TEORÍA DE ERRORES

FECHAMIENTO POR RADIOCARBONO DE RESTOS PALEONTOLÓGICOS

La datación   por   radiocarbono es   un   método   de   datación   radiométrica que   utiliza el isótopo carbono-14 (14C) para determinar la edad de materiales que contienen carbono. En la arqueología es considerada una técnica de datación absoluta.

El  método de datación por radiocarbono es  la técnica más fiable para conocer  la edad de muestras orgánicas e inorgánicas en algunos casos con menos de 60.000 años. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas, de manera que la proporción 14C/12C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en 14N por decaimiento radiactivo. 

Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como "edad radiocarbónica" o de 14C, y se expresa en años BP (Before Present).

Una vez obtenida la edad radiológica (medida en años de radiocarbono) de la muestra, se procede a obtener la edad cronológica mediante las correspondientes curvas de calibración.

En 1962, la vida media del radiocarbono fue redefinida desde 5570 ± 30 años a 5730 ± 40 años; por ello, algunas determinaciones anteriores requieren un ajuste, y debido a la radiactividad introducida en los últimos años en la atmósfera, las dataciones de radiocarbono se calculan desde 1950. La escala temporal del carbono 14 contiene otras fuentes de incertidumbre que pueden producir errores entre 2000 y 5000 años.

Ahora   para   calcular   la   edad   aproximada   usando   el   carbono   14   existen   dos   métodos sumamente  difundidos.  Existen  dos   técnicas  de  medición  de  radiocarbono  en muestras:  a través de datación radiométrica y por espectrometría de masas con aceleradores (AMS).

La   datación   radiométrica    usan   estándares   modernos   tales   como   ácido   oxálico   y   otros materiales de referencia y, aunque los dos métodos de datación por radiocarbono producen resultados de alta calidad, tienen principios fundamentalmente diferentes. Aunque más cara que la datación radiométrica, la datación por AMS tiene una mayor precisión y es adecuada para muestras pequeñas. Además de en arqueología y geología, la datación por AMS también se utiliza en otros campos como la investigación biomédica o en oceanografía.

Las dos técnicas se utilizan principalmente en la determinación de contenido de carbono 14 de objetos   arqueológicos   y   muestras   geológicas.   Estos   dos   métodos   de datación   por radiocarbono usan   estándares   modernos   tales   como   ácido   oxálico   y   otros   materiales   de referencia y, aunque los dos métodos de datación por radiocarbono producen resultados de alta calidad, tienen principios fundamentalmente diferentes.

Los métodos de datación radiométrica detectan partículas beta a partir del decaimiento de átomos de carbono 14, mientras los espectrómetros de masas con aceleradores cuentan el número de átomos de carbono 14 presentes en la muestra. Ambos métodos tienen ventajas y desventajas.

CALIBRACION

La  edad  radiológica  no  puede  ser  usada  directamente  como edad  cronológica,  ya  que,   la concentración de 14C en la atmósfera no es estrictamente constante. Esta concentración varía en función de los cambios producidos en la intensidad de la radiación cósmica, que, a su vez, se ve afectada por variaciones en la magnetosfera terrestre y en la actividad solar. Además, existen   importantes   reservas   de   carbono   en   forma   de   materia   orgánica,   disuelta   en   los océanos, en sedimentos oceánicos (hidratos de metano) y rocas sedimentarias. Los cambios en el clima terrestre afectan a los flujos de carbono entre estas reservas y la atmósfera, alterando la concentración de 14C en ésta.

Además de estos procesos naturales, la actividad humana también es responsable de parte de estos  cambios.  Desde el  principio  de   la revolución   industrial en  el siglo  XVIII hasta   los años 50 del siglo XX, la concentración de 14C disminuyó como consecuencia de la emisión de grandes cantidades   de   CO2 como   consecuencia   de   la   actividad   industrial   y   la   quema   de   grandes cantidades de carbón y petróleo. Esta disminución es conocida como efecto Suess, y afecta también a la concentración de 13C. Sin embargo, entre los años 50 y 60, la concentración de 14C se duplicó como consecuencia de laspruebas nucleares atmosféricas realizadas en esos años. A mediados de los años 90, el nivel de 14C en la atmósfera era un 20 % superior al de 1950. Por esto se  toman como patrón de referencia   las   reservas  de ácido oxálico almacenadas en el National Institute of Standards estadounidense cuyo contenido de radiocarbono se considera igual al de una muestra de madera de 1950. 

En el siguiente cuadro se muestra los resultados obtenidos de una investigación paleontológica por  PACEA Geo-Referenced Radiocarbon Database  realizados por ambos y métodos, con su respectiva calibración que se usa en muchos casos para obtener una mayor aproximación(En esta investigación se implementó la calibración IntCal09 como mecanismo de prueba). 

Sitio Tipo de Dato AGE Cal BP(edad radiocarbónica)

IntCal09

A Valina 14C 34800 39030 36328A Valina AMS 32600 36990 36539

Aardhorst 14C 11140 13010 12896Aardhorst AMS 8705 9890 8172Abauntz 14C 21600 25690 25120Abauntz AMS 13500 16530 15632

Abeurador  14C 14735 17860 17614Abeurador  AMS 11090 13000 12799

Achel 14C 8630 9710 9427Achel AMS 7730 8540 8346

Achenheim 14C 43500 44280 39787Achenheim AMS 36700 40570 37317

Agerod 14C 8230 9350 7568Agerod AMS 8020 9090 7420

Aggsbach 14C 22670 27410 26860Aggsbach AMS 22450 21580 22456

Ahrenshoft 14C 12550 14990 14189Ahrenshoft AMS 12200 14560 13104Aitzbitarte 14C 17970 21500 21105Aitzbitarte AMS 17950 21470 21077

Alberndorf in der Riedmark 14C 23170 27970 27015Alberndorf in der Riedmark AMS 20500 24700 21500

Alcester 14C 8480 9460 9090Alcester AMS 8320 9300 9032Almonda 14C 31900 35760 35572Almonda AMS 10820 12780 12585

Alonsé 14C 15069 18240 18015Alonsé AMS 14840 18120 17750

Altamira 14C 18540 22220 21385Altamira AMS 16480 19770 18995Altwies 

(Laangen Aker) 14C 31690 35660 35016Altwies 

(Laangen Aker) AMS 8870 10130 8210Amalda 14C 16200 19470 18679Amalda AMS 16090 19290 18741

Ambrosio 14C 16500 19770 18953

Ambrosio AMS 14000 17050 9523Amvrosievka 14C 18220 21930 21336Amvrosievka AMS 15250 18320 18025Andernach 

Martinsberg 14C 10970 12880 12665Andernach 

Martinsberg AMS 9490 10850 10588Anecrial 14C 24410 29400 28668Anecrial AMS 23450 27900 24860Arbreda 14C 17750 21290 20365Arbreda AMS 17320 20810 19916Arenaza 14C 10300 12080 11403Arenaza AMS 9600 10920 10301

Arene Candide 14C 10330 12220 11774Arene Candide AMS 9980 11560 11185

Arenillas 14C 34660 39030 36542Arenillas AMS 33870 38490 35317

Arka 14C 18700 22510 21567

Arka AMS 17050 20470 19480

Arrillor 14C 42290 45370 44657

Arrillor AMS 37000 41770 40249Aschenstein 14C 18820 22720 22040

Aschenstein AMS 12366 14570 14051

Con ayuda del cálculo de error pocentual se podrá apreciar que tan exactos son los valores obtenidos por las pruebas de C-14, AMS y su respectiva calibración.

CÁLCULO DE ERROR PORCENTUAL

Sitio Tipo de Dato Error Porcentual De Prueba

Error Porcentual De Calibracion

A Valina 14C 12.16% 4.39%A Valina AMS 13.47% 12.08%

Aardhorst 14C 16.79% 10.8%Aardhorst AMS 13.61% 6.12%Abauntz 14C 18.94% 16.30%Abauntz AMS 22.44% 15.79%

Abeurador  14C 21.21% 19.54%Abeurador  AMS 17.22% 15.41%

Achel 14C 12.51% 9.24%Achel AMS 10.48% 7.97%

Achenheim 14C 1.79% 8.54%Achenheim AMS 10.54% 1.68%

Agerod 14C 13.61% 8.04%Agerod AMS 13.34% 7.48%

Aggsbach 14C 20.91% 18.48%

Aggsbach AMS 3.88% 0.03%Ahrenshoft 14C 19.44% 13.06%Ahrenshoft AMS 19.34% 7.41%Aitzbitarte 14C 19.64% 17.45%Aitzbitarte AMS 19.61% 17.42%

Alberndorf in der Riedmark 14C 20.72% 16.59%Alberndorf in der Riedmark AMS 20.49% 4.88%

Alcester 14C 11.56% 7.19%Alcester AMS 11.78% 8.56%Almonda 14C 12.10% 11.51%Almonda AMS 18.11% 16.31%

Alonsé 14C 21.04% 19.55%Alonsé AMS 22.10% 19.61%

Altamira 14C 19.85% 15.35%Altamira AMS 19.96% 15.26%Altwies 

(Laangen Aker) 14C 12.53% 10.50%Altwies 

(Laangen Aker) AMS 14.21% 7.44%Amalda 14C 20.19% 15.30%Amalda AMS 19.89% 16.48%

Ambrosio 14C 19.82% 14.87%Ambrosio AMS 21.79% 31.98%

Amvrosievka 14C 20.36% 17.10%Amvrosievka AMS 20.13% 18.20%Andernach 

Martinsberg 14C 17.41% 15.45%Andernach 

Martinsberg AMS 14.33% 11.57%Anecrial 14C 20.44% 17.44%Anecrial AMS 18.98% 6.01%Arbreda 14C 19.94% 14.73%Arbreda AMS 20.15% 14.99%Arenaza 14C 17.28% 10.71%Arenaza AMS 13.75% 7.30%

Arene Candide 14C 18.30% 13.98%Arene Candide AMS 15.83% 12.07%

Arenillas 14C 12.61% 5.43%Arenillas AMS 13.64% 4.27%

Arka 14C 20.37% 15.33%

Arka AMS 20.06% 14.25%

Arrillor 14C 7.28% 5.60%

Arrillor AMS 12.89% 8.78%Aschenstein 14C 20.72% 17.11%

Aschenstein AMS 17.82% 13.63%

ANÁLISIS

En general el método AMS para calcular fechas tuvo menor margen de error que el método tradicional de fechamiento. Estos resultados concuerda con la teoría ya que este método tiene una mayor eficiencia al analizar diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación carga-masa (z/m) .  

Más aún  ,   la  calibración usada en esta  investigación  IntCal19 para ambos métodos(AMS y 14C)redujo considerablemete el error al momento de obtener el fechamiento de las muestras paleontológicas en regiones europeas.

CONCLUSION

Con la ayuda del cálculo de errores se pudo determinar que el método de calibración IntCal09 para datos obtenidos con el  carbono 14  ,tanto para AMS como la prueba ordinaria,  pudo reducir y el error de los datos experimentales y ajustarlos a su verdadera aproximación. Ello demuestra que para este estudio palenteológico es de gran ayuda este tipo de calibración, ya que en existen diferentes tipos de modelos para cada investigación especifíca, sin embargo cada uno cuenta con sus ventajas y desventajas en este caso el modelo de calibración que se uso permitió reducir el error en el fechado de restos paleontológicos.

BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Dataci%C3%B3n_por_radiocarbono

http://www.quimicanuclear.org/pdf/simposium/magdalena_delosrios.pdf

http://webs.um.es/gustavo.garrigos/biotec2014/datacion_radiactiva.pdf

http://timoneandertal.blogspot.com/2011/05/recurso-base-de-datos-de-carbono-14-y.html

http://johnhawks.net/weblog/topics/meta/open-access-radiocarbon-derrico-2011.html