Cómo los arqueólogos determinan la edad de fósiles y artefactos

Cuando los arqueólogos dicen que un artefacto tiene '3.000 años de antigüedad' o que una capa con fósiles tiene '1,8 millones de años', ese número proviene de una o más técnicas de datación científica, no de un único método universal. Los métodos de datación se dividen en dos categorías: datación relativa, que establece si un objeto o capa es más antiguo o más joven que otro, y datación absoluta (o cronométrica), que estima un rango de edad real utilizando procesos físicos o químicos medibles, según el Servicio de Parques Nacionales de Estados Unidos.

Datación relativa: establecer el orden, no los años exactos

El método relativo más antiguo y simple es la estratigrafía, basado en la Ley de la Superposición: en un sitio no perturbado, las capas de suelo más profundas son más antiguas que las capas superiores, explica el Servicio de Parques Nacionales. Los excavadores retiran el suelo en el orden inverso al que fue depositado, por lo que la secuencia de capas proporciona una cronología relativa incluso antes de que se ejecute cualquier prueba científica.

Los arqueólogos también utilizan seriación, que organiza cerámica, herramientas u otros estilos de artefactos en una secuencia basada en cómo sus características de diseño cambiaron con el tiempo, y la idea relacionada del terminus post quem, que utiliza el objeto datable más reciente en una capa para establecer la fecha más antigua posible para todo lo encontrado con él. La datación cruzada compara hallazgos entre sitios para vincular sus cronologías relativas, según el Servicio de Parques Nacionales.

Datación por radiocarbono: el método absoluto más utilizado

La datación por radiocarbono (carbono-14) funciona porque los organismos vivos intercambian continuamente carbono con la atmósfera, manteniendo una relación constante de carbono-14 radiactivo a carbono-12 estable, según el Laboratorio de Investigación de Arqueología e Historia del Arte de la Universidad de Oxford, que opera un servicio de datación por radiocarbono. Una vez que un organismo muere, deja de absorber carbono, y su carbono-14 se desintegra a una velocidad conocida, permitiendo a los científicos calcular el tiempo transcurrido a partir de la relación restante.

El método se aplica solo a material que fue parte de un organismo vivo —hueso, madera, carbón, concha, cabello u restos similares— no a piedra o metal a menos que haya residuo orgánico adherido, señalan tanto el laboratorio de Oxford como el Servicio de Parques Nacionales. La vida media del carbono-14 se cita como aproximadamente 5.730 años según National Geographic y aproximadamente 5.700 años según el Servicio de Parques Nacionales.

En cuanto al rango utilizable, las fuentes dan límites ligeramente diferentes: el laboratorio de Oxford afirma que el método abarca desde hace unos pocos cientos de años hasta aproximadamente 50.000 años, mientras que National Geographic informa que las muestras más antiguas de aproximadamente 40.000 años se vuelven muy difíciles de datar y las que superan los 60.000 años no pueden datarse en absoluto. Los resultados sin procesar también necesitan calibración porque los niveles de carbono-14 atmosférico han variado a lo largo del tiempo, y los resultados pueden sesgarse por contaminación del suelo o por el 'efecto de depósito' observado en muestras marinas, según el laboratorio de Oxford.

Datación de rocas, madera y arcilla cocida: otros métodos absolutos

Para rocas volcánicas asociadas con capas arqueológicas o fósiles, los científicos utilizan datación por potasio-argón o su versión refinada, datación por argón-argón (40Ar/39Ar), que rastrea la desintegración del potasio-40 en argón-40, según la Encuesta Geológica de Estados Unidos. La variante 40Ar/39Ar irradia una muestra para convertir algo de potasio en argón-39, permitiendo a los investigadores medir dos isótopos de argón de una sola muestra en lugar de dos elementos separados, lo que mejora la precisión. La USGS señala que este enfoque funciona mejor en cristales ricos en potasio como la sanidina y se ha aplicado a erupciones de hace aproximadamente 70.000 años a eventos dentro de los últimos 12.000 años.

Los artefactos y estructuras de madera pueden datarse mediante dendrocronología, o datación por anillos de árbol. El Laboratorio de Investigación de Anillos de Árbol de la Universidad de Arizona explica que simplemente contar anillos no es confiable porque los árboles pueden producir anillos localmente ausentes o bandas falsas que se asemejan a anillos de crecimiento verdaderos. En su lugar, los especialistas utilizan datación cruzada —haciendo coincidir el patrón de anillos anchos y estrechos, que refleja las condiciones de crecimiento anual, en múltiples muestras de madera de la misma región— a menudo a través de una técnica llamada skeleton plotting, para asignar a cada anillo un año de calendario exacto.

Otras técnicas absolutas enumeradas por el Servicio de Parques Nacionales incluyen termoluminiscencia, que mide electrones atrapados en arcilla cocida o piedra calentada por radiación de fondo y liberados como luz cuando el material se recalienta en un laboratorio; hidratación de obsidiana, que mide el espesor de una capa de absorción de agua en una superficie de obsidiana recién rota; y datación cerámica media, que calcula una fecha promedio del sitio a partir de los rangos de producción conocidos de diferentes tipos de cerámica encontrados allí.

Por qué los arqueólogos combinan varios métodos

Ninguna técnica única cubre todos los materiales o todos los períodos de tiempo, por lo que los equipos de excavación típicamente emparejan métodos relativos como la estratigrafía con uno o más métodos absolutos adecuados a los materiales realmente presentes —restos orgánicos para radiocarbono, depósitos volcánicos para potasio-argón, madera para dendrocronología, o arcilla cocida para termoluminiscencia. Verificar cruzadamente los resultados de diferentes métodos, y contra registros históricos donde existan, ayuda a los arqueólogos a identificar errores y reducir la estimación final de edad reportada para un sitio u objeto.