Calibración radiocarbónica con anillos de árboles

  • La calibración de los resultados es necesaria para tener en cuenta los cambios en la concentración global de radiocarbono a través del tiempo.
  • Las mediciones de radiocarbono generalmente se reportan en años BP, estando BP definido como AD 1950.
  • Los anillos de árboles son usados para calibrar las mediciones de radiocarbono.
  • Los resultados de la calibración se presentan como los grupos de edad calculados por el método de intersección o el método de probabilidad, que utilizan las curvas de calibración.
  • Las curvas de calibración convenidas internacionalmente para el período que se remonta a los 48000 BC son las generadas por PJ Reimer et al.
  • Las curvas de calibración tienen un plazo de tiempo dentro del eje x, y de años radiocarbono en el eje y.

La calibración se realiza mediante la comparación de los resultados analíticos con los datos recogidos a partir del análisis de un estándar como un material de referencia certificado. La calibración no se realiza sólo antes de un análisis, sino también en los resultados analíticos, como en el caso de datación por radiocarbono, un método analítico que identifica la edad de un material que una vez formó parte de la biosfera, por la determinación de su contenido de carbono-14 y el rastreo de su edad por su desintegración radioactiva.

El carbono-14 es un isótopo natural del elemento carbono. También se le llama “radiocarbono” ya que es inestable y radioactivo en relación del carbono-12 y carbono-13. El carbono se compone de 99% de carbono-12, 1% de carbono-13 y aproximadamente de una parte por millón de carbono-14.

Los resultados de la datación de carbono-14 se comunican en fechas radiocarbónicas, y la calibración es necesaria para convertir los años radiocarbónicos en años de calendario.

Beta AMS

Unidades de medida, vida media y necesidad de calibración

Las mediciones de radiocarbono sin calibrar generalmente se reportan en años BP donde 0 (cero) BP es definido como 1950DC. Cabe señalar que el término BP también se utiliza en otras técnicas de datación pero se define de manera diferente, como en el caso de datación por termo-luminiscencia, en la que BP es definido como 1980DC.

También debe tenerse en cuenta que la vida media utilizada en los cálculos de la datación radiocarbónica es de 5.568 años, el valor elaborado por el químico Willard Libby, y no el valor más exacto de 5.730 años, que es conocido como la vida media de Cambridge. A pesar de que es menos precisa, la vida media de Libby se mantuvo para evitar inconsistencias o errores cuando se comparan resultados de pruebas de carbono-14 que se produjeron antes y después de que se obtuviese la vida media de Cambridge.

Las mediciones de radiocarbono se basan en el supuesto de que la concentración atmosférica de carbono-14 ha permanecido constante tal y como era en 1950 y que la vida media del carbono-14 es 5.568 años. La calibración de los resultados de radiocarbono es necesaria para tener en cuenta de los cambios en la concentración atmosférica de carbono-14 a través de los años. Estos cambios fueron provocados por varios factores como las fluctuaciones en el momento geomagnético de la tierra, la quema de combustibles fósiles y las pruebas nucleares.

El método más popular y frecuente usado para calibración es por dendrocronología.

Dendrocronología y la datación radiocarbónica

La ciencia de la dendrocronología se basa en el fenómeno de que los árboles crecen generalmente por adición de anillos, de ahí el nombre de datación por anillos de árboles. Los dendrocronologistas datan los eventos y variaciones ambientales en el pasado mediante el análisis y la comparación de patrones de crecimiento de los anillos de los árboles y madera envejecida. Así pueden determinar el año de calendario exacto en que cada anillo del árbol fue formado.

Los descubrimientos dendrocronológicos han desempeñado un importante papel en los primeros años de datación por radiocarbono. Los anillos de árboles proporcionaron el material de edad conocida que era necesario para comprobar la exactitud del método de datación por carbono-14. Durante finales de la década de 1950, varios científicos (en particular el holandés Hessel de Vries) fueron capaces de confirmar la discrepancia entre las fechas de radiocarbono y las fechas de calendario a través de resultados obtenidos de la datación de carbono de anillos de árboles. Los anillos de árboles fueron datados por dendrocronología.

En la actualidad, los anillos de los árboles todavía se utilizan para calibrar determinaciones de radiocarbono. Existen bibliotecas de anillos de árboles de diferentes edades de calendario disponibles para proporcionar los registros que se remontan a los últimos 11.000 años. Los árboles normalmente utilizados como referencia son el Pino de Colorado (Pinus aristata), que se encuentra en Estados Unidos, y el roble (Quercus sp.) de Irlanda y Alemania. También se conocen otros laboratorios de datación por radiocarbono que usan datos de otras especies de árboles.

Calibración radiocarbónica con anillos de árboles

En principio, la edad de una muestra carbonosa determinada se puede determinar fácilmente mediante la comparación de su contenido de radiocarbono a la de un anillo de árboles con una edad cronológica conocida. Si la muestra tiene la misma proporción de radiocarbono que la del anillo del árbol, se puede concluir con seguridad que son de la misma edad.

En la práctica, la calibración con anillos de árboles no es tan sencilla debido a varios factores. El más importante es que las mediciones individuales hechas en los anillos de los árboles y la muestra tienen una precisión limitada, por lo que se obtiene un intervalo de posibles años de calendario.

En efecto, los resultados de la calibración se dan a menudo como una serie de edades en lugar de un valor absoluto. Las series de edades se calculan ya sea por el método de intercepción o por el de probabilidad, siendo que ambos necesitan una curva de calibración.

Las curvas de calibración

La primera curva de calibración para la datación por radiocarbono se basa en una continua sucesión de anillos de árboles que se remonta a 8.000 años. Esta sucesión de anillos de árboles, creada por Wesley Ferguson en la década de 1960, ayudó a Hans Suess a publicar la primera curva de calibración útil. La curva de Suess, con base en el pino de Colorado, usó los anillos de árboles para su eje de calendario.

Desde la curva de Suess se han publicado muchas curvas de calibración, pero su proliferación trajo más problemas que soluciones. En años posteriores, el uso de espectrómetros de masas con aceleradores y la introducción de datación por carbono de alta precisión han generado nuevas curvas de calibración. Una curva de calibración de radiocarbono de alta precisión, publicada por un laboratorio en Belfast, Irlanda del Norte, usó datos de dendrocronología del roble irlandés.

Hoy en día, las curvas de calibración de calendario convenidas internacionalmente se remontan a cerca de 48000 BC (Reimer et. al., INTCAL13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0 – 50000 yrs cal BP, Radiocarbon 55(4), 2013). Para el período posterior a 1950 existe una gran cantidad de información sobre la concentración de radiocarbono en la atmósfera. Estos datos postmodernos son muy útiles en algunos casos para ilustrar un año de calendario de materiales muy recientes (Hua, et. al. Atmospheric Radiocarbon for the period 1950-2010, Radiocarbon, 55(4), 2013).

Una curva de calibración típica de carbono-14 tendría una escala de tiempo dendrocronológico o de calendario, en el eje x (años de calendario), y los años radiocarbónicos reflejados en el eje y.

Convenios de calibración

El uso de cal BC, cal AD, o incluso cal BP es la convención recomendada para citar resultados de datación por radiocarbono dendrocronológicamente calibrados. Los resultados de la datación por carbono deben ser claros, por lo que no deben ser reportados simplemente como BC, AD, o BP. Cal BC y cal AD corresponden exactamente a años históricos normales BC y AD, mientras que cal BP se refiere al número de años antes de 1950.

Resultados de la datación por radiocarbono

Los resultados de la datación por carbono deben incluir los resultados no calibrados, la curva de calibración utilizada, el método de calibración empleado y todas las correcciones hechas a los resultados originales antes de la calibración. El nivel de confianza correspondiente a los rangos de calibración también debe incluirse.

 

Última actualización: 5 de mayo de 2016