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Los arqueólogos utilizan el análisis isotópico para determinar desplazamientos demográficos y tipos de alimentación a partir de huellas químicas en antiguos restos humanos.

A partir de las huellas químicas de una antigua muestra ósea, los arqueólogos pueden deducir muchísimos datos, desde la alimentación del ser humano en particular hasta los desplazamientos demográficos a gran escala. El análisis de isótopos estables y el estudio de los matices de los elementos en los materiales arqueológicos puede revelar una gran cantidad de información acerca del clima, la dieta y los orígenes geográficos de los huesos y otros materiales.

El estudio de isótopos estables analiza los isótopos —átomos con neutrones de más o de menos— de los diferentes elementos. A diferencia de los isótopos inestables como el carbono 14, que se degrada con el paso del tiempo, los isótopos estables no se degradan. Se conocen más de 250 isótopos estables y se sabe que se encuentran en los 80 de los primeros 82 elementos de la tabla periódica. Estos isótopos pueden hallarse en compuestos orgánicos e inorgánicos y su distribución respecto a los demás constituye una especie de firma.

Resolver misterios antiguos
En la década de 1970, el arqueólogo Nikolaas van der Merwe descubrió un esqueleto que no se parecía a ninguno de los otros que había en el sitio sudafricano que estaba excavando. Junto con el físico de isótopos John Vogel y el paleoantropólogo Philip Rightmire, decidió aplicar nuevas técnicas científicas con isótopos. El análisis reveló que el antiguo humano había tenido una dieta diferente a la de otros hallados durante la excavación, lo que sugería interacciones insospechadas entre los cazadores recolectores -como las personas descubiertas en el sitio- y los agricultores de la región.

Posteriormente, Van der Merwe y Vogel utilizaron el análisis de isótopos estables en materiales arqueológicos de los Estados Unidos para demostrar que el maíz se había introducido en la región de los bosques del este de América del Norte cerca del año 1.000 d.C.

Las firmas isotópicas son muy útiles para los investigadores. Por ejemplo, las plantas absorben isótopos estables de carbono 12 y carbono 13, que tienen una proporción constante entre sí en la atmósfera terrestre. Esa proporción se transmite a las plantas a través del suelo y del agua que absorben. Durante la fotosíntesis, la cantidad de agua, luz solar y otros factores modifican la proporción de los isótopos de carbono de las plantas.

Existen tres categorías de proporciones de carbono para la fotosíntesis de plantas: C3, C4 y CAM. Cada una informa a los investigadores algo sobre el lugar donde se cultivaron las plantas y qué tipo de condiciones ambientales debieron enfrentar. Cuando los animales ingieren plantas, estas pasan a formar parte de sus cuerpos. A su vez, el análisis de la cantidad de carbono en el pelo, los dientes y los huesos de los animales muestra la proporción de isótopos de carbono que contienen las plantas que consumieron.

Esto puede revelar los tipos de fotosíntesis que se llevaron a cabo, lo que indica qué tipos de plantas consumió un organismo y qué condiciones medioambientales las produjeron. Los isótopos también pueden indicar las condiciones meteorológicas a las que estuvo expuesto un individuo (las personas que viven en entornos áridos, por ejemplo, contienen más nitrógeno 15) o sugerir cómo se desplazaban las poblaciones.

Instantáneas temporales
Otros isótopos revelan todo tipo de información sobre materiales arqueológicos. Los isótopos de estroncio se absorben en los dientes, lo que brinda una especie de instantánea para saber dónde ha vivido un individuo durante su infancia. Por otro lado, las células óseas se renuevan constantemente, y acumulan firmas de estroncio que indican los lugares donde vivió el individuo más adelante.

Establecer una comparación entre ambos puede revelar los desplazamientos de una persona a lo largo de su vida o demostrar que un individuo no nació en el lugar donde lo encontraron. Y los isótopos de nitrógeno pueden revelar qué edad tenía un niño o niña cuando empezó a consumir alimentos sólidos.

Hoy los isótopos estables se emplean para estudiar una gran variedad de materiales, desde huesos hasta residuos de alimentos hallados en recipientes. También se emplean para identificar el origen de metales diferentes.

Pero no todo el color de rosa en relación con el análisis de isótopos: es caro, la técnica no funciona en materiales quemados y se debe ser muy cuidadoso para evitar la contaminación. Además, cuanto más antiguo es el espécimen, menos información se puede extraer de él, ya que el colágeno de los huesos se descompone pasados los 50.000 años. Así y todo, los átomos pueden revelar mucha información sobre los orígenes y los comportamientos de las personas cuyas tumbas se han convertido en yacimientos arqueológicos.