Nuevas oportunidades para estudiar la Tierra y el Sol gracias al carbono-14

Los recientes avances en espectroscopia han permitido definir las concentraciones de carbono 14 en la atmósfera y la superficie del océano con una precisión sin precedentes durante los últimos 55.000 años. Estos avances y sus implicaciones para la investigación se analizan en un estudio publicado el 5 de noviembre en la revista Ciencias.

El carbono 14 es un isótopo radiactivo de carbono que comprende seis protones y ocho neutrones. Producido en la atmósfera por reacciones nucleares entre la radiación cósmica y el dinitrógeno, los científicos suelen utilizarlo para calcular la edad de los materiales que contienen elementos carbonosos (por ejemplo, para fechar un trozo de madera).

Carbon-14, un reloj nuclear y un rastreador pasivo

La proporción de carbono 14 está directamente relacionada con el tiempo transcurrido desde la formación de la muestra en cuestión. Sin embargo, debido a una vida media de 5.730 años, el método solo funciona para horizontes de tiempo inferiores a 55.000 años. Más allá de eso, el contenido de carbono 14 tiende a cero y otros métodos menos precisos deben hacerse cargo, como la datación con uranio-234 o potasio-40.

Sin embargo, este isótopo no solo se usa para fechar. También permite rastrear la actividad solar de los últimos siglos y milenios ya que modula la cantidad de rayos cósmicos que llegan a la cima de la atmósfera y por tanto la producción de carbono-14. Además, también permite identificar variaciones en el campo magnético de la Tierra y fluctuaciones en el ciclo del carbono durante los cambios climáticos del pasado reciente.

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Variaciones en el contenido de carbono 14 atmosférico durante 55.000 años (curva roja) transcritas por el grupo de trabajo IntCal20. Créditos: Paula J Reimer y col. 2020.

Reconstrucción sin precedentes

En un nuevo estudio, los investigadores hicieron un balance de los avances recientes en los datos disponibles y las implicaciones para la investigación futura. Gracias al auge de la espectrometría de masas con aceleradores y la adquisición de nuevos fósiles, la reconstrucción de los niveles de carbono 14 en los hemisferios norte y sur, así como en la superficie del océano, ha experimentado una revolución.

Asimismo, en el marco del grupo de trabajo IntCal, las concentraciones de carbono-14 podrían determinarse con una precisión sin precedentes en los últimos 55.000 años, es decir, hasta el límite de visibilidad permitido por la técnica. Resulta deun análisis escrupuloso de alrededor de 15.000 muestras de carbono que datan de hace casi 60.000 años.

Esta revisión de las curvas de calibración internacionales, la primera en siete años, permitirá a los investigadores en ciencias ambientales refinar y ampliar nuestra comprensión del sistema de la Tierra y la estrella que lo impulsa. Esto es suficiente para alimentar un amplio espectro de estudios para los próximos años con, por qué no, algunos avances importantes.


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