Estudian anillos de árboles para conocer la variación del carbono-14 en México D.F

Los anillos de los árboles son un elemento de gran importancia para los investigadores de variaciones de radiocarbono ya que, todas las plantas absorben carbono-14 (14C) a través de la fotosíntesis y este isótopo radiactivo queda acumulado en la planta. “Dado que cada anillo representa un año de vida del árbol, podemos conocer cómo ha ido variando con el tiempo la concentración de 14C en el aire, estudiando su concentración en los anillos de árboles”, explica uno de los miembros del equipo que ha participado en este estudio, el doctor Santos, responsable del servicio de radiocarbono del Centro Nacional de Aceleradores (CNA).

El carbono tiene tres isótopos: carbono-12, carbono-13 y carbono-14. Los isótopos son átomos del mismo elemento (tienen el mismo número atómico Z -la misma cantidad de protones en el núcleo-) que tienen diferente número másico A (diferente cantidad de neutrones en su núcleo).

El carbono-14 es un isótopo radiactivo del carbono que se encuentra presente en la naturaleza debido a producción cosmogénica y antropogénica, natural y humana, en la atmósfera tras reacciones nucleares entre neutrones, radiación cósmica, y el nitrógeno.

Este carbono-14 se mezcla con los otros isótopos del carbono, es asimilado en forma de CO2 por las plantas, y posteriormente pasa a los animales mediante la cadena trófica (cadena alimentaria), de tal manera que los seres vivos absorbemos constantemente 14C hasta que morimos. De ahí que sea un método de datación para muestras orgánicas y no sirva para las inorgánicas.

El radiocarbono existente en el CO2 atmosférico (14CO2) en zonas urbanas se ha utilizado como un marcador directo para determinar el CO2 derivado de combustibles fósiles y de este modo estimar las emisiones antropogénicas, es decir, debidas al ser humano. Debido a que los combustibles fósiles están libres de 14C como resultado de su edad de varios millones de años, el aumento de las emisiones de CO2 de origen fósil ha alterado la composición de carbono de la atmósfera, más aún, en las zonas urbanas e industriales, donde la concentración de 14CO2 puede ser significativamente menor que en las llamadas “áreas limpias” o de “fondo”, es decir, zonas con más bajo nivel de 14C.

Existe otra causa, ésta de origen humano, que da lugar a modificaciones en las concentraciones de carbono en la atmósfera y se trata de las pruebas nucleares atmosféricas que tuvieron lugar a lo largo de los años 50 y 60 del siglo XX, dando lugar a un aumento de la aportación de 14C al medio ambiente.

El Área Metropolitana de México D.F., con más de 20 millones de habitantes, produce una mezcla compleja de gases y aerosoles procedentes de diversas fuentes, tales como la quema de combustibles fósiles, biomasa y residuos, con una contribución de carácter biogénico significativa.

Teniendo en cuenta la gran cantidad de combustibles fósiles que se consumen en la zona, se esperaría encontrar una dilución 14C significativa en la atmósfera local, sin embargo, un estudio previo mostró anómalos altos niveles de 14CO2 en la atmósfera.

En este estudio, se ha tratado de determinar las variaciones de carbono-14 en la ciudad de México y su área metropolitana estudiando sus variaciones temporales en los anillos de los árboles de Taxodium mucronatum.

Para ello se han analizado anillos de árboles de las zonas de Chapultepec, próxima a D.F, y Amealco, considerada como “zona limpia” o de “fondo”. Los resultados obtenidos muestran una disminución significativa de 14C de acuerdo con la gran cantidad de combustibles fósiles que se consumen en la zona. Sin embargo, es reseñable que la diferencia es mayor en la década de 1960 que en décadas posteriores. Una posible explicación para una mayor disolución del 14C en la década de 1960 que en las siguientes tres décadas podría ser el aumento en las emisiones de 14CO2 debido a la quema de biomasa, la deforestación y el uso del suelo forestal como urbano. Algunas otras fuentes que no pueden ser descartadas han podido ser la incineración de los desechos hospitalarios radiactivos.

La importancia de este estudio radica en que demuestra que el problema es muy complejo y existe la necesidad de completar los análisis de secuencias de anillos de árboles de ambas áreas para reconstruir los cambios anuales y así poder estimar la tendencia histórica de las emisiones, y encontrar una posible explicación para la menor disolución de carbono-14 observada en las últimas décadas. También, a través de otras muestras, se comprueba que hay importantes variaciones de los resultados en función de la localización geográfica.

En este trabajo han participado instituciones tales como la Universidad Nacional Autónoma de México, el Laboratorio Nacional de Dendrocronologia de México y el Centro Nacional de Aceleradores (Universidad de Sevilla-Junta de Andalucía-CSIC).

(CNA/DICYT)