Você provavelmente já viu ou leu novas histórias sobre artefatos antigos fascinantes. Em uma escavação arqueológica, um pedaço de ferramenta de madeira é desenterrado e o arqueólogo descobre que são 5, 000 anos. Uma múmia criança é encontrada no alto dos Andes e o arqueólogo diz que a criança viveu mais de 2 anos, 000 anos atrás. Como os cientistas sabem quantos anos um objeto ou restos humanos têm? Que métodos eles usam e como funcionam esses métodos? Neste artigo, vamos examinar os métodos pelos quais os cientistas usam a radioatividade para determinar a idade dos objetos, mais notavelmente datação por carbono-14 .
A datação por carbono 14 é uma forma de determinar a idade de certos artefatos arqueológicos de origem biológica até cerca de 50, 000 anos. É usado na datação de coisas como ossos, pano, madeira e fibras vegetais que foram criadas em um passado relativamente recente por atividades humanas.
Raios cósmicos entram na atmosfera terrestre em grandes números todos os dias. Por exemplo, cada pessoa é atingida por cerca de meio milhão de raios cósmicos a cada hora. Não é incomum que um raio cósmico colida com um átomo na atmosfera, criando um raio cósmico secundário na forma de um nêutron energético, e para esses nêutrons energéticos colidirem com átomos de nitrogênio. Quando o nêutron colide, um nitrogênio-14 (sete prótons, sete nêutrons) átomo se transforma em um átomo de carbono-14 (seis prótons, oito nêutrons) e um átomo de hidrogênio (um próton, nêutrons zero). O carbono-14 é radioativo, com meia-vida de cerca de 5, 700 anos.
Para obter mais informações sobre raios cósmicos e meia-vida, bem como o processo de decaimento radioativo, veja Como funciona a radiação nuclear.
Os átomos de carbono 14 que os raios cósmicos criam se combinam com o oxigênio para formar dióxido de carbono, que as plantas absorvem naturalmente e incorporam às fibras vegetais por fotossíntese. Animais e pessoas comem plantas e absorvem carbono-14 também. A proporção de carbono normal (carbono-12) para carbono-14 no ar e em todos os seres vivos em um determinado momento é quase constante. Talvez um em um trilhão de átomos de carbono seja carbono-14. Os átomos de carbono-14 estão sempre decaindo, mas eles estão sendo substituídos por novos átomos de carbono-14 a uma taxa constante. Neste momento, seu corpo tem uma certa porcentagem de átomos de carbono-14 nele, e todas as plantas e animais vivos têm a mesma porcentagem.
Assim que um organismo vivo morre, ele para de absorver novo carbono. A proporção de carbono-12 para carbono-14 no momento da morte é a mesma que qualquer outra coisa viva, mas o carbono-14 se decompõe e não é substituído. O carbono-14 decai com sua meia-vida de 5, 700 anos, enquanto a quantidade de carbono-12 permanece constante na amostra. Ao olhar para a proporção de carbono-12 para carbono-14 na amostra e compará-la com a proporção de um organismo vivo, é possível determinar a idade de um ser outrora vivo com bastante precisão.
Uma fórmula para calcular a idade de uma amostra por datação por carbono 14 é:
t =[ln (N f / N o ) / (-0,693)] x t 1/2
onde ln é o logaritmo natural, N f / N o é a porcentagem de carbono-14 na amostra em comparação com a quantidade no tecido vivo, e T 1/2 é a meia-vida do carbono-14 (5, 700 anos).
Então, se você tivesse um fóssil com 10 por cento de carbono-14 em comparação com uma amostra viva, então esse fóssil seria:
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
Como a meia-vida do carbono-14 é 5, 700 anos, só é confiável para objetos de namoro até cerca de 60, 000 anos. Contudo, o princípio da 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 bilhão de anos. Outros radioisótopos úteis para 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 Rubídio-87 (meia-vida =49 bilhões de anos).
O uso de diversos radioisótopos permite a datação de amostras biológicas e geológicas com alto grau de precisão. Contudo, a datação por radioisótopos pode não funcionar tão bem no futuro. Qualquer coisa que morre após os anos 1940, quando bombas nucleares, reatores nucleares e testes nucleares a céu aberto começaram a mudar as coisas, será mais difícil datar com precisão.
Originalmente publicado:3 de outubro de 2000
