¿Por qué usar el C14 para la datación de huesos?

Ladatación por carbono 14, o radiocarbón, es el método de datación más conocido por el público en general, pero es sobre todo la técnica más relevante para datar materiales orgánicos, y en particular huesos. La datación por carbono 14 se desarrolló en la década de 1940 y se basa, como la mayoría de los métodos de datación, en la radiactividad.

La cantidad de carbono es estable para los seres vivos, ya que por un lado el carbono 14 se desintegra, pero por otro lado, se reincorpora mediante la respiración o la fotosíntesis. Es por eso que la datación por C14 datará la muerte del individuo o de la planta y la cantidad restante de C14 permitirá evaluar la fecha de la muerte.

Extracción de colágeno y datación

Los huesos son muy buenos marcadores cronológicos en una excavación arqueológica, ya que están estrechamente relacionados con la estratigrafía en la que se encuentran. Un hueso está compuesto por una parte mineral, la bioapatita, y una parte orgánica, el colágeno. Es el colágeno la fracción más adecuada y normalmente utilizada para la datación por radiocarbono.

El paso previo a la datación será, por tanto, la extracción del colágeno. Con este fin, se tratan con ácido clorhídrico (HCl, 1 M) en frío durante 24 h, para eliminar todas las contaminaciones superficiales y deteriorar parcialmente la parte mineral del hueso, haciendo así más eficaz la extracción del colágeno. Las muestras se tratan a continuación con hidróxido de sodio (0,1 M) a temperatura ambiente y se vuelven a tratar con ácido clorhídrico en frío, para evitar la absorción de dióxido de carbono atmosférico. Tras ser lavadas con agua desmineralizada, las muestras se llevan a ebullición para disolver y luego recuperar el colágeno.

El colágeno extraído se somete a una combustión a 920°C y se transforma en gas. Durante esta etapa, se realiza una primera verificación de la relación C/N utilizando un analizador elemental (Elementar Vario ISOTOPE Select). Esta etapa es primordial, ya que constituye un control de calidad.
En efecto, el valor de la relación C/N entre 2,9 y 3,6 indica que el colágeno está bien conservado y que proporcionará una datación fiable. Si la relación C/N está fuera de este intervalo, no se realizará la datación por C14 del colágeno. En este caso, habrá que utilizar la parte mineral del hueso y datar la bioapatita.

A continuación, se realizará el análisis de isótopos estables de carbono y nitrógeno mediante IRMS. Estos valores proporcionarán información sobre la dieta de los individuos. Paralelamente, el dióxido de carbono de la combustión se separa de otros residuos utilizando una trampa de zeolita. Luego, este dióxido de carbono se transforma en grafito mediante un sistema automatizado (AGE 3, Ion Plus) por catálisis.

Datación por C14 y calibración

Para validar nuestros protocolos analíticos, es indispensable verificar previamente la precisión de nuestras mediciones, así como su reproducibilidad. Para ello, analizamos estándares internacionales cuyos valores son conocidos y reconocidos. Estos valores nos permiten evaluar nuestras incertidumbres, aproximadamente 0,5 pMC, y 0,1 a 0,2‰ para δ¹³C y δ¹5N. La verificación en tiempo real de los valores medidos para los estándares permite identificar y resolver posibles problemas relacionados con la contaminación, la grafitización y las mediciones.

Finalmente, los diferentes isótopos del carbono se separan por espectrometría de masas con acelerador (AMS). Luego, la concentración de 14C se determina comparando simultáneamente las mediciones de 14C, 13C y 12C con las contenidas en estándares internacionales (ácido oxálico, CO2 estándar, carbón). La edad convencional de carbono 14 se calculó según el método descrito por Stuiver y Polach. Tiene en cuenta la corrección del fraccionamiento isotópico.

La calibración de los resultados se realiza utilizando el software OxCal v4.4. La medición realizada se expresa de dos maneras diferentes: parte de Carbono Moderno (o pMC) y edad convencional. La edad convencional se expresa en años antes de 1950 (BP significa before present o antes de 1950), que es el año de referencia. La edad se expresa con una desviación estándar. Los intervalos de datación reflejan una distribución de dos sigmas, es decir, el 95,4 % del conjunto de soluciones. El evento datado puede encontrarse en cualquier intervalo, sin tener en cuenta la distribución de probabilidad, dada a título indicativo.

Patrick Rossetti

Patrick es director del departamento de Arqueología del laboratorio CIRAM. Coordina proyectos de datación, análisis isotópicos y caracterización de materiales arqueológicos, en colaboración con instituciones de investigación, museos y actores de la arqueología en Francia y a nivel internacional (ORCID: 0000-0001-8770-6732).

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