Durante décadas, los practicantes de la datación por radiocarbono han explotado una señal denominada "el lado positivo" de las pruebas de armas atómicas realizadas en la década de 1950. Cuando los escombros de la explosión se multiplicaron en el aire, partículas de carbono-14 radiactivo entraron en la atmósfera. Esta lluvia radiactiva creó el llamado pulso bomba. La concentración atmosférica de carbono-14 se disparó durante la década de 1950 y principios de la de 1960, seguida de una disminución gradual después de que se firmó el Tratado de Prohibición Limitada de Pruebas en 1963.
El resultado es un bache distintivo en la curva de carbono-14, que ha sido una bendición para el campo de la datación por radiocarbono. Pero esos métodos se pusieron en peligro en 2021, cuando las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de la combustión de combustibles fósiles socavaron la señal. En consecuencia, es posible que los investigadores deban confiar en métodos nuevos o complementarios para fechar materiales orgánicos.
La datación por radiocarbono explota el hecho de que el carbono se presenta en varias formas, de las cuales el carbono-12 es la más abundante. Mucho menos común es el isótopo radiactivo carbono-14. El carbono-14 se produce cuando la radiación cósmica choca con la atmósfera. Luego, el isótopo desciende a la superficie de la Tierra, donde se incorpora a las plantas y otra materia orgánica.
En el momento en que muere un organismo, un reloj radiactivo comienza a funcionar. Los átomos de carbono-14 se descomponen con el tiempo, lo que reduce la concentración de carbono radiactivo en el tejido. Al medir las cantidades de ambos isótopos, los científicos pueden determinar la fecha de muerte de una muestra. Cuanto menor es la concentración de carbono-14, más antigua es la muestra.
La datación por radiocarbono se puede aplicar a muestras de hasta 50.000 años. Sin embargo, el método pierde precisión a medida que uno indaga en el pasado lejano, y los resultados a menudo sugieren varias edades posibles o incluyen grandes incertidumbres. El pulso de la bomba, por otro lado, permitió fechar muestras recientes con una precisión de uno o dos años, un grado de precisión asombroso.
"Si bien la datación por radiocarbono se asocia comúnmente con la arqueología y los objetos de un pasado más lejano, el pulso de la bomba fue más relevante para una amplia gama de escenarios forenses", explicó Fiona Brock. Es una exquímica de radiocarbono en la Universidad de Oxford y miembro actual del Instituto Forense de Cranfield en la Universidad de Cranfield, donde enseña y asesora sobre la datación por radiocarbono. Los investigadores han utilizado el pulso de la bomba para identificar a las víctimas de la Guerra de Corea, exponer falsificaciones de arte y detectar vinos y whiskies falsos.
Irónicamente, este beneficio inesperado de la intromisión humana en el medio ambiente está siendo víctima de otro tipo de intromisión:la quema de combustibles fósiles. Los combustibles fósiles consisten en material orgánico que tiene millones de años, lo suficientemente viejo como para que todo su carbono-14 se haya descompuesto. Así, los gases liberados durante la combustión de combustibles fósiles reducen la concentración de carbono-14 en la atmósfera. El uso generalizado de combustibles fósiles es parcialmente responsable de la rápida disminución del pulso de la bomba después de 1963.
En 2021, la concentración atmosférica de carbono-14 cayó por debajo de los valores previos a la bomba por primera vez desde la década de 1950. Esto significa que el tejido orgánico que se forma hoy tiene la misma concentración de carbono 14 que una muestra de 1955, un efecto problemático para los investigadores que tratan de distinguir muestras con esas edades.
A medida que sigamos quemando combustibles fósiles, el problema empeorará. Dentro de treinta años, el material orgánico recién producido tendrá la misma concentración de carbono-14 que una muestra de 1050. Esto significa que la datación por radiocarbono no podrá distinguir entre una túnica vikinga y una camiseta recién sacada de los estantes en 2050.
La pérdida del pulso de la bomba afecta tanto a la investigación como a las aplicaciones forenses. Por ejemplo, "los buenos falsificadores podrían aprovechar al máximo la situación en la que una pintura moderna tiene la misma fecha potencial que una obra de arte histórica, o al menos manipular la situación para generar suficientes dudas sobre si algo es genuino o falso", dice Brock. .
El pulso de la bomba estaba condenado a desvanecerse eventualmente a medida que el carbono-14 se incorporaba al océano o se descomponía, pero la quema de combustibles fósiles ha acelerado su desaparición. Sin embargo, la pérdida del pulso de la bomba no significa el fin de la datación por radiocarbono. Otras técnicas pueden complementar los datos de radiocarbono.
Una de esas soluciones utiliza carbono-13, otro isótopo estable de carbono. Al igual que su hermano radiactivo, el carbono-13 es escaso en los combustibles fósiles, por lo que su concentración atmosférica disminuye a medida que quemamos carbón, petróleo o gas. Al medir el carbono-13 junto con el carbono-14, los investigadores pueden determinar si una muestra es anterior o posterior a la Revolución Industrial. Alternativamente, el cesio-137 radiactivo liberado durante las pruebas de bombas puede identificar muestras formadas después de 1963.
Peter Köhler, físico del Instituto Alfred Wegener de Alemania que estudia los isótopos de carbono y la sensibilidad climática, cree que la datación por radiocarbono seguirá utilizándose ampliamente.
"Uno necesita aplicar el sentido común", dice Köhler. "Las muestras se miden dentro de un contexto, y esto debería brindar suficiente información si existe el peligro de mezclar lo moderno con lo antiguo".
Carolina Hasler es un escritor de ciencia para Eos. Es graduada de ETH Zurich y actualmente está estudiando para su doctorado. en la Universidad de California en Berkeley.
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