Datación por AMS de huesos, cuernos y dientes

Huesos – Un buen hueso cortical se obtiene de los huesos más largos del cuerpo (fémur, tibia, húmero, mandíbula, placas craneales y, a veces, costillas). Los huesos esponjosos como las rótulas, las cavidades óseas, las vértebras y huesos similares, no suelen conservarse bien en condiciones adversas y pueden no contener colágeno suficiente para la datación por AMS. Para huesos de pájaros y peces, por favor consulte al laboratorio para determinar el tamaño de muestra requerido.

Debido a la baja densidad de los huesos de pájaro, la cantidad de colágeno por unidad de gramo es mucho más baja que la de los huesos de otros animales. De igual forma, la cantidad de huesos de pájaro disponible es usualmente muy baja. Los intentos de fechar muestras de huesos de pájaro de tan sólo 300 miligramos han sido exitosos cuando la conservación es buena. Se debe dar consideración también a la fuente de alimentación y a la posibilidad de efectos reservorios.

Dientes – En el caso de dientes humanos, preferimos incisivos o caninos enteros. Si envía un diente molar, éste debe conservar las cuatro raíces. En el caso de dientes de animales, la cantidad de muestra depende del animal. Si la muestra es de un gran mamífero, un diente es suficiente. Sin embargo, si la muestra procede de animales pequeños, consulte con el laboratorio cuál sería la cantidad adecuada.

Cuernos – Trozos, virutas y astillas son el mejor material para datación por radiocarbono. Si sus muestras ya están pulverizadas, por favor comuníquese con nosotros para discutir las opciones.

Aceptamos colágeno extraído de huesos para la datación por radiocarbono. Sin embargo, el material será descrito como “material de origen orgánico” en el informe final y no como “colágeno óseo” debido a que la certificación ISO 17025 sólo nos permite testificar sobre el material datado si nosotros aplicamos los pretratamientos químicos y/o extracciones. Esto se debe a que determinadas etapas del pretratamiento que afectan a la calidad de la muestra están fuera de nuestro control y del alcance de nuestra certificación.

No meta el colágeno extraído directamente en bolsas con cierre zip. Le recomendamos envolver la muestra en papel de aluminio o introducirla en un vial de plástico o cristal con tapa de rosca antes de meterla en la bolsa con cierre zip.

El contenido de materia orgánica del esmalte dental es demasiado bajo para un análisis de carbono-14, por lo que para datarlo analizamos la fracción de carbonato. Un diente es suficiente para dataciones por AMS.

Exención de responsabilidad: Es bien sabido que en ciertos entornos ambientales, el esmalte dental carbonatado, al ser analizado a través de carbono-14, puede arrojar edades inexactas debido a la contaminación de carbonatos secundarios presentes en el suelo, el agua u otras fuentes. Si esto ha ocurrido con su muestra, es posible que las metodologías actuales de pretratamiento no aborden adecuadamente este problema. Tenga en cuenta esto al interpretar las fechas de carbonato de esmalte dental. Varios estudios discuten los posibles problemas. En la mayoría de los casos, los resultados son más recientes que el momento real del fallecimiento, y este sesgo puede ser significativo.

En el caso de huesos sumergidos en agua o en sedimentos húmedos, por favor consulte al laboratorio antes de enviar sus muestras. El agua es muy efectiva en la lixiviación de las proteínas de colágeno del hueso, dejando solamente el carbonato óseo, por lo que es posible que los huesos contengan muy poco colágeno.

Los huesos que han sido perforados o pulverizados antes de su envío al laboratorio pueden no responder bien a un pretratamiento completo que garantice la precisión de los resultados. NO recomendamos el envío de este tipo de muestras. Los huesos que se hayan perforado o pulverizado antes del envío deben limpiarse para eliminar cualquier contaminante adherido o invasivo presente antes de la perforación o pulverización. Esto suele requerir tratamientos de abrasión física de la superficie y tratamientos químicos.

El pretratamiento de huesos no incinerados comienza con la extracción de colágeno, que es el material a ser datado. La evaluación de calidad se apoya en la observación visual del colágeno y su extracción.

Primero se realiza una prueba de friabilidad (“suavidad”) de la muestra. El material óseo muy suave sugiere la posible ausencia de la fracción de colágeno (la proteína del hueso basal actúa como un “agente de refuerzo” dentro de la estructura de apatita cristalina).

Para evaluar la calidad del colágeno conservado, la muestra es desmineralizada en ácido diluido o frío para eliminar toda la apatita y el carbonato tras la remoción física o química de las superficies exteriores expuestas. Posteriormente el colágeno es diseccionado e inspeccionado en busca de raicillas. Cualquier raicilla presente será removida durante la reposición de las soluciones ácidas.

En esta etapa, el laboratorio llevará a cabo una inspección visual de la calidad del colágeno. Si el colágeno se encuentra en un mal estado de conservación, el laboratorio se pondrá en contacto con usted antes de proceder al análisis. Si el colágeno pasa la inspección visual, aplicamos hidróxido de sodio (NaOH) para remover los contaminantes orgánicos húmicos y exógenos. Usualmente este paso es altamente destructivo para el colágeno, pero proporciona una muestra limpia para la datación por radiocarbono. Después de un baño ácido final, el colágeno se seca y se realiza la medición de δ13C. Si el resultado de δ13C es aceptable, procedemos con la datación por AMS. Si no lo es, nos comunicaremos con usted antes de continuar.

La extracción de colágeno puede hacerse con o sin álcali. “Con álcali” implica la aplicación de un pretratamiento adicional con NaOH para asegurar la ausencia de ácidos orgánicos secundarios. “Sin álcali” implica la no aplicación de NaOH debido a las malas condiciones de conservación, las cuales podrían resultar en la remoción de todo el material orgánico disponible si este paso se lleva a cabo.

La ultrafiltración consiste en filtrar el colágeno a través de filtros ultrafinos a altas revoluciones por minuto como medida adicional para remover los ácidos húmicos. La ultrafiltración conlleva cargos adicionales; por favor comuníquese con nosotros para mayores detalles.

Nota – La ultrafiltración no siempre mejora la precisión de una fecha de radiocarbono. Este pretratamiento adicional “fracciona” el carbono en la muestra. La teoría dice que los ácidos húmicos pasarán a través del filtro, dejando al colágeno detrás. Sin embargo, dependiendo del estado de conservación del colágeno, esta teoría no siempre es aplicable. Las muestras sometidas a ultrafiltración han demostrado generar fechas que pueden ser tanto más antiguas como más recientes que las generadas después de la extracción de colágeno con álcali. Las condiciones únicas de entierro, preservación y conservación de un hueso determinarán la utilidad de este pretratamiento adicional.

Los huesos que han estado expuestos a calentamiento de baja temperatura (inferior a 600°C) usualmente exhiben manchas negras, azules o grises en su superficie externa o interna, lo cual indica que no todas las grasas y proteínas se han quemado y, por lo tanto, la osteocalcina no se ha convertido por completo en carbonato estructural.

El grado de calentamiento y las condiciones del entierro determinarán si un hueso expuesto al calor puede ser datado por AMS. No hay manera de predecir que se podrá recuperar de un hueso expuesto al calor. En ocasiones puede existir colágeno disponible para datación. En otras ocasiones, puede recuperarse material orgánico, pero el mismo no puede identificarse como colágeno. El análisis de estos “residuos orgánicos óseos” puede generar fechas de radiocarbono aceptables, pero se debe tener cuidado en su interpretación.

Pretratamiento Extracción de colágeno, baño ácido/álcali/ácido

No se aplicarán cargos por cancelación si un hueso expuesto al calor resulta inadecuado para su datación después de los pretratamientos.

El calentamiento a temperatura elevada puede ser un acontecimiento útil en la historia de una muestra ósea. Si fue lo suficientemente alto para carbonizar el colágeno, el carbono en el hueso será muy estable, resistente a la contaminación, y fácilmente removible por medio de tratamientos completos con ácido y álcali, como los que serían aplicados a una muestra de carbón vegetal.

Los huesos que están completamente carbonizados por dentro y por fuera se asemejan a un pedazo de carbón vegetal. Usualmente estos huesos han sido carbonizados en ambientes con bajo nivel de oxígeno y temperaturas menores a 600°C durante un largo periodo de tiempo. La osteocalcina ha sido quemada, dejando solamente grasas y proteínas (colágeno) carbonizados. Este tipo de huesos quemados normalmente pueden ser datados, pero los pretratamientos podrían limitarse a la aplicación de lixivia ácida para remover los carbonatos. Muchas veces son demasiado frágiles para realizar extracciones con álcali que remuevan los ácidos húmicos que pueden abundar en el área de recolección.

El grado de carbonización determinará si un hueso carbonizado generará una fecha de radiocarbono o no. Los huesos que han sido expuestos a bajas temperaturas requieren consideraciones especiales. Los huesos con proteínas carbonizadas pueden ser muy buenas muestras para datación por AMS. En este caso, el carbono es resistente al deterioro y puede ser plenamente pretratado en el laboratorio. Si la proteína está parcialmente carbonizada, probablemente esté dañada y sea altamente susceptible al deterioro. En la mayoría de los casos no puede ser pretratada íntegramente (o identificada como proteína) en el laboratorio.

Generalmente, cuando el hueso es blanco por completo el colágeno carbonizado no se encuentra disponible. Si el hueso es blanco o azul, puede ser posible datarlo utilizando un remanente carbonizado de colágeno. La única manera de saberlo es realizando algún pretratamiento.

No se aplican cargos de cancelación si el hueso carbonizado se considera no apto para datación después de los pretratamientos.

Pretratamiento – Baño intensivo de ácido/álcali/ácido

Un hueso que no ha sido expuesto a calentamiento es pretratado por medio de la extracción de las proteínas de colágeno, el material más confiable para datación en huesos no incinerados.

La preservación y calidad del colágeno almacenado es muy importante. Esto puede evaluarse durante el pretratamiento. Si la calidad del colágeno es buena, el pretratamiento continúa (baños de ácido/álcali/ácido). Si la calidad del colágeno es mala, el laboratorio consulta con el cliente la posible cancelación del análisis.

Después de la evaluación inicial del colágeno, éste es secado para realizar la medición de la razón Carbono-13/Carbono-12. Si el resultado del análisis es aceptable, el laboratorio procede a la datación por AMS. Si no lo es, la datación por AMS puede cancelarse a solicitud del cliente. No se aplican cargos de cancelación si el hueso se considera no apto para datación después de los pretratamientos.

La extracción de colágeno seguida de un baño ácido/álcali/ácido (ultrafiltración a solicitud)

Se trata de huesos que han sido expuestos a temperaturas mayores a 600°C por un tiempo suficientemente largo como para quemar todo el colágeno, las grasas y las proteínas. Estos huesos suelen ser de color blanco; y si se parten, son completamente blancos por dentro también.

Cuando los huesos son sometidos a temperaturas mayores a 600°C, la osteocalcina (apatita) del hueso se convierte en carbonato estructural. Este carbonato óseo es datado. El carbonato estructural es muy resistente al cambio y no se contamina fácilmente una vez que la incineración ha ocurrido, por lo que ha demostrado ser un buen material para datación por AMS.

En ausencia de colágeno carbonizado, existe un método para la datación de la fracción de carbonato en huesos incinerados. Este método fue aceptado y publicado en el año 2000 en la XVII Conferencia Internacional de Radiocarbono. Los estudios muestran una buena concordancia entre el carbonato óseo en huesos altamente calentados y el carbón relacionado. Este método sólo debe llevarse a cabo en ausencia de colágeno, carbonizado o no.

Estudios recientes también revelan que la cantidad de carbonato extraída a partir de diferentes partes del hueso puede ser indicativa de una incineración incompleta. Para probar esto, se realiza la extracción de carbonato en dos partes del hueso. Si los resultados son similares, el laboratorio procede con la datación por AMS. Si la cantidad de carbonato es diferente, el cliente podrá cancelar el análisis o continuar con la datación por AMS de ambas partes para comprobar si la edad es la misma (se aplica el costo de dos análisis).

La datación de la fracción de carbonato en huesos incinerados es recomendada cuando no existe colágeno o colágeno carbonizado. Sin embargo, se debe proceder con cuidado ya que no se puede garantizar la eliminación completa de los carbonatos contaminantes. Si durante el proceso de calentamiento se hubiera logrado la eliminación de todos los carbonatos, el óxido de calcio remanente pudiera haber reaccionado con el dióxido de carbono del combustible. En este caso, la posibilidad de un efecto de la madera antigua derivado del combustible debe tomarse en consideración.