Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Física y Arqueología

Jacques Anatole François Thibault (1844-1924), con el seudónimo de Anatole France, premio Nobel de Literatura en 1921,posiblemente fue el mejor escritor francés de finales del siglo XIX y principios del XX. En El lirio rojo, podemos leer una de sus atinadas frases: "El pasado es la única realidad humana. Todo lo que es, ha pasado".

En estos comienzos del siglo XXI en los que nos encontramos parece como si rebrotase la obsesión de conocer mejor nuestro pasado, satisfaciendo nuestra necesidad de saber, buscando una mayor profundidad en nuestro sentido de identidad a fin de contar con una perspectiva más sólida desde la cual podamos afrontar nuestro futuro. Por ello, no es extraño que se sucedan los libros y los programas televisivos que hacen referencia a nuestro pasado más remoto.

EJEMPLOS. A veces hemos repetido que no hay ciencias sino Ciencia y el ejemplo de hoy es muy representativo. Se trataría de de examinar, aunque sea muy superficialmente, las interrelaciones entre la Física y la Arqueología, colaborando en la búsqueda de una visión más nítida de nuestro pasado. Para ello, vamos a describir algunas de las técnicas que han permitido en los últimos tiempos llegar a conclusiones tan diversas como las siguientes: La Sábana Santa no era una reliquia genuina de los tiempos de Cristo; unos 3500 años a.C. nuestros antepasados utilizaban en su alimentación tostadas de pan; los restos de esqueleto homínido hallado en Sterkfontein, en Sudáfrica, poseen una antigüedad de unos 3,4 millones de años; sin necesidad de realizar excavaciones se ha realizado el trazado de los restos ocultos de Cornoviorum, la cuarta mayor ciudad romana de Gran Bretaña; se han hecho diagramas tridimensionales de diversas muestras enterradas, etcétera.

Sin duda, la técnica física más conocida y popular es la de la datación mediante carbono-14. En 1946 Willard Libby, de la Universidad de Chicago, predijo que todos los seres vivos absorbían el escaso isótopo radiactivo Carbono-14 de la atmósfera. El proceso se interrumpía con la muerte del animal o planta, a partir de lo cual comenzaba la lenta desintegración del C-14, con una vida media de 5730 años. La medida de la actividad radiactiva residual de una muestra podría, pues, indicar el momento de su muerte. Efectivamente, el equipo de Libby aplicó el sistema a diversas muestras arqueológicas y, por ello, obtuvieron el Premio Nobel de Química de 1960.

La mejora de los métodos analíticos, el uso de otros isótopos, y su combinación con otras técnicas han permitido precisiones como la de aclarar que la zanja circular de Stonehenge fue cavada entre los años 3020 y 2910 a.C. o que un original círculo de madera en las playas de Norfolk data de entre abril y junio del 2040 a.C.

TÉCNICAS. Hace algo más de dos décadas se iniciaron las aplicaciones arqueológicas de los aceleradores de espectrometría de masas (AEM), una técnica bien conocida en la física nuclear. En la AEM la muestra se convierte primero en grafito y se bombardea con iones de cesio, lo que causa la liberación de iones de carbono, los cuales son acelerados a altas velocidades a través de campos magnéticos y su trayectoria se modifica en ángulos que son proporcionales a su peso atómico. Ello permite la utilización de muestras originales mucho más pequeñas y que se pueda realizar la separación y medida individual de los isótopos de carbono-12, C-13 y C-14. Así se pudo saber que la Sábana Santa era medieval, más concretamente fechada entre los años 1220 y 1280.

Estas mismas técnicas de AEM se están utilizando para la investigación de los restos de comidas y bebidas en las vasijas recuperadas, lo que está proporcionando una información valiosísima sobre los modos de vida de nuestros ancestros.

Existen otros métodos de datación que dependen indirectamente de la radiactividad y se basan en fenómenos de luminiscencia o de resonancia electrónica de spin (RES). En el caso de la luminiscencia se mide la energía de los electrones que quedan atrapados en la estructura cristalina del objeto arqueológico. Tales electrones han sido ionizados por radiaciones procedentes de los elementos radiactivos de la muestra o sus alrededores, o bien han sido atrapados debido a irregularidades de la estructura cristalina. En todo caso el calentamiento de la muestra o su intensa iluminación va liberándolos y cuando el proceso finaliza es como si el "reloj termoluminiscente se pusiese a cero". El análisis del proceso proporciona dataciones no muy precisas pero que se extienden más allá de los 50.000 años que constituyen el límite para el C-14.

En el caso del uso de técnicas RES se mide la respuesta de la energía electrónica atrapada en la muestra frente a la acción de radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia, en presencia de un campo magnético. Esta técnica ha sido útil en la datación de homínidos de hace unos 100.000 años.

MÁS. El campo magnético terrestre también participa en diversas mediciones arqueológicas. Una de las técnicas de datación arqueomagnética se basa en los efectos de ese campo magnético sobre los materiales magnéticos enfriados por debajo de la conocida como temperatura de Curie. Los cambios de polaridad en el capo magnético de la Tierra también han servido para estudios de datación de fósiles de homínidos como los anteriormente citados de Sterkfontein.

En cuanto a los métodos geofísicos de inyectar en los terrenos energía en forma de diversos tipos de ondas y estudiar su interacción y comportamiento, están obteniendo variados y excelentes resultados. En los métodos activos se inyecta la energía (sísmica, electromagnética, resistencia mecánica) y se analizan las respuestas superficiales. En los métodos pasivos (magnetometría, gravedad) se cuantifican las propiedades físicas existentes en el lugar.

Como ejemplo simplificador, se pueden introducir una serie de electrodos en el subsuelo e inyectar una pequeña corriente eléctrica a fin de medir la resistencia. La corriente eléctrica no atravesará los depósitos arqueológicos, a menos que sean porosos, pero si se propaga a través de los iones minerales disueltos en la humedad presente en el suelo. Los instrumentos modernos, con el auxilio de microprocesadores y aplicaciones derivadas de las médicas de la tomografía computadorizada, son capaces de traducir las medidas en forma de imágenes precisas de los materiales enterrados en el subsuelo.

En el caso de las medidas magnéticas usadas para descubrir la ciudad romana enterrada de Cornoviorum, más de tres millones de mediciones permitieron disponer de un mapa claro y detallado de carreteras, edificios y zonas industriales que siguen permaneciendo invisibles al ojo humano bajo los verdes pastos de la comarca.

En los próximos años se esperan cambios instrumentales y metodológicos muy importantes, por lo que la tradicional imagen de los arqueólogos con palas y picos se irá sustituyendo paulatinamente por la de investigadores usando complejos equipos científicos. En todo caso, lo que siempre permanecerá es la inquietud permanente del homo sapiens por conocer su origen, su historia, su pasado.