El carbono-14 (¹⁴C) es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones. William Libby determinó un valor para la vida mitad de éste isótopo: 5568 años. Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor de 5730 años. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.

El método de datación radiocarbónica con carbono 14 es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 (¹⁴C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrones cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14 (¹⁴N). Estos procesos de generación-degradación de ¹⁴C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas de manera que la proporción ¹⁴C/¹²C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de ¹⁴C a los tejidos y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en ¹⁴N por decaimiento radiactivo.

El procedimiento desarrollado por Libby en 1947 suponía, por una parte, una gran pureza de las muestras de carbono analizadas y, por otra, que la relación del carbono-14, radiactivo, al carbono-12, era constante a lo largo de los 30000 años pasados en que el método parecía tener garantía.

El periodo de semidesintegración del carbono-14, 5730 años, permitía suponer que con nuevos desarrollos del método podía ampliarse el tiempo en el que es aplicable. Efectivamente, la técnica que combina un acelerador de partículas y un espectrómetro de masas ha aumentado la validez del método hasta unos 45000 años antes de ahora y ello con una precisión de unos pocos cientos de años.

Las dos principales fuentes de error en la determinación pertenecían, una, a la contaminación de la muestra por carbono más reciente, y otra, a la variación comprobada de la relación carbono-14 / carbono-12 originada por las variaciones de la intensidad del campo magnético de la Tierra y por los efectos de las manchas solares en la intensidad de la radiación solar que llega a nuestro planeta.

Estos dos errores han sido corregidos, el primero por ultrafiltración de las fracciones de menor tamaño que componen la muestra y el segundo por el conocimiento de las fluctuaciones del carbono-14, merced a las comparaciones en sedimentos marinos de edades conocidas y a las variaciones de la relación oxígeno-18 / oxígeno-16 de muestras del hielo de Groenlandia.

La curva de calibración aceptada en la actualidad muestra que en el intervalo entre 40000 y 49000 años atrás, la corrección necesaria para obtener datos "reales" es de 3000 - 3500 años a agregar a la obtenida en la determinación experimental. La diferencia entre los datos más modernos aumenta más aún, entre 4000 y 4500 años entre los obtenidos 25000 y 40000 años.

Estos resultados son de gran significación en el conocimiento de cómo se expandieron nuestros antecesores desde África hasta Europa y de las rutas que siguieron, así cómo y cuándo los humanos convivieron con los neandertalenses hasta la desaparición de estos.

Así, desde hace 47000 - 49000 años, en que hay datos del paso de los humanos en Palestina, existe una primaria separación este-oeste en la Turquía asiática y otra segunda en la Turquía hoy europea (hace 46000 años) hacia Rusia 41000 años) y hacia el norte de Europa, vía el valle del Danubio (41000 y 42000 años). Otro camino es el de las costas del Mediterráneo (12000 años) hacia Italia y el norte de España (41000 años) y el sur de Francia, donde confluyen con los del norte de Europa.

Con la datación corregida, se puede establecer que la coexistencia con los neandertalenses fue sólo de 1000 a 3000 años, según las regiones de Europa. La desaparición de los neandertalenses frente a los nuevamente llegados, mejor dotados anatómica y culturalmente, se vio favorecida además por las nuevas condiciones de mayor frío y sequedad del periodo denominado Heinrich-4, que apareció hace unos 40500 años atrás. Los datos de pinturas en cuevas y de técnicas para el uso de huesos, cornamentas y marfil aparecieron, según las edades corregidas, hace 36000 años atrás.