VI. LA RADIACTIVIDAD Y LA ESTIMACIÓN DE EDADES
PARA MEDIR la edad de las piezas arqueológicas, fósiles, yacimientos o la de la Tierra misma, se requiere de un reloj que permita medir el tiempo transcurrido desde que se fabricaron las piezas, desde que murió la planta o animal que luego quedó en forma de fósil, desde que se depositaron los minerales en un yacimiento o desde que nació la Tierra misma.
En ocasiones, estos tiempos sólo son de miles de años, y en otras de miles de millones de años. El reloj requerido debe variar con el tiempo en una forma muy bien conocida. El decaimiento radiactivo posee precisamente estas características, ya que se puede considerar que decae en forma constante a través del tiempo, en ocasiones con una vida media relativamente corta, como la del carbono-14, de menos de 6 000 años, y en otras con vidas extremadamente largas, como la del uranio-238, de 4 500 000 000 de años. La vida media de cada radisótopo es una constante y se mantiene invariable a través del tiempo.
Para poder utilizar ese reloj se requiere conocer la concentración del material radiactivo cuando se inició el proceso cuya edad se desea estimar. También se requiere conocer esa concentración de material radiactivo en el momento actual. Utilizando la vida media del isótopo se puede calcular el tiempo transcurrido. El problema principal en la aplicación de estas técnicas es conocer la concentración inicial del material radiactivo.
Cuanto mayor sea la vida media de un radisótopo es mayor su utilidad para estimar edades de piezas o acontecimientos más antiguos. Los radisótopos que se utilizan más a menudo para este propósito son el carbono-14, el uranio-238, uranio-235, torio-232, rubidio-87 y potasio-40.
El método del carbono-14 para determinar edades ha sido de gran importancia para encontrar la antigñedad de restos de animales de diferentes culturas, fósiles, etc. Aunque actualmente se utilizan otros isótopos radiactivos de otros elementos con más éxito que éste, aquí se presenta al lector esta técnica porque tuvo mucho éxito desde que fue propuesta por Libby hace ya muchas décadas.
¿En qué se basa esta técnica? Son varios los procesos naturales que permiten aplicarla:
•Los neutrones producidos por la radiación cósmica reaccionan con el nitrógeno de la atmósfera a elevadas altitudes sobre la superficie de la Tierra y forman el isótopo radiactivo carbono-14.
•Este carbono-14, a su vez, reacciona con el oxígeno de la atmósfera para formar el bióxido de carbono- 14, que se mezcla uniformemente con el bióxido de carbono existente en la atmósfera.
•Las plantas utilizan y asimilan el bióxido de carbono-14 mezclado con el bióxido de carbono normal.
•Todo material viviente contiene, pues, carbono-14, que asimila de las plantas.
•Finalmente, cuando el ser viviente muere deja de asimilar carbono-14 y éste va decayendo de acuerdo con las leyes del decaimiento radiactivo, de tal manera que una pieza se reconoce como antigua cuanto menos carbono-14 contenga.
La proporción de radiactividad del carbono-14 en cualquier fracción de materia orgánica da así una medida del tiempo transcurrido desde que dejó de existir como materia viviente.
La estimación de edades de materia orgánica utilizando el carbono- 14 ha encontrado aplicación en muchos campos, pero las mediciones más espectaculares que se han logrado con este método han sido en muestras arqueológicas. Por otra parte, la vida media relativamente corta de este isótopo radiactivo y varias dificultades técnicas hacen que este reloj sea bueno únicamente para tiempos menores de unos sesenta mil años.
ESTIMACIÓN DE EDADES GEOLÓGICAS POR LOS MÉTODOS RADIACTIVOS
Para la medida de edades geológicas, como la edad de ciertos yacimientos o la edad de la Tierra, se utilizan isótopos radiactivos de vidas medias muy largas.
Son muy pocos los átomos radiactivos con vidas medias del orden de la duración de tiempos geológicos. Los geocronologistas usan principalmente tres relojes, los cuales se caracterizan por su par de átomos: el padre, siempre radiactivo, y el hijo, que puede o no ser radiactivo. Estos métodos son conocidos con los nombres de potasio-argón, rubidio-estroncio y uranio-plomo, en virtud de que el primer isótopo de cada par es el átomo padre, y el segundo su descendiente.
El potasio-40 al decaer da lugar al nacimiento del argón-40, que tiene una vida media de más de 1 260 000 000 de años; el rubidio-87, por su parte, da lugar al nacimiento del estroncio-87, con una vida media de 48 000 000 000 de años; y finalmente, el uranio-235 y el uranio-238 tienen por descendientes dos isótopos estables del plomo, de peso 204 y 206, respectivamente.
Estos isótopos radiactivos padres generan a sus descendientes muy lentamente, en el transcurso de millones y millones de años. Al analizar una muestra de acuerdo con la presencia del isótopo hijo, sea radiactivo o no, puede determinarse, con ayuda de las leyes del decaimiento radiactivo, el tiempo transcurrido desde la formación del yacimiento o de la Tierra. En este caso, una mayor cantidad del isótopo hijo indica una mayor antigñedad de la muestra.
Simples en principio, estos métodos para estimar edades deben ser aplicados con mucha precaución. En efecto, se puede calcular la edad por estos métodos si, a partir de la fecha en que se depositó el yacimiento o se formó la Tierra, no ha habido movimiento de los descendientes y los padres del par radiactivo en la muestra; es decir, si no ha habido aporte ni pérdida de los elementos allí presentes.
En esta forma se calculó que la corteza sólida de la Tierra debe de haber existido desde hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años.
