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Datación radiométrica

La datación radiométrica es uno de los principales métodos de datación absoluta. Así, la datación radiométrica se puede utilizar para estimar la edad absoluta que tienen las rocas y los restos orgánicos. En el contexto de la biología evolutiva, esta técnica es especialmente útil para datar los fósiles, y, en consecuencia, para conocer hace cuántos millones de años vivió una determinada especie. La datación radiométrica se basa en el hecho de que los átomos radiactivos, que se encuentran en el material geológico y biológico (carbono), tienden a desintegrarse espontáneamente con el tiempo a una velocidad constante. Este proceso, que suele ser independiente de los factores ambientales (temperatura, presión atmosférica, niveles de radiación, etc.) y permite estimar el tiempo que ha transcurrido desde la formación de la roca o el resto orgánico en cuestión hasta nuestros días.

Pero profundicemos un poco más en el mecanismo de decaimiento radiactivo, que es el término técnico que los científicos emplean para referirse a la desintegración que experimentan los átomos radiactivos. Como probablemente se recordará de las clases de química, los átomos están compuestos por un núcleo y una nube de electrones a su alrededor (Figura 1). A su vez, el núcleo está compuesto de dos partículas subatómicas: los protones y los neutrones. Los protones son partículas con carga positiva, mientras que los neutrones son partículas con carga neutra.

Figura 1. Representación de un átomo de Helio. Tomado de Wikipedia

La identidad de los átomos se establece en base al número de protones que estos poseen, propiedad que se conoce como número atómico (Z). Así, el número atómico del hidrógeno (H) es 1, el del oxígeno (O) es 8 y el del uranio (U) es 92. En ocasiones, un mismo elemento atómico (con un mismo número atómico) puede tener distinto número de neutrones. Por ejemplo, el carbono (C), cuyo número atómico es 6, puede presentarse con 5, 6, 7 u 8 neutrones. Cada una de estas variedades de un mismo átomo, que varían en su número de neutrones, se conoce como isótopo. Los isótopos se identifican con un parámetro que se conoce como número másico (A), que es la suma entre el número atómico (Z) y el número de neutrones (N). Así pues, en el caso del carbono tenemos hasta cuatro isótopos (AZC): 116C, 126C, 136C y 146C.

En algunas ocasiones, ciertos isótopos de un átomo son inestables, es decir, tienden a desintegrarse. La desintegración implica la alteración del número atómico y número másico del átomo, que da lugar por tanto a un átomo hijo de naturaleza distinta.

Aunque el momento de la desintegración de un único isótopo inestable es imposible de predecir, se puede obtener una estima precisa del tiempo que tarda la mitad del conjunto de isótopos inestables en desintegrarse. Este parámetro se conoce como periodo de semidesintegración. El periodo de semidesintegración sigue siempre un tipo de curva (exponencial), pero varía en su valor concreto en función del tipo de isótopo en cuestión. Así, el periodo de semidesintegración del carbono-14 (14C) es de 5730 años, mientras que el potasio-40 (40K) es 1248 millones de años.

Gracias a esta propiedad, los geólogos y paleontólogos pueden obtener estimaciones precisas de la edad de la Tierra o de los distintos fósiles encontrados. De todas maneras, hay que recalcar un punto importante en relación a la datación de los fósiles. Los fósiles suelen encontrarse en rocas de tipo sedimentario. Las rocas de tipo sedimentario suelen contener isótopos de carbono, pero no de otra clase. Debido a que el periodo de semidesintegración de los isótopos de carbono es muy bajo en relación al de otros isótopos, la datación directa de los fósiles sólo es válida para rocas de 50000 años o menos. Esto sin duda es un periodo muy corto de tiempo en relación a la historia total de la vida en la Tierra, que se estima alrededor de unos 3800 millones de años.

Los científicos sortean el problema del bajo periodo de semivida de los isótopos de carbono centrando su atención en las rocas ígneas. Las rocas ígneas, que se forman, por ejemplo, tras erupciones volcánicas, contienen isótopos con mayores periodos de semidesintegración, como el potasio-40. Por este motivo, cuando los científicos quieren datar fósiles de gran antigüedad, lo que hacen es buscar rocas ígneas en los estratos inmediatamente superiores e inferiores al estrato de roca sedimentaria que contiene al fósil que se desea datar. De este modo, obtienen intervalos temporales dentro de los cuales vivió el fósil. Es por esto que ciertos fósiles se datan con intervalos. Por ejemplo, Lucy (AL 288-1), el Australopithecus afarensis que forma parte del linaje evolutivo humano, se data entre 3,2 y 3,5 millones de años de antigüedad. Aunque no se sepa a ciencia cierta en qué momento exacto de ese intervalo de 300 000 años vivió Lucy, en relación a la historia total de la vida (que, recordemos, es de 3800 millones de años) se trata de una estimación bastante precisa.

La datación radiométrica es importante como evidencia del hecho evolutivo en la medida en que nos muestra que la vida en la Tierra es de una antigüedad apabullante, suficiente como para que hayan podido evolucionar todas las especies que observamos en la actualidad. Pero además, la datación radiométrica es de gran ayuda a la hora de entender la evolución como camino, pues nos permite contextualizar temporalmente los distintos fósiles que se fueron formando a lo largo de la historia de la vida.

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