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Eduardo Casanova

El carbono 14. Primera parte. La energía que modificó el contenido de carbono 14 en la Sábana Santa

Decidimos dedicar dos notas separadas al tema del C14 en la Sábana Santa, no tanto por su valor de datación (tema que ya es anacrónico), sino por cuanto permite una mejor interpretación acerca de la impronta registrada en la tela, a modo de un negativo fotográfico. Fuera de que en el siglo XIII no existía la tecnología fotográfica para conseguirlo, tampoco existen hoy los medios necesarios para producir, en un tejido de lino, semejante imagen tridimensional. Sin embargo, sigue siendo necesario profundizar en el fenómeno físico-químico que aumentó en la Síndone la proporción de C14 sobre la cantidad de carbono 12. Para ello hemos de referirnos al concepto de esta sustancia química y de su isótopo, que es el carbono 14. La explicación, que puede ser algo árida y difícil, refuerza el propósito de dividir el tema en dos notas.

La relación entre las diversas sustancias químicas

Cuando Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1908) publicó la Tabla Periódica de los Elementos en 1867, revolucionó el modo en que se entendía el cosmos. Se desmentía a Kant en su visión del universo como un caos desordenado (al que llamó noúmeno). Por el contrario, existía un ordenamiento tan perfecto y predeterminado en la Naturaleza, que permitía predecir las propiedades físico-químicas de sustancias aún no descubiertas, que aparecían como “lugares vacíos” de la Tabla. Bajo la influencia de Kant, la pretensión de Mendeleiev parecía un despropósito, y se le puso en ridículo. Sin embargo, pocos años después, cuando se descubrió el galio, Mendeleiev envió una nota a su descubridor diciéndole que debía corregir las propiedades físico-químicas publicadas para el galio, no coincidentes con las publicadas para ese “lugar vacío” de la Tabla. Planteaba que la muestra de galio estaba seguramente contaminada con otras sustancias que falseaban esos parámetros. Ello fue confirmado.

El ordenamiento de los elementos había permitido a Mendeleiev asignar a cada sustancia un símbolo químico (de una o dos letras), con un número en la Tabla, el número atómico, que es igual al número de electrones (partículas con carga negativa, e igual también al número de protones (partículas con masa 2.000 veces mayor que los electrones, con carga positiva), que se encuentran en el núcleo. Abajo y a la derecha del símbolo químico se suele escribir su masa atómica, que está dada por la suma de los protones y los neutrones (partículas de igual masa que los protones, pero con carga neutra, también contenidos en el núcleo).

Cada sustancia tiene sus caracteres físico-químicos (punto de fusión, ebullición, etc.) definidos por su número atómico. Sin embargo, un átomo de una misma sustancia puede tener diferente masa atómica, si contiene un mayor número de neutrones en su núcleo. En este caso, como ocupa el mismo lugar en la Tabla (con las mismas propiedades físico-químicas), se llama isótopo (de iso-igual, topo-lugar). En el caso del carbono 12 (C12), su isótopo (con dos neutrones más), es el carbono 14 (C14).

Los neutrones pueden concebirse como partículas compuestas por un protón más un electrón. Este electrón puede llegar a salir del núcleo (en cuyo caso se llama partícula beta), y transforma el neutrón en un protón. Al ser irradiado como partícula beta, queda en órbita con el resto de los electrones de ese átomo. Eso es lo que ocurre con los isótopos, que al irradiar partículas beta modifican su número atómico porque modifican su número de protones y electrones. En el caso del C14, “forma inestable” (o isótopo) del C12, cuando emite una partícula beta, pasa de tener 6 protones, 6 electrones y 8 neutrones, a tener 7 protones, 7 electrones y 7 neutrones. De esta manera pasa de ocupar el lugar 6 en la Tabla, a ocupar el lugar 7, que es el que corresponde al nitrógeno (N), que es un elemento estable con masa 14 (dada por 7 protones más 7 neutrones).

La “forma estable” del carbono (C) es el C12, que cuenta con 6 electrones en órbita, en equilibrio con 6 protones nucleares, y tiene una masa 12 porque cuenta con 6 protones y 6 neutrones. El C12 ocupa el mismo lugar en la Tabla (porque tiene 6 protones y 6 electrones), pero es una “forma inestable” de carbono, por su masa 14, dada por 6 protones más 8 neutrones, y porque tiende a modificar uno de sus neutrones para dar origen a un séptimo protón y un séptimo electrón en órbita, luego de irradiar una partícula beta. De sus dos neutrones supernumerarios queda sólo con uno, pasando de 8 a 7 neutrones, con 7 protones y 7 electrones, pasando del lugar 6 al lugar 7 en la Tabla, que corresponde al nitrógeno (N), y no al carbono (C).

Aunque otros elementos químicos también tienen isótopos, nos referiremos sólo al carbono, que en su “forma estable” es el C12 y en su “forma inestable” es el C14.

La “inestabilidad” del C14 se relaciona con el tiempo, por una relación bastante precisa, para que el isótopo pierda un neutrón de más. El tiempo que se tarda para que una sustancia pierda la mitad de sus átomos inestables se denomina vida media del isótopo, que para el caso del C14 es de 5.000 años. Al cabo de ese tiempo la mitad de los isótopos de C14 se habrán transformado en N, determinando un aumento relativo de átomos de C12.

Dado que desde el punto de vista químico el carbono es como el “esqueleto atómico” de los seres vivos (el elemento constitutivo fundamental), la cantidad de C14 se utiliza para medir el tiempo transcurrido desde la muerte de ese ser vivo hasta el presente.

Durante su vida los seres biológicos intercambian átomos de carbono entre su organismo y el medio ambiente. En ese intercambio se mantiene constante la proporción de C14 del organismo, en equilibrio con el C14 del entorno. Con la muerte, al cesar ese intercambio, el organismo ya no incorpora a su organismo ni C12 ni C14. De allí en más irá disminuyendo la proporción de C14 y aumentando la de C12. Por ejemplo, en los derivados del petróleo, obtenido de fósiles muy antiguos, será mínima la proporción de C14 y máxima la de C12.

Para entender este proceso hemos de conocer el mecanismo por el cual se pasa de N a C14, y luego de C14 a N. Como veremos, existe un mecanismo natural que relaciona a los seres vivos con la energía solar, y que a su vez está influido por otras fuentes de energía que modifican esa ecuación básica.

El ciclo de nitrógeno a carbono y de carbono a nitrógeno

En la capa atmosférica externa la energía solar actuando sobre los átomos de nitrógeno (80% del aire), lleva a introducir un electrón en órbita del N al interior del núcleo. Ello provoca que se pase de tener 7 protones, 7 neutrones y 7 electrones, a 6 protones, 8 neutrones y 6 electrones, porque uno de sus 7 protones captó el electrón, que ya no está en órbita (bajando los electrones en órbita de 7 a 6), y el protón que captó el electrón se transformó en el octavo neutrón. El nuevo elemento es carbono, porque tiene número atómico 6, pero se trata de C14 (isótopo del C12), que en el aire atmosférico se une al oxígeno, formando anhídrido carbónico (CO2).

Simultáneamente, en la superficie de la tierra, los vegetales absorben en su estructura anhídrido carbónico (CO2), parte del cual contiene C14, que pasa a integrar el cuerpo vegetal. El C14 es también incorporado al cuerpo de animales y humanos que se alimentan de vegetales. Como vimos, la incorporación de C14 y el equilibrio con el entorno finaliza con la muerte.

Con el cese de absorción de C14, por el proceso descrito en el parágrafo anterior, los seres biológicos comienzan a “perder” C14, que se va transformando en N, cerrando así el ciclo iniciado en la alta atmósfera.

Si bien el tiempo en que tarda el isótopo del carbono (el C14) para transformarse en N es bastante preciso, se ha comprobado que distintas emisiones de energía son capaces de modificar esa medida, debido a que en la superficie de la tierra diferentes emisiones de energía producirían un fenómeno similar al de la alta atmósfera para producir C14. Ello se comprobó por ejemplo en caparazones de caracoles y en antiguos cuernos de vikingos, luego de someterlos a intensa radiación. Lo mismo ocurría al examinar cortezas de árboles presentes a los costados de carreteras muy transitadas, luego de ser sometidas a la irradiación continuada procedente de los vehículos en tránsito. Todo ello les daba un contenido de C14 superior al esperado.

Las fibras vegetales con que se tejió la Sábana Santa pertenecieron a un vegetal, el lino, que fue segado hace más de 2.000 años. Sin embargo, su contenido de C14 es de un 10% a un 15% inferior a lo esperado para esa época. Ello podría deberse a la energía que “talló” con precisión micrométrica la figura que aparece sobre la tela. Esa energía seguramente fue capaz de disminuir el contenido de C14, igual a lo que sucede al irradiar otros materiales biológicos.

Si tenemos presente que la emisión de partículas beta que parten del C14, no es otra cosa que la corriente electrónica que va desde el núcleo a la periferia de los átomos de carbono, parece lo más razonable plantear que la fuente emisora sea la figura que quedó grabada tridimensionalmente en la Sábana Santa. Como veremos, cualquier otra explicación carecería de fundamento. Más aún, puede estimarse que para obtener la figura en la Síndone alcanzó con la radiación del 10 al 15% de la totalidad del C14 disponible en el cuerpo emisor de la radiación: es el porcentaje que equivale el exceso esperado de C14. Ésa fue la energía radiante, radioactiva, requerida para grabar la figura con los detalles hoy comprobados en la tela de Turín.

Dado que más de 500 testigos fiables vieron a Jesús de Nazaret vivo luego de su sepultura; y dado el coágulo cadavérico registrado en la Sábana Santa, las posibilidades para explicar ambos fenómenos se acotan: coinciden con el sepulcro vacío de un Cuerpo nunca hallado.

Sobre estas pautas analizaremos en una próxima nota, el significado del C14 en la Sábana Santa.

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