sábado, 20 de agosto de 2016

LA DESINTEGRACIÓN DEL CARBONO-14

En un viaje que realicé a Puerto Rico de Gran Canaria por motivos de trabajo, recuerdo una conversación que tuve con compañeros acerca de ciencia y religión y de cómo la ciencia, poco a poco, va destapando ciertas falsedades, imprecisiones o creencias infundadas que la religión da como verdades absolutas. Que si la Tierra era plana, que si la Tierra era el centro del Universo, que si el hombre surgió del barro por creación divina… hasta que apareció en la conversación la denominada Sábana Santa.

Hasta 1988, la Sábana Santa había sido considerada como el sudario sobre el que se colocó el cuerpo de Jesucristo en el momento de su entierro, siendo uno de los objetos de mayor adoración en la religión católica. Sin embargo, a partir de una datación por carbono-14 de dicha sábana, que se realizó en tres laboratorios diferentes, se pudo comprobar que tanto la tela como los restos orgánicos que ésta contenía tenían una antigüedad máxima de entre seis y siete siglos, por lo que se trataría de una falsificación originaria de finales del siglo XIII.

Sin embargo, uno de los contertulios puso en duda que el método de datación por carbono-14 fuera fiable, ya que no era capaz de comprender que hubiese un método para poder conocer con bastante exactitud la antigüedad de ciertos materiales, por lo que la conversación derivó a este tema.

El carbono-14, es un isótopo natural y débilmente radiactivo del carbono, descubierto en 1940 por los físicos estadounidenses Martin Kamen y Sam Ruben en la Universidad de California de Berkeley. Su particularidad es que contiene ocho neutrones, dos más que el carbono, por lo que su peso atómico es 14, mientras que el del carbono es 12, motivo por el que se le denomina así. Al ser un isótopo, no es estable, como sí que lo es el carbono, y se desintegra dando lugar a otros isótopos. Tiene un tiempo de semidesintegración de 5730 años (con un error de ± 40 años) que es el tiempo que transcurre desde que un material radiactivo comienza a desintegrarse hasta que la cantidad de muestra de dicho material se reduce a la mitad.

El carbono-14 se produce de manera natural en las capas altas de la atmósfera. Los rayos cósmicos del Sol, que son partículas subatómicas que se desplazan a gran velocidad, al penetrar en la atmósfera colisionan con los átomos de nitrógeno, que tienen masa atómica 14. Si la partícula subatómica que choca contra el átomo de nitrógeno es un neutrón, al hacerlo a una velocidad tan grande logrará desplazar un protón del átomo de nitrógeno convirtiéndolo en carbono-14 radioactivo, que se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono radioactivo. Como el dióxido de carbono es absorbido por las plantas durante la fotosíntesis, (tanto si es radiactivo como si no), el carbono-14 pasará a formar parte de la composición de las plantas, de la cadena alimenticia y del ciclo vital del carbono, en una proporción constante de uno por cada billón, es decir, por cada billón de átomos de carbono, habrá uno de carbono-14. Esta proporción se mantendrá constante mientras la materia orgánica se mantenga con vida y será igual a la que hay en la atmósfera, ya que alcanzan un equilibrio.

Cuando la materia orgánica muere, cesa la incorporación de carbono-14 y los átomos de carbono-14 que contiene el organismo comienzan a transformarse en nitrógeno. Esto se produce porque en el proceso de desintegración del carbono-14, uno de sus neutrones se transforma en un protón mediante la emisión de un electrón y un antineutrino. Así, el carbono-14, con seis protones y ocho neutrones, se convierte en nitrógeno, con siete protones y siete neutrones. No pasará lo mismo con los átomos de carbono, ya que el carbono es estable, por lo que la proporción de carbono-14 es cada vez menor, quedándose a la mitad cuando han transcurrido 5730 años y a la cuarta parte cuando transcurran otros 5730 años más y así sucesivamente, por lo que en función de la proporción de átomos de carbono-14 presentes en una muestra en relación con la cantidad de átomos de carbono que haya, se obtiene la antigüedad de casi cualquier resto de materia orgánica que tenga una antigüedad menor de 60.000 años, debido a que la presencia de carbono-14 en restos orgánicos tan antiguos es tan escasa, (del orden de un átomo de carbono-14 por cada mil billones de átomos de carbono), que es difícil obtener resultados fiables.

Por cierto, la antigüedad obtenida ha de ser calibrada, ya que la concentración de carbono-14 existente en la atmósfera no ha sido siempre la misma y en el último siglo ha sufrido importantes variaciones por la quema de combustible de origen fósil y por los ensayos nucleares, que ha disparado su presencia. Como se conoce en todo momento cuál ha sido la concentración en la atmósfera de carbono-14 durante los últimos 15.000 años, gracias a los anillos de crecimiento de los árboles y a las concentraciones de carbono-14 que presentaban, se tienen unas curvas de calibración de donde se obtiene la cantidad de carbono-14 presente en cada momento en la atmósfera a partir de la cual se obtiene la antigüedad calibrada, que será mucho más exacta que la obtenida de no tener en cuenta estas curvas de calibración.

Este método de datación basado en el carbono-14 fue desarrollado en la década de los 40 por un grupo de científicos estadounidenses de la Universidad de Chicago encabezado por el químico Willard Libby, experto en radiactividad que había participado en el proyecto Manhattan para el desarrollo de la bomba atómica. Gracias al desarrollo de este método, Willard Libby recibió el Premio Nobel de Química en 1960.

Utilizando este método se han podido concretar con más exactitud muchas de las páginas de la historia universal y también se han podido corregir falsedades. Lo de que la denominada Sábana Santa pudiera haber sido el sudario de Jesucristo al ser enterrado no es más que uno de tantos mitos que han caído gracias a la utilización de este método. Una buena manera de desenmascarar la mitología y dejarla en el lugar en el que le corresponde.

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