Refinación de la datación por carbono
Imagen de Gordon SchlolautEl sedimento de un lago japonés ha conservado una cápsula del tiempo de carbono radiactivo, que data de hace 52.800 años. Al proporcionar un registro más preciso de este elemento en la atmósfera, los nuevos datos harán que el proceso de datación por carbono sea más preciso, refinando las estimaciones en cientos de años.
Los datos permitirán a los arqueólogos medir mejor la la edad de sus muestras y estimar el momento de eventos importantes como la extinción de los neandertales o la expansión de los humanos modernos a través de Europa.
“Es como tener un telescopio de mayor resolución” dijo Christopher Bronk Ramsey de la Universidad de Oxford, quien dirigió el estudio. «Podemos ver [con] más detalle cosas [como] la relación exacta entre la actividad humana y los cambios en el clima». Los resultados se publican hoy (19 de octubre) en Science.
La datación por radiocarbono se basa en un isótopo radiactivo de carbono natural llamado carbono-14, que es…
Pero los niveles de carbono-14 en la atmósfera varían de un año a otro, por lo que los científicos deben calibrar sus estimaciones utilizando registros de larga duración de los niveles de radiocarbono. Los caparazones de las criaturas marinas proporcionan uno de esos registros, pero representan el nivel de carbono-14 en los océanos, que no refleja exactamente la cantidad en la atmósfera. Las formaciones de cuevas como estalactitas y estalagmitas, que obtienen su carbono-14 del agua subterránea, se encuentran con el mismo problema.
Los árboles proporcionan lecturas más precisas, ya que obtienen su carbono-14 directamente de la atmósfera y depositan nuevos anillos visibles cada año. Pero los datos de anillos de árboles solo se remontan a 13.000 años y, por lo tanto, no se pueden usar para calibrar fechas más antiguas. La esperanza siempre ha sido encontrar registros que podamos usar durante todo el período de datación por radiocarbono, dijo Bronk Ramsey.
El lago Suigetsu en Japón proporcionó la respuesta. Debido a los cambios anuales en la vegetación que rodea los lagos, diferentes tipos de materia orgánica se asentaron en su fondo en verano e invierno. Estos cambios son visibles en el sedimento como bandas alternas claras y oscuras conocidas como varvas. No es inusual tener lagos con varvas por períodos cortos, pero tener uno que se extienda hasta la última edad de hielo es inusual, dijo Bronk Ramsey.
Los sedimentos están llenos de restos de plantas que, como los anillos de los árboles, tomó su carbono-14 directamente de la atmósfera, y se puede comparar con precisión con un año específico usando las varvas como un calendario mineral. Este conjunto de datos es el único registro atmosférico continuo más allá del final de los anillos de los árboles, dijo Paula Reimer, arqueóloga de la Universidad Queens de Belfast en Irlanda del Norte que no participó en el estudio. Se extiende prácticamente durante todo el período de tiempo para el que se usa la datación por carbono, desde hace unos 60 000 años, cuando el carbono-14 en la muestra se ha descompuesto a niveles poco fiables.
Hiroyuki Kitagawa de Nagoya University y Johannes van der Plicht de la Universidad de Groningen encontraron las varvas anuales en la década de 1990. Extrajeron un núcleo (una columna de sedimento), hicieron algunas pruebas de radiocarbono y publicaron su análisis en Science en 1998. Pero a su único núcleo le faltaban segmentos, y debido a que contaron las varvas visualmente, terminaron con una línea de tiempo que no coincidía con otros registros.
Takeshi Nakagawa de la Universidad de Newcastle decidió volver a visitar el lago en 2006. Su equipo tomó tres núcleos que se superponen en varios lugares y utilizó dos enfoques diferentes para contar las varvas: las observaron bajo un microscopio y también rastrearon los cambios químicos a lo largo de ellas usando rayos X. Finalmente, compararon sus datos con registros anteriores, incluidos anillos de árboles y muestras de cuevas, para tener en cuenta cualquier incertidumbre debida a capas ambiguas.
Los autores han hecho un excelente trabajo al reconstruir la cronología de los núcleos del lago Sugietsu. , dijo AJ Timothy Jull del Laboratorio de Espectrometría de Masas Aceleradora de Arizona de la Fundación Nacional de Ciencias. Debemos tener cierta precaución con cualquier registro de sedimentos del lago, ya que siempre es posible que falten capas. Sin embargo, este equipo parece haber hecho un buen trabajo en minimizar estos posibles efectos. apagado por hasta unos pocos cientos de años. Dichos errores no son enormes, pero son importantes cuando se trata de comprender, por ejemplo, cómo respondían las personas prehistóricas a los cambios climáticos. No habrá cambios completamente radicales, dijo, pero creo que todo desde este período de tiempo se volverá a analizar.
Los datos del lago Suigetsu también podrían compararse con otros registros para comparar cómo cambia la atmósfera en el carbono. 14 coinciden con los niveles oceánicos. Tener ambos te permite ver cómo la atmósfera y el océano están respondiendo entre sí, con implicaciones importantes para comprender cómo operaba el océano en la última Edad de Hielo, dijo Bronk Ramsey.
Los datos ahora se agregará a IntCal09una curva de calibración reconocida internacionalmente que combina varios conjuntos de datos de carbono, incluidos sedimentos marinos, formaciones de cuevas y anillos de árboles. Reimer dice que la actualización se completará a principios de 2013.
C. Bronk Ramsey et al., A complete terrestre radiocarbon record for 11.2 to 52.8 kyr BP, Science, 338: 370-74, 2012.
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