Lo encontraría en aguas residuales. Willard Libby estaba seguro de que lo estaría.
A mediados de la década de 1940, el químico estadounidense había establecido el objetivo de encontrar en la naturaleza una forma radiactiva de carbono, carbono 14 o radiocarbono.
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Se había dado cuenta de que era posible que esta forma de carbono dejara un rastro de descomposición lenta en plantas y animales muertos.
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Eso significaba que se podría estimar cuando habían muerto dependiendo de cuánto radiocarbono había en sus restos.
Pero primero tuvo que demostrar que el carbono 14 estaba presente en la naturaleza en las concentraciones que coincidían con sus estimaciones.
Otros científicos solo habían detectado el carbono 14 después de sintetizarlo en un laboratorio.
Libby dedujo que los seres vivos lo dejarían en su excremento, por lo que recurrió a las aguas residuales en su búsqueda. Para ser precisos, en las aguas residuales producidas por los habitantes de Baltimore.
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Y encontró lo que estaba buscando.
Libby no sabía entonces, pero la idea de que usar el radiocarbono hasta la fecha tendría varias ganancias.
Desde mediados del siglo XX, las citas por radiocarbono han permitido confirmar la edad de innumerables artefactos, ha ayudado a resolver casos de personas desaparecidas y ha enviado prisión a través de los traficantes de marfil.
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La datación por radiocarbono incluso ha ayudado a los científicos a comprender algunas complejidades complejas.
Es una de las claves que nos ayuda a desentrañar nuestro mundo.
Pero, ¿cómo surge el carbono 14?
Libby entendió que fue producido constantemente por los rayos cósmicos que afectan los átomos de nitrógeno de la atmósfera de la Tierra y modifican su estructura.
El átomo de carbono 14 resultante se combina rápidamente con oxígeno para producir dióxido de carbono radiactivo (CO2).
En la tierra, las plantas absorben parte de ese CO2 radiactivo de aire a medida que crecen, como los animales, incluidos los humanos, que los consumen.
Mientras una planta o un animal está vivo, repone constantemente sus reservas de carbono internos 14, pero cuando mueres, ese proceso se detiene.
Dado que el radiocarbono se desintegra a un ritmo conocido, la medición de la cantidad restante en la materia orgánica indica su edad. Es como un reloj que comienza a correr en el momento en que algo muere.
Estimaciones de materiales hasta 50,000 años
Después de detectar el carbono 14 en el gas metano de las alcantarillas de Baltimore, Libby lo detectó en una cantidad de objetos diferentes y podría calcular su antigüedad.
Por ejemplo, descubrió la edad de los manuscritos del Mar Muerto (también conocido como Rolls of Qumrán) y el pedazo de un barco que se encontró en la tumba de Sesostris III, un rey egipcio que vivía hace casi 4.000 años.
«Es una locura», diría Libby más tarde sobre cuán sorprendentes fueron sus investigaciones. «No se puede decirle a nadie que los rayos cósmicos escriben la historia de la humanidad. De cualquier manera. Así que lo mantuvimos en secreto».
Una vez que demostró que su método funcionó, le hizo saber el mundo y en 1960 ganó el Premio Nobel de Química.
Su técnica funciona con material orgánico de hasta 50,000 años. En materiales más antiguos hay muy poco carbono 14.
La desintegración gradual del carbono 14 es lo que hace posible la datación por radiocarbono, pero eso también significa que solo se puede rastrear hasta cierto punto.
La datación por radiocarbono ahora es fundamental para comprender la historia de nuestro planeta.
«Ha sido fundamental poner en orden las cosas, en términos de la posibilidad de comparar diferentes regiones en particular y comprender el ritmo del cambio», explica Rachel Wood, que trabaja en uno de los laboratorios de datación de radiocarbono más prestigiosos del mundo, la Unidad de Aceleradores de Radiocarburos de Oxford.
Ella y sus colegas fallan con huesos humanos, carbón, conchas, semillas, cabello, algodón, pergamino y cerámica, pero también sustancias más extrañas.
«A veces salimos con cosas realmente inusuales, como Murciélago fosilizado», dice.
El laboratorio utiliza un dispositivo llamado espectrómetro de masas con acelerador para cuantificar directamente los átomos de carbono 14 en una muestra.
Libby, por otro lado, solo pudo medir la radiación emitida y, por lo tanto, inferir la cantidad de carbono 14 que contiene una muestra.
El acelerador también puede fechar muestras pequeñas, en algunos casos de un solo miligramo, mientras que Libby necesitaba mucho más material.
Controversias de Zanjar
Eliminar contaminantes que contengan carbono pueden llevar semanas, pero una vez que esto se hace, el acelerador revela fácilmente la edad estimada de la muestra.
«Es emocionante ver los resultados de inmediato», dice Wood.
La datación por radiocarbono ha resuelto algunas controversias de larga data.
Tomemos como ejemplo, el esqueleto humano descubierto por el teólogo y geólogo William Buckland en Gales en 1823.
Buckland insistió en que no tenía más de 2.000 años y durante más de un siglo nadie podía demostrar que estaba equivocado.
La datación por radiocarbono finalmente demostró que realmente tenía entre 33,000 y 34,000 años, es decir, los restos humanos más antiguos conocidos en el Reino Unido.
Los restos humanos más recientes también han revelado sus secretos gracias a esta tecnología.
En 1975, una niña de 13 años llamada Laura Ann O’Malley fue reportada como desaparecida en Nueva York.
Se creía que los restos encontrados en el lecho de un río en California en la década de 1990 provienen de una tumba histórica, hasta que la datación por radiocarbono a principios de este año mostró que pertenecían a alguien nacido entre 1964 y 1967, que probablemente murió entre 1977 y 1984.
Esto coincidió con la cronología de la desaparición de O’Malley y un análisis de ADN más tarde confirmó que los restos eran suyos.
El análisis forense a menudo se basa en el método de «pulso de la bomba» para la datación por radiocarbono, lo cual es posible gracias a los cientos de pruebas de armas nucleares atmosféricas que tuvieron lugar durante las décadas de 1950 y 1960.
Las explosiones expulsaron grandes cantidades adicionales de carbono 14 en el aire, pero estos niveles artificialmente altos han disminuido desde entonces.
Por lo tanto, al comparar las mediciones de carbono 14 con esa curva descendente, es posible que fechen los materiales desde mediados del siglo XX en adelante, con un margen de error de aproximadamente un año, en algunos casos.
«No conozco ninguna otra técnica que aborde esa precisión», dice Sam Wasser, de la Universidad de Washington. «Es extraordinariamente útil».
Traficantes y falsificadores
Wasser ha analizado algunos resultados de citas por radiocarbono de muestra de marfil como parte de una serie de esfuerzos para combatir el comercio ilegal de vida silvestre.
Los datos pueden mostrar si los elefantes murieron antes o después de la prohibición de la venta de marfil de 1989, independientemente de lo que afirman los traficantes.
Edouodji Emile N’Bouke fue encarcelado y condenado en Togo en 2014 gracias a esta evidencia.
Las pruebas de ADN revelaron el origen geográfico del marfil que traficaba y a través de la datación por radiocarbono podría demostrarse exactamente cuándo fueron cazados los elefantes.
Estas dos líneas de evidencia fueron «la prueba irrefutable y crucial para llevar a N’Bouke ante la justicia», declaró posteriormente el Departamento de Estado de los Estados Unidos.
Gracias a la datación de carbono 14, los científicos pueden determinar si el marfil ha sido extraído ilegalmente. (Getty Images/BBC)
A través de la misma técnica se ha descubierto que las obras de arte son en realidad falsificaciones.
Tomemos como ejemplo la pintura de una escena de la ciudad que, según un falsificador, fue pintada en 1866.
Radiocarbon Dating confirmó que, de hecho, había sido pintado y envejecido artificialmente durante la década de 1980.
La datación por radiocarbono también ha arrojado luz sobre el cambio climático al ayudar a los científicos a comprender el efecto de las emisiones de combustibles fósiles en el clima de la Tierra.
Los estudios de glaciares y ecosistemas antiguos, por ejemplo, son mucho más precisos gracias a la tecnología de datación de radiocarbono.
Esta investigación ha servido como base para los informes del grupo intergubernamental de expertos en cambio climático (IPCC en inglés), que en 2007 recibió el Premio Nobel de la Paz, junto con el ex vicepresidente estadounidense Al Gore, para su trabajo para difundir información sobre el cambio climático.
«También es muy útil para aquellos que desean usar modelos climáticos para predecir cómo podría ser el clima en el futuro», dice Tim Heaton, de la Universidad de Leeds.
Los científicos pueden usar registros de radiocarbono para establecer cómo el clima de la Tierra cambió con el tiempo y comparar los modelos climáticos con esos resultados, validando la precisión de los modelos.
Menos y menos carbono 14
Pero hay otro reloj que avanza.
Los combustibles fósiles contienen grandes cantidades de carbono, pero no carbono 14.
Los organismos que dieron lugar al carbón, el gas natural y el petróleo murieron hace tanto tiempo que el carbono 14 que una vez contuvieron se descompuso hace mucho tiempo.
Esto significa que las emisiones de combustibles fósiles están diluyendo el carbono 14 en la atmósfera terrestre actual, que tiene un efecto directo en la cantidad de radiocarbono que alcanza los seres vivos.
Heather Graven, del Imperial College of London, afirma que, en el caso de alcanzar lo peor de los escenarios, con emisiones extremadamente altas durante el próximo siglo, la precisión de la datación por radiocarbono podría desmoronarse.
«Algo que se ha producido recientemente tendrá la misma composición [de radiocarbono] que algunos de unos 2.000 años ”, dice.
La datación por radiocarbono no pudo distinguirlos.
La quema de combustibles fósiles puede diluir la concentración de carbono 14 en la atmósfera. (Getty Images/BBC)
Rachel Wood argumenta que estos problemas no surgirán pronto, pero Paula Reimer, profesora emérita de la Universidad de la Reina de Belfast, cree que las emisiones de combustibles fósiles dañan la datación de radiocarbono y amenazan su precisión.
Reimer dedicó muchos años para aumentar la precisión de la datación por radiocarbono, haciendo mediciones de radiocarbono exhaustivas presentes en los anillos de los árboles, por ejemplo, para revelar variaciones en los niveles atmosféricos de carbono 14 a lo largo de los milenios.
Actualmente, las curvas extremadamente precisas de los niveles de radiocarbono que datan de hace 14,000 años están disponibles.
Sin embargo, las emisiones de combustibles fósiles podrían terminar esta era de precisión increíble.
