Geocronología. Lo que nos cuentan los granitos de arena.

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Davinia Moreno es investigadora y líder del laboratorio de datación por Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR) del CENIEH (Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana) en Burgos. Se dedica a analizar los granos de cuarzo extraídos de los sedimentos procedentes de yacimientos arqueológicos y/o eventos geológicos para calcular la antigüedad que tienen, es decir, su edad. Además, es mentora del proyecto STEM Talent Girl con el objetivo de inspirar y ayudar a aquellas jóvenes interesadas en las carreras de ciencias.


Geocrono… ¿qué?

  • ¿A qué te dedicas?
  • Soy geocronóloga.
  • ¿Geocrono… qué? ¿Eso qué es?
  • Me dedico a calcular la edad de los objetos arqueológicos y también del sedimento que los contiene.
  • Ah, vale, sí, lo del Carbono 14

Esta es una conversación que mantengo muy a menudo cuando la gente me pregunta a qué me dedico. El Carbono 14 es para los métodos de datación como los dinosaurios para los paleontólogos. Todo el mundo ha oído hablar de ellos pero desconocen que hay más fósiles en el registro paleontológico más allá de los dinosaurios o más métodos de datación dentro de la Geocronología.

Pero lo primero que seguramente te preguntes es: ¿Cómo llega alguien hasta aquí? ¿Qué te hace decidirte?

Yo nací en Ricla, un pequeño pueblo de Zaragoza construido sobre estratos del Jurásico donde la Paleontología es, especialmente, reconocida gracias a las Jornadas Aragonesas de Paleontología que, desde 1989, la Asociación Cultural Bajo Jalón organiza cada dos años. En 1993, durante la III edición de estas Jornadas, el co-director de los yacimientos de Atapuerca, José María Bermúdez de Castro, vino a Ricla a impartir unos talleres sobre cómo analizar los huesos humanos y explicar qué información se puede extraer de ellos. Con tan sólo 12 años, me quedé fascinada con esos talleres y decidí que yo haría una tesis doctoral sobre Evolución Humana. Lo tenía claro, estudiaría Biología.

Sin embargo, mi madre enfermó y no pude irme fuera a estudiar la carrera, por lo que me decanté por geología. Cuando estab realizando mi tesina, realicé una estancia de 4 meses en el Departamento de Prehistoria del Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN) de París, donde me ubicaron en el Laboratorio de Geocronología bajo la supervisión del director del laboratorio.

La Geocronología es un mundo apasionante que te puede decir la edad de una vasija de barro, el momento de formación de una cordillera o el origen de la vida en la Tierra - @davinia_dmg #MujerTech Clic para tuitear

Yo nunca pensé dedicarme a la geocronología pero la vida te da muchas vueltas y te lleva donde tú nunca imaginaste que llegarías. Sólo hay que ser constante y creer en ti. Ahora soy feliz con mi trabajo y puedo decir que soy una persona afortunada que trabaja de lo que le gusta.

La Geocronología es un mundo apasionante que te puede decir la edad de una vasija de barro, el momento de formación de una cordillera o el origen de la vida en la Tierra. Existe una gran variedad de técnicas que utilizan diferentes materiales para poder responder a estas preguntas tan variadas. Algunas de estas técnicas sólo te permiten ordenar los estratos del más antiguo al más reciente y por eso se llaman técnicas de datación relativas. Pero hay otras técnicas que sí te ofrecen un número, una fecha para lo que estás datando. Estas técnicas se conocen como métodos de datación numérica y yo os voy a hablar de una de esas técnicas: la datación por Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR).

Davinia Moreno es geocronóloga en el CENIEH
Ilustración 1. Tomando muestras para datación por ESR.

¿Qué es la Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR)?

Se trata de una técnica poco conocida incluso para especialistas de la Geología y de la Arqueología. Por este motivo, cuando empecé mi tesis doctoral tuve que irme a vivir a París, donde estuve durante 7 años, aprendiendo a utilizar esta técnica y convirtiéndome en la primera española en aplicarla para datar yacimientos arqueológicos y eventos geológicos. El rango de aplicación de la ESR es tan amplio que podemos datar entre 100.000 años y 3-4 millones de años.

Este método de datación estudia cómo la radioactividad natural que nos rodea (y que no es nociva para la salud) afecta a los granos de cuarzo que se encuentran dentro del sedimento. Cuando empecé a estudiar la carrera de Geología no tenía ni idea de que algo tan pequeño como un granito de arena pudiera contarnos tantas cosas. Sin embargo, es fascinante imaginar cómo es un grano de cuarzo por dentro y pensar en cómo se mueven los electrones dentro de él porque, en realidad, eso es lo que hacemos cuando tratamos de calcular una fecha con este método.

Pero… ¿Cómo lo hacemos? ¿Cómo podemos saber la edad de esos granitos de cuarzo?

La Resonancia Paramagnética Electrónica es una técnica que se aplica en el CENIEH
Ilustración 2. En el laboratorio, trabajando con un espectrómetro de Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR)

Lo que nos cuentan los granitos de arena…

La radioactividad natural excita a los electrones que se encuentran dentro de la estructura cristalina de los granitos de cuarzo que extraemos del sedimento. Estos electrones excitados se mueven dentro de la red cristalina pudiendo, algunos de ellos, quedar “atrapados” en los defectos cristalinos del cuarzo (trampas o centros paramagnéticos). Cuando este sedimento está siendo transportado, por ejemplo por un río, la luz ultravioleta del sol proporciona energía suficiente a los electrones para poder salir de esas trampas. Este fenómeno se conoce como “blanqueo” o “puesta a cero del reloj”. Sin embargo, una vez que el sedimento es depositado y recubierto por más sedimento, es decir, deja de estar en contacto con la luz del sol, los electrones no pueden salir de las trampas y se van acumulando en los centros paramagnéticos produciendo una señal ESR que nosotros podemos medir en el laboratorio con la ayuda de un espectrómetro de Resonancia Paramagnética Electrónica. Esta señal ESR nos va a permitir calcular la Dosis Equivalente (DE) que es uno de los dos parámetros que necesitamos conocer para calcular la edad final.

Hacer que los granitos de cuarzo nos cuenten su mayor secreto, es decir, que nos digan cuántos años tienen, es un complejo proceso que requiere de muchos cálculos - @davinia_dmg #MujerTech Clic para tuitear

El segundo parámetro es la Dosis Anual (Dose rate). Para calcular este parámetro debemos calcular cuánta radiación ha absorbido la muestra durante un año. Este parámetro puede variar de forma considerable en función de dónde se tome la muestra, es decir, una zona granítica tendrá una dosis de irradiación mucho mayor que una zona calcárea. Por ello, se toman medidas de la dosis gamma in situ que reflejan esas variaciones que observamos en el campo. Además, los cálculos se completan con la medición en el laboratorio utilizando detectores de germanio de alta sensibilidad y que nos proporcionan la cantidad de desintegraciones por minuto que los elementos U, Th y K que contiene nuestra muestra emiten. Además, calculamos la dosis cósmica que ha afectado a nuestra muestra teniendo en cuenta la geometría del lugar de muestreo así como su altura con respecto al nivel del mar. Por último, se mide el contenido en agua de la muestra para poder corregir la dosis en función de la atenuación que las partículas alfa, beta y gamma sufren por el apantallamiento que produce el agua.

Hacer que los granitos de cuarzo nos cuenten su mayor secreto, es decir, que nos digan cuántos años tienen, es un complejo proceso que requiere de muchos cálculos. Por ello, yo siempre pongo el mismo ejemplo para intentar explicarlo de forma más sencilla. Imaginemos una bañera llena de agua con el tapón puesto. Si sabemos cuánta agua hay en la bañera (Dosis Equivalente) y sabemos cuánta agua por minuto sale por el grifo (Dosis Anual) podemos calcular cuánto tiempo ha costado llenar la bañera (Edad) mediante una simple regla de tres:

Edad= Dosis equivalente/Dosis anual.

Explicación del fenómeno conocido como “blanqueo” o “puesta a cero del reloj”
Ilustración 3. Fenómeno de “blanqueo” o “puesta a cero del reloj”

Geocronología y divulgación

Desde que volví a España en 2014 y empecé a trabajar en el CENIEH, he centrado una buena parte de mis esfuerzos como investigadora en divulgar la geocronología y la Resonancia Paramagnética Electrónica en particular. Creo que la divulgación es una obligación para todos los investigadores puesto que permite acercar la ciencia a la sociedad, algo muy necesario si queremos conseguir apoyos hacia ella. En mi caso, se ha convertido en algo más que una obligación, un deber diría yo. Hay que fomentar el conocimiento de este campo en España, ya que hay mucho desconocimiento sobre la Geocronología y todo lo que puede aportar a la sociedad.

Por ello, participo de forma anual en eventos tan importantes para la divulgación como la Noche Blanca, la Noche Europea de los Investigadores, la Semana de la Ciencia o en Jornadas de Puertas Abiertas de los laboratorios del CENIEH. Además, tengo la suerte inmensa de participar en el proyecto STEMTalentGirl y poder inspirar a niñas que quieran dedicarse a las carreras de Ciencia y Tecnología. ¿Quién sabe? Igual alguna de estas niñas es una futura geocronóloga.

El vídeo que podéis ver aquí es un ejemplo de mi compromiso en acercar la figura del científico a la sociedad, en este caso concreto mediante el baile, durante la Noche Europea de los Investigadores en 2016. Porque los científicos no somos ratas de laboratorio, ¡somos personas como todo el mundo! Y también nos gusta divertirnos. Espero que disfrutéis del vídeo tanto como yo disfruté haciéndolo.

Davinia Moreno es geocronóloga para el CENIEH
Ilustración 4. Trabajando en la Noche Blanca 2017 haciendo visitas guiadas a los laboratorios de Geocronología del CENIEH

Para conocer mejor a Davinia Moreno, puedes leer nuestra entrevista:
«Habría que dejar de insinuar que las carreras de ciencias y tecnología son más adecuadas para los niños»

Un comentario Añadir valoración

  1. Hugo Enrique Navarro Santander dice:

    Brillante…una herramienta muy útil para nosotros los Arqueólogos…

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