¿Cómo saben los arqueólogos la antigüedad de un hueso?

La datación por radiocarbono mide el carbono-14 que queda en el colágeno, la principal parte orgánica del hueso. El carbono-14 se transforma en nitrógeno-14 con una vida media de unos 5730 años, así que cuanto menos queda, más tiempo hace que murió el animal o la persona. El laboratorio retira la parte mineral del hueso y la contaminación de la superficie, disuelve el mineral con ácido, convierte el colágeno en gelatina y mide el carbono con espectrometría de masas con acelerador. El Smithsonian Human Origins Program (Programa de Orígenes Humanos del Smithsonian) y una publicación sobre datación ósea mínimamente destructiva describen estos pasos.

El rango útil va aproximadamente de 50 a 50.000 años, aunque algunos laboratorios informan fechas cercanas a los 60.000 años en condiciones favorables. Un hueso de 9.000 años queda holgadamente dentro de ese rango, siempre que se conserve suficiente colágeno. Esa condición importa, porque un hueso que ha perdido su colágeno no puede datarse de esta manera.

La cifra en bruto todavía no es una fecha del calendario. Los niveles de carbono-14 en el aire no han sido constantes, así que los laboratorios calibran cada resultado con anillos de árboles y otros registros datados de forma independiente, usando curvas como IntCal20.

Un resultado como 9.000 ± 100 años radiocarbónicos BP es una medición sin calibrar. «BP» significa antes de 1950 d. C., así que está anclado a un año fijo y no a la fecha de hoy. «Cal BP» significa años de calendario calibrados antes de 1950 d. C. Como la curva de calibración es irregular, una misma edad radiocarbónica puede cruzarse con más de un intervalo de calendario, y el resultado calibrado suele escribirse como un rango, por ejemplo de 10.200 a 9.900 cal BP. La Oxford Radiocarbon Accelerator Unit (Unidad Aceleradora de Radiocarbono de Oxford) explica la convención.

Esos rangos son afirmaciones de probabilidad. Un laboratorio puede informar aproximadamente una desviación estándar, a la que se llama 1 sigma, o aproximadamente dos, llamadas 2 sigma. Un intervalo más amplio cubre más posibilidades, pero es menos preciso. En el caso de la resonancia de espín electrónico (ESR), Historic England (la agencia de patrimonio de Inglaterra) señala que los errores citados suelen rondar el 15 por ciento de la edad estimada, aunque la incertidumbre real depende de la muestra y de su entorno.

Así que no, la datación no es exacta al año, y no pretende serlo. Los investigadores ganan confianza repitiendo mediciones, usando métodos independientes, probando materiales distintos, revisando la calidad del colágeno, examinando las capas y descartando muestras contaminadas o desplazadas de su contexto original. Cuando dos métodos coinciden, la conclusión es más sólida. Cuando no coinciden, la discrepancia muestra dónde hace falta revisar con más cuidado la historia del yacimiento o alguna suposición.

Más allá del límite del radiocarbono, los científicos recurren a otros relojes, y la mayoría de ellos fecha algo distinto del hueso.

• La datación por series de uranio mide las proporciones cambiantes entre isótopos de uranio y torio. El agua lleva uranio a los depósitos de cueva, mientras que el torio es relativamente insoluble, así que el método funciona especialmente bien en formaciones de cueva y puede llegar a cientos de miles de años, según el material.
• La resonancia de espín electrónico, o ESR, mide la radiación atrapada en la estructura cristalina del esmalte dental. Suele datar dientes de varios miles a más de un millón de años, y a menudo se combina con mediciones de series de uranio, porque el uranio que absorbe un diente cambia con el tiempo su dosis de radiación.
• La datación por luminiscencia mide la energía atrapada en granos minerales. La termoluminiscencia data el último calentamiento intenso del sílex quemado o de la cerámica. La luminiscencia ópticamente estimulada, u OSL, data la última exposición importante de granos de cuarzo o feldespato a la luz solar, lo que normalmente estima cuándo quedó enterrado el sedimento, no la edad de un hueso.
• La datación potasio-argón y argón-argón mide minerales y cenizas volcánicas. Fecha una erupción o el enfriamiento de una capa, así que un fósil intercalado entre dos capas de ceniza fechadas recibe una edad acotada, en lugar de una fecha directa del propio fósil.

La guía de Historic England sobre la datación de yacimientos del Pleistoceno y el Australian Museum (Museo Australiano) exponen estos métodos y qué fecha cada uno.

En Rising Star Cave, en Sudáfrica, los restos de *Homo naledi* yacen en depósitos de cueva. Un estudio de 2017 en eLife, de Dirks y colegas, combinó la datación uranio-torio, la ESR, el radiocarbono, la OSL, el paleomagnetismo y la estratificación de la cueva. Los autores acotaron los depósitos a una antigüedad de entre 236.000 y 335.000 años. Su modelo de ESR preferido dio una edad máxima para el depósito, y la colada de calcita (flowstone) que cubre los restos dio una edad mínima.

En Jebel Irhoud, en Marruecos, los fósiles estaban asociados a sílex calentado, y la termoluminiscencia de ese sílex dio una edad de unos 315.000 años. Un resultado de series de uranio y ESR en un diente dio 286.000 ± 32.000 años, según informaron Hublin y colegas en Nature. Esas fechas describen materiales distintos y acontecimientos distintos, así que la conclusión es que los fósiles tienen unos 300.000 años, y no que una sola prueba midiera un esqueleto completo. El resumen del Smithsonian señala que nuestra especie apareció hace al menos 300.000 años.

Mucho antes de cualquier número de laboratorio, los arqueólogos determinan la edad relativa. La estratigrafía se apoya en la superposición: en una secuencia no alterada, las capas inferiores se depositaron antes que las de encima. Quienes excavan registran la capa exacta y la posición de cada hueso, y luego lo comparan con artefactos, fósiles de animales, ceniza volcánica y formación del suelo. El National Park Service (Servicio de Parques Nacionales de Estados Unidos) describe este enfoque.

Los objetos hallados junto a un esqueleto pueden acotar su edad, ya que la cerámica se fecha mediante secuencias tipológicas, seriación, fechas históricas y, a veces, termoluminiscencia. Aun así, una vasija junto a un esqueleto no lo fecha automáticamente, porque los objetos pueden moverse, reutilizarse o depositarse en momentos distintos. La relación debe demostrarse a partir de cómo se depositó el terreno.

La química ofrece un segundo reloj relativo. El agua subterránea aporta flúor al hueso enterrado, y los huesos de un mismo depósito tienden a absorber cantidades parecidas. La velocidad varía demasiado para dar una fecha de calendario universal, pero puede indicar si los especímenes de un mismo yacimiento probablemente tienen la misma edad.

Ese reloj químico ayudó a poner fin a uno de los fraudes más famosos en el estudio de los orígenes humanos. En 1912 se anunciaron un cráneo y una mandíbula de Piltdown, en Inglaterra, como un posible antepasado humano de 500.000 años. A comienzos de la década de 1950, Kenneth Oakley, del Natural History Museum (Museo de Historia Natural), usó pruebas de flúor y comprobó que los restos eran mucho más recientes de lo que se afirmaba. Después, Joseph Weiner y Wilfrid Le Gros Clark demostraron que el cráneo y la mandíbula procedían de especies distintas, un humano y un orangután. Los dientes habían sido limados y los huesos teñidos. Los relatos del museo sobre la colección de Piltdown y la investigación posterior cuentan la historia.

No todas las preguntas de datación se refieren al pasado remoto. Las pruebas nucleares atmosféricas elevaron bruscamente el carbono-14 del aire a partir de los años 1950, casi duplicándolo y alcanzando su punto máximo hacia 1963 en el hemisferio norte. Ese carbono adicional entró en los tejidos vivos a través de la cadena alimentaria, y puede ayudar a distinguir muchos restos posteriores a 1950 de los anteriores, como describe Forensic Science Communications, del FBI (Comunicaciones de Ciencia Forense del FBI). El colágeno óseo se renueva lentamente y puede reflejar la formación de tejidos anteriores, así que la lectura depende del tipo de hueso, de la dieta, de la edad de la persona y de si el valor está en la subida o en la bajada de la curva.

No existe un calendario único. Los estudios forenses describen etapas que van desde el cuerpo fresco, pasando por la descomposición temprana y avanzada, hasta la esqueletización. El calor, la humedad, el oxígeno, los insectos, los carroñeros, la ropa, la profundidad de la tumba, el confinamiento y el tamaño del cuerpo cambian todos el ritmo. Un cuerpo expuesto en un lugar cálido, con insectos y carroñeros, puede quedar en buena medida esqueletizado en cuestión de semanas, mientras que un cuerpo frío, seco, sellado, sumergido, congelado o enterrado a gran profundidad puede tardar mucho más. Un ataúd, un suelo compacto, un sedimento húmedo o el frío pueden conservar los tejidos blandos y frenar su pérdida.

Por eso, la esqueletización es una condición de los restos y no una fecha. Los antropólogos forenses estiman el tiempo transcurrido desde la muerte combinando la fase de descomposición con el lugar de los hechos, los insectos, el suelo, las plantas, los registros meteorológicos, la ropa y los cambios químicos en el hueso. Mirar solo el hueso normalmente no permite distinguir varios años de muchos. Si usted mismo ha encontrado huesos, nuestra historia sobre qué hacer si encuentro huesos humanos explica a quién llamar.

Estas son las preguntas que traen los lectores sobre el tema, con respuestas breves.

La datación es solo el primer paso para leer un esqueleto. Para saber más de lo que pueden decir los huesos, lea nuestra historia sobre qué revelan los huesos, y después explore los datos del cráneo humano y la guía sobre cuántos huesos tiene el cuerpo humano. Si se pregunta cómo trabajaban los cirujanos antiguos en cráneos de personas vivas, lea sobre la trepanación.

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