Il principio della datazione al radiocarbonio si basa sul fatto che una piccola parte del carbonio nell’anidride carbonica presente nell’atmosfera è costituito dall’isotopo radioattivo ¹⁴C. La restante parte è costituita che dagli isotopi stabili ¹³C e ¹²C.  I processi vitali delle piante e degli animali che utilizzano l’anidride carbonica fanno sì che, mentre sono in vita, gli organismi assorbano tracce di ¹⁴C. Quest’assorbimento cessa con la morte dell’organismo.  Durante la vita dell’organismo, il rapporto tra la concentrazione dell’isotopo radioattivo con gli isotopi stabili è uguale a quello dell’atmosfera.

Con la morte, il carbonio presente nell’organismo non è più rinnovato dai processi biologici. Mentre il ¹³C e il  ¹²C rimangono stabili, il ¹⁴C si trasforma in ¹⁴N per decadimento beta. Questo determina una diminuzione nel tempo della concentrazione relativa di ¹⁴C rispetto a ¹²C e ¹³C, che avviene attraverso una legge nota.

Questo consente di utilizzare la concentrazione di ¹⁴C nei reperti archeologici e geologici per determinare l’età del reperto.

La maggior parte degli esperti ritengono che il limite di applicabilità di questo metodo sia di 50.000 anni, periodo oltre il quale la concentrazione di ¹⁴C diventa troppo piccola per essere utilizzabile.

Tuttavia, il metodo, per essere applicabile, deve tener conto del fatto che la concentrazione di ¹⁴C presente nell’organismo alla sua morte è quella dell’atmosfera dell’epoca, che è diversa da quella di oggi. Infatti, la concentrazione di ¹⁴C dipende da fattori come la fluttuazione della radiazione solare e le variazioni del campo magnetico terrestre, che influenzano la ricombinazione del ¹⁴N con neutroni termici che determina la produzione di ¹⁴C.

Per tener conto di questo fatto, è necessario utilizzare una curva di calibrazione. La curva è sviluppata da un gruppo di lavoro internazionale, costituitosi negli anni ’80, denominato INTCAL.

Per epoche fino a 12.000 anni fa, la curva è stata costruita utilizzando le curve d’accrescimento dei tronchi d’albero dell’emisfero settentrionale, che forniscono una correzione dell’errore estremamente accurata. Per epoche più antiche, in cui gli anelli di accrescimento non sono disponibili, i ricercatori sono dovuti ricorrere a diverse fonti di informazione sui livelli arcaici di CO₂, come i foraminiferi fossili e i coralli. Sulla base di questi dati, nel 2004 la curva di calibrazione è stata estesa fino a 26.000 anni fa.

Ora, dopo cinque anni di lavoro in cui sono state aggiunte nuove e più accurate sorgenti di dati e grazie all’applicazione di tecniche statistiche avanzate, è stato possibile estendere la curva fino a 50.000 anni fa, cioè fino a quello che attualmente è considerato il limite estremo di applicabilità del metodo della datazione al radiocarbonio.

La nuova curva di calibrazione è di notevole importanza, ad esempio, nello studio dell’evoluzione e delle migrazioni umane.

Per approfondire:

• L’abstract dell’articolo su Radiocarbon in cui è stata pubblicata la curva IntCal09
• Una introduzione al metodo della datazione al radiocarbonio dall’Università di Oxford

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