Carbono 14

El carbono-14
El 14C (que posee 6 protones y 8 neutrones) tiene la particularidad de que es un isótopo inestable, que poco a poco va transmutándose en nitrógeno, 14N (que posee 7 protones y 7 neutrones), y desaparece según la reacción :
C = N + ß + neutrino
En compensación de esta pérdida, nuevos átomos de 14C se forman continuamente en la atmósfera como producto del choque de neutronescósmicos sobre otros átomos atmosféricos de nitrógeno :
neutrón + N = C + H
Estos neutrones son parte de la radiación cósmica galáctica que tras atravesar el Sistema Solar llega a la atmósfera terrestre.
Los choques de los rayos cósmicos con los átomos de 14N y, por lo tanto, la producción de 14C, es máxima a unos 15 km de altura.
Rápidamente los átomos de 14C así formados se oxidan a CO2 y sedifunden y se mezclan por toda la atmósfera con el resto del CO2.
Los procesos de desintegración y de formación de 14C se compensan de tal forma que la concentración de 14C en la atmósfera es "más o menos" constante.
Datación por el carbono-14
El cálculo de la pérdida de 14C en los organismos muertos se utiliza para datar a los fósiles.
En efecto, las plantas vivas asimilan el carbono del CO2atmosférico durante la fotosíntesis y lo expulsan durante la respiración (ver figura). De esta forma, los tejidos de las plantas vivas —y los de los animales vivos (humanos incluídos) que se alimentan de esas plantas— continuamente están intercambiando 14C con la atmósfera. Esto hace que la ratio 14C/12C del carbono contenido en los tejidos orgánicos de los seres vivos es semejante a la del CO2 dela atmósfera. Ahora bien, en cuanto los organismos vegetales o animales mueren, cesa el intercambio con la atmósfera y cesa el reemplazo del carbono de sus tejidos. Desde ese momento el porcentaje de 14C de la materia orgánica muerta comienza a disminuir, ya que se transmuta en 14N y no es reemplazado.
La masa de 14C de cualquier fósil disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido. Se sabeque a los 5.730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos fósiles se ha reducido a la mitad y que a los 57.300 años es de tan sólo el 0,01 % del que tenía cuando estaba vivo.
Sabiendo la diferencia entre la proporción de 14C que debería contener un fósil si aún estuviese vivo (semejante a la de la atmósfera en el momento en el que murió) y la que realmente contiene, sepuede conocer la fecha de su muerte.
La cantidad y el porcentaje de 14C se calcula midiendo las emisiones de partículas ß de la muestra. El método sólo es viable para fósiles no muy viejos, menores de unos 60.000 años, ya que para edades superiores las emisiones de partículas ß son ya demasiado poco intensas y difíciles de medir, por lo que los errores pueden ser muy grandes.
En la práctica, ladatación de los fósiles se complica porque la concentración atmosférica de 14C ha variado sustancialmente a lo largo del tiempo. Esto hace que se necesite saber no sólo la cantidad de 14C que queda en la muestra fósil, sino también la concentración atmosférica que existía en el momento de su muerte (ver figura).
Se conocen, más o menos con exactitud, las variaciones de 14C habidas en los últimos11.800 años gracias a la dendrocronología, es decir, al análisis de la madera de los anillos (cuyas edades conocemos por conteo) de series solapadas de troncos de árboles vivos y fósiles de Europa. Más allá los datos son más pobres e imprecisos y no pueden basarse en el estudio de árboles fósiles, aunque recientemente ha surgido la esperanza de poder hacerlo con unos enormes árboles fósilesneozelandeses denominados kauri, que pueden vivir hasta mil años, y que se han encontrado enterrados en antiguas marismas.
El período conocido se ha extendido más recientemente hasta hace unos 50.000 años por medio del análisis del 14C contenido en los sedimentos laminares del fondo de ciertas cuencas lacustres y oceánicas, como por ejemplo la cuenca de Cariaco en Venezuela (ver figura), y hasta los...