. (before the present): el convencionalismo decidido por los científicos es que ese presente es 1950. Las virtudes del C14 resultan obvias. Ya que produce fechas absolutas, su objeto de análisis son los materiales más corrientes de cualquier yacimiento del mundo, y abarca unos cincuenta mil años de la historia humana. Implementando tecnologías de mayor modernidad, como es el caso de la espectrometría de masas con aceleradores (que computa los átomos de 14C directamente en muestras de pocos miligramos), se pretenden dilatar hasta los ochenta mil años las perspectivas de datación. Los huesos humanos y animales se pueden fechar además hasta los cien mil años, gracias no ya al C14 sino a la racemización de aminoácidos: consiste en la invariable transformación de los aminoácidos, moléculas orgánicas existentes en las proteínas, de una forma estructural a otra, aunque con idéntica composición química, mientras un ser sigue con vida. Estudiando los aminoácidos remanentes en un fragmento óseo, y si se es consciente del ritmo al que se madura la racemización, se estipula la edad de ese hueso.