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segunda-feira, 2 de outubro de 2017

Desvendando a datação por carbono 14

Por:
Alejandra Viviescas 
 mariale88@gmail.com
Com certeza você já ouviu que resíduos orgânicos como múmias, pedaços de madeira, etc, encontrados em uma escavação arqueológica, foram datados usando a técnica do carbono 14. Esta técnica é amplamente utilizada para datações deste tipo, isto é, para determinar a idade de um artefato arqueológico. Mas como ela funciona?

Primeiro temos que saber que o carbono é um dos elementos mais abundantes no nosso planeta e que ele está presente em todos os seres vivos. Mas, nem todos os átomos de carbono são iguais entre si.

Os átomos de carbono são caracterizados por possuírem 6 prótons em seu núcleo. Entretanto, o número de nêutrons pode variar. Na Terra o carbono pode ser encontrado em três formas, ou isótopos, dependendo do número de nêutrons que cada átomo tem dentro de seu núcleo, como mostra a figura abaixo. O carbono 14, que tem 8 nêutrons no seu núcleo, é o menos abundante, sendo que apenas 1 por cada 10 bilhões de átomos de carbono no planeta é carbono 14.

Representação dos átomos dos isótopos de carbono e suas quantidades relativas no nosso planeta.

Em termos biológicos não há diferença entre os isótopos de carbono, os três são igualmente incorporados nos diferentes organismos, ou seja, as proporções das formas de carbonos encontradas nos seres vivos são as mesmas do que na atmosfera.

Porém, essas proporções podem mudar com o tempo, porque o núcleo dos átomos de carbono 14 é instável. Devido a um processo conhecido como desintegração beta um átomo de carbono deixa de ser carbono, e passa a ser um átomo de nitrogênio. Este processo é demorado, são necessários 5730 anos para que a metade de carbono de uma determinada amostra se transforme em nitrogênio. O interessante aqui, é que há uma relação entre a quantidade de carbono 14 e o tempo que passou, desde que o carbono foi incorporado no organismo.


Esquema da degradação do Carbono 14 em nitrogênio ao longo do tempo.
Agora, já sabemos qual é a proporção de carbono nos organismos vivos e qual é a taxa com a qual ele é convertido em nitrogênio.

Desta forma, podemos entender como é feita a datação baseada neste átomo: a técnica "espectrometria de massas", que é capaz de nos informar a quantidade de átomos em uma amostra orgânica (como por exemplo, um pedaço de osso), é utilizada para fornecer a quantidade de carbono que está presente em uma determinada amostra. Sabendo a quantidade inicial, final e a taxa de decomposição do carbono 14, podemos calcular o tempo transcorrido desde que este foi fixado no organismo.

Esquema da medição de carbono 14 numa amostra para calcular sua idade.

A datação por carbono 14 é muito usada na arqueologia, mas ela tem uma limitante: após aproximadamente 50.000 anos a quantidade de carbono 14 é tão baixa que já não pode ser medida, ou seja, amostras mais antigas do que isso não podem ser datadas por carbono 14, nesse caso outras aproximações são necessárias.

Outra curiosidade é que o carbono 14 não pode ser usado para datar amostras que tenham existido após 1955, devido à grande quantidade de testes nucleares, que causou um aumento artificial do carbono 14 na atmosfera, e não podemos assumir que sua quantidade inicial num organismo é constante.

Sobre a autora: Bióloga e mestre em biologia pela Universidade Nacional da Colômbia, estudante de Doutorado em Ciências Biológicas (Genética) pela UNESP-Botucatu. Editora desta página de divulgação científica. 


Imagens originais retiradas e adaptadas de:
http://www.earth.northwestern.edu/individ/seth/107/Time/isotopes.html
http://cienciadesofa.com/2015/04/como-datamos-las-cosas-carbono-14-y-otros.html
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