Datación radiocarbónica de sedimentos o suelo

La datación de muestras de sedimentos puede ser realizada de tres formas diferentes:

Datación de la “fracción de sedimento orgánico bruto”: La muestra datada es la fracción de sedimento orgánico que permanece después de tamizar el sedimento a < 180 micras para remover cualquier raíz o macrofósil, y que después es lavada con ácido para remover carbonatos.

Datación de la “fracción soluble en álcali” o de la fracción de ácido húmico: En este caso, se tamiza el sedimento con un tamiz de menos de 180 micras para eliminar raíces o macrofósiles. Posteriormente se lava el sedimento con ácido para eliminar los carbonatos y se trata con álcali para disolver los ácidos húmicos y precipitarlos luego para su datación por AMS.

Datación de la “fracción insoluble en álcali” o la fracción de huminas: En este proceso se tamiza el sedimento con un tamiz de menos de 180 micras para eliminar raíces o macrofósiles. Se lava con ácido para remover los carbonatos y después es sometida a un tratamiento con álcali para solubilizar los ácidos húmicos, los cuales son removidos y preservados para la “fracción soluble en álcali”. Finalmente se realiza la datación de la fracción insoluble en álcali.

Para datar muestras de sedimento, el laboratorio aplica la flotación en agua y el tamizado progresivo (utilizando tamices de 225 micras, 180 micras y 125 micras) para comprobar si hay macrofósiles que pueden ser extraídos, como por ejemplo: carbón vegetal, madera, plantas, huesos, conchas y semillas.

Nota: Nuestro laboratorio no identifica el tipo exacto de macrofósil encontrado en el sedimento. La identificación de macrofósiles requiere el apoyo de científicos de gran experiencia como paleobotánicos para plantas, arqueólogos forenses para los huesos o paleontólogos para las conchas.

Generalmente, es mejor datar los macrofósiles presentes, en lugar del sedimento propiamente dicho, ya que pueden contener posibles contaminantes. Se puede tratar la mayoría de los macrofósiles con (1) ácido para eliminar los carbonatos, y (2) álcali para eliminar los ácidos húmicos que pueden estar en el sedimento. El ácido húmico proviene de la descomposición de plantas. El agua contenida en el sedimento, así como el agua de lluvia o de la superficie, puede mover estos ácidos húmicos hacia arriba o hacia abajo a través del perfil del sedimento, colocando carbono más reciente o antiguo entre en las capas del sedimento.

En la mayoría de los casos, los ácidos húmicos se mueven hacia abajo y causan que el sedimento subyacente parezca más reciente (a veces con poca o mucha parcialidad). Este suele ser el caso en la mayoría de los sedimentos con alto contenido orgánico (de color negro o marrón oscuro) y también en los sedimentos que no fueron bien drenados y que son provenientes de lagunas (incluyendo pantanos, turberas, etc.). En las regiones donde no llueve mucho o en los casos donde el sedimento ha sido bien drenado o contiene poco carbono (sedimentos de color marrón claro o gris), tal vez los ácidos húmicos no representen un problema significativo. En tales casos, cuando datamos el sedimento y parte de su contenido vegetal, las fechas son generalmente muy similares. Esto indica que a veces no es necesario preocuparnos con los ácidos húmicos.

Cuando los sedimentos ofrecen edades más avanzadas que la planta (macrofósil), por lo general hay dos posibles razones:

1. Los restos de la planta han sido intrusivos de alguna manera (entraron en el sedimento más antiguo, tal vez debido a la erosión o largos periodos de poco o ningún desarrollo del suelo), o

2. El sedimento estaba obteniendo parte o todo su carbono durante su formación de una fuente más antigua (reformulación o redeposición de sedimentos ya depositados de vertientes ascendientes debido a inundaciones, movimientos de masas u otros procesos físicos).

Generalmente, las fechas proporcionadas por los análisis de plantas son más confiables, ya que por lo general representan un evento más singular. Las plantas tienen una vida relativamente corta en comparación con el tiempo que podría haber llevado para el sedimento formarse.

La datación de la fracción de CaCO3 en los sedimentos es bastante frecuente, pero puede ser problemática si no se entiende bien el origen del carbonato presente. El carbonato presente en los sedimentos puede provenir del desarrollo natural de los nódulos de carbonato en el sedimento (denominados carbonatos edáficos) o del movimiento de los carbonatos que se disuelven a partir de formaciones geológicas (tales como la piedra caliza, marga y otros minerales que contienen carbonato) y que luego vuelven a depositarse en el sedimento.

La geoquímica sedimentaria es muy compleja y puede variar de una región a otra, incluso en distancias cortas. En general, se recomienda datar los macrofósiles encontrados siempre y cuando los investigadores crean que los macrofósiles estaban “in-situ” y no crecieron a partir de capas superiores, como las raíces.

Si el laboratorio encuentra macrofósiles, informará al cliente de ello para que pueda decidir si desea datar los macrofósiles o los sedimentos. En algunos casos, es aconsejable datar los dos por separado para verificar cuál de ellos genera el resultado, más fiable. Esta información puede útil cuando se datan núcleos grandes o una secuencia de núcleos.

Los sedimentos tratados con álcali para extraer los ácidos húmicos (y cuyas fracciones huminas y de ácido húmico pasan a ser datadas) a veces generan resultados problemáticos, dependiendo de la geoquímica de suelo localizada. Las extracciones alcalinas en sedimentos eliminan cualquier carbono que no esté conectado y sea soluble en álcali. Este carbono puede derivarse de ácidos húmicos o fúlvicos más recientes o de carbono lábil más antiguo soluble en álcali.

Muchas veces, dependiendo de la concentración de arcilla y si ácidos húmicos o fúlvicos más recientes o antiguos están unidos a partículas de arcilla, las extracciones alcalinas preferentemente pueden quitar el carbono original o lábil más antiguo y dejar atrás los ácidos húmicos y fúlvicos más recientes y unidos a la arcilla, o viceversa.

A veces, los investigadores asumen que cuando se realiza una extracción alcalina, la edad del sedimento siempre debe ser más avanzada, y por tanto más precisa. Sin embargo, muchas veces lo que ocurre es lo contrario; el sedimento extraído con álcali produce una fecha más reciente debido a los factores mencionados anteriormente.

Recomendación de Beta Analytic:

Cuando se solicitan extracciones alcalinas y dataciones en sedimentos o fracciones húmicas o de huminas, el laboratorio recomienda que el investigador considere la posibilidad de obtener tres fechas para al menos una muestra antes de seguir datando una gran cantidad de muestras, siempre y cuando todas las muestras enviadas para análisis sean de la misma área de deposición y tengan la misma geoquímica.

Tres fechas sugeridas: 1 fecha de la fracción de sedimento orgánico bruto lavado con ácido y tamizado; una fecha de la fracción de ácido húmico o de la fracción soluble en álcali; y una fecha de la fracción de huminas o fracción insoluble en álcali. Al tener las tres fechas, el investigador puede comparar los resultados e identificar la mejor fracción para posteriores dataciones de muestras de la misma zona.

Si esto no es económicamente posible o si el investigador ha datado sedimentos de la misma zona de recogida anteriormente, basándose en las fracciones húmicas o huminas, tal vez no sea necesario obtener estas tres fechas. Corresponde al investigador determinar lo que es mejor para su estudio.

El laboratorio Beta Analytic ha datado miles de muestras de sedimento al año, y en casi todos los casos se ha datado la fracción de sedimento orgánico bruto lavado con ácido y tamizado. Sólo un pequeño porcentaje (no más de 1 o 2%) se data en base a las fracciones solubles o insolubles en álcali cuando así lo solicita un cliente. Usualmente, la fracción de sedimento orgánico bruto lavada con ácido y tamizada arrojará la edad más precisa, o una edad más o menos reciente si existen ácidos húmicos movilizados más recientes. El error, si lo hay, tiende a ir en una dirección y, en general, el análisis produce generalmente una fecha demasiadamente avanzada o reciente en el análisis siguiente.