A datação por carbono-14 foi descoberta, nos anos quarenta, por Willard Frank Libby, que recebeu o prêmio Nobel de química de 1960, pelo desenvolvimento dessa técnica. Ele percebeu que a quantidade de carbono-14 dos tecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do tempo. Esta técnica é aplicável à madeira, carbono, sedimentos orgânicos, ossos, ou seja, todo material que conteve carbono 14 em alguma de suas formas.
A necessidade de métodos mais exatos de datação foi sempre patente, pois se tornava necessário encontrar marcos temporais mais bem definidos para poder desenvolver a datação relativa que se desenvolvia por comparações. Nos anos quarenta, o senhor Willard Libby, descobriu que o carbono-14 presente em matéria orgânica morta, se alterava com o passar do tempo a uma determinada velocidade podendo, com este estudo, ser medida e uma data exata determinada. Esta descoberta constituiu uma revolução para as técnicas de datação e o início da datação absoluta, ou seja, a determinação de uma idade exata para um objeto.
Chamam-se datação as técnicas que permitem uma avaliação da idade de fósseis, vestígios, peças ou objetos pertencentes a épocas passadas. As técnicas de datação classificam-se em dois grupos: as relativas e as absolutas. As técnicas relativas simplesmente comparam materiais ou objetos entre si, o que permite a mera classificação cronológica dentro de um conjunto estudado. Dessa forma, durante o séc. XIX, os geólogos conseguiram construir uma escala relativa do tempo. Os métodos absolutos de datação permitem determinar com excelente precisão a idade real, o tempo de existência de peças arqueológicas ou apenas antigas, desde que sejam de origem orgânica ou estejam cronologicamente relacionadas com espécimes orgânicos.
Os átomos de carbono 14 combinam-se com oxigênio para formar dióxido de carbono, que as plantas absorvem naturalmente e incorporam a suas fibras por meio da fotossíntese. Como os animais e humanos comem plantas, acabam ingerindo o carbono 14 também. A relação de carbono normal carbono 12 pela de carbono 14 no ar e em todos os seres vivos mantém-se constante durante quase todo o tempo. Talvez um em cada trilhão de átomos de carbono seja um átomo de carbono 14. Os átomos de carbono 14 estão sempre decaindo, mas são substituídos por novos átomos de carbono 14, sempre em uma taxa constante. Nesse momento, seu corpo tem certa porcentagem de átomos de carbono 14 nele, e todas as plantas e animais vivos têm a mesma porcentagem que qualquer ser humano.
Assim que um organismo morre, ele pára de absorver novos átomos de carbono. A relação de carbono 12 por carbono 14 no momento da morte é a mesma que nos outros organismos vivos, mas o carbono 14 continua a decair e não é mais reposto. Numa amostra a meia-vida do carbono 14 é de 5.700 anos, enquanto a quantidade de carbono 12, por outro lado, permanece constante. Ao olhar a relação entre carbono 12 e carbono 14 na amostra, comparando-a com a relação em um ser vivo, é possível determinar a idade de algo que viveu em tempos passados de forma bastante precisa. Uma fórmula usada para calcular a idade de uma amostra usando a datação por carbono 14 é: t = [ln (Nf/No) / (-0,693) ] x t1/2 em que In é o logaritmo neperiano, Nf/No é a porcentagem de carbono 14 na amostra comparada com a quantidade em tecidos vivos e t1/2 é a meia-vida do carbono 14 (5.700 anos) Por isso, se você tivesse um fóssil com 10% de carbono 14 em comparação com uma amostra viva, o fóssil teria:
t = [ln (0,10)/(-0,693)] x 5.700 anos
t = [(-2,303)/(-0,693)] x 5.700 anos
t = [3,323] x 5.700 anos
t = 18.940 anos de idade
Como a meia-vida do carbono 14 é de 5.700 anos, ela só é confiável para datar objetos de até 60 mil anos. No entanto, o princípio usado na datação por carbono 14 também se aplica a outros isótopos. O potássio 40 é outro elemento radioativo encontrado naturalmente em seu corpo e tem meia-vida de 1,3 bilhões de anos.
Além dele, outros radioisótopos úteis para a datação radioativa incluem:
urânio 235 (meia-vida = 704 milhões de anos);
urânio 238 (meia-vida = 4,5 bilhões de anos);
tório 232 (meia-vida = 14 bilhões de anos);
e o rubídio 87 (meia-vida = 49 bilhões de anos).
O uso de radioisótopos diferentes permite que a datação de amostras biológicas e geológicas seja feita com um alto grau de precisão. No entanto, a datação por radioisótopos pode não funcionar tão bem no futuro. Qualquer coisa que tenha morrido após os anos 40, quando bombas nucleares, reatores nucleares e testes nucleares em céu aberto começaram a causar mudanças, será mais difícil de datar com precisão.
Na apresentação das datas, deve-se acabar com a prática de ‘converter’ as datas determinadas pelo método de C14 expressas em número de anos BP – do inglês before present, antes do presente; o presente, no caso, é o ano de 1950 usada geralmente para exprimir datas históricas. Isto porque os resultados das análises são apresentados sob a forma de probabilidade estatística e com uma determinada margem de erro. A falta de calibração para as datas superiores há 20 mil anos, as baixíssimas concentrações de C14 ainda existentes e os riscos de poluição nas amostras levam as datas determinadas pelas análises nos períodos mais antigos apresentarem margens de erro importantes. A análise por meio do método de C14 é efetiva, normalmente, até datas de 30 mil a 40 mil anos BP, já que, após esse período, a radiação emitida pelo C14 terá sido reduzida a praticamente zero. Por outro lado, em um objeto com, por exemplo, cem anos de idade, a quantidade de radiação emitida não terá diminuído o suficiente para que seja detectada alguma diferença.
Para que o tempo obtido através das análises coincida com o tempo realmente transcorrido desde que um ser vivo morreu, é preciso aceitar mais de uma suposição, a concentração de C14 permanece constante ao longo do tempo; essa concentração é igual em todos os reservatórios de carbono (atmosfera, biosfera, oceanos, rios e lagos); a proporção dos isótopos se mantém constante nos ciclos químicos em que intervém o carbono, com a morte do organismo, cessa o intercâmbio de C14 com o meio.
É por isso que, quando falam do conteúdo de C14 em uma amostra e o expressam em anos, dizem que é uma idade radiocarbônica, que pode estar mais ou menos próxima da idade real, dependendo da situação, do peso de cada uma das variáveis. Estudos baseados na dendrocronologia (que envolvem o estudo das séries anuais dos anéis de crescimento dos troncos das árvores), por exemplo, afirmam que não é possível admitir a constância da concentração de 14C na atmosfera e nos seres vivos. Tais estudos permitem, hoje, que sejam estabelecidas as curvas de variação do C14 no passado e que seja realizada uma calibração das datas radiocarbônicas para a obtenção de datas de calendário até 11 mil anos BP. Outras curvas, realizadas através de resultados de datação por tório/urânio, permitem uma calibração do radiocarbono passado até 20 mil anos BP.
Pelo que podemos ver, a datação através do carbono-14 não deve ser utilizada como algo exato, principalmente por não se conhecer a concentração exata de carbono-14 em tempos remotos. Essa variação pode fazer uma amostra parecer mais velha do que realmente possa ser. É bom ter em mente o que está por trás dos métodos de datação por carbono-14. Uma coisa é medir a quantidade de isótopos presentes em determinada amostra, isso é possível fazer com grande precisão; outra coisa totalmente diferente é extrapolar essa observação para determinar a idade do objeto em questão, isso depende de fatores não observados e não conhecidos que simplesmente se tem de assumir não dá para voltar atrás no tempo até a altura que o objeto começou a se formar e acompanhar o seu desenvolvimento.
Fonte e referências:
DATAÇÃO POR CARBONO – 14
THE CARBON – 14 DATING
Francisco, J.A.S. 1; Lima, A.A.2; Arçari, D.P. 3
1- Discente do 6º Semestre do Curso de Licenciatura em Química – Centro Universitário Amparense - UNIFIA .
2- Química, Doutora em Ciências, Área de concentração: Química Inorgânica, docente do Centro Universitário Amparense – UNIFIA, coordenadora do curso de Química.
3- Biólogo, Mestre em Ciências, docente do Centro Universitário Amparense – UNIFIA, responsável pela orientação Pedagógica e Metodológica.
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