¿Que son los isótopos estables?
Casi todos los elementos químicos conocidos (carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, etcétera) existen en varias formas que difieren en el número de neutrones en su núcleo, a estas formas se las llama isótopos. Algunas de estas formas son inestables y sufren decaimiento radioactivo; quizás el mas famoso sea el 14C (carbono-14) que se utiliza para datar fósiles y objetos arqueológicos. Otros isótopos no decaen en forma radioactiva (o no se ha observado su decaimiento) y por lo tanto son llamados estables. El número de isótopos estables varia en cada elemento, hay ciertos elementos que solo existen en una solo forma estable y otros poseen mas de un isótopo estable.
La diferencia en el numero de neutrones les confiere distinto masa. Por ejemplo, el isótopo estable oxígeno-16 (16O) posee 8 neutrones y 8 protones, mientras que el isótopo oxígeno-18 (18O) posee 10 neutrones y 8 protones. Esta diferencia de dos neutrones en el núcleo produce que el 18O sea un poquito mas pesado. Esta diferencia en la masa (peso) de los isótopos produce que los isótopos se comporten de manera distinta en reacciones químicas y físicas. Básicamente los isótopos mas livianos tienden a reaccionar de forma mas rápida, generando una separación, que se denomina fraccionamiento o discriminación isotópica.
En la naturaleza, la abundancia de los isótopos de un elemento está sesgada hacia uno de los isótopos, por lo general el de menor número de neutrones (el "liviano"). Entonces el isótopo mas abundante corresponde al mas liviano y el isótopo "raro" al mas pesado. Dado que la abundancia del isótopo "raro" es muy baja y dado que es mas fácil medir tasas relativas de isótopos que sus abundancias absolutas es que trabajamos con la notación δ (delta). Esta notación representa diferencias en la tasa de isótopos de una muestra con respecto a un material conocido estándar y se expresa de la siguiente forma (como ejemplo usemos el carbono):
δ13C = ((Rmuestra / Restándar) -1 ) x 1000
donde R representa la tasa del isótopo pesado con respecto al liviano, 13C/12C en el ejemplo, tanto para la muestra como para el material estándar. Por definición los estándares internacionales tienen un valor δ igual a cero. Esto no quiere decir que su R sea cero, si no que se a definido a su δ como cero. La multiplicación por 1000 se hace para generar valores mas manejables y por lo tanto se obtiene la unidad por mil (‰).
δ13CLos valores de isótopos de carbono dependen específicamente de la dieta. Valores más altos de carbono se asocian al consumo de dietas ricas en plantas C4 y/o con un componente marino importante. En cambio, los valores más bajos de carbono se asocian al consumo de plantas C3 o de consumidores de estas. Mientras que la relación de los isótopos estables del carbono (13C/12C) de la fracción orgánica de los tejidos (colágeno en hueso, dentina en diente) informa sobre la contribución proteica (π) a la dieta, la relación de los isótopos estables del carbono (13C/12C) de la fracción inorgánica de los tejidos (apatita en hueso, esmalte en diente) informa sobre el promedio de la dieta total del individuo. Cabe aclarar que las mediciones realizadas en dientes representan la dieta del individuo en su infancia o adolescencia mientras que en hueso reflejan la dieta del individuo en sus últimos años de vida. |
δ18O
Los valores de isótopos de oxígeno (δ18O) del agua superficial y disponible para consumo se encuentran influenciados por factores ambientales y geográficos que dan forma a su variación espacial. La precipitación es una variable ampliamente influyente en la abundancia de isótopos de Oxígeno en el agua en superficie disponible para consumo. Por lo tanto, a partir de mediciones de 18O en precipitación y conociendo su distribución geográfica, se puede predecir la variabilidad isotópica esperada en una región. La relación 18O/16O en agua de precipitaciones y agua superficial disponible para el consumo(dw), y la de agua consumida con los tejidos humanos es lineal. Es decir que los valores de uno u otro se pueden transformar a través de regresiones empíricas lineales. Por lo tanto, la variación de valores de □18O de agua superficial consumida se puede utilizar para predecir la ubicación de las fuentes de consumo utilizadas por los individuos en el pasado, o en el presente.